Tổ chức và cơ giới hóa xếp dỡ hàng clinker

Cảng không phải là điểm đầu và điểm kết thúc của quá trình vận tải là điểm luân chuyển hàng hoá và hành khách vận chuyển trên tàu hay nói cách khác, cảng là một mắt xích trong dây chuyền

Quản lý và khai thác cảng

LờI Mở ĐầU

Giao thông vận tải luôn là ngành quan trọng và đóng vai trò to lớn trong sự phát triển kinh tế của một quốc gia nói riêng và cho nền kinh tế của toàn thế giới nói chung Vận tải đóng vai trò quan trọng trong việc trao đổi

và lu thông hàng hoá giữa các n ớc, các vùng kinh tế trên thế giới Hiện nay

có nhiều hình thức vận tải nh : vận tải đ ờng bộ, vận tải đ ờng sắt, vận tải

đờng thuỷ, vận tải đ ờng ống, vận tải liên hợp, vận tải đa ph ơng thức đã giúp cho hàng hoá đ ợc lu thông một cách nhanh chóng và thuận tiện, trong đó hàng hoá đợc chuyên chở đi khắp thế giới chủ yếu là bằng đ ờng biển Điều này đã giúp cho vận tải biển phát triển một cách nhah chóng.

Việt Nam với đ ờng bờ biển dài trên 3000 km với hệ thống sông ngòi chằng chịt là một trong những điều kiện thuận lợi để vận tải biển của n ớc ta phát triển Những năm gần đây vận tải biển đã đ ợc chính phủ quan tâm và tạo điều kiện để phát triển Đội tàu đ ợc trẻ hoá, các cảng biển đ ợc đầu t xây dựng để có thể đón đ ợc các tàu có trọng tải lớn vào cảng làm cho hàng hoá vào nớc ta ngày càng phong phú và tạo điều kiện để n ớc ta có thể xuất khẩu hàng hoá đi các n ớc khác Trong vận tải biển thì cảng đóng vai trò khá quan trọng Cảng đ ợc coi là cơ sở hạ tầng, là động lực thúc đẩy sự phát triển kinh

tế của một đất n ớc Cảng không phải là điểm đầu và điểm kết thúc của quá trình vận tải là điểm luân chuyển hàng hoá và hành khách vận chuyển trên tàu hay nói cách khác, cảng là một mắt xích trong dây chuyền vận tải Bên cạnh đó cảng còn là nơi ra vào, neo đậu của tàu, là nơi phục vụ tàu và hàng hoá chuyên chở trên tàu cũng nh là nơi lánh nạn của tàu, là đầu mối giao thông quan trọng nhất của quá trình vận tải.Nh vậy cảng bao gồm tập hợp các trang thiết bị xếp dỡ cùng với các công trình bến bãi, cơ sở hạ tầng để phục

vụ cho việc xếp dỡ, bảo quản hàng hoá Thực tế cho thấy thời gian tàu đậu ở cảng để làm thủ tục và xếp dỡ hàng hoá chiếm một tỷ trọng khá lớn trong thời gian công tác của tàu Vì vậy để có thể tăng thời gian quay vòng của tàu thì một trong những biện pháp cần thiết là giảm thời gian đỗ bến của tàu Muốn vậy thì phải làm tốt công tác xếp dỡ ở cảng để giải phóng tàu nhanh, đem lại hiệu quả cho nền kinh tế.

Quản lý và khai thác cảng

Chơng I Phân tích số liệu

I Điều kiện tự nhiên của cảng Hải Phòng

1.Vị trí địa lý

Cảng Hải Phòng nằm ở hữu ngạn sông Cửa Cấm ở vĩ độ 20052 Bắc kinh

độ 106041 Đông Cảng Hải Phòng cách phao số 0 khoảng 20 hải lý, từ phao số 0 vào cảng phải qua luồng Nam Triệu, kênh đào Đình Vũ rồi vào sông Cửa Cấm Tuy nằm trên cửa sông nhng Cảng Hải Phòng là một trong những cảng biển ra

đời và phát triển sớm nhất ở Đông Dơng Đợc xây dựng từ thời Pháp thuộc, đến nay cảng Hải Phòng đã đợc cải tạo và mở rộng,bao gồm các cảng nh cảng Chính,cảng Chùa Vẽ, cảng Vật Cách Cảng Hải Phòng là cảng lớn nhất miền Bắc Nó

