Nghiên cứu thiết kế và chế tạo một số phụ kiện thuỷ lực của giàn chống thuỷ lực di động có lực chống đến 320 tấn

Chính vì vậy, dựa vào hiện trạng thiết bị và công nghệ kết hợp với những vấn đề đặt ra trước mắt, Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV đề xuất đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo một số

Bộ công thương Tập đoàn công nghiệp than-khoáng sản việt nam

viện cơ khí năng lượng và mỏ-tkv

báo cáo tổng kết đề tài kh&cn cấp bộ

nghiên cứu thiết kế chế tạo một số phụ kiện thủy lực của dàn chống thủy lực di

Bộ Công thương Tập đoàn công nghiệp than - khoáng sản việt nam

chống đến 320 tấn

CƠ QUAN CHỦ QUẢN: BỘ CễNG THƯƠNG

CƠ QUAN CHỦ TRè: VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

Hứa Ngọc Sơn

DUYỆT

Hà Nội - 02/2009

1

DANH SÁCH CÁC CƠ QUAN THỰC HIỆN VÀ PHỐI HỢP CHÍNH

vị, chuyên môn

Chức vụ Nơi công tác Chữ ký

1 Hứa Ngọc Sơn Thạc sỹ

Máy và Thiết bị mỏ

Phó phòng KHTH - Chủ nhiệm đề tài

Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV

2 Trần Đức Thọ Thạc sỹ

Chế tạo máy

Trưởng phòng KHCN

Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV

3 Đỗ Trung Hiếu Thạc sỹ

Chế tạo máy

Cán bộ kỹ thuật

Phòng KHCN

Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV

4 Hoàng Văn Vĩ Thạc sỹ

Máy và Thiết bị mỏ

Cán bộ kỹ thuật

Phòng KHCN

Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV

5 Đàm Hải Nam Thạc sỹ

Chế tạo máy

Cán bộ kỹ thuật

Phòng KHCN

Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV

6 Hà Thị Thuý Vân Kỹ sư Kinh

tế

Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV

7 Nguyễn Quốc Tính Kỹ sư Cơ

khí

Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV

8 Trần Văn Thụy Kỹ sư Cơ

điện mỏ

Cán bộ kỹ thuật

Phòng Cơ điện

Công ty than Khe Chàm - TKV

9 Nguyễn Văn Hồng Cao đẳng

Cơ điện

Phó quản đốc Công trường khai

thác 6 Công ty than Khe Chàm - TKV

10 Đặng Thị Ngọc Tú Trung cấp

Kinh tế

Nhân viên Kinh tế

Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV

3

MỤC LỤC

DANH SÁCH CÁC CƠ QUAN THỰC HIỆN VÀ PHỐI HỢP CHÍNH 1

DANH SÁCH CÁC CÁ NHÂN THỰC HIỆN VÀ PHỐI HỢP CHÍNH 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC CÁC BẢNG 5

DANH MỤC CÁC HÌNH 6

PHẦN MỞ ĐẦU 7

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CHỐNG GIỮ LÒ CHỢ TRONG CÁC MỎ THAN HẦM LÒ VIỆT NAM 11

1.1 CÔNG NGHỆ CHỐNG GIỮ LÒ CHỢ DÙNG CỘT CHỐNG MA SÁT 11

1.2 CÔNG NGHỆ CHỐNG GIỮ LÒ CHỢ DÙNG CỘT CHỐNG THUỶ LỰC ĐƠN 12

1.2.1 Công nghệ chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn kết hợp với xà đơn 12

1.2.2 Công nghệ chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn kết hợp với xà tổ hợp (Giá thuỷ lực di động) 14

1.3 GIÁ THUỶ LỰC TỔ HỢP 16

1.4 GIÀN CHỐNG THUỶ LỰC 19

1.4.1 Giàn chống thuỷ lực ZZ3200/16-26 19

1.4.2 Giàn chống thuỷ lực KĐT1 20

1.4.3 Giàn chống thuỷ lực VINA-ALTA 21

1.4.4 Giàn chống thuỷ lực 2ANSH 22

Chương 2 KHẢ NĂNG ÁP DỤNG GIÀN CHỐNG THUỶ LỰC CHỐNG GIỮ LÒ CHỢ CHO KHAI THÁC THAN HẦM LÒ CỦA VIỆT NAM 24

2.1 TỔNG HỢP TRỮ LƯỢNG CÔNG NGHIỆP CÁC VỈA THAN DÀY CÓ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG GIÀN CHỐNG THUỶ LỰC DI ĐỘNG Ở VÙNG THAN QUẢNG NINH 24

2.1.1 Tổng hợp trữ lượng các vỉa than dày và dốc đến 35o của bể than Quảng Ninh 24

2.1.2 Tổng hợp trữ lượng các vỉa than dày và dốc trên 45o của bể than Quảng Ninh 27

2.2 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG VÀ CƠ HỘI ÁP DỤNG CÔNG NGHIỆP VỚI CÁC LOẠI GIÀN CHỐNG THUỶ LỰC DI ĐỘNG VÀO VÙNG THAN QUẢNG NINH 29

Chương 3 LỰA CHỌN SẢN PHẨM CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM 31

3.1 SƠ ĐỒ THUỶ LỰC CỦA GIÀN CHỐNG ZZ3200/16-26 31

3.2 CỤM VAN ĐIỀU KHIỂN 32

3.3 VAN ĐIỀU KHIỂN 33

3.4 LỰA CHỌN SẢN PHẨM 34

Chương 4 LẬP THIẾT KẾ CỤM VAN ĐIỀU KHIỂN CỦA GIÀN CHỐNG ZZ3200/16-26 35

Chương 5 LỰA CHỌN, LẬP CÔNG NGHỆ VÀ CHẾ TẠO CỤM CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH 38

5.1 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ GIA CÔNG 38

5.2 MỘT SỐ CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN SỐ 38 5.2.1 Mã chương trình gia công chi tiết chốt 38

5.2.2 Mã chương trình gia công chi tiết lõi dài 39

5.2.3 Mã chương trình gia công chi tiết lõi ngắn số 1 40

4

5.2.4 Mã chương trình gia công chi tiết vòng xiết 44

5.2.5 Mã chương trình gia công chi tiết ty van 45

Chương 6 THỬ NGHIỆM SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI 48

CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI 50

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51

KẾT LUẬN 51

KIẾN NGHỊ 51

LỜI CẢM ƠN 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

WEBSITE THAM KHẢO 54

PHỤ LỤC 55

Bảng 1.7 Đặc tớnh kỹ thuật của giàn chống đỡ thủy lực di động KĐT1 21 Bảng 1.8 Thụng số kỹ thuật cơ bản của giàn chống thủy lực VINA-ALTA 22 Bảng 2.1 Phân chia trữ l−ợng theo tổ hợp theo yếu tố chiều dày và góc dốc

vỉa

25

Bảng 2.2 Tổng hợp trữ l−ợng vỉa dày, độ dốc đến 350 vùng Quảng Ninh 26 Bảng 2.3 Tổng hợp trữ l−ợng vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh 27 Bảng 2.4 Phân chia trữ l−ợng theo tổ hợp theo yếu tố chiều dày và góc dốc

các vỉa dốc

28

Bảng 4.1 Kết quả phõn tớch thành phần hoỏ học một số chi tiết lừi van 35 Bảng 4.2 Kết quả đo độ cứng thụ đại của một số chi tiết lừi van 36 Bảng 4.3 Thành phần cỏc nguyờn tố hoỏ học của thộp SUS 316 theo JIS

