Nội dung tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam - Số 11B năm 2017 với các bài viết: Nâng cao hiệu quả khai phá tập hữu ích cao bằng giải pháp chiếu ngược P-set; Đề xuất mô hình khuyến nghị cộng tác mới cho mạng đồng tác giả dựa trên chỉ số cộng tác và tương quan; Nghiên cứu tổng hợp Ni-Doped MIL-53(Fe) và khả năng hấp phụ Rhodamine B trong môi trường nước...
Khoa học Tự nhiên Nâng cao hiệu khai phá tập hữu ích cao giải pháp chiếu ngược P-set Võ Đình Bảy1*, Nguyễn Tấn Phúc2 Khoa Cơng nghệ thông tin, Trường Đại học Công nghệ TP Hồ Chí Minh Trung tâm Ngoại ngữ - Tin học, Trường Đại học Khánh Hòa Ngày nhận 3/7/2017; ngày chuyển phản biện 7/7//2017; ngày nhận phản biện 4/8/2017; ngày chấp nhận đăng 10/8/2017 Tóm tắt: Trong khai phá tập phổ biến quan tâm đến xuất mục giao dịch (nghĩa chúng có hay khơng có giao dịch) khai phá tập hữu ích cao (HUI - High utility itemset) lại quan tâm đến lợi nhuận thu bán tập mục Đã có nhiều thuật tốn phát triển nhằm nâng cao hiệu khai phá HUI, EFIM (EFficient high-utility Itemset Mining) thuật tốn áp dụng nhiều kỹ thuật để cải thiện tốc độ khơng gian tìm kiếm Tuy nhiên, EFIM cịn tốn nhiều chi phí qt dịng liệu để xác định liên quan đến ứng viên xét làm giảm hiệu thuật toán, đặc biệt sở liệu (CSDL) thưa Bài báo đề xuất giải pháp chiếu ngược P-set để giảm số lượng giao dịch cần xét thuật tốn EFIM vậy, làm giảm thời gian khai phá HUI Một thuật toán cải tiến từ EFIM (IEFIM - Improve EFficient high-utility Itemset Mining) dựa P-set đề nghị Kết thực nghiệm cho thấy, thuật toán IEFIM làm giảm đáng kể số lượng giao dịch cần xét thời gian thực thi CSDL thưa Từ khóa: Khai phá liệu, khai phá tập hữu ích cao, tỉa ứng viên Chỉ số phân loại: 1.2 Đặt vấn đề Khai phá tập phổ biến (FIM - Frequent Itemset Mining) Agrawal giới thiệu vào năm 1993 phân tích mơ hình liệu siêu thị [1], làm sở để mở rộng thành toán khác lĩnh vực khai phá liệu Trong nghiên cứu thị trường, FIM CSDL giao dịch tìm tập (itemset) thường xun xuất giao dịch Các thuật toán khai phá tập phổ biến thường áp dụng tính chất bao đóng giảm (downward closure property) [2] để tăng khả tỉa tập ứng viên thừa Cụ thể, có tập khơng phổ biến X thuật tốn khơng xét tập ứng viên chứa tập X, nghĩa với liệu chứa n phần tử X chứa k phần tử, thuật tốn khơng xét 2(n-k) - tập có chứa X Tuy nhiên, tập phổ biến quan tâm đến việc có mua hay khơng mua mặt hàng mà không quan tâm đến lợi nhuận thu mặt hàng Vì vậy, tốn khai phá tập hữu ích cao đặt Chúng ta xét ví dụ hình liệu bán hàng [3] để hiểu rõ toán khai phá tập phổ biến tốn khai phá HUI Trong đó, bảng (1A) bảng chứa giá trị lợi nhuận đơn vị sản phẩm (item) bảng (1B) chứa thông tin giao dịch với sản phẩm tương ứng với số lượng bán giao dịch Với khai phá tập phổ biến không quan a b c d e Utility (A) Bảng lợi nhuận g Tid Giao dịch Số lượng T1 {b,c,d,g} {1,2,1,1} T2 {a,b,c,d,e} {4,1,3,1,1} T3 {a,c,d} {4,2,1} T4 {a,b,d,e} {5,2,1,2} T5 {a,b,c,f} {3,4,1,2} (B) Bảng giao dịch Hình Dữ liệu bán hàng tâm đến bảng (1A) số lượng bảng (1B), tập phổ biến chưa tập có giá trị hữu ích cao Cụ thể, độ phổ biến {bc} 3, hữu ích 18, {de} có giá trị 22 Tương tự tập phổ biến, tập HUI giá trị hữu ích (chẳng hạn lợi nhuận thu bán itemset tất giao dịch) phải đạt ngưỡng tối thiểu cho trước Với tập hữu ích cao, tính chất bao đóng giảm khơng phù hợp, cụ thể: Các tập {a}, {ab}, {abc} có độ phổ biến 4, 3, (thỏa mãn tính chất bao đóng giảm) giá trị hữu ích 16, 26, 21 Nếu lấy ngưỡng 20 Tác giả liên hệ: Email: bayvodinh@gmail.com * 22(11) 11.2017 Item Khoa học Tự nhiên Efficient solution for mining High Utility Itemsets by reverse projection P-set Dinh Bay Vo1*, Tan Phuc Nguyen2 Faculty of Information Technology, Ho Chi Minh City University of Technology Foreign Languages and Informatics Center, Khanh Hoa University Received July 2017; accepted 10 August 2017 Abstract: Mining frequent itemsets just focuses on mining items which have the same importance (e.g., unit profit) and may not appear more than once in each transaction On the contrary, mining high utility itemsets (HUIs) considers items which have different unit profits and may have non-binary purchase quantities in transactions Basically, mining HUIs is to find the items that produce a higher profit than those bought frequently There have been many algorithms developed for mining HUIs, among which EFIM is the latest algorithm which applies several techniques to improve the runtime and the search space However, the cost of EFIM for scanning transactions to determine candidate relevance is high, which reduces the efficiency of the algorithm, especially on sparse databases In this paper, the authors developed a P-set structure and proposed an improved algorithm of EFIM to reduce the number of transaction scans and thereby reduce the mining time Experimental results showed that the improved algorithm reduced significantly the number of transaction scans and the mining time, especially on sparse databases Keywords: Data mining, high utility itemset mining, pruning candidates Classification number: 1.2 ta chọn {ab}, {abc} loại {a}, cịn lấy ngưỡng 22 {ab} chọn Vì vậy, phương pháp khai phá tập phổ biến áp dụng vào khai phá tập hữu ích cao Từ tốn phát biểu vào năm 2004 [4] đến nay, có nhiều thuật tốn khai phá tập hữu ích cao phát triển nhằm nâng cao hiệu khai phá: UMining (2004) [4], UMining-H (2006) [5], Two-Phase (2005) [6], IHUP (2009) [7], TWU-Mining (2009) [8], UP-Growth (2010) [9], DTWU-Mining (2011) [10], EFIM (2015) [11] số hướng phát triển khác tập hữu ích cao, điển hình 22(11) 11.2017 khai phá tập đóng có CHUD (2011) [12], AprioriCH, AprioriHC-D (2015) [13]; khai phá Top-k HUI có TKU (2012) [14], TKO (2016) [15]; khai phá HUI luồng liệu có THUI-Mine (2008) [16], GUIDE (2012) [17], hay khai phá HUI liệu không chắn [18] Trong số thuật tốn khai phá tập hữu ích cao, EFIM xem thuật toán nhanh với nhiều giải pháp để cải thiện khơng gian tìm kiếm thời gian kỹ thuật chiếu CSDL (Database Projection), trộn giao dịch (Transaction Merging) tính lại biên cận Mặc dù cải thiện đáng kể thời gian khai phá nhớ sử dụng so với thuật tốn trước (UP-Growth, HUI-Miner [3], UP-Growth [19], HUP-Miner [20]) EFIM quét thừa giao dịch dẫn đến: Tìm kiếm vị trí tập ứng viên giao dịch chưa hiệu quả; tăng thời gian tạo vùng liệu để mở rộng ứng viên; duyệt qua giao dịch khơng chứa ứng viên để tính giá trị hữu ích tập ứng viên; hiệu tốc độ tìm kiếm tập hữu ích khơng cao thuật tốn thực đồng thời cơng việc với giao dịch, kể giao dịch không chứa ứng viên (tìm kiếm vị trí ứng viên, thực phép chiếu ứng viên giao dịch tính độ hữu ích ứng viên) Dựa nhận xét trên, báo có số đóng góp sau: i) Đề xuất cấu trúc P-set với mục đích hạn chế số giao dịch tham gia trực tiếp vào trình khai phá tập hữu ích cao; ii) Đề xuất phương pháp chiếu ngược P-set tập ứng viên vùng liệu xét nhằm hạn chế số giao dịch tham gia thực phép chiếu tạo vùng liệu cho việc mở rộng tập ứng viên tính giá trị hữu ích tập ứng viên; iii) Đề xuất thuật toán IEFIM, cải tiến từ thuật toán EFIM dựa P-set phương pháp chiếu ngược Các nghiên cứu liên quan Bài tốn khai phá tập hữu ích cao Yao Hamilton đưa vào năm 2004 [4] Các tác giả đề xuất thuật toán UMining dựa vào chặn (upper bound) độ hữu ích để khai phá HUI Sau thêm thuật tốn UMining-H, dạng heuristic UMining thay đổi cách tính chặn độ hữu ích để tỉa ứng viên Cả UMining UMining-H có khả tỉa nhầm tập HUI Năm 2005, Liu đồng đề xuất chặn có tên TWU (Transaction Weighted Utilization) dùng cho khai phá HUI [6] TWU itemset thỏa tính chất bao đóng giảm nên dựa vào để tỉa ứng viên Vì vậy, tác giả đề xuất thuật toán Two-Phase dựa TWU để tỉa ứng viên TwoPhase chia làm hai giai đoạn bao gồm: (1) Khai phá tất itemset có TWU lớn hay minutil (là ngưỡng tối thiểu người sử dụng đưa vào); (2) Từ tập itemset có TWU thỏa mãn minutil, Two-Phase quét CSDL để tính độ hữu ích itemset lọc itemset có độ hữu ích thỏa mãn minutil Do Two-Phase tốn nhiều lần quét Khoa học Tự nhiên CSDL sinh nhiều ứng viên phase nên không hiệu CSDL lớn Sau Two-Phase, hầu hết thuật toán vận dụng phương pháp tỉa dựa TWU áp dụng chiến lược riêng để nâng cao hiệu tỉa ứng viên TWU-Mining DTWU-Mining Le đồng vận dụng, phát triển cấu trúc IT-Tree Zaki [21] thành cấu trúc WIT-Tree [8] để giảm số lần duyệt CSDL Cùng vận dụng FP-Growth [22], IHUP Ahmed đồng đề xuất, tạo ứng viên IHUP-Tree [7], UP-Growth UP-Growth+ Tseng đồng thực tạo ứng viên UP-Tree [9] bên cạnh chiến lược bổ trợ: Giảm độ hữu ích tập khơng triển vọng UP-Tree tồn cục (DGU - Discarding Global Unpromising item), giảm độ hữu ích nút UP-Tree toàn cục (DGN - Discarding Global Node utilities), loại bỏ tập không triển vọng cục (DLU Discarding Local Unpromising item), giảm độ hữu ích nút UP-Tree cục (DLN - Decreasing Local Node utilities), giảm độ hữu ích tập khơng triển vọng cục UP-Tree cục (DNU - Discarding local unpromising items and their estimated Node Utilities) giảm độ hữu ích nút không triển vọng cục UP-Tree cục (DNN - Decreasing local Node utilities for the nodes of local UP-Tree) Sau tạo danh sách ứng viên IHUP, UPGrowth UP-Growth+ quét lại CSDL để tính giá trị hữu ích xem xét việc ứng viên có phải tập hữu ích cao hay khơng Với HUI-Miner Liu Qu theo hướng mới, duyệt CSDL lần lưu vào cấu trúc nhóm đề xuất Utility-list [3], khai phá tỉa ứng viên cấu trúc Tuy nhiên, số lượng Utility-list HUI-Miner tạo nhiều nên Fournier-Viger đồng đề xuất thuật toán FHM (2014) [23] cấu trúc EUCS (Estimated Utility Co-occurrence Structure) [23] với phương án tỉa EUCP (Estimated Utility Co-occurrence Pruning) [23] để hạn chế việc tạo Utility-list nhằm tăng tốc độ thuật toán Cùng mục đích với FHM, HUP-Miner [20] Krishnamoorthy áp dụng thêm chiến lược tỉa theo phân vùng (PA - PArtitioned utility) [20] tỉa trước (LA - LookAhead utility) [20] bên cạnh chiến lược tỉa theo Utility-list Mỗi thuật toán phát huy hiệu chiến lược tỉa ứng viên đẩy nhanh tốc độ tìm kiếm tập hữu ích cao Tuy nhiên, q trình khai phá, thuật toán quét giao dịch rỗng chưa có phương án xử lý dịng liệu tương đồng với (giống phần tử xuất giao dịch khác số lượng) Vì vậy, EFIM đề xuất chiến lược: Chiếu CSDL (HDP - High utility Database Projection) [11] để tìm kiếm phần trùng nhau; chiến lược trộn giao dịch (HTM - High utility Transaction Merging) [11] để giảm khơng gian tìm kiếm phương pháp tỉa chặn theo giá trị hữu 22(11) 11.2017 ích cục (Local utility) [11] giá trị hữu ích nhánh phụ (Sub-tree utility) [11] để loại tập ứng viên khơng mong đợi Thuật tốn IEFIM Các khái niệm liên quan Cho I = {i1, i2, …, in} tập phần tử CSDL D gồm bảng hữu ích (Utility table) bảng giao dịch (Transaction table) hình Mỗi phần tử I có giá trị hữu ích định chứa bảng hữu ích Một giao dịch T bảng giao dịch xác định tid chứa tập I có liên kết với số lượng tương ứng Định nghĩa 1: Giá trị hữu ích mở rộng phần tử i, ký hiệu eu(i), giá trị hữu ích i bảng hữu ích D [6] Định nghĩa 2: Giá trị hữu ích nội phần tử i giao dịch T, ký hiệu iu(i,T), đếm giá trị kết hợp phần tử i thuộc T bảng giao dịch D [6] Định nghĩa 3: Giá trị hữu ích phần tử i giao dịch T, ký hiệu u(i,T), phép nhân iu(i,T) eu(i) hay u(i,T) = iu(i,T) x eu(i) [6] Ví dụ: eu(a) = 1, iu(a,T2) = u(a,T2) = iu(a,T2) x eu(a) = x = Định nghĩa 4: Giá trị hữu ích tập X giao dịch T, ký hiệu u(X,T), tổng giá trị hữu ích phần tử thuộc X có giao dịch T hay u(X,T) = Σi∈x∧x⊆T u(i,T) [6] Định nghĩa 5: Giá trị hữu ích tập X, ký hiệu u(X), tổng giá trị hữu ích X tất giao dịch T có chứa X DB hay u(X) = ΣT∈D∧x⊆T u(X,T) [6] Định nghĩa 6: Cho trước ngưỡng hữu ích tối thiểu minutil, tập X gọi tập hữu ích cao giá trị hữu ích X khơng nhỏ ngưỡng hay u(X) ≥ minutil [6] Ví dụ: u({a,b}, T2) = u(a, T2) + u (b, T2) = × + × = 6, u({a,b}) = u({a,b}, T2 ) + u({a,b}, T4) + u({a,b}, T5) = + + 11 = 26 Nếu minutil = 20 {a,b} tập hữu ích cao, ngược lại với minutil = 30 {a,b} khơng phải tập hữu ích cao Định nghĩa 7: Giá trị hữu ích giao dịch T, ký hiệu tu(T), tổng giá trị hữu ích phần có T hay tu(T) = Σi∈T u(i,T) giá trị hữu ích DB tổng giá trị hữu ích giao dịch DB [6] Ví dụ: tu(T3) = u({a}, T3) + u({c}, T3) + u({d}, T3) = + + = 11 Định nghĩa 8: Trọng số giao dịch hữu ích tập X, ký hiệu TWU(X), tổng giá trị hữu ích tất giao dịch có chứa X DB hay TWU(X) = ΣT∈DB∧x⊆T tu(T) [6] Ví dụ: TWU({e}) = tu(T2) + tu(T4) = 18 + 22 = 40 Khoa học Tự nhiên Định nghĩa 9: Gọi phép xếp thứ tự theo TWU phần tử I Giá trị hữu ích lại X giao dịch T, ký hiệu ru(X,T), tổng giá trị hữu ích phần tử sau X T, ru(X,T) = Σi∈T∧i x∀x∈X u(i,T) [3] Ví dụ: ru({a},T3) = u({c}, T3) + u({d},T3) = 1+ = Định nghĩa 10: Cho tập phần tử I xếp thứ tự theo , tập X, tập phần tử mở rộng X định nghĩa sau E (X) = {z z ∈ I ∧ Z X∀X ∈ X} [11] Định nghĩa 11: Cho giao dịch T tập X, phép chiếu tập X giao dịch T xác định Tx = { i i ∈ T ∧ i ∈ E (X)} [11] Ví dụ: cho X = {b}, xét phép thứ tự a b c d e T1x = ∅, T2x = {a} Định nghĩa 12: Cho CSDL D tập X, phép chiếu tập X D định nghĩa sau , xét phép thứ tự , [11] Ví dụ: cho Định nghĩa 13: Cho tập X, phần tử z ∈ E (X) giá trị hữu ích cục (X,z) tính sau lu(X,z)= [11] Ví dụ: cho X = {a}, lu(X,c) = (u(X,T2) + ru(X,T2)) + (u(X,T3) + ru(X,T3)) + (u(X,T5) + ru(X,T5)) = 18 + 11 + 22 = 51 , Tính chất 1: Cho tập X, tất tập mở rộng tập X với z tập hữu ích cao [11] , Định nghĩa 14: Cho tập X phần tử giá trị hữu ích nhánh phụ z tập X đồng hay Ta = Tb thỏa mãn điều kiện: n = m , ik = jk [11] Xét tiếp ví dụ định nghĩa 12, xem đồng có kết Định nghĩa 17: Cho giao dịch đồng Tr1 = Tr2 = = Trm D, giao dịch trộn lại ) [11] Tm định nghĩa 12 giao dịch độc lập, Ví dụ: Giả sử có giá trị hữu ích nội hai giao dịch thay Định nghĩa 18 (về phép chiếu kết hợp trộn giao dịch đồng nhất): Khi chiếu tập X lên D, giao dịch đồng trộn giao dịch mới, ký hiệu cDX [11] Phép chiếu kết hợp phép trộn theo ví dụ định nghĩa 12 thể hình Tid Giao dịch Số lượng T1X {b} {1} T2X {a,b} {4,1} T3X {a} T5X {a,b} Tid Giao dịch Số lượng T1X {b} {1} {4} T2’X {a,b} {7,5} {3,4} T3X {a} {4} (A) Dữ liệu đầy đủ DX với X = {c} (B) Dữ liệu cDX với X = {c} Hình Minh họa phép chiếu X = {c} CSDL phép trộn kết hợp Cấu trúc P-set thuật tốn [11] Ví dụ, cho X = {a}, su(X,c) = (u({a},T2) + u({c},T2)+ u({d},T2) + u({e},T2)) + (u({a},T3) + u({c},T3)+ u({d},T3)) + (u({a},T5) + u({c},T5) + u({f},T5)) = 16 + 11 + = 34 , Tính chất 2: Cho tập X tất tập mở rộng tập X với z khơng thể tập hữu ích cao [11] Định nghĩa 15: Cho tập X, phần tử phần tử phụ (Primary, Secondary item) định nghĩa sau: [11] Tiếp tục ví dụ định nghĩa 12 13, xét minutil = 40 X = {a} phần tử phụ, khơng phải phần tử chính, với minutil = 30 X = {a} vừa phần tử vừa phần tử phụ Định nghĩa 16: Cho giao dịch Ta, Tb chứa phần tử tương ứng {i1,i2,…,im} {j1,j2,…,jn} Ta Tb gọi 22(11) 11.2017 EFIM tốn nhiều chi phí cho việc tạo phép chiếu tập X vùng giao dịch xét để dự toán triển vọng tập mở rộng Với tập X xét số phần tử cần mở rộng lực lượng tập phần tử phụ , vùng liệu cDX Xét tập X giao dịch cần xét mở rộng phần tử Xét phép chiếu z lên vùng cDX, EFIM buộc phải quét lại toàn cDX lần nữa, xác định vùng chiếu tìm tập phần tử phụ Định nghĩa 19 (phép chiếu ngược tập X D): Cho CSDL D tập X, P-set phép chiếu ngược tập X D xác định sau: Ví dụ, xét X={e}, P-set(X) ={T2,T4} Định nghĩa 20 (phép chiếu ngược mở rộng tập X với i D): Cho CSDL D tập X, phép chiếu ngược tập X với I D xác định sau: Khoa học Tự nhiên Mệnh đề 1: Giá trị hữu ích tập X khơng đổi áp dụng P-set Pex-set(X,i) D Giả sử chia CSDL D, theo định nghĩa ta có: hay (theo định nghĩa 19) Vì vậy, áp dụng P-set, giá trị hữu ích tập khơng thay đổi Áp dụng thêm định nghĩa 18 20, ta chứng minh tương tự với Pex-set(X,i) (1) Do Pex-set(X,i) tập chứa T.id phép chiếu DX-ex nên thực đồng thời với việc tính giá trị hữu ích nhánh phụ su(X,i) không làm tăng độ phức tạp thuật tốn Tương tự với dịng thủ tục Search Hiệu Pex-set(X,i) thể rõ dịng thủ tục Search, xét giao dịch có tid thuộc Pex-set(X,i) thay qt toàn DX Thủ tục Search Input: X: Tập phần tử xét, cDx: Các giao dịch chiếu trộn X, Primary(X): Các phần tử X, Secondary(X): Các phần tử mở rộng X, ngưỡng minutil,Pex-set(X,i): Tid giao dịch dùng mở rộng X với {i} Output: Các tập hữu ích cao mở rộng từ x Foreach item i ∈ P rimary (X) β = X ∪ {i}; Dùng Pex-set(X,i) để duyệt Dx để tính u(β) xây dựng De; // dùng phép trộn giao dịch; If u(β) ≥ minutil then xuất β; Duyệt β-D tính su(β, z), lu(β, z) P-set-ex(β,z) cho tất z ∈ Secondary(X) sau i; Primary(β) = {z ∈ Secondary(X)|su(β, z) ≥ minutil}; Secondary(β) = {z ∈ Secondary(X)|lu(β, z) ≥ minutil}; Search (β, De, Primary(β), Secondary(β), minutil, Pex-set(β,z)); End Ngoài ta, theo định nghĩa 12 18, ta có: (2) |cDX| ≤ |DX| ≤ |D| Áp dụng định nghĩa 20, ta có |Pex-set(X,i)| ≤ |cDX| (3) Kết hợp (2) (3) suy |Pex-set(X,i)| ≤ |DX| (4) Từ (1) (4) cho thấy hiệu P-set Pex-set tỷ lệ nghịch với độ phổ biến tập X phần tử mở rộng I vùng liệu tương ứng D hay cDX Ví dụ, xét X = {e}, P-set(X) = {T2,T4}, cần tính độ hữu ích X, ta trực tiếp đến T2 T4 để tính thay duyệt giao dịch, hiển nhiên hiệu sử dụng P-set({a}) thấp P-set({e}) {a} xuất nhiều giao dịch {e} Với việc sử dụng Pex-set, thuật toán IEFIM thay đổi dịng tính Pex-set(X,i) song song với su(X, i) dịng 3, thủ tục Search (hình 4) Hình Thủ tục Search IEFIM Thuật toán IEFIM Input : D: CSDL cần khai phá, minutil: Ngưỡng tối thiểu Output: Các tập hữu ích cao X = ∅; Duyệt D tính lu(X, i) cho tất i ∈ I; Secondary(X) = {i|i ∈ I ∧ lu(X, i) ≥ minutil}; Sắp xếp tăng dần Secondary(X) theo giá trị TWU; Duyệt D để xóa phần tử i ∉ Secondary(X) khỏi giao dịch xóa giao dịch rỗng; Kết thực nghiệm đánh giá Chúng cài đặt thuật toán IEFIM, tiến hành chạy thực nghiệm so sánh với thuật toán EFIM CSDL lấy từ thư viện mở SPMF: An Java Open-Source Data Mining Library địa http://www.philippe-fournier-viger.com/ spmf/ [24] Các thuật toán thực môi trường Java sử dụng hệ điều hành Windows 8.1, 64 bit, RAM GB, CPU Core i3 M350 Bảng Bảng mô tả liệu thực nghiệm chuẩn Sắp xếp giao dịch T tăng dần; Duyệt D tính su(X,i) Pex-set(X,i) cho phần tử i ∈ Secondary(X); Primary(X) = {i|i ∈ Secondary(X) ∧ su(X, i) ≥ minutil}; Search (X, D, Primary(X), Secondary(X), minutil,Pexset(X,i)) Hình Thuật tốn IEFIM 22(11) 11.2017 Accident 340183 468 Độ dài trung bình 33,8 BMS-POS 59601 497 4,8 Thưa Chess 3196 75 37 Rất đặc Loại liệu Số giao dịch Số phần tử Đánh giá Đặc Foodmart 67557 129 43 Thưa Kosarak 990002 41270 8,1 Thưa Retail 87943 16465 10,3 Thưa T10I4D100K 100000 870 10,1 Thưa T40I10D100K 100000 942 39,6 Thưa Khoa học Tự nhiên Chúng chạy thực nghiệm CSDL nêu ghi lại thời gian thực hiện, số giao dịch quét để thực phép chiếu nhằm xây dựng vùng liệu dùng mở rộng ứng viên tính giá trị hữu ích Số lượng giao dịch (nghìn) Số lượng giao dịch (nghìn) Ngồi ra, CSDL Retail, T10I4D100K, T40I10D100K phát sinh ngẫu nhiên từ đến 10 giá trị: Độ hữu ích phần tử số lượng giao dịch, đặc điểm liệu thực nghiệm chuẩn mô tả bảng Số lượng giao dịch (triệu) minutil (nghìn) (B) Đồ thị so sánh số lượng giao dịch CSDL BMS-POS Số lượng giao dịch (triệu) minutil (triệu) (A) Đồ thị so sánh số lượng giao dịch CSDL Accident Số lượng