đợc nối liền với biển bằng sông Cấm, tiếp giáp với các tỉnh Thái Bình, Hải Hng, Quảng Ninh Với vị trí này cảng Hải Phòng có rất nhiều thuận lợi cho việc xuất nhập hàng hoá qua cảng Vì nằm trên cửa sông nên cảng thờng bố trí công trình bến liền bờ Với kiểu bến này, một mặt ta có thể tận dụng đợc chiều dài tự nhiên của cửa sông, mặt khác tạo điều kiện thuận lợi cho cho việc tàu bốc xếp hàng hoá với bờ và thuận tiện cho việc xếp dỡ hàng hoá với các phơng tiện vận tải khác Đây cũng là 1 dạng công trình đợc sử dụng khá phổ biến hiện nay

2 Điều kiện địa chất

Cảng Hải Phòng nằm ở vùng trung chân sông Hồng Sông Hồng mang nhiều phù sa nên tình trạng luồng lạch vào cảng rất không ổn định Luồng vào cảng dài 36 km, hàng năm phải thờng xuyên nạo vét một khối lợng phù sa rất lớnkhoảng 2.106m3 nhng chỉ sâu đến 5,0 mét đoạn Cửa Cấm và 5,5 mét đoạn Nam Triệu Những năm gần đây luồng vào cảng bị cạn nhiều, sông Cấm chỉ còn 3,9

đến 4,0 mét nên tầu ra vào rất hạn chế về trọng tải Nền đất của cảng Hải Phòng gồm 2 lớp đất chính : lớp đất sét màu nâu sáng và lớp đất xỉ màu xám

Điều kiện địa chất quyết định đến hình dáng và loại công trình bến, quyết định

đến việc lựa chọn thiết bị xếp dỡ đặt trên công trình Tất cả các công trình của cảng nh: đê chắn sóng, đờng sắt, đờng cần trục, kho bãi đợc bố trí dựa vào điều kiện địa chất sao cho đảm bảo ổn định và hoạt động bình thờng trong quá trình khai thác

3 Điều kiện thủy văn

- Chế độ thuỷ triều ở cảng Hải Phòng thuộc chế độ nhật triều, trong ngày

có một lần nớc lớn, một lần nớc ròng Nớc triều cao nhất là + 4,0 mét đặc biệt

Quản lý và khai thác cảng

- Điều kiện thuỷ văn ảnh hởng tới cao độ thiết kế công trình bến cũng nh

vị trí của tàu khi tiến hành xếp dỡ hàng hoá, ảnh hởng tới tầm với của thiết bị Sựdao động của mực nớc ảnh hởng tới việc ra vào cảng của các tàu, có thể gây chìm ngập khi nớc lũ và gây bồi cạn khi nớc kiệt Do đó khi tổ chức khai thác cảng cần phải chú ý tới thời gian bố trí tàu ra vào cảngmột cách hợp lý nhằm hạnchế quá trình chuyển tải cũng nh tránh tình trạng mắc cạn Dao động mực nớc nhiều hay ít cho phép ta lựa chọn các thiết bị xế dỡ và kết cấu công trình bến chophù hợp Ngoài ra còn phải tính tới sự thay đổi tầm với của thiết bị và chiều cao nâng hạ hàng khi có thuỷ triều

4 Điều kiện khí hậu

Cảng Hải Phòng chịu hai mùa gió rõ rệt :

- Từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau là gió Bắc Đông Bắc

- Từ tháng 4 đến tháng 9 là gió Nam Đông Nam

Nằm trong khu vực biển Đông, cảng Hải Phòng thờng xuyên có ma lớn vàbão vào các tháng từ tháng 6 đến tháng 9

Điều kiện khí hậu ảnh hởng trực tiếp đến thời gian kinh doanh của sơ đồ

và ảnh hởng đến kết cấu của thiết bị xếp dỡ cũng nh các loại công trình đặt trên sơ đồ Khi xây dựng cảng cần chú ý tới hớng gió để quyết định hớng của cảng, hớng của luồng tàu vào cảng, đảm bảo điều kiện phòng hoả, bố trí thiết bị neo tầu phù hợp Khi thiết kế kho và bảo quản hàng hóa trong kho phải chú ý tới ảnh hởng của độ ẩm để thông gió tốt không làm giảm chất lợng hàng hóa

Ma, nhiệt độ có ảnh hởng đến công tác bốc xếp hàng trong cảng, hàng xếp ngoài bãi, điều kiện bảo quản hàng hóa và làm việc của công nhân Sóng có

ảnh hởng đến việc xác định độ sâu khu nớc, quá trình bốc xếp hàng của tàu.II.Sơ đồ cơ giới hoá xếp dỡ