G4303, thộp 20X13 và thộp 30X13 theo ГОСТ 5632-72

37

Hình 1.8 Giàn chống 2ANSH trong lò chợ vỉa 8 tây xuyên vỉa Tây Bắc I

mức -80 ÷ +30

23

Hình 3.2 Cụm van điều khiển của giàn chống ZZ3200/16-26 32

Hình 4.2 Hình ảnh về sự ăn mòn điển hình chi tiết lõi van 37

7

PHẦN MỞ ĐẦU

Dưới chính sách “Đổi mới” và mở cửa thị trường có lộ trình của Đảng và Nhà nước, cùng với việc gia nhập Tổ chức Thương mại Thế giới (Việt Nam trở thành thành viên đầy đủ của WTO vào ngày 11/1/2007), nhiều năm gần đây, nước ta luôn là một trong nhóm các nước có tốc độ phát triển kinh tế nhanh hàng đầu trên thế giới Thị trường của ta thu hút được nhiều vốn đầu tư từ nước ngoài Tuy nhiên, hạ tầng và khả năng của

ta chưa đáp ứng kịp với yêu cầu thực tế đặt ra Một ví dụ dễ thấy là lĩnh vực cung cấp năng lượng Vấn đề về điện, dầu khí và than được quan tâm đặc biệt của các nhà lãnh đạo, các nhà quản lý và cả người dân Hiện chúng ta bị thiếu điện, giá điện của chúng ta cũng cao hơn so với khu vực Dầu thô chúng ta khai thác được phải xuất khẩu, sản lượng dầu khai thác quy đổi giảm dần và nhanh nhất phải đến giữa năm 2009 chúng ta mới cho

ra sản phẩm xăng dầu tiêu dùng đầu tiên

Theo báo cáo của Bộ Công Thương, nhu cầu than trong nước năm 2010 là 37 triệu tấn, năm 2015 là 94 triệu tấn, năm 2020 là 184 triệu tấn và năm 2025 cần khoảng 308 triệu tấn Trong khi đó, dự kiến sản xuất than năm 2010 là 47 triệu tấn, 2015 là 60 triệu tấn, 2020 là 70 triệu tấn và 2025 là 80 triệu tấn Do hầu hết các nước có than đều muốn

dự trữ nguồn năng lượng này, nên việc nhập khẩu than với số lượng lớn dự báo sẽ gặp khó khăn Nên ngay từ bây giờ, chính Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam đã đề nghị cần có chính sách, chiến lược nhập khẩu than nhằm bảo đảm an ninh năng lượng Đồng thời, Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam cũng đã kiến nghị Bộ Công Thương đề xuất với Thủ tướng Chính phủ đưa than vào danh mục mặt hàng độc quyền của Nhà nước và có cơ chế chính sách khuyến khích sản xuất than tại Quảng Ninh và vùng than đồng bằng sông Hồng, mở rộng điều tra nghiên cứu than tại thềm lục địa sông Hồng

Sản lượng than khai thác và tiêu thụ của ngành Than nước ta gần đây phát triển nhanh chóng Ngành than hiện đáp ứng, đảm bảo cung cấp kịp thời và đủ nhu cầu than trong nước, tham gia bình ổn giá cả Ngoài ra, chúng ta giành khoảng từ 30% đến 40% lượng than làm ra để xuất khẩu, đem về số lượng lớn ngoại tệ, góp phần củng cố cán cân thanh toán quốc tế, giảm nhập siêu

Bên cạnh những thành tựu to lớn mà ngành than Việt Nam (mà đại diện duy nhất

là Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam) đem lại cho đất nước trong giai đoạn hiện nay thì còn có một số vấn đề ngành Than cần được đặc biệt quan tâm Đó là:

- an toàn trong khai thác và chế biến;

- tiếp cận, thay đổi và hiện đại hoá công nghệ và thiết bị;

8

- đầu tư mở rộng sản xuất nâng cao sản lượng đáp ứng nhu cầu trong nước;

- cải thiện điều kiện làm việc;

- cải tạo, giữ gìn và bảo vệ môi trường;

- tăng trưởng cùng với phát triển bền vững

Đổi mới và hiện đại hoá công nghệ, thiết bị sẽ đảm bảo cải thiện được công tác an toàn trong sản xuất, cải thiện điều kiện làm việc trực tiếp và nâng cao năng suất lao động

Để thực hiện được thì có nhiều biện pháp, cách thức mà ngành than phải triển khai Một trong những việc cần làm ngay là đẩy mạnh cơ giới hoá các khâu sản xuất chính (khai thác, vận chuyển, chế biến than)

Các mỏ than lộ thiên tiến dần đến giai đoạn cuối và sẽ phải kết thúc khai thác trong một vài năm tới, khi đó toàn bộ lượng than khai thác đều từ các mỏ hầm lò Khai thác hầm lò tiềm ẩn nhiều yếu tố rủi ro về tai nạn lao động và nhất là khi càng khai thác xuống sâu và mở rộng, nâng cao sản lượng Trong khai thác than hầm lò tai nạn xảy ra hoặc có nguy cơ xảy ra nhiều nhất là ở các lò chợ và lò xây dựng cơ bản Thực hiện cơ giới hoá khâu khai thác tại lò chợ sẽ nâng cao được sản lượng than nguyên khai và quan trọng hơn cả là nâng cao độ an toàn trong sản xuất Có thể khẳng định việc cơ giới hoá công tác lò chợ có tính quyết định đến năng suất lao động và đảm bảo an toàn trong sản xuất Chính vì vậy, dựa vào hiện trạng thiết bị và công nghệ kết hợp với những vấn đề đặt

ra trước mắt, Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV đề xuất đề tài “Nghiên cứu thiết kế

và chế tạo một số phụ kiện thuỷ lực của giàn chống thuỷ lực di động có lực chống đến

320 tấn” nhằm từng bước tiếp cận và nắm bắt được thiết bị, công nghệ hiện đại, đáp ứng

và hỗ trợ cho sản xuất than

Phạm vi nghiên cứu và công việc của đề tài:

Trong khuôn khổ của đề tài này, kết hợp và bám sát với “Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam giai đoạn 2006-2015 có xét triển vọng đến 2025” nhóm thực hiện

đề tài giới hạn phạm vi công việc như sau:

1) Đề tài tìm hiểu tổng quan về thiết bị chống giữ lò chợ đã và đang được áp dụng trong các mỏ than hầm lò của vùng Quảng Ninh

2) Tiến hành thu thập số liệu, đánh giá điều kiện địa kỹ thuật các vỉa than có thể