giao dịch (triệu) minutil (nghìn) (D) Đồ thị so sánh số lượng giao dịch CSDL Foodmart Số lượng giao dịch (triệu) minutil (nghìn) (C) Đồ thị so sánh số lượng giao dịch CSDL Chess minutil (nghìn) (F) Đồ thị so sánh số lượng giao dịch CSDL Retail Số lượng giao dịch (triệu) Số lượng giao dịch (triệu) minutil (nghìn) (E) Đồ thị so sánh số lượng giao dịch CSDL Kosarak minutil (nghìn) minutil (nghìn) (G) Đồ thị so sánh số lượng giao dịch CSDL 10I4D100K (H) Đồ thị so sánh số lượng giao dịch CSDL T40I10D100K Hình Đồ thị so sánh số lượng giao dịch Hình Đồ thị so sánh số lượng giao dịch Từ kết thực nghiệm thể qua đồ thị so sánh số lượng giao dịch tham gia phép chiếu tạo vùng liệu để mở rộng ứng viên tính giá trị hữu ích tập ứng viên (hình 5) ta có nhận xét, áp dụng phương pháp chiếu ngược, thuật toán IEFIM giảm hẳn số giao dịch, giảm từ (như T40I10D100K, hình 5H) đến 400 lần (như Kosarak, hình 5E) loại CSDL đánh giá thưa, tỷ lệ giảm dần loại liệu đánh giá dày22(11) dày, cụ thể với Accident6và Chess (hình 5a 5c), số lượng giao dịch 11.2017 quét giảm không đáng kể Về thời gian thực hiện, thuật toán IEFIM nhanh hẳn EFIM CSDL thưa, giảm thời gian thực từ (Foodmart, hình 6d) đến 60 lần (Retail, hình 6f) Đối với CSDL đặc/rất đặc Accident, Chess thời gian cải thiện khơng đáng kể (hình 6a 6c) Số lượng giao dịch (triệu) Số lượng giao dịch (triệu) Khoa học Tự nhiên minutil (nghìn) minutil (nghìn) Đồ thị so sánh số lượngthể giaohiện dịch 10I4D100K (H) Đồ so sánh lượng giao CSDL Từ kết quả(G)thực nghiệm quaCSDL đồ thị so dày, cụthịthể với số Accident vàdịch Chess (hìnhT40I10D100K 5a 5c), số lượng Hình Đồ thị so sánh số lượng giao dịch sánh số lượng giao dịch tham gia phép chiếu tạo vùng giao dịch quét giảm không đáng kể Từ kết thểứng qua đồ thị so sánh số lượng giao dịch tham liệu để mở rộng ứng viên tính thực giá trịnghiệm hữu íchđược tập gia phép chiếu tạo vùng liệu để mở rộng ứng viên tính trị hữu tốn tập ứng viênnhanh thời giangiáthực hiện,íchthuật IEFIM viên (hình 5) ta có nhận xét, áp xét, dụngkhi phương phápphương chiếu phápVề (hình 5) ta cókhi nhận áp dụng chiếu ngược, thuật toán IEFIM giảm hẳn số giao dịch, giảm từ (như T40I10D100K, hình 5H) đến lần thưa, (như giảm Kosarak, 5E) từ trên400 CSDL thời hình gian thực ngược, thuật toán IEFIM giảm hẳn số giao dịch, giảm từ hẳn EFIM loại CSDL đánh giá thưa, tỷ lệ giảm dần loại liệu hình 5a 6D)vàđến 60số lầnlượng (Retail, hình 6F) Đối với đánh giá dày5H) với Accident (Foodmart, Chess (hình 5c), giao dịch (như T40I10D100K, hình đếndày, 400 cụ lầnthể (như Kosarak, quét giảm không đáng kể CSDL đặc/rất đặc Accident, Chess thời gian cải thiện hình 5E) loại Về CSDL đánh giá thưa, tỷ lệ thời gian thực hiện, thuật toán IEFIM nhanh hẳn EFIM CSDL thưa, giảm giảm dần đối thời với dữhiện liệu từ đánh giá dày và6d) đếnkhơng đáng kể (hình vàĐối 6c).với CSDL đặc/rất gianloại thực (Foodmart, hình 60 lần (Retail, hình6a 6f) Thời gian thực (giây) Thời gian thực (mili giây) đặc Accident, Chess thời gian cải thiện khơng đáng kể (hình 6a 6c) minutil (nghìn) (B) Đồ thị so sánh thời gian CSDL BMS-POS Thời gian thực (giây) Thời gian thực (mili giây) minutil (triệu) (A) Đồ thị so sánh thời gian CSDL Accident Thời gian thực (giây) minutil (D) Đồ thị so sánh thời gian CSDL Foodmart Thời gian thực (giây) minutil (nghìn) (C) Đồ thị so sánh thời gian CSDL Chess Thời gian thực (giây) Thời gian thực (giây) minutil (F) Đồ thị so sánh thời gian CSDL Retail Thời gian thực (giây) Thời gian thực (giây) minutil (nghìn) (E) Đồ thị so sánh thời gian CSDL Kosarak minutil (nghìn) minutil (nghìn) minutil (nghìn) minutil (nghìn) thị sánh so sánh gian CSDL T10I4D100K (G)(G) Đồ Đồ thị so thờithời gian trêntrên CSDL T10I4D100K Đồso thịsánh so sánh CSDL T40I10D100K (H) (H) Đồ thị thời thời giangian trên CSDL T40I10D100K Hình Đồ so sánh thời gian thực Hình Đồ thị thị so sánh thời gian thực Hình Đồ thị so sánh thời gian thực 22(11) 11.2017 Khoa học Tự nhiên Nguyên nhân: Hiệu thuật toán IEFIM tập trung vào việc giảm tổng số lần giao dịch quét qua phép chiếu để tạo vùng liệu phục vụ mở rộng ứng viên, nên tỷ lệ chênh lệch khơng đáng kể hiệu thuật tốn cải tiến khơng nhiều Tốc độ thuật tốn khơng cải thiện nhiều việc giảm số lượng giao dịch thừa CSDL dày dày không đáng kể chi phí tạo phép chiếu ngược lại tăng so với loại liệu khác Kết so sánh số lượng giao dịch cần xét thời gian chạy thuật toán thể đồ thị minh họa hình hình Kết luận hướng phát triển Trong báo này, giới thiệu giải pháp chiếu ngược P-set để tăng tốc độ khai phá tập hữu ích cao cách hạn chế quét số giao dịch thừa Bằng thực nghiệm chứng minh hiệu P-set với liệu thưa phù hợp với môi trường liệu kinh doanh thực tế thể Foodmart Với hiệu này, tiếp tục nghiên cứu để áp dụng vào hướng khai phá khác tập hữu ích cao khai phá HUI đóng, khai phá Top-k HUI Ngoài ra, việc lai ghép nhiều kỹ thuật khác để tăng tốc độ, giảm không gian tìm kiếm khơng gian nhớ quan tâm LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu tài trợ Quỹ Phát triển Khoa học Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) khuôn khổ đề tài mã số 102.05-2015.10 Chúng xin trân trọng cảm ơn TÀI LIỆU THAM KHẢO [9] V.S Tseng, C.W Wu, B.E Shie, P.S Yu (2010), “Upgrowth: Anefficientalgorithm for high utility itemset mining”, Proc ACM SIGKDD Int’l Conf Knowledge Discovery and Data Mining, pp.253-262 [10] B Le, H Nguyen, B Vo (2011), “An efficient strategy for mining high utility itemsets”, International Journal of Intelligent Information and Database Systems, 5(2), pp.164-176 [11] S Zida, P Fournier-Viger, J.C.W Lin, C.W Wu, V.S Tseng (2015), “EFIM: A Highly Efficient Algorithm for High-Utility Itemset Mining”, Advances in Artificial Intelligence and Soft Computing, Springer., pp.530-546 [12] C.W Wu, P Fournier-Viger, P.S Yu, V.S Tseng (2011), “Efficient Mining of a Concise and Lossless Representation of High Utility Itemsets”, IEEE 11th International Conference on Data Mining, pp.824-833 [13] V.T Tseng, C.W Wu, P Fournier-Viger, P.S Yu (2015), “Efficient Algorithms for Mining the Concise and Lossless Representation of High Utility Itemsets”, IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, 27(3), pp.726-739 [14] C.W Wu, B.E Shie, V.T Tseng, P.S Yu (2012), “Mining top-K high utility itemsets”, KDD ‘12 Proceedings of the 18th ACM SIGKDD international conference on Knowledge discovery and data mining , pp.78-86 [15] V.T Tseng, C.W Wu, P Fournier-Viger, P.S Yu (2016), “Efficient Algorithms for Mining Top-K High Utility Itemsets”, IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, 28(1), pp.54-67 [16] C.J Chu, V.S Tseng, T Liang (2008), “An efficient algorithm for mining temporal high utility itemsets from data streams”, Journal of Systems and Software, 81(7), pp.1105-1117 [17] Bai-En Shie, S Yu Philip, V.S Tseng (2012), “Efficient algorithms for mining maximal high utility itemsets from data streams with different models”, Expert Systems with Applications, 39(17), pp.12947-12960 [1] R Agrawal, T Imielinski, A.N Swami (1993), “Mining association rules between sets of items in large databases”, Proceedings of the 1993 ACM SIGMOD International Conference on Management of Data, Washington D.C., pp.207-216 [18] J.C.W Lin, W Gan, P Fournier-Viger, T.P Hong, V.T Tseng (2016), “Efficient algorithms for mining high-utility itemsets in uncertain databases”, Knowledge-Based Systems, 96, pp.171-187 [2] R Agrawal, R Srikant (1994), “Fast algorithms for mining association rules in large databases”, Proc Int’l Conf Very Large Data Bases, pp.487-499 [19] V.S Tseng, B.E Shie, C.W Wu, P.S Yu (2013), “Efficient algorithms for mining high utility itemsets from transactional databases”, IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, 25(8), pp.1772-1786 [3] M Liu, J Qu (2012), “High utility itemsets without candidate generation”, 21st ACM International Conference on Information and Knowledge Management, pp.55-64 [4] H Yao, H.J Hamilton, C.J Butz (2004), “A foundational approach to mining itemset utilities from databases”, In Proc SIAM Int’l Conf Data Mining, pp.482-486 [5] H Yao, H.J Hamilton (2006), “Mining Itemset Utilitied from Transaction Databases”, Data and Knowledge Engeneering, 59(3), pp.603-626 [6] Y Liu, W.K Liao, A.N Choudhary (2005), “A two-phase algorithm for fast discovery of high utility itemsets”, Proc Pacific-Asia Conf Knowledge Discovery and Data Mining, pp.689-695 [20] K Krishnamoorthy (2015), “Pruning strategies for mining high utility itemsets”, Expert Systems with Applications, 42(5), pp 2371-2381 [21] M Zaki (2000), “Scalable algorithms for association mining”, IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, 12(3), pp.372-390 [22] J Han, J Pei, Y Yin, R Mao (2004), “Mining frequent patterns without candidate generation: A frequent pattern tree approach”, Data Mining and Knowledge Discovery, 8(1), pp.53-87 [7] C Ahmed, S.K Tanbeer, B.S Jeong, Y.K Lee (2009), “Efficient tree structures for high utility pattern mining in incremental databases”, IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, 21(12), pp.1708-1721 [23] P Fournier-Viger, C.W Wu, S Zida, V.T Tseng (2014), “FHM: Faster High-Utility Itemset Mining using Estimated Utility Co-occurrence Pruning”, Proc 21st International Symposium on Methodologies for Intelligent Systems (ISMIS 2014), Springer, pp.83-92 [8] B Le, H Nguyen, T.A Cao, B Vo (2009), “A Novel Algorithm for Mining High Utility Itemsets”, Proceedings of 1st Asian Conference on Intelligent Information and Database Systems, Quang