1.Lu lợng hàng hoá đến cảng

a Tính chất, đặc điểm của hàng clinker

Hàng clinker là hàng rời, có tỷ trọng khoảng 2,5T/ m3, chiều cao cho phép của đống hàng là 4m

b Thời gian công tác của cảng

+ Thời gian ngừng việc do ảnh hởng của điều kiện thời tiết

Qu¶n lý vµ khai th¸c c¶ngTn= 365 - 43,8= 321,2(ngµy)

+ Thêi gian trong 1 ca

) / ( 8 3

24 24

ca h n

, 321

820000

ng T T

Q Q

n n

Quản lý và khai thác cảng

- Lợng hàng đến cảng trong ngày căng thẳng nhất:

) / ( 16 , 3191 25

, 1 2 , 321

, 0 820000

- Lợng hàng chuyển thẳng trong năm:

) / ( 451000 369000

Căn cứ vào tính chất của hàng clinker ta đa ra 3 sơ đồ cơ giới hoá sau

a) Sơ đồ hai tuyến cần trục giao nhau

- Ưu điểm: Có thể xếp dỡ và bảo quản hàng hoá ngoài trời, với lu lợng lớn

và có thể làm việc theo tất cả các phơng án xếp dỡ

- Nhợc điểm: vốn đầu t lớn, chỉ áp dụng khi chiều rộng kho tối đa là 55m

Quản lý và khai thác cảng b) Sơ đồ cần trục kết hợp với xe ủi

- Ưu điểm: Phơng án này có thể dùng để xếp dỡ hàng rời

Chi phí đầu t không lớn lắm

- Nhợc điểm: năng suất của xe ủi là không lớn nên kéo dài thời gian đỗ bến của phơng tiện gây tốn kém Xe ủi chỉ làm việc đợc trong một phạm vi hẹp c) Sơ đồ cần trục kết hợp với cần có gắn băng truyền

- Ưu điểm: có thể xếp dỡ hàng một cách rời một cách nhanh chóng với lu ợng hàng lớn

l Nhợc điểm:

+ Chi phí đầu t lớn

Quản lý và khai thác cảng

3 Phơng tiện vận tải đến cảng

a Phơng tiện vận tải thuỷ

Theo bài ra phơng tiện vận tải thuỷ đến cảng là tàu biển và mớn nớc thấp nhất của cảng là 8m nên ta chọn tàu Tiên Yên với các thông số kỹ thuật sau:

- Mức tiêu hao nhiên liệu:

- Chạy máy cái (FO) : 7,80MT/ng

- Chạy máy đèn (DO) : 0,34T/ng

- Đỗ làm hàng (DO) : 0,64MT/ng

- Đỗ không làm hàng (DO) : 0,43T/ng

Quản lý và khai thác cảng

b Phơng tiện vận tải bộ

Theo bài ra phơng tiện vận tải bộ đến cảng là ô tô và căn cứ vào loại hàng

là clinker rời ta lựa chọn phơng tiện vận tải bộ là ô tô tự đổ có thành không mui,

- Chiều cao sàn so với mặt đất: 1m

- Nhiên liệu : diezel

4 Thiết bị xếp dỡ và công cụ mang hàng

a Thiết bị tuyến tiền:

Chọn thiết bị tuyến tiền phơng là cần trục chân đế với các đặc trng kĩ thuật

Chọn công cụ mang hàng là gầu ngoạm hai má có cấu tạo: Gồm 2 má gầu

đợc liên kết với cụm xà dới của gầu bằng khớp bản lề Hai má gầu liên kết với cụm xà trên bằng 4 thanh kéo có hai đầu liên kết khớp, đầu trên thanh kéo liên kết với cụm xà trên, đầu dới thanh kéo liên kết với má gầu

Quản lý và khai thác cảngMột số kích thớc chủ yếu của gầu:

- Thể tích gầu (Vg) : 6m3

- Trọng lợng gầu (Gcc) : 4,5T

- Hệ số điền đầy gầu() : 0,7

- Chiều dài khi đóng gầu : 2,66m

- Chiều rộng khi đóng gầu: 1,6m

- Chiều cao khi đóng gầu : 2,57m

- Trọng lợng một lần gầu ngoạm:

) ( 5 10 5 , 2 7 , 0

T G

G h  cc  10 , 5  4 , 5  15 ( )  n  16 thoả mãn có thể xúc hàng

Hình vẽ gầu ngoạm 2 má

Qu¶n lý vµ khai th¸c c¶ngIII Kho vµ c¸c kÝch thíc chñ yÕu cña kho.