áp dụng giàn chống thuỷ lực một cách hiệu quả ở một vài khu mỏ chính, cụm

mỏ chính và khoáng sàng than lớn của vùng than Quảng Ninh hiện đang khai thác và sẽ khai thác theo quy hoạch

3) Trên cơ sở tình hình sử dụng giàn chống thuỷ lực trong các mỏ than hầm lò,

đề tài lựa chọn đối tượng để nghiên cứu lập thiết kế, lập bản vẽ chế tạo, chế

9

thử và đưa vào thử nghiệm Đối tượng được chọn đó là cụm van điều khiển của giàn chống thuỷ lực có lực chống đến 320 tấn ZZ3200/16-26 Cụm van điều khiển trung tâm là cụm phần tử thuỷ lực quan trọng của giàn chống thuỷ lực nói chung, chúng có yêu cầu kỹ thuật cao hơn hẳn so với các phần tử và kết cấu khác của giàn chống Về cấu tạo, nguyên lý và độ phức tạp về chế tạo, các loại van điều khiển trung tâm của giàn chống giống nhau và cũng gần giống với van điều khiển của giá thuỷ lực tổ hợp (hiện đang được dùng nhiều) Các cụm van trung tâm và phụ kiện hiện đang phải nhập ngoại với giá rất đắt 4) Sau khi chế tạo và lắp ráp hoàn thiện, đề tài tiến hành đưa sản phẩm vào thử nghiệm tại lò chợ của Công ty than Khe Chàm - TKV, theo dõi thử nghiệm sản phẩm tại hiện trường, đúc rút kinh nghiệm, hoàn thiện thiết kế và quy trình gia công tiến tới sản xuất loạt nhỏ thay thế nhập khẩu

5) Tập hợp dữ liệu lập báo cáo tổng kết và nghiệm thu các cấp

Các nội dung không thực hiện bao gồm:

1) Số liệu địa chất, trữ lượng các vỉa than dày có góc dốc từ 35 đến 45o vùng Quảng Ninh và dữ liệu địa chất các khoáng sàng than ngoài vùng than Quảng Ninh vì chưa có nên không có trong nội dung báo cáo

2) Đề tài không đi sâu vào nghiên cứu lựa chọn kết cấu hợp lý và các thông số cơ bản cho giàn chống thuỷ lực di động sẽ thiết kế bởi vì các thông số này phụ thuộc vào chiều dày vỉa than, góc nghiêng của vỉa than, chiều dài vỉa than theo phương, phụ thuộc một số thông số khác và quan trọng là vỉa than đó sẽ áp dụng công nghệ khai thác nào Trong khi đó công nghệ phụ thuộc phần lớn vào điều kiện địa kỹ thuật vỉa than Nói cách khác, mỗi một nhóm vỉa than ứng với điều kiện địa kỹ thuật nhất định nào đó thì nhà thiết kế sẽ chọn ra được một loại công nghệ phù hợp và lựa chọn hay thiết kế thiết bị chống giữ

lò chợ tương ứng

3) Đề tài không đi sâu nghiên cứu tính toán thiết kế giàn chống thuỷ lực có lực chống đến 320 tấn mà sẽ chủ yếu dựa vào việc tham khảo mẫu giàn chống ZZ3200/16-26 do Trung Quốc thiết kế và chế tạo (hiện đang được sử dụng duy nhất tại Công ty than Khe Chàm - TKV)

Đối tượng nghiên cứu:

1) Giàn chống thuỷ lực di động ZZ3200/16-26 do Trung Quốc chế tạo và đang được sử dụng trong lò chợ của Công ty than Khe Chàm - TKV

Mục tiêu cụ thể của đề tài:

1) Đưa ra bức tranh khái quát về thiết bị chống giữ lò chợ trong các mỏ hầm lò của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam từ trước tới nay 2) Thu thập số liệu địa chất cho thấy triển vọng áp dụng các loại giàn chống thuỷ lực di động trong ngành than Việt Nam

3) Lập thiết kế và chế thử 3 cụm van điều khiển trung tâm của giàn chống ZZ3200/16-26 sau đó tiến hành thử nghiệm công nghiệp, đánh giá chất lượng chế tạo trong nước, rút kinh nghiệm, làm tiền đề cho việc nội địa hoá các phần

tử thuỷ lực của giàn chống và của giá thuỷ lực tổ hợp, tiến đến chế tạo hoàn toàn trong nước

1.1 CÔNG NGHỆ CHỐNG GIỮ LÒ CHỢ DÙNG CỘT CHỐNG MA SÁT

Vào giữa thập kỷ 70 của thế kỷ 20, một số mỏ than hầm lò của ngành than (Vàng Danh, Mạo Khê) đã bắt đầu đưa một số loại cột chống ma sát (của Ba Lan, Liên Xô, Trung Quốc) vào chống lò Trước đó, tất cả các mỏ than hầm lò của nước ta đều chống lò bằng gỗ Qua giai đoạn thử nghiệm, đến năm 1982, Viện Máy mỏ (nay là Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV) đã tiến hành nghiên cứu, chế tạo và đưa vào áp dụng thành công cột chống ma sát CC-20 và xà kim loại X-20 ở mỏ Khe Chàm, sau mở rộng sử dụng tại mỏ Hà Lầm, Vàng Danh và đạt kết quả tốt

12

Sử dụng cột chống ma sát kết hợp xà kim loại đã cải thiện và nâng cao độ an toàn hơn so với vì chống gỗ, lượng gỗ tiêu hao cho chống lò giảm được từ 40 đến 50% Tuy nhiên, do công nghệ và thiết bị ngày càng phát triển, chống lò bằng cột ma sát kết hợp xà kim loại đã bắt đầu bị loại từ năm 1998 và nay không còn sử dụng

1.2 CÔNG NGHỆ CHỐNG GIỮ LÒ CHỢ DÙNG CỘT CHỐNG THUỶ LỰC ĐƠN

1.2.1 Công nghệ chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn kết hợp với xà kim loại

Từ năm 1998, các mỏ than hầm lò của ngành than nước ta đã đưa cột chống thuỷ lực vào sử dụng trong các mỏ với tốc độ khá nhanh Hầu hết cột chống thuỷ lực sử dụng

là loại cột DZ22 nhập từ Trung Quốc Từ năm 2006, Công ty Chế tạo máy than Việt Nam (nay là Công ty Cổ phần chế tạo máy - TKV) đã đầu tư dây chuyền đồng bộ chế tạo cột chống thuỷ lực đơn và xà kim loại Đến nay, nội bộ ngành than đã có thể tự cung tự cấp được hoàn toàn cột chống thuỷ lực và xà Riêng các phần từ thuỷ lực khác kèm theo (van

3 tác dụng, ống, bơm, van an toàn ) vẫn phải nhập khẩu

Hình 1.1 Cột chống thuỷ lực đơn DZ22

13 Hình 1.2 Chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn DZ22 kết hợp với xà kim loại

14

Bảng 1.3 Đặc tính kỹ thuật của cột chống DZ22

TT Các thông số kỹ thuật cơ bản Đơn vị Giá trị

7 Tải trọng ban đầu: - Lực

- Áp suất

kN MPa

Sử dụng cột chống thủy lực đơn kết hợp với xà kim loại để chống giữ trong lò chợ

đã tăng năng suất, đảm bảo an toàn lao động và có hiệu quả rõ rệt so với việc sử dụng gỗ chống và cột ma sát, xà kim loại trước đây