Binh, Vietnam (IEEE press), pp.1317 [24] P Fournier-Viger, A Gomariz, T Gueniche, A Soltani, C.W Wu, V.S Tseng (2014), “SPMF: A java open-source pattern mining library”, The Journal of Machine Learning Research, 15(1), pp.3389-3393 22(11) 11.2017 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ biểu diễn phương trình phản ứng Các phản ứng nitrit/nitrat hóa: Nitrit hóa: NH4+ + 1,5O2 → NO2- + 2H+ + H2O (1) Nitrat hóa nitrit: NO2- + 0,5O2 → NO3- (2) Các phản ứng khử nitrit/nitrat: Khử nitrit: a NO2- + CxHyOz → a/2 N2 + 3x CO2 + b H2O + a OH- (3) Trong đó, CxHyOz chất hữu cơ, a = (4x + y – 2z), b = (y + z – 2x) bình 94% Mặc dù tốc độ xử lý T-N chế độ V cao chế độ III IV (0,29 so với 0,20 kg T-N/(m3×ngày)), hiệu suất xử lý T-N chế độ V có giảm đi, điều chứng tỏ chế độ tải trọng T-N bắt đầu ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý, tốc độ xử lý khơng cịn tuyến tính với tải trọng cấp vào Các kết cho thấy rằng, hiệu xử lý T-N thiết bị R2 nâng cao đáng kể so với thiết bị R1 Hiệu xử lý T-N thiết bị R2 cao ổn định thiết bị R1 DO thiết bị R2 thấp hơn, nên trình khử nitrit/nitrat (phản ứng (3) (4)) xảy thuận lợi Khử nitrat thành nitrit: a NO3- + CxHyOz → a NO2- + 2x CO2 + y H2O (4) Mặt dù DO thiết bị R2, phần lớn thời gian mẻ xử lý, thấp nhiều so với DO thiết bị R1 (hình 3a), hiệu xử lý NH4+ cao tương đương thiết bị R1 Điều lý giải do, lượng khơng khí cấp cho thiết bị R2 thấp đủ, tối thiểu cho bước nitrit hóa theo phản ứng (1) xảy hoàn toàn Mặt khác, điều kiện DO thấp, trình khử nitrit/nitrat theo phản ứng (3) (4) xảy dễ dàng, làm giảm lượng nitrit/nitrat sinh ra, điều thúc đẩy q trình nitrit hóa nhanh Nghiên cứu D Peng cộng (2001) cho thấy, hiệu suất loại amoni thiết bị SBR xảy với hiệu suất cao điều kiện DO thấp 0,8 mg/l [10] Với SBR thơng thường, chế độ sục khí có ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu suất xử lý amoni [4, 9] Trong nghiên cứu này, hai thiết bị R1 R2 vận hành điều kiện DO khác biệt nhau, hiệu xử lý amoni hai thiết bị cao ổn định Kết cho thấy, SBR cải tiến nghiên cứu bị ảnh hưởng tốc độ sục khí có tính ổn định cao Hình Hiệu xử lý T-N chế độ tải trọng khác Tổng hợp số kết nghiên cứu xử lý đồng thời chất hữu nitơ tập hợp bảng So với thiết bị SBR thông thường, thiết bị SBR cải tiến nghiên cứu cho hiệu xử lý COD, N-NH4+ T-N cao Bên cạnh đó, tải trọng làm việc thiết bị với thông số COD T-N cao, tương ứng lên tới 1,6 kg COD/(m3×ngày) 0,31 kg T-N/(m3×ngày) Bảng Một số kết nghiên cứu xử lý đồng thời hữu nitơ thiết bị SBR Tác giả Hiệu xử lý T-N Hiệu suất xử lý T-N chế độ thí nghiệm khác trình bày hình Kết thu cho thấy, thời gian khởi động để hệ thiết bị đạt hiệu suất xử lý T-N ổn định kéo dài so với trường hợp COD NH4+, 21 ngày thiết bị R2 khoảng 30 ngày thiết bị R1 Sau ổn định, hiệu suất xử lý T-N thiết bị R1 đạt cao, trung bình 88-92% chế độ III-V So với thiết bị R1, thiết bị R2 có khả đạt trạng thái ổn định nhanh hơn, hiệu suất xử lý cao ổn định Hiệu suất xử lý T-N trung bình thiết bị R2 chế độ III IV 97%, chế độ V có giảm đơi chút, trung 22(11) 11.2017 Hiệu xử lý (%) Công nghệ/Loại nước thải nghiên cứu COD T-N COD N-NH4+ T-N Anupam Debsarkar (2006) [6] 0,3 0,010,026 91-94 88-100 73-75 SBR/Nước thải pha Tahereh Jafarzadeh Ghehi (2014) [8] 0,6 0,03-0,12 90-94 - 59-88 SBR/Nước thải pha Mustafa M Bob (2015) [7] 1,6 0,072 67-87 71- 92 - SBR/Nước thải pha Nguyễn Trọng Lực (2009) [11] 2,6-5,2 0,20 96 90 - SBR kiểu khí nâng/Nước thải pha Xiancai Song (2017) [9] - - 96 99 92 SBR ba chu trình thiếu hiếu khí, cấp nước ba lần/ nước thải pha 0,9 0,16 97 ~ 100 97 1,2 0,21 97 ~ 100 97 1,6 0,31 97 ~ 100 94 Nghiên cứu (thiết bị R2, chế độ III-V) 52 Tải trọng (kg/(m3 x ngày)) SBR cải tiến/Nước thải chế biến mủ cao su sau xử lý kỵ khí Khoa học Kỹ thuật Cơng nghệ Kết luận môi trường - xã hội cho doanh nghiệp cao su tiểu vùng Mê Kông Thiết bị SBR cải tiến bao gồm vùng sục khí khơng sục khí với quy trình cấp - tháo nước kết hợp có khả xử lý đồng thời chất hữu nitơ nước thải chế biến mủ cao su sau xử lý kỵ khí với hiệu xử lý nâng cao rõ rệt so với thiết bị SBR thơng thường [3] Nguyễn Ngọc Bích (2011), “Báo cáo sơ kết áp dụng công nghệ hồ tảo xử lý nước thải số nhà máy chế biến thuộc Tập đồn cơng nghiệp cao su Việt Nam”, Hội nghị ứng dụng tiến KHKT chế biến cao su định hướng công tác chế biến giai đoạn 2011-2015 Thiết bị SBR cải tiến với chế độ sục khí thơng thường cho hiệu suất xử lý COD, amoni T-N trung bình tương ứng 97%, xấp xỉ 100% 88-92% khoảng tải trọng COD, NH4+ T-N cao, tương ứng 0,9-1,6 kg COD/ (m3×ngày), 0,11-0,21 kg N-NH4+/(m3×ngày) 0,16-0,31 kg T-N/(m3×ngày) Thiết bị SBR cải tiến với chế độ sục khí đặc biệt gồm giai đoạn sục nhẹ ban đầu giai đoạn sục mạnh giai đoạn phản ứng có hiệu xử lý tính ổn định cao, đặc biệt hiệu suất xử lý T-N nâng cao đáng kể Trong khoảng tải trọng nghiên cứu trên, hiệu suất xử lý COD, NH4+ T-N trung bình thiết bị tương ứng 97%, gần 100% 94-97% Với thiết bị SBR cải tiến, trình nitrit/nitrat hóa khử nitrit/nitrat thực đồng thời chu trình phản ứng, khơng cần tách riêng giai đoạn thiếu khí hiếu khí, khơng cần dùng thiết bị khuấy trộn nên quy trình vận hành đơn giản hóa thiết bị kiểu có khả tiết kiệm lượng cao TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyen Nhu Hien Luong Thanh Thao (2012), “Situation of wastewater treatment of natural rubber latex processing in The Southeastern region, Vietnam”, Journal of Vietnamese Environment, 2(2), pp.58-64 [2] Trần Thị Thúy Hoa (2017), “Tổng quan yên cầu phát triển bền vững ngành cao su giới Việt Nam”, Hội thảo tập huấn Giảm thiểu rủi ro 22(11) 11.2017 [4] Phạm Thị Hải Thịnh, Phan Đỗ Hùng Trần Thị Thu Lan (2012), “Xử lý đồng thời hữu nitơ nước thải chăn nuôi lợn phương pháp SBR: Ảnh hưởng chế độ vận hành tỷ lệ cacbon hữu nitơ”, Tạp chí Khoa học cơng nghệ, 50(2B), tr.143-152 [5] Andualem Mekonnen and Seyoum Leta (2011), “Effect of Cycle and Fill Period Length on the Performance of a Single Sequencing Batch Reactor in the Treatment of Composite Tannery Wastewater”, Nature and Science, 9(10), pp.1-8 [6] Anupam Debsarkar, Somnath Mukherjee and Siddhartha Datta (2006), “Sequencing Batch Reactor (SBR) Treatment for Simultaneous Organic Carbon and Nitrogen Removal- A Laboratory Study”, Journal of Environ Sciience & Eng., 78(3), pp.169-174 [7] Mustafa M Bob, Siti I Azmi, Mohd H Ab Halim, Nur S Jamal, Aznah Nor-Anuar, Zaini Ujang (2015), “Sequencing Batch Reaactors Operation at High Temperature for Synthetic Wastewater Treatment Using Aerobic Granular Sludge”, International Water Technology Journal, 5(1), pp.69-76 [8] T Jafarzadeh Ghehi, et al (2014), “Performance evaluation of enhanced SBR in simultaneous removal of nitrogen and phosphorous”, Journal of Environmental Health Science & Engineering 12(1), https://doi org/10.1186/s40201-014-0134-2 [9] Xiancai Song, et al (2017), “Step-feeding SBR for nitrogen removal from expressway service area sewage”, AIP Conference Proceedings, http:// dx.doi.org/10.1063/1.4977293 [10] Peng Dangcong, Nicolas Bernet, Jean-Phillipe Delgenes and Rene Moletta (2001), “Simultaneous Organic carbon and Nitrogen Removal in an SBR Controlled at Low Dissolved Oxygen Concentration”, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 76, pp.553-558 [11] Nguyễn Trọng Lực, Nguyễn Phước Dân Trần Tây Nam (2009), “Nghiên cứu tạo hạt hiếu khí khử COD Amonia bề mặt phản ứng khí nâng mẻ luân phiên”, Tạp chí Phát triển khoa học công nghệ, 12(2), tr.39-50 53 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ Đánh giá khả xử lý nước thải dệt nhuộm hóa chất keo tụ PGα21Ca phèn nhôm Lê Thị Xuân Thùy1*, Lê Thị Sương1, Lâm Hưng Thắng1, Lương Trần Bích Thảo1, Kazuyuki Oshita2 Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Kyoto, Nhật Bản Ngày nhận 17/8/2017; ngày chuyển phản biện 21/8/2017; ngày nhận phản biện 21/9/2017; ngày chấp nhận đăng 26/9/2017 Tóm tắt: PGα21Ca polyme tự nhiên trùng hợp từ axit poly-gamma glutamic, không độc hại, dễ phân hủy sinh học, sử dụng rộng rãi lĩnh vực xử lý nước thải dệt nhuộm Nhật Bản số quốc gia phát triển, chưa ứng dụng thực tế Việt Nam Bài báo trình bày kết nghiên cứu khả xử lý độ màu, pH, chất hữu (CHC) nước thải dệt nhuộm vật liệu PGα21Ca phèn nhôm sunfat Al2(SO4)3.18H2O Theo đó, hiệu suất xử lý màu CHC PGα21Ca cao so với phèn nhôm Đối với PGα21Ca, hiệu suất xử lý độ màu đạt 95%, hiệu suất xử lý CHC đạt 35%; với phèn nhôm hiệu suất xử lý độ màu đạt 86%, hiệu suất xử lý CHC đạt 13%; ngồi PGα21Ca cịn có khả đưa giá trị pH nước thải trung tính Trên sở nghiên cứu, báo đề xuất mô hình tự động xử lý nước thải dệt nhuộm sử dụng vật liệu keo tụ PGα21Ca, đảm bảo tiêu độ màu nước thải đạt QCVN 13:2015/BTNMT - Cột B Từ khóa: Hóa chất keo tụ, nước thải dệt nhuộm, PGα21Ca, phèn nhôm sunfat, xử lý độ màu Chỉ số phân loại: 2.7 Đặt vấn đề Dệt may ngành cơng nghiệp chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân, đóng góp đáng kể vào nguồn ngân sách quốc gia, đồng thời giải công ăn việc làm cho nhiều lao động [1] Tuy nhiên, ngành dệt biết ngành công nghiệp có nhu cầu nước sử dụng lớn, cụ thể lượng nước cần cho mét vải dao động từ 12-65 lít thải từ 10-40 lít [2] Nước thải dệt nhuộm loại nước gây ô nhiễm nặng, với hàm lượng chất hữu cao, đa dạng màu sắc, khó phân hủy độc hại Hiện nay, có nhiều phương pháp để xử lý nước thải dệt nhuộm, bao gồm: Sinh học, vật lý hóa học, keo tụ kẹo tụ tạo bơng phương pháp hiệu việc xử lý màu nhiều nhà máy áp dụng Các hóa chất keo tụ phèn nhôm, phèn sắt PAC sử dụng nhiều tính hiệu việc xử lý nhiều loại nước thải