E h : Tæng dung lîng kho theo lu lîng hµng ho¸

P h : ¸p lùc cho phÐp xuèng 1m2 diÖn tÝch kho

E h   Q ngmax t bq  0 , 45  3191 , 16  13  18668 , 286 (T)

 P H d    4  2 , 5  10 (T/m2 )

) ( 8286 , 1866 10

286 ,

, 1866 45

, 1 45

Quản lý và khai thác cảng

4 Chiều rộng kho

 m g H

) ( 27 )

( 7 , 26 60 cot 4 2 565 , 116

9 ,

m B

F L

Trong đó Hd là chiều cao đống hàng

6 Kiểm tra áp lực thực tế xuống 1m2 diện tích nền kho

 P F

t G P

, 0 16 , 3191

13 022 ,

*) Biện luận chọn kho: VìP tt  P nên kho thoả mãn để có thể xếp hàng

Quản lý và khai thác cảngKết quả tính toán thời gian làm việc của cảng và lu lợng hàng hoá đến cảng đợc thể hiện trong bảng sau:

Quản lý và khai thác cảngCăn cứ vào chiều rộng kho Bk= 27m ta chọn sơ đồ cơ giới hoá số 2 và chuyển sang lợc đồ nh sau 1

Giải thích lợc đồ

- Quá trình 1 : Tàu biển – ô tô tiền phơng

Cần trục chân đế ngoạm hàng trong hầm tàu đổ lên xe ô tô của chủ hàng đến lấy hàng rồi chở hàng đi

- Quá trình 2 : Tàu biển – Bãi tiền phơng

Khi ô tô của chủ hàng không đến, cần trục chân đế ngoạm hàng trong hầm tàu rồi đổ lên bãi

- Quá trình 3: Bãi tiền phơng – ô tô tiền phơng

Khi tàu không đến mà ô tô đến lấy hàng thì cần trục chân đế ở tuyến tiền phơng

sẽ ngoạm hàng ở ngoài bãi đổ lên xe ô tô rồi chở đi

- Quá trình 5 : Bãi tiền phơng –Bãi hậu phơng

Khi phơng tiện vận tải thuỷ không đến và ô tô của chủ hàng không đến thì cần trục chân đế sẽ ngoạm hàng từ Bãi tiền phơng sang Bãi hậu phơng

Quản lý và khai thác cảng

- Quá trình 6 : Bãi hậu phơng - ô tô hậu phơng

Ô tô của chủ hàng đến lấy hàng ở tuyến hậu phơng Cần trục chân đế sẽ ngoạm hàng ở bãi đổ lên ô tô rồi chở đi

II Tính toán năng suất của các thiết bị trên sơ đồ

1 Thiết bị tiền phơng

a Năng suất giờ

hi CKi

T           (s)

Trong đó k f: là hệ số phối hợp đồng thời các động tác

9 0 7

V k

H t

t

n n

h n

n t

t

q q

+ H t lµ chiÒu cao tµu (m)

+ H ctlµ chiÒu cao cÇu tµu (m)

Qu¶n lý vµ khai th¸c c¶ng

* Qu¸ tr×nh 5: Kho tiÒn ph¬ng – Kho hËu ph¬ng

 m

H H

H

n h

n

2

3 5

Tca: thêi gian trong 1 ca (h)

Tng: Thêi gian ngõng viÖc trong 1 ca (h)

c N¨ng suÊt ngµy

Pi= Pcaix nca (T/ ngµy)

Víi nca lµ sè ca lµm viÖc trong ngµy (ca)

Quản lý và khai thác cảngVì tuyến hậu phơng sử dụng cần trục chân đế nh ở tuyến tiền phơng nên năng suấtgiờ, năng suất ngày, năng suất ca của thiết bị tuyến hậu phơng tính tơng tự

nh tuyến tiền phơng

Qu¶n lý vµ khai th¸c c¶ng

KÕt qu¶ tÝnh to¸n ® îc thÓ hiÖn trªn b¶ng sau:

STT KÝ hiÖu §¬n vÞ i=1 i=2 i=3 i=5 i=6

Quản lý và khai thác cảngIII Khả năng thông qua của tuyến tiền phơng

1 Các tham số cơ bản

a Hệ số lu kho lần 1

2 1

2

Q Q

Q







Trong đó: Q1, Q2 là khối lợng hàng hoá xếp dỡ theo quá trình 1, 2

b Hệ số chuyển từ kho tiền phơng sang xe tiền phơng do thiết bị tiền phơng đảmnhiệm theo quá trình 3





tt E

E1  1 tt  1 1 tt

F1 là diện tích hữu ích của kho E1

PTT là áp lực thực tế xuống 1m2 diện tích kho

L1 là chiều dài kho E1 , L1= Lk

B1 là chiều rộng kho E1, B1=Rmax- (Rmin+ B)

Rmax, Rmin là tầm với lớn nhất và nhỏ nhất của cần trục

B 5m là khoảng cách giao nhau giữa 2 cần trục

E tt là tổng dung lợng kho tính theo thực tế, E tt E1 E3(T)

 T P B L P F

E3  3 tt  3 3 tt

L3 chiều dài kho E3, L3=Lk

B3 chiều rộng kho E3, B3= Bk – B1

2 Khả năng thông qua của 1 thiết bị tiền phơng







P1 , P2 , P3: năng suất ngày của TBTT làm việc ở quá trình 1, 2, 3

3 Số lợng thiết bị TT tối thiểu bố trí trên toàn tuyến cầu tàu

(máy)

T : Thêi gian lµm viÖc trong mét ngµy

PM : Møc giê tµu (T/ tµu- h)

5 Sè lîng TBTT cïng kiÓu tèi ®a bè trÝ trªn 1 cÇu tµu

n1max =

2 2

2 1 min

1

b R

a L

Rmin : TÇm víi nhá nhÊt cña cÇn trôc (Rmin = 8)

b1 : Kho¶ng c¸ch an toµn gi÷a 2 cÇn trôc khi lµm viÖc,b1 3  4m

ky : HÖ sè gi¶m n¨ng suÊt do viÖc tËp trung thiÕt bÞ ky = 0,85 1

7 Thêi gian xÕp dì cho tµu

1

P P ky n

kct : Hệ số sử dụng cầu tàu kct = 1 (vì lợc đồ có quá trình 3).

9 Kiểm tra số giờ và số ca làm việc thực tế của 1 TBTT

1

h h h y

t n

P k n n

k

xmax (h)xmax : số giờ làm việc tối đa của một thiết bị trong 1 năm

xmax = (Tn – Tsc) x nca x (Tca - Tng) (h)Tsc là thời gian sửa chữa máy móc thiết bị bình quân trong năm, Tsc=

max

1   

P k n n

n Q

y

ca ng

(ca/ ngày)rTT  nca

Kiểm tra khả năng thông qua của tuyến tiền phơng 

n r

x x

Q

max max

Qu¶n lý vµ khai th¸c c¶ngKÕt qu¶ tÝnh to¸n thÓ hiÖn ë b¶ng sau:

max 1

n r

x x

Q

max max

h  t  Q

b Theo khả năng thông qua của tuyến cầu tàu:

ct bq

E1  1 tt  1 1 tt

F1 là diện tích hữu ích của kho E1

PTT là áp lực thực tế xuống 1m2 diện tích kho

L1 là chiều dài kho E1 , L1= Lk

B1 là chiều rộng kho E1, B1=Rmax+Rmin+ B

Rmax, Rmin là tầm với lớn nhất và nhỏ nhất của cần trục

m

B 5

 là khoảng cách giao nhau giữa 2 cần trục

+ E2: dung lợng kho tiền phơng do thiết bị hậu phơng đảm nhiệm theo quátrình 4

E2= F2 x PTT = L2 x B2 x PTT (T)

F2 là diện tích hữu ích của kho E2

L2 là chiều dài kho E2 , L2= Lk

B2 là chiều rộng kho E2, B2  B 5m

Quản lý và khai thác cảng+ E3 là dung lợng kho hậu phơng do thiết bị hậu phơng đảm nhiệm theoquá trình 6

E3= F3 x PTT = L3 x B3 x PTT (T)

F3 là diện tích hữu ích của kho E3

L3 là chiều dài kho E3 , L3= Lk

B3 là chiều rộng kho E3 , B3 = Bk – (B1+ B2)(m)

2 Biện luận chọn dung lợng kho:

* Nếu chọn dung lợng kho lu lợng hàng hoá (=h) sẽ gây nên hiện tợng ùn tắc hàng tức thời trong kho trong những ngày hàng đến cảng lớn nhất

Để khắc phục tình trạng này ta phải lập kho tạm thời

* Nếu chọn dung lợng kho theo khả năng thông qua của tuyến cầu tàu (