Ưu điểm của cột chống thủy lực đơn là thao tác đơn giản, di chuyển nhẹ nhàng hơn do khối lượng nhỏ, độ linh hoạt cao, giá thành thấp Tuy nhiên, độ ổn định và an toàn vẫn thấp, thao tác mất nhiều thời gian, không có khả năng tự rút cột, cột chống được sử dụng kết hợp với xà kim loại nên vẫn tốn một khối lượng gỗ tương đối lớn Tuy vậy, tất

cả các mỏ than hầm lò của nước ta hiện nay vẫn dùng phổ biến công cụ chống lò này và

sẽ còn sử dụng trong nhiều năm tới

1.2.2 Công nghệ chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn kết hợp với xà tổ hợp (Giá thuỷ lực di động)

Đại diện tiêu biểu cho công nghệ này là chống giữ lò chợ bằng xà XDY kết hợp cột chống thuỷ lực đơn làm việc hai chiều Công nghệ và thiết bị chống giữ kiểu này được áp dụng phổ biến trong các mỏ than hầm lò Việt Nam từ năm 2002 và là loại được

sử dụng rộng rãi chỉ đứng sau cột thuỷ lực đơn và xà Tuy có một vài ưu điểm so với chống bằng cột chống thủy lực đơn với xà kim loại về khả năng ổn định và độ an toàn, nhưng giá thành cao hơn, thao tác vất vả hơn do xà có khối lượng lớn Bên cạnh đó thì công nghệ và thiết bị này vẫn tốn một lượng gỗ và lưới trải nóc lò nhất định

15

Bảng 1.4 Đặc tính kỹ thuật của giá thủy lực di động XDY và GTLDĐ-800

TT Các thông số kỹ thuật cơ bản Đơn vị Giá trị

16

1.3 GIÁ THUỶ LỰC TỔ HỢP

Giá thuỷ lực tổ hợp là tổ hợp thiết bị chống giữ lò chợ được thiết kế cải tiến trên

cơ sở công nghệ chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn kết hợp với xà tổ hợp (mục 1.2.2) Có thể nói về mặt cơ giới hoá chống giữ lò chợ thì đây là loại hình thiết bị

và công nghệ trung gian khi tiến từ chống bằng cột thuỷ lực đơn kết hợp với xà kim loại lên chống bằng giàn chống thuỷ lực Giá thuỷ lực tổ hợp được nhập vào Việt Nam khoảng cuối năm 2006 và bắt đầu được sử dụng trong ngành Than của nước ta từ tháng 5 năm 2007 (trong lò chợ của Công ty than Thống Nhất - TKV) Ban đầu chúng ta nhập khẩu trọn bộ của các nhà sản xuất Trung Quốc và Viện Khoa học Công nghệ mỏ - TKV

là đơn vị tư vấn chuyển giao công nghệ Đến nay, các đơn vị Cơ khí trong Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam đã từng bước nội địa hoá và bước đầu chế tạo cột chống và một số kết cấu cơ khí Các loại van và phần tử thuỷ lực còn lại vẫn nhập khẩu từ Trung Quốc Riêng kết cấu xà và hệ thanh đỡ liên kết với nhau thành cụm tiến gương có lộ trình nội địa hoá chậm hơn do chuyển nhượng bản quyền

Tính đến cuối năm 2008, trong Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam đã có 11 đơn vị đưa giá thuỷ lực tổ hợp vào lò chợ khai thác và được phân thành 2 loại Đó là giá thuỷ lực tổ hợp chỉnh thể và giá thuỷ lực tổ hợp phân thể Loại chỉnh thể

có khả năng áp dụng cho vỉa dốc đến 30o và đang được dùng nhiều trong các mỏ hầm lò, loại phân thể có khả năng áp dụng cho vỉa dốc đến 40o nhưng chưa áp dụng nhiều

Hình 1.4 Giá thuỷ lực tổ hợp ZH1600/16/24Z

17

Giá thủy lực tổ hợp có cấu tạo dạng lập thể, được liên kết thành dạng mảng (dọc theo chiều dài lò chợ) tạo cho các vì chống có độ ổn định tương đối cao Cấu tạo này đã cho phép giảm bớt hao phí lao động làm công tác củng cố lò chợ Hiện nay, có 06 loại giá thủy lực tổ hợp đã được các đơn vị sản xuất than hầm lò đưa vào sử dụng trong các lò chợ:

- Giá thủy lực tổ hợp ZH1600/16/24Z được sử dụng tại các đơn vị Mạo Khê, Nam Mẫu, Vàng Danh, Thống Nhất… cho các lò chợ dốc thoải và dốc nghiêng có thu hồi than

hạ trần, tương đối phù hợp với các vỉa than dốc thoải đến dốc nghiêng, không thích hợp với các lò chợ có độ dốc >35o

- Giá thủy lực tổ hợp ZH1600/16/24T (ZHT) sử dụng tại Công ty than Quang Hanh, Mông Dương cho các lò chợ khấu ở các vỉa có thế nằm phức tạp, biến đổi nhiều về

độ dốc vỉa, có thu hồi than hạ trần Loại giá thuỷ lực này tương đối linh hoạt trong điều kiện thế nằm của vỉa thay đổi nhiều, nhưng chỉ thích hợp với vỉa có độ dốc ≤25o

- Giá thủy lực tổ hợp ZH1600/16/24ZL được sử dụng tại Công ty than Quang Hanh, áp dụng cho các vỉa dốc nghiêng có thu hồi than hạ trần Loại giá thuỷ lực này có chiều dài xà 3,15 mét (loại ZH1600/16/24Z là 2,8 mét), chỉ có ưu điểm ở khu vực mỏ có

áp lực nhỏ, có thể ứng dụng kết hợp với máy khấu trong lò chợ Lắp đặt và tháo dỡ tương đối khó khăn do không gian chống tạm lớn

- Giá thủy lực tổ hợp ZH2000/15/35Z được sử dụng cho lò chợ có chiều cao tới 3,5 mét tại Công ty TNHH 86 Thích hợp với việc khai thác toàn bộ vỉa có chiều dày từ 2,2 ÷ 3,5 mét ở lò chợ có dốc độ ≤ 300 Khi áp dụng công nghệ này sẽ giảm tổn thất tài nguyên, khắc phục được hiện tượng đá vách treo trong các trường hợp sử dụng công nghệ

lò chợ thu hồi than hạ trần

- Giá thủy lực tổ hợp GK1600/1.6/2.4/HT do Công ty chế tạo máy TKV chế tạo đã được sử dụng tại các đơn vị như: Hà Lầm, Bắc Cọc Sáu, Thống Nhất… có thu hồi than

hạ trần tương đương với loại ZH1600/16/24Z nhưng đã có một số cải tiến tiện ích hơn

- Giá thủy lực tổ hợp GK1600/1.6/2.4/HTD được sử dụng cho các lò chợ khai thác

ở vỉa có độ dốc 40o tại các đơn vị: 86, Đồng Vông…có thu hồi than hạ trần Đây là loại giá thuỷ lực mới đưa vào sử dụng, bước đầu cho thấy nếu quản lý kỹ thuật công nghệ tốt thì loại giá thủy lực này sẽ phát huy tốt trong các lò chợ có độ dốc tới 400 có thu hồi than nóc

Như vậy, mỗi loại giá thủy lực tổ hợp di động thích hợp với điều kiện áp dụng khác nhau Qua đánh giá tại các đơn vị đã sử dụng thì các đặc điểm về độ dốc vỉa, độ ổn định của vỉa, độ kiên cố của than và đất đá vây quanh vỉa có ảnh hưởng nhiều tới kỹ thuật công nghệ lò chợ

Bảng 1.5 Đặc tính kỹ thuật của tổ hợp giá đỡ thủy lực ZH1600/16/24Z.