chi phí tương đối thấp [3] Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu gần số hạn chế sử dụng phèn nhôm, tồn dư lượng nhôm nước sau xử lý làm giảm độ pH hiệu keo tụ, tạo lượng bùn lớn [4] Để giảm bớt vấn đề liên quan đến chất keo tụ hóa học, số nghiên cứu việc sử dụng chất keo tụ có nguồn gốc từ tự nhiên, sản xuất chiết xuất từ vi sinh vật, động vật thực vật [5] Trong nghiên cứu này, tác giả trình bày kết đánh giá khả xử lý độ màu, pH, chất hữu (CHC) nước thải dệt nhuộm vật liệu PGα21Ca - vật liệu keo tụ có nguồn gốc từ tự nhiên phèn nhôm sunfat (Al2(SO4)3.18H2O) - vật liệu keo tụ sử dụng phổ biến nước ta nay, để đưa nhìn tổng quan khả xử lý nước thải dệt nhuộm hai vật liệu Trên sở đó, chúng tơi đề xuất mơ hình tự động xử lý nước thải dệt nhuộm sử dụng vật liệu keo tụ PGα21Ca, đảm bảo tiêu độ màu nước thải đạt QCVN 13:2015/ BTNMT - Cột B Đối tượng phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu - Nhóm nghiên cứu sử dụng nước thải nhà máy dệt nhuộm Cơng ty Cổ phần dệt Hịa Khánh (DANATEX) để tiến hành thí nghiệm - Hóa chất keo tụ: PGα21Ca; Al2(SO4)3.18H2O Hóa chất sử dụng nghiên cứu thuộc loại cation, dạng bột - Mô hình tự động xử lý nước thải dệt nhuộm Phương pháp thực nghiệm Khả xử lý nước thải dệt nhuộm vật liệu keo tụ PGα21Ca phèn nhuôm sunfat (sau gọi phèn nhôm) Tác giả liên hệ: Email: letxthuy@gmail.com * 22(11) 11.2017 54 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ Evaluating the possibility of the dyeing wastewater treatment using the coagulating material PGα21Ca and aluminium sulfate Thi Xuan Thuy Le1*, Thi Suong Le1, Hung Thang Lam1, Tran Bich Thao Luong1, Kazuyuki Oshita2 University of Scicence and Technology, The University of Da Nang, Vietnam Kyoto University, Japan khảo sát thông số khác nồng độ hóa chất keo tụ, thời gian khuấy, tốc độ khuấy, pH Trong đó, nồng độ vật liệu keo tụ khảo sát tăng dần từ 0,02 đến 0,06%; thời gian khuấy khảo sát từ 10 giây đến 30 phút; tốc độ khuấy khảo sát khoảng từ 10 đến 200 vòng/phút, theo dõi thay đổi thông số pH sử dụng hai vật liệu keo tụ khác Khi tiến hành khảo sát thơng số giá trị thơng số điều chỉnh thay đổi, cịn thông số khác giữ cố định Sau xử lý, keo tụ để lắng thời gian phút trước đem phân tích Phương pháp phân tích hóa học Received 17 August 2017; accepted 26 September 2017 Abstract: PGα21Ca is a natural polymer polymerized from polygamma glutamic acid It is non-toxic, biodegradable, and widely used in the field of textile wastewater treatment in Japan and some other developed countries; however, it has not yet been used in Vietnam This paper presents the research results of a survey on the current dyeing wastewater treatment quality in terms of colourants, pH, organic compounds in dyeing wastewater by using a new coagulating material PGα21Ca and aluminium sulfate (Al2(SO4)3.18H2O) The experimental results showed that the colour and COD removal efficiency of PGα21Ca is higher than aluminium sulfate - Al2(SO4)3.18H2O For PGα21Ca, the color removal efficiency was 95%, and the COD removal efficiency was 35% For aluminium sulfate, the color removal efficiency was 86%, and the COD removal efficiency was 13% In addition, PGα21Ca was also capable of bringing the pH value of the wastewater to the pH value of neutral medium On that basis, this article also showed the successful operation of the automation treatment model for textile dyeing wastewater using PGα21Ca, ensuring the colour of textile dyeing wastewater after the treatment to reach the National Technical Regulation on the effluent of textile industry (QCVN 13:2015/BTNMT) Độ màu nước thải sau trình xử lý xác định máy đo màu HANNA HI 96727 Hàm lượng COD nước thải sau trình xử lý xác định máy đo HANNA 83214 Xác định pH máy đo pH HANA HI 98107 Khối lượng PGα21Ca phèn nhuôm đưa vào xác định cân điện tử PRESICA XR 125 SM Phương pháp xây dựng mơ hình thực nghiệm Cấu tạo mơ hình tự động hóa xử lý nước thải dệt nhuộm gồm phận sau: (1) Bể chứa nước thải dệt nhuộm; (2) Bể phản ứng - keo tụ; (3) Bể chứa nước sau xử lý; (4) Bể chứa cặn; (5) Máy khuấy tự động; (6) Van; (7) Bơm Keywords: Aluminium sunfate, coagulant, dyeing wastewater, PGα21Ca, the treatment of colourants Classification number: 2.7 Hình Cấu tạo mơ hình tự động hóa Sau cài đặt thơng số (chế độ, lượng hóa chất keo tụ, tốc độ khuấy, thời gian lắng), mơ hình tự động hóa xử lý nước thải dệt nhuộm hoạt động theo nguyên tắc sau: Nước thải dệt nhuộm bơm từ bể chứa nước thải vào bể keo tụ Hóa chất tự động đong với khối lượng xác định tự động đổ vào bể nước đầy Tiếp theo đó, cánh khuấy khuếch tán hóa chất nước Sau 22(11) 11.2017 55 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ khoảng thời gian đặt sẵn bảng điều khiển, cánh khuấy ngừng khuấy, trình keo tụ tiếp tục diễn keo tụ lắng xuống đáy bể Nước sau lắng bơm qua bể chứa nước sau xử lý Cuối cùng, van điện từ tự động mở để xả phần cặn đáy bể vào bể chứa cặn, chuẩn bị cho lần xử lý Kết nghiên cứu khả xử lý độ màu CHC nước thải dệt nhuộm hóa chất keo tụ Ảnh hưởng nồng độ hóa chất keo tụ khả xử lý độ màu CHC: Phương pháp xử lý số liệu Số liệu sau thu thập xử lý vẽ biểu đồ phần mềm Microsoft Office Excel, Microsoft Word Hiệu suất xử lý theo tiêu độ màu tính theo cơng thức sau: Trong đó, M(T) độ màu (Pt-Co) COD (mg/l) nước trước xử lý; M(S) độ màu (Pt-Co) COD (mg/l) nước sau xử lý Kết nghiên cứu thảo luận Kết khảo sát chất lượng nước thải Nước thải dệt nhuộm lấy trước vào bể điều hòa lưu lượng DANATEX Thời gian lấy mẫu chia làm đợt, đợi lấy mẫu vào lúc sáng ngày 18/1/2017, 18/3/2017, 18/4/2017 Kết chất lượng nước thải sản xuất nhà máy thể bảng Bảng Kết nồng độ chất ô nhiễm có nước thải sản xuất nhà máy dệt nhuộm STT Thông số pH Độ màu Đơn vị Đợt Đợt Đợt Theo biểu đồ hình 2, hiệu xử lý độ màu tỷ lệ thuận với nồng độ PGα21Ca, với nồng độ từ 0,02-0,6% hiệu suất xử lý từ 15-95%, ứng với nồng độ PGα21Ca 0,6% độ màu đạt giá trị thấp (100 Pt-Co) Ngược lại với phèn nhôm, hiệu suất tăng giảm không tăng nồng độ phèn nhôm, cụ thể tăng nồng độ phèn nhơm từ 0,02% lên 0,1% hiệu suất xử lý tăng từ 10% lên 45%, ứng với nồng độ 0,1% độ màu 1.010 Pt-Co, nồng độ tăng từ 0,12 lên 0,6% hiệu suất xử lý bắt đầu giảm từ 42% xuống 10% QCVN 13:2015/ BTNMT - Cột B [6] 7 5,5-9 Pt-Co 1.825 710 810 200 COD mg/l 490 715 1.207 200 SS mg/l 180 193 249 100 Số liệu đợt lấy mẫu khác nhau, điều giải thích ảnh hưởng trình sản xuất nguyên liệu thuốc phẩm nhuộm đầu vào thời điểm khác nhau, nguyên nhân ảnh hưởng trực tiếp đến lưu lượng đặc điểm nước thải sản xuất nhà máy Trong đợt lấy mẫu, giá trị pH nằm quy chuẩn, độ màu vượt 3,05-8,12 lần, nồng độ CHC vượt 1,45-5,04 lần, nồng độ chất rắn lơ lửng (SS) vượt 0,8-1,49 lần so với quy chuẩn cho phép Vì vậy, việc xử lý nước thải trước thải môi trường để đạt nồng độ mà quy chuẩn cho phép cần thiết 22(11) 11.2017 Hình Ảnh hưởng nồng độ hóa chất keo tụ đến khả xử lý độ màu Hình Ảnh hưởng nồng độ hóa chất keo tụ đến khả xử lý CHC Theo hình 3, hiệu suất xử lý CHC nước thải dệt nhuộm phèn nhôm thấp so với PGα21Ca Đối với PGα21Ca, tăng nồng độ từ 0,02% đến 0,6% hiệu xuất xử lý có xu hướng tăng từ 9% đến 34% ứng với nồng độ PGα21Ca 0,6% đạt giá trị cao 34% Trong đó, phèn nhơm hiệu suất xử lý tăng từ 8% đến 13% tăng nồng độ từ 0,02% đến 0,3% Tuy nhiên, tiếp tục tăng nồng độ từ 0,4% đến 2% hiệu suất lại giảm từ 8% 56 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ xuống 6% Ứng với nồng độ 0,3% hiệu suất xử lý phèn nhôm cao nhất, đạt 13% hiệu suất xử lý CHC nước thải dệt nhuộm phèn nhôm thấp nhiều so với PGα21Ca Ảnh hưởng thời gian đến khả xử lý độ màu, CHC hóa chất keo tụ: Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến xử lý độ màu, CHC hóa chất keo tụ: Hình Ảnh hưởng thời gian khuấy đến khả xử lý màu hóa chất keo tụ Yếu tố thời gian khơng ảnh hưởng nhiều đến hiệu xử lý độ màu PGα21Ca, cụ thể tăng thời gian khuấy từ 10 giây đến 30 phút, hiệu suất dao động khoảng 38% đến 39% Ngược lại với PGα21Ca, thời gian khuấy phèn nhôm ảnh hướng lớn đến hiệu xử lý độ màu, kết cho thấy tăng thời gian khuấy từ 10 giây lên 30 phút hiệu suất xử lý giảm từ 44% xuống 38% (hình 4) Hiệu suất xử lý phèn nhơm giảm giải thích sau: Khi tăng thời gian khuấy vượt ngưỡng thời gian phù hợp với phèn nhơm bơng keo tụ tạo thành bị xáo trộn thời gian lâu phá vỡ, hiệu keo tụ giảm Hình Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến xử lý độ màu hóa chất keo tụ Kết hình cho ta thấy, với tốc độ 10 vòng/phút khả xử lý PGα21Ca 89%, tăng tốc độ 15-200 vịng/phút hiệu suất xử lý màu có xu hướng tăng, dao động từ 90 đến 94% Điều cho thấy rằng, tốc độ khuấy ảnh hưởng nhiều trình xử lý độ màu vật liệu PGα21Ca, tốc độ lớn trình xáo trộn lớn, làm cho keo tụ gắn kết với nhiều hơn, tạo thành cặn lớn Tốc độ khuấy tối ưu vật liệu PGα21Ca 120 vòng/phút Tương tự vật liệu PGα21Ca, tốc độ khuấy ảnh hưởng nhiều trình xử lý độ màu phèn nhôm, nhiên tốc độ khuấy lớn trình tạo xáo trộn lớn làm cho keo tụ bị phá vỡ, khác với PGα21Ca tốc độ khuấy trộn nhỏ khả tạo phèn nhôm tốt, với tốc độ 10 vịng/phút khả xử lý phèn nhơm 10%, tăng tốc độ 15-200 vịng/ phút hiệu suất xử lý màu có xu hướng giảm xuống, dao động từ 10 xuống 5% Do vậy, tốc độ tối ưu phèn nhơm 10 vịng/phút Hình Ảnh hưởng thời gian khuấy đến hiệu xử lý CHC hóa chất keo tụ Cũng tương tự kết xử lý màu PGα21Ca, thời gian khuấy không ảnh hưởng nhiều đến khả xử lý CHC nước thải dệt nhuộm Khi tăng thời gian khuấy từ 10 giây lên 30 phút, hiệu suất xử lý CHC PGα21Ca dao động từ 30 đến 35%, cịn phèn nhơm tăng thời gian khuấy hiệu suất