TT Các thông số kỹ thuật cơ bản Đơn vị Giá trị

Nhìn chung, cho đến nay các khu vực hiện đang áp dụng giá thủy lực tổ hợp di động đều có điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ phù hợp, đảm bảo việc khai thác có hiệu quả

và an toàn lao động (Mạo Khê, Nam Mẫu, Đồng Vông, Hà Lầm, 86, Thống Nhất ) Một

số lò chợ sử dụng giá thủy lực tổ hợp trong điều kiện vỉa có thế nằm không ổn định, độ dốc lớn 35 ÷ 40o (tại Công ty than Quang Hanh, Mông Dương, Bắc Cọc Sáu) đã gặp nhiều khó khăn, năng suất lao động thấp, tình trạng kỹ thuật cơ bản chưa tốt… và đang trong giai đoạn hoàn thiện công nghệ

Bảng 1.6 Thông số kỹ thuật của giàn chống ZZ3200/16-26

TT Các thông số kỹ thuật cơ bản Đơn vị Giá trị

10 Lực chống đỡ vách định mức đầu phía trước tấm

11 Lực chống đỡ gương định mức đầu phía trước

12 Áp lực dung dịch nhũ hoá từ trạm bơm cung cấp MPa 31,5

20

Đây là loại giàn chống thuỷ lực lần đầu tiên được đưa vào sử dụng trong ngành than của nước ta (năm 2004), đơn vị sử dụng là Công ty than Khe Chàm - TKV Giàn chống ZZ3200/16-26 được nhập đồng bộ với với máy khấu và máng cào thành một tổ hợp cơ giới hoá khai thác lò chợ Toàn bộ thiết bị trong dây chuyền tổ hợp được nhập từ Trung Quốc

Phạm vi áp dụng loại giàn chống này là các vỉa thoải có góc nghiêng nhỏ hơn 25o

và chiều dày vỉa khoảng 2,5 mét Đến nay, ngoài Công ty than Khe Chàm - TKV thì chưa

có thêm một đơn vị nào của ngành than đầu tư loại giàn chống này

1.4.2 Giàn chống thuỷ lực KĐT1

Giàn chống thuỷ lực KĐT1 là sản phẩm của sự hợp tác giữa Viện Khoa học công nghệ mỏ - TKV, Viện thiết kế máy mỏ GIPROUGLEMASH (cộng hoà liên bang Nga) và Viện TEXGORMAS (cộng hoà liên bang Nga) Toàn bộ kết cấu cơ khí và linh kiện thuỷ lực được nhập khẩu Tổ hợp thiết bị chống giữ này cùng với máy đào lò AM-50 được đưa vào vỉa 7 tây Vàng Danh bắt đầu từ ngày 28 tháng 7 năm 2007

21

- áp dụng cho sơ đồ công nghệ khấu gương lò chợ ngắn theo lớp ngang kết hợp hạ trần thu hồi than nóc;

- chiều cao phân tầng khai thác ≤ 10 mét;

Bảng 1.7 Đặc tính kỹ thuật của giàn chống đỡ thủy lực di động KĐT1

TT Các thông số kỹ thuật cơ bản Đơn vị Giá trị

2 Chiều cao cấu trúc của đoạn vì: + Nhỏ nhất

+ Lớn nhất

2630

5 Áp suất công tác cực đại của bộ truyền động

+ Khi congxon có chiều dài cực đại

+ Khi congxon có chiều dài cực tiểu

kN/m2

520

350

Đến hết năm 2008, ngoài Công ty than Vàng Danh - TKV thì chưa có đơn vị khai thác than hầm lò nào đầu tư áp dụng loại giàn chống này

1.4.3 Giàn chống thuỷ lực VINA-ALTA

Loại giàn chống thuỷ lực này là sản phẩm của sự hợp tác nghiên cứu thiết kế giữa Viện Khoa học công nghệ mỏ - TKV và Công ty ALTA (Cộng hoà Séc) Phần kết cấu cơ khí được chế tạo tại Công ty Cổ phần chế tạo máy TKV, các phụ kiện và phần tử thuỷ lực nhập khẩu Sản phẩm sau khi gia công và lắp ráp hoàn thiện đã được đưa vào vận hành trong lò chợ II-8-2 thuộc Vỉa 8 của Công ty than Vành Danh - TKV từ ngày 04 tháng 12 năm 2007

22

Hình 1.7 Giàn chống thủy lực VINA-ALTA

Bảng 1.8 Thông số kỹ thuật cơ bản của giàn chống thủy lực VINA-ALTA

TT Các thông số kỹ thuật cơ bản Đơn vị Giá trị

Loại giàn chống này được thiết kế dùng cho các vỉa than có chiều dày trung bình lớn hơn 3,5 mét, góc dốc dưới 35o, công nghệ khai thác có thu hồi than hạ trần Cửa tháo than hạ trần nằm trên cao, than hạ trần thu hồi về máng cào gương nên chỉ dùng 1 máng cào cho lò chợ

Ngoài Công ty than Vàng Danh - TKV đã áp dụng thành công giàn chống ALTA vào lò chợ thì chưa có thêm đơn vị nào sử dụng giàn chống này Được biết Công

VINA-ty than Hà Lầm - TKV cũng đang xúc tiến đầu tư đồng bộ lò chợ có sử dụng giàn chống kiểu VINA-ALTA

1.4.4 Giàn chống thuỷ lực 2ANSH

Loại giàn chống thuỷ lực này là loại giàn chống mới và hiện đại nhất ngành Than được nhập về từ Ukraina Sau thời gian lắp đặt, giàn chống hoạt động ổn định tại vỉa 8

Hình 1.8 Giàn chống 2ANSH trong lò chợ vỉa 8 tây xuyên vỉa Tây Bắc I mức -80 ÷ +30

Phạm vi ứng dụng của giàn chống thuỷ lực kiểu 2ANSH là các vỉa dốc có chiều dày trung bình và mỏng Đồng bộ thiết bị kèm theo là các máy bào than kiểu 1ASHM do Ukraina chế tạo