giảm, cụ thể với thời gian từ 10 giây lên 30 phút hiệu suất giảm từ 11 xuống 5% (hình 5) Tuy nhiên, dù có thay đổi thời gian gian khuấy 22(11) 11.2017 Hình Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu xử lý CHC hóa chất keo tụ 57 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ Tốc độ khuấy ảnh hưởng đáng kể đến khả xử lý CHC vật liệu Đối với vật liệu PGα21Ca, tăng tốc độ khuấy hiệu suất có xu hướng tăng lên với tốc độ 200 vòng/phút hiệu suất đạt 35%, xem tốc độ khuấy tối ưu PGα21Ca (hình 7) Tuy nhiên, phèn nhơm hiệu suất có xu hướng giảm dần tăng dần tốc độ khuấy ứng với tốc độ tối ưu phèn nhơm 15 vịng/phút hiệu suất đạt 13% Ảnh hưởng PGα21Ca phèn nhôm đến giá trị pH: Khi cho lượng phèn nhôm vào để xử lý nước thải dệt nhuộm, pH giảm nên phải đưa xút vào để nâng pH lên khoảng cho phép quy định QCVN 13: 2015/BTNMT Cột B Nồng độ hóa chất keo tụ ảnh hưởng đến thủy phân trình keo tụ, giảm pH dung dịch, ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý COD xử lý màu nước thải Khi tăng nồng độ phèn nhôm ta thấy giá trị pH giảm, điều có nghĩa lượng phèn đưa vào nước để khử màu khử chất khác vượt ngưỡng tối ưu hóa chất keo tụ, tức phèn nhôm rơi vào trạng thái “dư thừa”, tượng muối nhôm (Al3+) bị thủy phân nước nhiều, giải phóng nhiều ion H+ dẫn đến tượng pH giảm Sự giảm pH dung dịch sau xử lý sử dụng nhiều phèn nhôm nhiều nghiên cứu đề cập [4, 7, 8] Đề xuất mơ hình tự động hóa xử lý nước thải dệt nhuộm hóa chất keo tụ PGα21Ca (hình 9) Ưu điểm mơ hình: Đáp ứng khả xử lý độ màu đạt QCVN 13:2015/BTNMT - Cột B; không cần phải trung hịa pH nước sau xử lý; mơ hình có cấu tạo đơn giản, quản lý vận hành bảo dưỡng dễ dàng; lượng hóa chất đưa vào vừa đủ để xử lý sau người sử dụng xác định nồng độ chất tạo màu đầu vào; không tốn nhiều diện tích đặt mơ hình; mơ hình có chế độ tự động tự làm nên dễ dàng vệ sinh cho máy móc; trường hợp bảng vi mạch có vấn đề, mơ hình thiết lập hệ thống bấm tay nên tiếp tục xử lý nước thải Hình Ảnh hưởng lượng hóa chất keo tụ đến giá trị pH Với pH ban đầu 8, sử dụng nồng độ PGα21Ca tối ưu để xử lý độ màu, giá trị pH giảm không thay đổi tiếp tục tăng nồng độ PGα21Ca (hình 8) Điều giải thích sau: PGα21Ca polyme tự nhiên trùng hợp từ poly-gamma glutamic axit, axit yếu, PGα21Ca tạo thành phối trộn từ poly-gamma glutamic axit với nguyên tố canxi, thân hóa chất keo tụ PGα21Ca tạo thành tồn nhiều ion H+ gốc -COOH Khi hồn trộn mơi trường có pH cao ion H+ trung hịa, lý khiến pH giảm xuống Mặt khác, -COOH tạo liên kết hydro với nhau, làm tăng cấu trúc không gian mạch polyme nên cho dù tăng khối lượng hóa chất lên mơi trường dung dịch nước trung tính Trong đó, sử dụng phèn nhôm để xử lý nước thải dệt nhuộm làm giảm giá trị pH tăng nồng độ phèn nhôm, cụ thể nồng độ phèn nhôm cho vào 0,02% pH 7, tăng lên 0,04-0,06% pH 6, tiếp tục tăng nồng độ từ 0,08% đến 0,14% giá trị pH giảm xuống 5, khoảng nồng độ từ 0,16-0,2% pH giảm 4, tăng nồng độ từ 0,3% đến 0,6% giá trị pH 3, vượt ngồi giá trị pH cho phép 22(11) 11.2017 Nhược điểm: Mô hình chưa tự phân tích màu đầu vào nước thải, chưa tự động xác định lượng hóa chất cần thêm vào Hình Cấu tạo mơ hình tự động hóa xử lý nước thải dệt nhuộm Kết vận hành mơ hình: Mơ hình vận hành thí điểm 201 lượt, nước thải dệt nhuộm lấy từ DANATEX, tiến hành với thông số trình bày bảng 58 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ Kết luận Bảng Thông số vận hành mơ hình Thơng số Giá trị thực Thể tích nước thải (l) 20 Lượng PGa21Ca (g) 60 Thời gian khuấy PGa21Ca (phút) 10 Thời gian lắng (phút) 10 Tốc độ khuấy (vòng/phút) 200 Độ màu ban đầu (Pt-Co) 1.825 COD đầu vào (mg/l) 490 Nước thải sau xử lý mơ hình tự động hóa có giá trị pH = 7, độ màu 100 Pt-Co đạt QCVN 13:2015/BTNMT Cột B (hiệu suất xử lý đạt 95%), nồng độ CHC 322 mg/l (hiệu suất xử lý CHC đạt 34, 01%) (hình 10) Mặc dù giá hóa chất PGα21Ca cao so với phèn nhôm kết nghiên cứu cho thấy rằng, khả xử lý độ màu vật liệu PGα21Ca (95%) cao so với vật liệu phèn nhôm (45%) sử dụng DANATEX Bên cạnh đó, vật liệu PGα21Ca góp phần xử lý phần CHC, giảm tải cơng suất hoạt động cơng trình xử lý sinh học phía sau Sự kết hợp thành cơng sử dụng vật liệu keo tụ PGα21Ca mơ hình tự động hóa xử lý nước thải dệt nhuộm góp phần đáng kể việc nâng cao hiệu suất xử lý, đơn giản hố cơng tác giám sát quản lý nhân viên việc vận hành quản lý hệ thống xử lý nước thải doanh nghiệp Trong tương lai, nhóm nghiên cứu tiếp tục nghiên cứu, cải tiến hướng tới mơ hình xử lý CHC tiêu tốn lượng, đặc biệt sử dụng lượng mặt trời làm nguồn điện trình vận hành mơ hình TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tổng cục Mơi trường (2011), Tài liệu kỹ thuật “Hướng dẫn đánh giá phù hợp công nghệ xử lý nước thải số công nghệ xử lý nước thải ngành Chế biến thủy sản, Dệt may, Giấy bột giấy” [2] Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2002), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [3] M.S Rahbar, E Alipour, R.E Sedighi (2006), “Color removal from industrial wastewater with a novel coagulant flocculant formulation”, Int J Environ Sci Technol., 3(1), pp.79-88 [4] H Patel, R.T Vashi (2013), “Comparison of naturally prepared coagulants for removal of COD and color from textile wastewater”, Global NEST Journal, 15(4), pp.522-528 Hình 10 Mẫu nước thải trước sau xử lý Thơng qua thí nghiệm, chúng tơi tổng hợp chi phí xử lý với mẫu 20 lít nước thải sau: Với PGα21Ca 12.000 VND; cịn phèn nhơm (Al2(SO4)3.18H2O) 2.400 VND Tuy giá hóa chất chi phí đầu tư việc xử lý nước thải PGα21Ca đắt so với phèn nhôm, xét hiệu suất xử lý màu COD PGα21Ca hiệu so với phèn nhôm (95% so với 45%) 22(11) 11.2017 [5] A.M.S Vieira, M.F Vieira, G.F Silva, A.A Araujo, M.R Fagundes-Klen, M.T Veit, R Bergamasco (2010), “Use of Moringa oleifera Seed as a Natural Adsorbent for Wastewater Treatment”, Water Air Soil Poll., 206(1-4), pp.273281 [6] QCVN 13:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp dệt nhuộm [7] S Ashraf, P Elmira, N Manouchehr, A Mokhtar (2011), “Removal of Co(II) from Aqueous Solution by Electrocoagulation Process Using Aluminum Electrodes”, Desalination, 279(1-3), pp.121-126 [8] Bùi Thị Tuyết Loan (2013), Nghiên cứu phương pháp xử lý nước thải công nghiệp in, Luận án tiến sỹ Kỹ thuật môi trường 59 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ Nghiên cứu xây dựng điều kiện áp dụng loại hình cơng nghệ khai thác vỉa than dày trung bình dốc đứng đào Trọng Cường1*, Đỗ Mạnh Phong2, Đặng Vũ Chí2, Nguyễn Quế Thanh3 Bộ Công thương Trường Đại học Mỏ - Địa chất Công ty than Hồng Thái Ngày nhận 15/8/2017; ngày chuyển phản biện 18/8/2017; ngày nhận phản biện 18/9/2017; ngày chấp nhận đăng 22/9/2017 Tóm tắt: Trong thời gian gần đây, mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh áp dụng thử nghiệm công nghệ khai thác tổ hợp 2ANSH; công nghệ lò chợ xiên chéo giàn chống mềm ZRY để khai thác vỉa than dày trung bình, dốc đứng Việc áp dụng hệ thống công nghệ khai thác có hiệu cần dựa sở xác định cụ thể đặc điểm điều kiện địa chất - mỏ khu vực vỉa than Trên sở nghiên cứu tổng hợp kinh nghiệm khai thác than nước giới thực tế nước ta, báo phân tích yếu tố ảnh hưởng xây dựng bảng phân loại điều kiện áp dụng thích hợp loại hình hệ thống khai thác (HTKT) vỉa than dày, dốc đứng Kết so sánh tiêu kinh tế - kỹ thuật HTKT vỉa than dày trung bình, dốc đứng cho phép định hướng lựa chọn công nghệ phù hợp mở triển vọng áp dụng đa dạng HTKT vùng than Quảng Ninh Từ khóa: Cơng nghệ khai thác, dày trung bình, dốc đứng, giàn mềm ZRY, vỉa than Chỉ số phân loại: 2.7 Sản trạng vỉa than: Đặt vấn đề Hàng năm, sản lượng khai thác từ vỉa than dày trung bình, dốc đứng chiếm khoảng 7-8% tổng sản lượng than Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam [1, 2] Những năm gần đây, số mỏ than vùng ng Bí đưa vào áp dụng thử nghiệm cơng nghệ khai thác giới hóa sử dụng tổ hợp 2ANSH; cơng nghệ khai thác lị chợ xiên chéo, chống giữ giàn mềm ZRY Các loại hình cơng nghệ bước đầu khẳng định tính ưu việt hẳn công nghệ khai thác thủ công; từ mở triển vọng áp dụng để khai thác hiệu vỉa than điều kiện địa chất - mỏ tương tự Tuy nhiên, để áp dụng hiệu loại hình HTKT khu vực vỉa than dày trung bình, dốc đứng, cần xác định yếu tố ảnh hưởng xây dựng điều kiện loại hình HTKT áp dụng cho điều kiện địa chất - mỏ vùng than Quảng Ninh Nội dung nghiên cứu Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn HTKT hợp lý Những yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn HTKT hợp lý nói chung HTKT vỉa than dày trung bình dốc đứng nói riêng bao gồm: Yếu tố sản trạng vỉa, tính chất đá vách đá trụ, mức độ phá huỷ kiến tạo, hệ số nở rời đất đá, hệ số bền vững vỉa than…[1-3] Chiều dày vỉa mức độ biến động chiều dày vỉa than: Yếu tố chiều dày mức độ biến động chiều dày vỉa có ý nghĩa quan trọng việc lựa chọn công nghệ khai thác Mỗi công nghệ áp dụng phù hợp với miền chiều vỉa than dày định Công nghệ khai thác phù hợp với chiều dày vỉa giúp nâng cao mức độ an toàn lao động tăng hiệu kinh tế - kỹ thuật sản xuất kinh doanh than Mức độ biến động chiều dày vỉa đặc trưng hệ số biến đổi chiều dày vỉa (Vm) theo cơng trình thăm dị bổ sung theo số liệu cập nhật thực tế sản xuất Thực tế khai thác phân làm ba mức độ biến động chiều dày vỉa: Khi Vm < 15% - biến động (khá ổn định); Vm = 15÷35% - tương đối phức tạp (ổn định trung bình) Vm > 35% - biến động lớn (không ổn định) Góc dốc mức độ biến động góc dốc vỉa than: Cũng chiều dày vỉa than, góc dốc mức độ biến động góc dốc vỉa yếu tố định việc áp dụng loại hình cơng nghệ khai thác phù hợp Mức độ biến động góc