Đến nay, tổ hợp giàn chống 2ANSH cùng máy bào than 1ASHM đã hoạt động ổn định được vài tháng nhưng hiện chưa có thống kê hay đánh giá sơ bộ nào

Như vậy, qua một số những thông tin nêu trên, có thể thấy rằng công nghệ và thiết

bị chống giữ lò chợ trong các mỏ than hầm lò nước ta vẫn còn ở mức trung bình thậm chí nhiều lò chợ còn ở mức lạc hậu Chúng ta đã cơ khí hoá và thuỷ lực hoá được khâu chống lò nhưng mức độ cơ giới hoá thì đang còn ở mức rất thấp Có thể đưa ra được một vài nguyên nhân như:

- mức độ đầu tư cho đổi mới, hiện đại hoá công nghệ và thiết bị đang chưa đáp ứng được yêu cầu và chưa theo kịp sự phát triển của thế giới;

- sản lượng than khai thác và lợi nhuận là nguồn gốc của nguồn vồn đầu tư, trong khi đó ngành than không chỉ đầu tư cho sản xuất than, tức là chưa tập trung nguồn lực cho đầu tư cơ giới hoá khai thác hầm lò;

- điều kiện địa chất các khoáng sàng chứa than hiện nước ta đang khai thác rất phức tạp;

- năng lực tư vấn về khoa học và công nghệ, công tác nghiên cứu khoa học, kỹ thuật và công nghệ chưa đáp ứng được thực tế sản xuất

bị kộo theo chi phớ đầu tư cao

Giàn chống thuỷ lực cú rất nhiều loại khỏc nhau, với từng nhúm điều kiện địa kỹ thuật nhất định của vỉa than kết hợp với cụng nghệ khai thỏc lựa chọn thỡ sẽ cú loại giàn chống thuỷ lực riờng được ỏp dụng để đảm bảo kỹ thuật và hiệu quả kinh tế

Thụng số kỹ thuật, điều kiện địa chất của vỉa than là những yếu tố quyết định đến việc thiết kế thiết bị chống giữ và lựa chọn thiết bị chống giữ Trong điều kiện hiện nay của Việt Nam, để cú thể đỏnh giỏ sơ bộ được triển vọng ỏp dụng cỏc loại giàn chống thuỷ lực vào khai thỏc than hầm lũ của nước ta trong giai đoạn tới thỡ cần thiết phải xem xột về trữ lượng và điều kiện địa chất của cỏc khoỏng sàng than Nhỡn chung về mặt kỹ thuật, giàn chống thuỷ lực cú thể được ỏp dụng với tất cả cỏc loại vỉa than khỏc nhau Nhưng để đảm bảo hiệu quả kinh tế, thu được lợi nhuận nhất định trờn vốn đầu tư bỏ ra thỡ chỉ cú cỏc vỉa than hội đủ cỏc điều kiện khai thỏc cho năng suất cao thỡ ỏp dụng giàn chống thuỷ lực sẽ cú hiệu quả Đú là cỏc vỉa dày và chiều dày vỉa theo phương ớt thay đổi, gúc nghiờng của vỉa ổn định, chiều dài theo phương cuat vỉa phải đủ lớn

2.1 TỔNG HỢP TRỮ LƯỢNG CễNG NGHIỆP CÁC VỈA THAN DÀY Cể KHẢ NĂNG

ÁP DỤNG GIÀN CHỐNG THUỶ LỰC DI ĐỘNG Ở VÙNG THAN QUẢNG NINH

Trên cơ sở quy hoạch khai thác tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh, đề tài tiến hành thu thập số liệu, tổng hợp trữ l−ợng than và đặc điểm các yếu tố điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ của các vỉa dày ở những khoáng sàng và khu mỏ chính Qua đó xác

định đ−ợc khả năng áp dụng giàn chống thuỷ lực kết hợp với thiết bị khấu than, thiết bị vận chuyển để cơ giới hoá khai thác lò chợ

2.1.1 Tổng hợp trữ lượng cỏc vỉa than dày và dốc đến 35 o của bể than Quảng Ninh

Đề tài tập trung vào 10 khoáng sàng có trữ l−ợng than phân bố ở các vỉa dày trên 3,5 mét, góc dốc lên đến 350 tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, bao gồm Mạo Khê,

TT Tªn má /

Kho¸ng sµng

§Õn 25 0 25- 35 0 §Õn 25 0 25 0 - 35 0 §Õn 25 0 25 0 - 35 0 Céng 0,0 2.963,1 0,0 0,0 0,0 0,0 2.963,1

1 Tổng hợp từ các tài liệu tham khảo [8], [9], [10]

Bảng 2.2 Tổng hợp trữ l−ợng vỉa dày, độ dốc đến 350 vùng Quảng Ninh2

TT Tên khoáng sàng

hoặc công ty Tên vỉa than

Mức đánh giá

Trữ l−ợng (103T)

Tỷ lệ (%)

27

Kết quả cho thấy có thể định lượng đối với các khu vực đánh giá tỷ mỉ và định hướng chung cho toàn bộ khu vực khoáng sàng vỉa dày dốc còn lại vùng Quảng Ninh Tổng trữ lượng địa chất các khu vực vỉa có chiều dày trung bình lớn hơn 3,5 mét, góc dốc

đến 350 trong giới hạn đánh giá là 488.351 nghìn tấn, chiếm khoảng từ 43 ữ 51% tổng trữ lượng các khoáng sàng (xem bảng 2.1)

Qua bảng tổng hợp trữ lượng theo các phạm vi đánh giá tại các khoáng sàng than khai thác bằng phương pháp hầm lò vùng Quảng Ninh cho thấy: trữ lượng các khu vực vỉa dày dốc tập trung lớn nhất tại khoáng sàng Hà Lầm, chiếm 31,94% tổng trữ lượng của 10 khoáng sàng trong phạm vi đánh giá, tiếp đó là Vàng Danh, chiếm 21,98%, Khe Chàm II

và Khe Chàm IV chiếm 13,81%, Than Thùng- Yên Tử chiếm 9,85%, Thống Nhất chiếm 8,16% Đây là các khu vực khoáng sàng cần ưu tiên xem xét lựa chọn và đầu tư áp dụng công nghệ cơ giới hoá khai thác

2.1.2 Tổng hợp trữ lượng cỏc vỉa than dày và dốc trờn 45 o của bể than Quảng Ninh

Đề tài đq tiến hành thu thập số liệu trữ lượng của 9 khu vực khoáng sàng, Công ty khai thác than hầm lò có vỉa dày và dốc trên 450 thuộc khoáng sàng Quảng Ninh với tổng trữ lượng địa chất 116.6 triệu tấn (xem bảng 2.3)

Bảng 2.3 Tổng hợp trữ lượng vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh3

TT Tên khoáng sàng/Công ty Tên vỉa than Mức đánh giá Trữ lượng (103 T)

Tỷ lệ (%)