dốc vỉa than đặc trưng hệ số biến đổi góc dốc vỉa (Ka) theo kết thăm dò cập nhật thực tế Căn giá trị Va, xác định vỉa than thuộc loại ổn định Va < 15%; tương đối ổn định Va = 15÷35% khơng ổn định Va > 35% Tác giả liên hệ: Email: CuongDaT@moit.gov.vn * 22(11) 11.2017 60 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ The study into the construction of applied conditions of methods for exploiting fairly thick and steeply inclined coalbeds Trong Cuong Dao1*, Manh Phong Do2, Vu Chi Dang2, Que Thanh Nguyen3 Ministry of Industry and Trade 2Hanoi University of Mining and Geology Hong Thai Coal Company Recevied 15 August 2017; accepted 22 September 2017 Abstract: In recent years, underground coal mines in Quang Ninh have been exploited through using the shield support 2ANSH technology and the flexible shield support ZRY for mining steep coal seams with medium thickness The accomplishment of applying these mining systems and technologies needs to be based on the specific geological conditions of each coal seam Based on the study into the coal mining experience of countries around the world and the real experience in Vietnam, this paper presents an analysis of the influential factors and constructs the classification table of the appropriate application conditions of various coal mining methods for steep and medium thickness coal seams The comparison results of technical and economical indicators of these methods allow to select the appropriate mining technology as well as offering the prospects for diversified applications of mining technologies in Quang Ninh coalfield Keywords: Coal seam, flexible support shield ZRY, medium thickness, mining technology, steep drop Classification number: 2.7 Cấu tạo vỉa than: Cấu tạo vỉa than đặc trưng tỷ lệ phần trăm tổng chiều dày lớp đá kẹp so với tồn chiều dày vỉa than tính kẹp (hệ số k1) Nhìn chung, vỉa than có cấu tạo đơn giản, đá kẹp thuận lợi cho cơng tác khấu than gương lị, thu hồi than HTKT buồng - thượng, lò dọc vỉa phân tầng Nếu vỉa than có lớp đá kẹp lớn, nhiều lớp đá kẹp, việc khấu thu hồi than trở nên phức tạp, khó khăn Với trường hợp này, trình thu hồi than, lượng đá lớn gây trở ngại cho cửa tháo than, gây ách tắc ảnh hưởng đến khả 22(11) 11.2017 thu hồi than Tính chất lý đá vách đá trụ vỉa than: Tính chất lý đá vách đá trụ vỉa than đóng vai trị quan trọng việc xác định tính tốn thơng số sơ đồ HTKT, định cách thức chống giữ trình khấu than phương pháp điều khiển đá vách Các tiêu lý trọng lượng thể tích đất đá, hệ số nở rời, độ kiên cố, độ bền nén bền kéo, tính chất sập đổ vách vỉa, độ kháng lún vách trụ vỉa, diện tích lộ trần sau khấu… yếu tố có ảnh hưởng đến việc tính tốn xác định thơng số sơ đồ công nghệ khai thác Hệ số kiên cố than: Hệ số kiên cố than ảnh hưởng đến công tác khấu thu hồi than gương khai thác Nếu khấu than phương pháp khoan nổ mìn, với loại than mềm, cần lượng thuốc nổ ít, phần than dễ tự sập Do thể tích than cần phá nổ buồng ít, tạo khả tăng chiều cao phân tầng khai thác; từ giảm số lượng lị thượng khai thác Ngược lại, trường hợp khai thác loại than cứng, cơng tác khấu than gặp khó khăn, cần tăng chi phí thuốc kíp nổ; khả khoan nổ mìn bị hạn chế dẫn đến tăng số lượng lò thượng khai thác Mức độ phá huỷ kiến tạo vỉa than: Các phá huỷ kiến tạo ảnh hưởng lớn tới cômg tác chuẩn bị khu vực khai thác, cơng tác khai thác Ngồi ra, biên độ dịch chuyển đứt gãy ảnh hưởng lớn tới hiệu áp dụng công nghệ khai thác Để đánh giá mức độ phá huỷ kiến tạo sử dụng hệ số đặc trưng cho số lượng, chiều dài biên độ phay phá: Hệ số biểu thị tổng chiều dài phay phá đơn vị diện tích hệ số biểu thị số lượng phay phá đơn vị chiều dài đường lò Xây dựng điều kiện áp dụng loại hình HTKT vỉa than dày trung bình dốc đứng Trên sở kết nghiên cứu áp dụng HTKT vỉa dày trung bình, dốc đứng trước đây, đối chiếu với yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn HTKT hợp lý, xây dựng điều kiện áp dụng loại hình HTKT vỉa dày trung bình, dốc đứng, cụ thể sau: Điều kiện áp dụng HTKT: 61 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ Điều kiện áp dụng HTKT dạng buồng: Đối với HTKT buồng - thượng buồng - thượng chéo, áp dụng để khai thác vỉa than có mức độ biến động chiều dày vỉa thuộc loại ổn định đến không ổn định với tính chất đá vách đá trụ bất kỳ; góc dốc vỉa a ≥ 45º với mức độ biến động góc dốc vỉa phạm vi rộng Tuy nhiên, góc dốc vỉa cao tỷ lệ thu hồi than lớn Nếu đá vách vỉa dễ sập đổ, khả thu hồi than giảm; với đá vách vỉa thuộc loại bền vững, khó sập đổ tạo áp lực lớn lên buồng khấu ảnh hưởng đến khai thác phân tầng tiếp theo, làm cho đường lị chuẩn bị bị biến dạng, gây khó khăn cho công tác khai thác Về mức độ phá huỷ kiến tạo vỉa than, HTKT buồng - thượng buồng - thượng chéo áp dụng trường hợp khu vực có phay phá Do lò thượng đào gần nhau, cho phép thăm dò cấu tạo vỉa than khu vực khai thác cụ thể, nên phát phay phá kịp thời khắc phục cách chuyển gương khai thác vùng ảnh hưởng phá huỷ kiến tạo Điều kiện áp dụng HTKT dạng buồng xem bảng Bảng Điều kiện áp dụng HTKT dạng buồng [4] TT Thông số Điều kiện áp dụng Buồng - thượng Buồng - thượng chéo Chiều dày vỉa Góc dốc vỉa ≥ 45º, ổn định đến không ổn định Cấu tạo vỉa Từ đơn giản đến phức tạp Đá vách đá trụ vỉa Tính chất học than Mức độ phá hủy kiến tạo Ưu tiên áp dụng < 6,0 m, ổn định đến không ổn định Bất kỳ Than có độ cứng Có thể áp dụng khu khai thác nhiều phay phá, đứt gãy Khai thác tận thu khu vực nhỏ lẻ Khai thác tận thu khu vực vỉa trữ lượng lớn Điều kiện áp dụng HTKT lò dọc vỉa phân tầng: Cơng nghệ khai thác lị dọc vỉa phân tầng áp dụng trường hợp vỉa than có góc dốc a > 45º mức độ biến động góc dốc thuộc loại ổn định đến khơng ổn định Khi góc dốc vỉa than lớn tỷ lệ thu hồi than hạ trần cao HTKT lò dọc vỉa phân tầng áp dụng cho vỉa than với đá vách đá trụ tính chất Khi góc dốc vỉa nhỏ đá vách thuộc loại dễ sập đổ làm giảm khả thu hồi than hạ trần; đá vách bền vững, khó sập đổ khơng tạo áp lực lớn lên lò chợ mà gây ảnh hưởng đến khai thác phân tầng tiếp theo, làm biến dạng (nén bẹp) đường lò chuẩn bị gây khó khăn cho cơng tác khai thác Về phương diện mức độ phá hủy kiến tạo, HTKT áp dụng trường hợp có phay phá Do lò dọc vỉa phân tầng đào gần nhau, nên tạo điều kiện thăm dò cụ thể cấu tạo vỉa than phân tầng phát 22(11) 11.2017 phay phá Điều cho phép thuận lợi kịp thời đề xuất biện pháp khắc phục cách chuyển diện khai thác lị chợ sang vị trí ngồi vùng ảnh hưởng phá huỷ kiến tạo Tổng hợp điều kiện áp dụng HTKT lò dọc vỉa phân tầng xem bảng Bảng Điều kiện áp dụng HTKT lò dọc vỉa phân tầng [5] TT Thông số Điều kiện áp dụng Chiều dày vỉa < 6,0 m, ổn định đến ổn định trung bình Góc dốc vỉa ≥ 450, ổn định đến ổn định trung bình Cấu tạo vỉa Từ đơn giản đến phức tạp Đá vách trụ vỉa Bất kỳ Tính chất học than Than có độ cứng Mức độ phá hủy kiến tạo Có thể áp dụng khu vực có nhiều phay phá đứt gãy (tuy nhiên, giảm hiệu khai thác) Vật liệu chống giữ gương khấu Giá thủy lực loại XDY-1T2/LY Trung Quốc Việt Nam sản xuất Điều kiện áp dụng HTKT chia cột theo hướng dốc với tổ hợp dạng 2ANSH: HTKT chia cột theo hướng dốc, giới hoá (CGH) đồng sử dụng tổ hợp 2ANSH áp dụng trường hợp vỉa than dày từ 1,2÷2,2 m góc dốc a > 40º; vỉa thuộc loại ổn định biến động chiều dày góc dốc Yêu cầu vỉa than có cấu tạo đơn giản để khấu than máy bào Trong trường hợp vỉa có cấu tạo phức tạp vỉa có lớp kẹp cứng (f > 3) làm hao mòn thiết bị, đơi cần phá vỡ khoan nổ mìn gây ách tắc sản xuất Đá vách đòi hỏi phải có mức độ ổn định từ trung bình trở lên Trong trường hợp đá vách dễ sập đổ gây tụt nóc, phải cơng xử lý, đồng thời giàn chống áp gây khó khăn cơng tác di chuyển Khu vực áp dụng công nghệ khai thác đòi hỏi hạn chế tối đa vấn đề nước ngầm chảy vào gương lị, gây khó khăn cho q trình khấu tải than Tổng hợp điều kiện áp dụng HTKT chia cột theo hướng dốc, CGH đồng sử dụng tổ hợp 2ANSH xem bảng Bảng Điều kiện áp dụng HTKT chia cột theo hướng dốc, CGH với tổ hợp 2ANSH [6] TT Thông số Chiều dày vỉa Điều kiện áp dụng 1,2÷2,2 m Góc dốc vỉa 40÷90° Cấu tạo vỉa than Đơn giản, khơng có đá kẹp Độ kiên cố than đá kẹp f < 62 Đá vách trực tiếp Sét kết, bột kết, độ ổn định từ trung bình trở lên Đá vách Nhẹ đến trung bình Đá trụ trực tiếp vỉa Bền vững trung bình trở lên Mức độ phay phá Phay phá nhỏ khơng có phay phá Điều kiện địa chất thủy văn Khu vực khơng bị ảnh hưởng nước mặt nước ngầm Khoa học Kỹ thuật Công nghệ Điều kiện áp dụng HTKT cột dài theo phương, lò chợ xiên chéo giàn chống mềm ZRY: Kết từ kinh nghiệm khai thác sử dụng giàn chống nước tổng hợp kinh nghiệm khai thác sử dụng giàn chống mềm loại ZRY20/30L [2] thực tế vỉa 9b khu Tràng Khê II, Công ty than Hồng Thái cho thấy, yếu tố ảnh hưởng điều kiện địa chất - mỏ sau: Theo đặc tính kỹ thuật giàn chống ZRY, phạm vi áp dụng khai thác vỉa than dày 1,6÷4,5 m Trường hợp vỉa có chiều dày lớn giới hạn trên, lò chợ phải khấu bỏ lại trụ vách vỉa gây tượng trượt lở gương, rỗng ảnh hưởng đến cơng tác khai thác lị chợ Khi vỉa mỏng hơn, lò chợ phải khấu phần đá vách đá trụ vỉa làm giảm chất lượng than Độ biến động chiều dày vỉa ảnh hưởng trực tiếp không nhỏ đến khả làm việc giàn cơng tác điều khiển giàn chống Với vỉa than có độ biến động góc dốc lớn, dễ làm vặn giàn dẫn đến khả chịu tải giàn chống giảm rõ rệt khó điều khiển giàn q trình khai thác Kết phân tích cho phép rút kết luận: Phạm vi áp dụng tốt thực tế loại giàn chống cho vỉa than với chiều dày từ 2,0÷3,0 m góc dốc từ 45÷75º với điều kiện vỉa tương đối ổn định chiều dày góc dốc Điều kiện đá vách trụ vỉa than ảnh hưởng trực tiếp đến