1 Mạo Khê – Tràng Khê 6; 7; 8; 9; 9A; 9B; -150 ữ LV 30.013,00 25,75

2 Vàng Danh 4; 5; 6; 7; 8 -150 ữ +260 13.389,20 11,49

3 Than Thùng – Yên Tử 4; 5; 6; 6A; 7; 7 trụ, 8 -350 ữ +290 36.535,50 31,34

4 Suối Lại – Hòn Gai 10(7); 11(8); 14(10) -150 ữ LV 10.116,30 8,68

28

Qua bảng tổng hợp trữ lượng theo các phạm vi đánh giá tại các khoáng sàng than khai thác bằng phương pháp hầm lò vùng Quảng Ninh cho thấy: trữ lượng các khu vực vỉa dày dốc tập trung lớn nhất tại khoáng sàng Than Thùng - Yên Tử (chiếm 31,34%) và Mạo Khê - Tràng Khê (chiếm 25,75%) Tiếp đến là các khoáng sàng Vàng Danh (chiếm 11,49%), Hà Lầm (chiếm 9,74%); Hòn Gai - Suối Lại (chiếm 8,68%), Hà Ráng (chiếm 7,94%)… Đây là các khu vực khoáng sàng cần ưu tiên xem xét lựa chọn và đầu tư áp dụng công nghệ cơ giới hoá khai thác

Các số liệu thu thập về chiều dày các vỉa dốc vùng Quảng Ninh như sau: tập trung lớn nhất là các vỉa có phạm vi chiều dày từ 3,5 ữ 6,0 mét chiếm 51,18% và vỉa dày từ 6,0

ữ 10,0 mét chiếm 32,2% tổng cân đối trữ lượng các vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh Nhóm vỉa thuộc loại dày hơn 10 mét chiếm 16,8% tổng trữ lượng tập trung chủ yếu tại khoáng sàng Hà Lầm, Hòn Gai và Hà Ráng

Các số liệu thu thập được về góc dốc vỉa: trữ lượng các vỉa dốc tập trung chủ yếu tương đối đồng đều giữa phạm vi góc dốc 45 ữ 550 chiếm 48,37% và phạm vi góc dốc trên 55 ữ 90o chiếm 51,63% tổng trữ lượng địa chất các vỉa dày, dốc trong cân đối đánh giá

Bảng 2.4 Phân chia trữ lượng theo tổ hợp theo yếu tố chiều dày và góc dốc các vỉa dốc4

27,16% 24,03% 15,47% 16,55% 5,74% 11,05% 100,00%

Một trong các yếu tố quan trọng quyết định đến hiệu quả khi áp dụng công nghệ khai thác cơ giới hoá là kích thước khoáng sàng Chiều dài theo phương và theo độ dốc của khoáng sàng ảnh hưởng lớn đến thời gian lắp đặt, vận hành, tháo dỡ và di chuyển

đồng bộ thiết bị cơ giới hoá, điều này ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế khi áp dụng cơ giới hoá khai thác Kết quả thu thập số liệu cho thấy khu vực vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh phần lớn có chiều dài theo phương lớn hơn 800 mét chiếm tỷ lệ 55,7% giới hạn từ 300 ữ

800 mét và dưới 300 mét chiếm tỷ lệ phần trăm tương ứng 39,11% và 5,2% so với tổng trữ lượng địa chất các vỉa dốc Theo hướng dốc, các khu vực chủ yếu có chiều dài lớn hơn

200 mét (chiếm 49,79%) chiều dài nhỏ hơn 100 mét chiếm 21,58% và 100 ữ 150 mét chiếm 19,61% Đây là một yếu tố tương đối thuận lợi để áp dụng các mô hình cơ giới hoá trong điều kiện vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh

2.2 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG VÀ CƠ HỘI ÁP DỤNG CễNG NGHIỆP VỚI CÁC LOẠI GIÀN CHỐNG THUỶ LỰC DI ĐỘNG VÀO VÙNG THAN QUẢNG NINH

Qua việc tổng hợp trữ lượng theo phạm vi đánh giá tại các khoáng sàng than khai thác bằng phương pháp hầm lò vùng Quảng Ninh cho thấy tổng trữ lượng công nghiệp (theo khảo sát và quy hoạch khai thác đến thời điểm này) các khu vực vỉa dày có thể xem xét lựa chọn và đầu tư áp dụng giàn chống thuỷ lực di động và công nghệ cơ giới hoá khai thác là 573,8 triệu tấn (trong tổng số 605 triệu tấn)

30

Từ các số liệu trên có thể dự báo:

1) Các vỉa than dày từ 3,5 đến 6 mét và dốc dưới 35o vùng Vàng Danh, Yên

Tử, Hà Lầm, Núi Béo, Khe Chàm II và Khe Chàm IV có đủ điều kiện địa kỹ thuật

để đưa giàn chống thuỷ lực kiểu VINA-ALTA vào ứng dụng với trữ lượng công nghiệp khoảng 175,3 triệu tấn, tương đương với 35,9% trữ lượng công nghiệp các vỉa dày dốc dưới 35o, công nghệ khấu than có hạ trần thu hồi than nóc;

2) Các vỉa than dày từ 6 đến 10 mét và dốc dưới 35o vùng Vàng Danh, Yên Tử,

Hà Lầm, Dương Huy, Khe Chàm II và Khe Chàm IV có đủ điều kiện địa kỹ thuật

để đưa giàn chống thuỷ lực kiểu VINA-ALTA có cải tiến (cửa thu hồi than dưới thấp dùng kèm 1 máng cào gương và 1 máng cào thu hồi để tăng khả năng thu hồi than) vào ứng dụng, công nghệ khai thác chia 2 lớp, khấu lớp trên trước, trải lưới sau đó khấu lớp dưới kết hợp hạ trần thu hồi than lớp giữa Tổng trữ lượng công nghiệp các vỉa này khoảng 146,3 triệu tấn, tương đương với 29,9% trữ lượng công nghiệp các vỉa dày dốc dưới 35o;

3) Các vỉa than vùng Vàng Danh, Hà Lầm, Núi Béo, Thống Nhất có chiều dày vỉa lớn hơn 10 mét, góc dốc vỉa không quá 35o có đủ điều kiện địa kỹ thuật để đưa giàn chống thuỷ lực vào ứng dụng với trữ lượng công nghiệp khoảng 166,8 triệu tấn, tương đương với 34,2% trữ lượng công nghiệp các vỉa dày dốc dưới 35o Tuy nhiên, phải kết hợp điều kiện địa chất và các thông số hình học của vỉa than để chọn ra được sơ đồ công nghệ khai thác và giàn chống thuỷ lực là loại khác với các loại hiện đang sử dụng ở Việt Nam

4) Các vỉa than dốc trên 45o ở vùng Mạo Khê, Than Thùng - Yên Tử, Vàng Danh, Dương Huy, Hà Ráng có chiều dày vỉa từ 3,5 đến 6,0 mét có đủ điều kiện

địa kỹ thuật để đưa giàn chống thuỷ lực vào ứng dụng với trữ lượng công nghiệp khoảng 54,3 triệu tấn, tương đương với 46,6% trữ lượng công nghiệp các vỉa dày dốc trên 45o Tuy nhiên, phải kết hợp điều kiện địa chất và các thông số hình học của vỉa than để chọn ra được sơ đồ công nghệ khai thác và giàn chống thuỷ lực hợp lý Có thể dùng giàn chống kiểu 2ANSH kết hợp máy bào than