công tác khai thác điều khiển giàn chống giữ lò chợ Đá vách, đá trụ cứng tạo điều kiện thuận lợi cho công tác khấu than gương lị chợ Tuy nhiên, đá vách khó sập đổ, tải trọng lên giàn nhỏ cơng tác điều khiển giàn khó khăn, chí dễ gây nên tượng trôi trượt giàn chống Đá vách đá trụ mềm yếu, dễ bị tụt lở, trượt làm cho cơng tác vận hành, điều khiển giàn gặp khó khăn Qua thực tế khai thác cho thấy, loại giàn chống áp dụng thuận lợi điều kiện đá vách trực tiếp sét bột kết có độ ổn định trung bình, đá trụ trực tiếp sét bột kết thuộc loại trung bình đến bền vững Cấu tạo vỉa tính chất bền vững than: Vỉa có cấu tạo phức tạp, nhiều đá kẹp, lớp đá kẹp dày cứng gây khó khăn trình khoan nổ mìn khấu gương Nếu gương lò than mềm, ngậm nước gây nhiều trở ngại cho công tác khấu chống vận tải than lò chợ Yếu tố kiến tạo: Kiến tạo vỉa than phức tạp, có nhiều phay phá đứt gãy làm giảm độ ổn định đá vách tính chất bền vững than Mặt khác, điều ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ ổn định tuyến gương khai thác Khu vực có nhiều phay phá phức tạp dẫn đến lò chợ bị chia cắt buộc phải tháo lắp nhiều, ảnh hưởng đến công suất lị chợ suất lao động cơng nhân Bảng Điều kiện áp dụng HTKT cột dài theo phương, lò chợ xiên chéo giàn chống mềm ZRY [7] TT Các thông số điều kiện Chiều dày vỉa (m) 1,6÷2,5; 2,0÷3,0; 2,5÷3,5 3,5÷4,5 Góc dốc vỉa >45º tương đối ổn định Cấu tạo vỉa Đơn giản, vỉa khơng có đá kẹp Độ kiên cố than Bất kỳ Đá vách trực tiếp Sét kết, bột kết có độ ổn định từ trung bình trở lên Đá trụ trực tiếp Tập sét kết bột kết, bền vững trung bình Mức độ phay phá Phay phá nhỏ khơng có phay phá Điều kiện địa chất Khu vực khai thác khơng bị ảnh hưởng thủy văn nước mặt nước ngầm Ưu nhược điểm HTKT vỉa than dày trung bình, dốc đứng: Trên sở đánh giá đặc điểm điều kiện địa chất - mỏ vỉa than dày trung bình, dốc đứng vùng ng Bí, kết hợp với phân tích kết áp dụng cơng nghệ điều kiện thực tế thời gian qua, tổng hợp ưu, nhược điểm loại hình HTKT bảng Bảng Ưu nhược điểm HTKT vỉa than dày trung bình, dốc đứng TT Tiêu chí so sánh Các cơng nghệ khai thác Lị dọc vỉa phân tầng HTKT dạng buồng HTKT lò chợ 2ANSH Chiều dày vỉa < 6,0 m, ổn Chiều dày vỉa định đến khơng ổn định; 1,2÷2,2 m, góc dốc góc dốc > 45º, đá vách, > 45o, ổn định trụ chiều dày góc dốc; đá vách, trụ ổn định Giàn mềm kiểu ZRY Chiều dày vỉa 1,6÷4,5 m, dốc > 45o; tương đối ổn định chiều dày góc dốc Điều kiện Chiều dày vỉa < 6,0 m, áp dụng ổn định đến ổn định trung bình; góc dốc > 45º, đá vách, trụ Công tác chuẩn bị Công tác khai thác Công tác vận tải Công tác thông gió Mức độ an tồn Tổn thất than Tổn thất tương đối lớn Tổn thất than nhiều than vị trí chống tăng cường cửa tháo khó sập đổ, không thu hồi Tổn thất than nhỏ Tổn thất than nhỏ Mức độ đầu tư Mức độ đầu tư lớn cho thiết bị: Máng cào, giá XDY hệ thống cấp dịch Đầu tư nhỏ vận tải máng trượt, không đầu tư thủy lực hệ thống cấp dịch Đầu tư tổ hợp thiết bị lớn - Chi phí thay vật tư nhập cao Mức độ đầu tư lớn: Giàn chống ZRY hệ thống cấp dịch So sánh chung - Áp dụng tương đối tốt - Tổn thất than tương đối cao - Áp dụng thuận lợi - Tổn thất than tương - Quản lý an tồn khó trữ lượng tập trung đối cao khăn, phụ thuộc vào ý thức - Tổn thất than thấp người - Quản lý an toàn thuận lợi - Quản lý an tồn - Cơng suất lị chợ thấp thuận lợi - Cơng suất lị chợ thấp - Cơng suất lị chợ cao - Áp dụng thuận lợi - Tổn thất than thấp - Mức độ an tồn cao, thuận lợi quản lý - Cơng suất lò chợ cao Tổng hợp điều kiện áp dụng công nghệ sử dụng giàn chống mềm ZRY 20/30L xem bảng 22(11) 11.2017 Các yếu tố 63 - Sơ đồ chuẩn bị phức tạp - Khối lượng đào lị thượng lớn Cơng tác khai thác phức tạp, quy trình cơng nghệ nhiều cơng đoạn; cơng suất thấp - Sơ đồ chuẩn bị đơn giản - Khối lượng đào đường lị Cơng tác khai thác tương Khai thác CGH, địi Đơn giản, quy trình cơng đối đơn giản; cơng suất lị hỏi trình độ vận hành nghệ cơng đoạn; cơng suất lị chợ cao thiết bị cao; cơng suất chợ thấp lị chợ cao Đơn giản, vận tải than Đơn giản, vận tải than Đơn giản, vận tải than Phức tạp, vận tải than bằng máng trượt; lắp máng cào; lắp đặt, cắt, thu máng trượt; công tác gầu bào đặt, tháo dỡ đơn giản gương, qua thượng lắp đặt, tháo dỡ đơn giản hồi máng cào phức tạp máng trượt - Thơng gió cục - Tương đối phức tạp - Thơng gió cục - Phức tạp, phải thơng gió ngược - An tồn, vị trí gương khấu - An tồn cao Vị trí cửa tháo thu hồi than chống chống giữ chắn tăng cường cũi nhờ giá thủy lực, giá khung thành chắn - Thuận lợi quản lý mặt - Quản lý an tồn khó khăn, an tồn sản xuất phụ thuộc vào ý thức người lao động - Thông gió hạ áp chung mỏ - Cơng tác thơng gió đơn giản - An tồn, vị trí gương khấu chống giữ chắn giàn chống - Thuận lợi công tác quản lý mặt an tồn sản xuất Khoa học Kỹ thuật Cơng nghệ Kết quả thảo luận Kết luận Từ kết đánh giá tình hình áp dụng loại hình HTKT vỉa than dày trung bình dốc đứng nêu mỏ hầm lị vùng Quảng Ninh, nhóm tác giả tiến hành lập bảng so sánh số tiêu kinh tế - kỹ thuật HTKT bảng Qua nội dung nghiên cứu nêu trên, rút kết luận sau: Bảng So sánh số tiêu kinh tế - kỹ thuật HTKT vỉa than dày trung bình, dốc đứng Các cơng nghệ khai thác TT Tiêu chí so sánh Đơn vị Lị dọc vỉa phân tầng Cơng suất lị chợ T/năm 25.000÷45.000 40.000÷70.000 50.000÷96.000 90.000 Năng suất lao động T/cơng 2,0÷3,6 3,0÷4,0 3,1÷5,6 5,5 Chi phí thuốc nổ kg/1.000 T 78÷167 300÷400 - 112 Chi phí kíp nổ kíp/1.000 T 160÷348 700÷900 - 444 Chi phí mét lị m/1.000 T 28÷48 30÷40 5,2÷11,4 16,7 Chi phí gỗ m3/1.000 T - 30÷40 29,1÷35,8 5,3 % 32÷ 40 40÷55 3,7÷19 16,3 Tổn thất than HTKT dạng buồng HTKT lò chợ ANSH Giàn mềm kiểu ZRY Từ kết phân tích so sánh cho thấy: - HTKT dạng buồng - thượng cho tiêu kinh tế kỹ thuật hạn chế, sản lượng khai thác suất lao động thấp chi phí sản xuất cao, tỷ lệ tổn thất than lớn khó đáp ứng u cầu mặt an tồn q trình khai thác - HTKT lò dọc vỉa phân tầng đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, mức độ an toàn tốt HTKT dạng buồng áp dụng nhiều công ty khai thác than hầm lò Tuy nhiên, HTKT dạng buồng, HTKT có tiêu kinh tế - kỹ thuật thấp, tổn thất than cao chi phí gỗ lớn - HTKT chia cột theo hướng dốc sử dụng tổ hợp 2ANSH cơng nghệ tiên tiến, có nhiều ưu điểm vượt trội so với loại hình khai thác nêu Hiện nay, Công ty than Hồng Thái áp dụng sơ đồ công nghệ lò chợ vỉa 12 khu Tràng Khê II dự kiến kết thúc khai thác vào năm 2020 Tuy nhiên, điều kiện áp dụng HTKT đòi hỏi khắt khe Mặt khác, thời điểm gặp khó khăn định cần đầu tư lớn cho dây chuyền thiết bị đồng - HTKT lò chợ xiên chéo, chống giữ giàn mềm ZRY Loại giàn mềm ZRY có nhiều cải tiến nên khắc phục hạn chế trước mỏ than Vàng Danh áp dụng sơ đồ công nghệ tương tự Nhờ cải tiến đó, điều kiện áp dụng loại hình cơng nghệ tương đối linh hoạt, định hướng cho hầu hết phạm vi vỉa than dày trung bình góc dốc 45o [2] 22(11) 11.2017 - HTKT dạng buồng - thượng: Chỉ áp dụng mang tính tạm thời nhằm giải yêu cầu sản lượng theo kế hoạch giao mỏ - HTKT lò dọc vỉa phân tầng: Chỉ áp dụng khai thác tận thu khu vực nhỏ lẻ, phân tán khu vỉa than có điều kiện biến động phức tạp khơng thể tập trung hóa sản xuất - HTKT chia cột theo hướng dốc sử dụng tổ hợp 2ANSH: Cần xem xét kỹ lưỡng định hướng áp dụng HTKT cho khu vực trữ lượng khoáng sản tập trung lớn nhằm tăng thời gian sử dụng thiết bị đảm bảo hiệu đầu tư - HTKT lò chợ xiên chéo, chống giữ giàn mềm ZRY: Kết áp dụng thành công Công ty than Hồng Thái khẳng định phù hợp HTKT với điều kiện vỉa than dày trung bình dốc đứng vùng ng Bí nói riêng tỉnh Quảng Ninh nói chung TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đào Trọng Cường (2014), “Đổi khoa học công nghệ ngành than”, Tạp chí Cơng thương, 17, tr.6-8 [2] Đào Hồng Quảng nnk (2016), “Kết áp dụng giàn chống mềm loại ZRY khai thác vỉa dốc Cơng ty than Hồng Thái”, Tạp chí Cơng nghiệp mỏ, 4, tr.9-15 [3] Н.Ю Малышев (1994), “Механизм разработки рационапьных технических решений”, Горный информацонно-статистический биоллетень, 5, MГTУ- Москва [4] Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam (2017), Hướng dẫn áp dụng công nghệ khai thác buồng - thượng buồng - thượng chéo mỏ than hầm lị thuộc Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam [5] Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam (2017), Hướng dẫn áp dụng cơng nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng mỏ than hầm lị thuộc Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam [6] Viện Khoa học Cơng nghệ Mỏ - Vinacomin (2009), Đánh giá hiệu đề xuất hướng phát triển áp dụng công nghệ giới hóa vỉa dốc mỏng dàn chống tự hành 2ANSH mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh [7] Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin (2017), Báo cáo đánh giá kết áp dụng công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo, chống giữ giàn mềm ZRY mỏ than hầm lị thuộc Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam 64 ... tâm Phát triển Khoa học Cơng nghệ trẻ, Thành đồn TP Hồ Chí Minh Trường Đại học Nguyễn Tất Thành Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam Bộ Khoa học Công nghệ Ngày nhận 15/9 /2017; ngày chuyển... Viện Công nghệ xạ - Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam, Hà Nội 42 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ Ảnh hưởng nồng độ Poly(D,L-lactide) thơng số gia cơng lên hình thái vi hạt electrospray Nguyễn Vũ Việt. .. Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh Phịng thí nghiệm cơng nghệ nano, Khu Cơng nghệ cao TP Hồ Chí Minh Trường Đại học Cơng nghiệp Thực phẩm TP Hồ Chí Minh Khoa Công nghệ vật liệu, Trường Đại học