5) Các vỉa than vùng Mạo Khê, Than Thùng - Yên Tử, Vàng Danh có chiều dày vỉa lớn từ 6,0 đến 10,0 mét, góc dốc vỉa trên 55o có thể đưa giàn chống thuỷ lực vào ứng dụng với trữ lượng công nghiệp khoảng 31,1 triệu tấn, tương đương với 26,7% trữ lượng công nghiệp các vỉa dày dốc trên 45o Loại giàn chống thuỷ lực áp dụng là kiểu giàn KĐT1 với công nghệ khai thác phân tầng có hạ trần thu hồi than

34

3.4 LỰA CHỌN SẢN PHẨM

Kết quả khảo sát của đề tài đã đưa ra bức tranh tổng thể công nghệ và thiết bị chống giữ lò chợ trong ngành than của ta từ trước tới nay Số lò chợ được áp dụng giàn chống thuỷ lực rất ít, tất cả chỉ có 04 lò chợ (mỏ Khe Chàm có 1 lò chợ dùng ZZ3200/16-

26, Vàng Danh có 1 lò chợ dùng VINA-ALTA và 1 lò chợ dùng KĐT1, Mạo Khê 1 lò chợ dùng giàn 2ANSH) Đơn vị sử dụng nhiều, lâu nhất và có kinh nghiệm trong vận hành, sửa chữa giàn chống thuỷ lực cho đến nay là Công ty than Khe Chàm - TKV Do vậy, đề tài đã tập trung khảo sát thiết bị và tình hình sử dụng giàn chống ZZ3200/16-26 ở Công ty than Khe Chàm - TKV

Kết quả khảo sát cho thấy trong dây chuyền đồng bộ cơ giới hoá thì giàn chống ZZ3200/16-26 hoạt động tốt nhất Sau khoảng 4 năm đưa vào sử dụng các kết cấu cơ khí của giàn chống vẫn còn tốt, ít bỏng hóc (ngoại trừ một vài trường hợp bị cong tấm chắn gương nhưng cũng không ảnh hưởng lớn đến sự làm việc của giàn chống) Hỏng hóc xảy

ra nhiều là ở các phần tử thuỷ lực Cụ thể như sau:

1) Một vài cột chống bị bong tróc lớp mạ bề mặt của cần Piston Đơn vị sử dụng

đã thử nghiệm phục hồi bằng cách hớt bớt lớp bề mặt của cán Piston sau đó hàn đắp, gia công cơ, làm cứng bề mặt và mạ lại bề mặt

2) Các chi tiết làm kín bị hỏng Trong quá trình bảo dưỡng đã được thay thế mới 3) Ống dẫn dịch thuỷ lực bị hỏng Khối lượng hỏng hóc hệ thống ống dẫn đến nay cũng không nhiều

4) Van điều khiển bị hỏng và đây là hỏng hóc xảy ra nhiều với số lượng lớn nhất Nguyên nhân chủ yếu là các chi tiết bằng thép trong lõi van bị ăn mòn dẫn đến làm mất khả năng làm kín, quá trình sử dụng lâu cũng làm mòn hỏng bề mặt làm việc của thân van và cuối cùng là sự lão hoá các vòng làm kín bằng cao su và vòng chắn bụi Biện pháp khắc phục của nhà sử dụng là phải thay thế bằng cụm van mới nhập khẩu với giá nhập khẩu và vận chuyển đến mỏ của mỗi một cụm van lên trên 2000 USD/cụm

Sau khi khảo sát, theo dõi quá trình sửa chữa và bảo dưỡng lần thứ nhất hệ thống khai thác lò chợ với giàn chống ZZ3200/16-26 (từ tháng 2 đến hết tháng 6 năm 2007) và được sự giúp đỡ, tư vấn của các cán bộ kỹ thuật của Công ty than Khe Chàm - TKV, đề tài đã lựa chọn sản phẩm để lập thiết chế tạo thử nghiệm là cụm van điều khiển Đây là cụm chi tiết phải thay thế nhiều trong quá trình áp dụng giàn chống ZZ3200/16-26 nhưng trong nước chưa sản xuất được, giá thành nhập khẩu cao và đơn vị sử dụng không ở thế chủ động

Hình 4.1 Một số chi tiết lõi van

Đề tài đã phân tích vật liệu chế tạo 03 chi tiết (đã qua sử dụng) bằng thiết bị của phòng thí nghiệm Vật liệu tính năng kỹ thuật cao của Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV, kết quả phân tích trong bảng 4.1

Bảng 4.1 Kết quả phân tích thành phần hoá học một số chi tiết lõi van

Bảng 4.2 Kết quả đo độ cứng thô đại của một số chi tiết lõi van

có thành phần hợp kim cao hơn 20X13, có cơ tính cao hơn và khả năng chịu ăn mòn, chịu nhiệt cũng cao hơn thép 20X13

Dựa vào độ cứng bề mặt của các chi tiết mẫu và vật liệu chế tạo do đề tài lựa chọn (SUS 316), đề tài đưa ra phương thức nhiệt luyện các chi tiết chế tạo từ thép SUS 316 như sau: tôi ở nhiệt độ 1050oC trong dầu, nguội ngoài không khí, sau đó ram ở 500oC trong vòng 2,5 đến 3 giờ

Hình 4.2 Hình ảnh về sự ăn mòn điển hình chi tiết lõi van

Các chi tiết còn lại của bộ van sử dụng vật liệu chế tạo là thép cacbon C45 sau khi gia công xong được phốt phát hoá bề mặt, một số chi tiết được mạ kẽm để tạo lớp bảo vệ chống ăn mòn hoá học Thiết kế trọn bộ cụm van xem bản vẽ kèm theo

5 Tổng hợp từ các tài liệu tham khảo [4], [5]

Các khu vực bị ăn mòn trên bề mặt chi tiết.

38

Chương 5 LỰA CHỌN, LẬP CÔNG NGHỆ VÀ CHẾ TẠO CỤM CHI

TIẾT ĐIỂN HÌNH

5.1 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ GIA CÔNG

Căn cứ vào các bản vẽ thiết kế đã lập ra, đề tài lựa chọn công nghệ và thiết bị gia công các chi tiết như sau:

- Thân van được gia công trên máy phay vạn năng, máy mài phẳng, máy khoan và máy doa;

- Các chi tiết lõi van có yêu cầu cao về kỹ thuật, vật liệu chế tạo bằng SUS 316 được gia công trên máy tiện CNC để đảm bảo vận tốc cắt lớn, độ chính xác cao, đảm bảo

5.2 MỘT SỐ CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN SỐ

Dưới đây là một vài đoạn mã chương trình được lập để gia công trên máy tiện CNC các chi tiết được làm bằng vật liệu SUS 316

Máy gia công: Mori Seiki SL-3b (Nhật Bản)

G96 S1500 G99 G1 Z1 F.2 Z-29.5

X9

Z-32.5 X11.828 Z-31.086