Nghiên cứu khảo sát hệ phụ gia cho dầu vi nhũ thủy lực sử dụng cho khai thác than hầm lò

Mục Lục DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT…... LỜI MỞ ĐẦU…………………………………………………… CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN…………………………………….. 1.1. Tổng quan về khai thác khoáng sản và than ở Việt Nam………. 1.1.1. Khai thác than ………...……………………………………. 1.1.2. Cột thủy lực trong khai thác than hầm lò…………………... 1.2. Chất lỏng thủy lực cho cột chống hầm lò………………………. 1.2.1. Chức năng của dầu thủy lực………………………………... 1.2.2. Chất lỏng thủy lực cho các hệ thống cột chống hầm lò……. 1.2.3. Dầu thủy lực vi nhũ………………………………………… 1.2.4. Thành phần của dầu thủy lực vi nhũ ……………………...... CHƯƠNG 2. KHẢO SÁT CÁC HỆ PHỤ GIA CHO DẦU THỦY LỰC VI NHŨ SỬ DỤNG CHO CỘT CHỐNG CHÁY HẦM LÒ………………………………………………………... 2.1. Khảo sát và lựa chọn dầu gốc …………………………………... 2.2. Khảo sát và lựa chọn phụ gia……………………………………. 2.2.1. Khảo sát và lựa chọn phụ gia tạo vi nhũ…………………… 2.2.2. Khảo sát và lựa chọn phụ gia ức chế ăn mòn đồng………... 2.2.3. Khảo sát và lựa chọn phụ gia phá bọt……………………… 2.2.4. Khảo sát và lựa chọn phụ gia diệt khuẩn…………………... CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ………………………………………………... 3.1. Lựa chọn dầu gốc………………………………………………... 3.2. Lựa chọn phụ gia………………………………………………... 3.3. Thiết lập đơn pha chế và quy trình pha chế…………………….. 3.4. Các phương pháp kiểm tra đánh giá…………………………….. 3.5. Phân tích đánh giá và thử nghiệm DVNTL đã pha chế………… KẾT LUẬN………………………………………………………

Mục Lục DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT… LỜI MỞ ĐẦU…………………………………………………… CHƯƠNG TỔNG QUAN…………………………………… Tổng quan về khai thác khoáng sản và than ở Việt Nam……… 1.1.1 Khai thác than ……… …………………………………… 1.1.2 Cột thủy lực khai thác than hầm lò………………… 1.2 Chất lỏng thủy lực cho cột chống hầm lò……………………… 1.2.1 Chức dầu thủy lực……………………………… 1.2.2 Chất lỏng thủy lực cho hệ thống cột chống hầm lò…… 1.2.3 Dầu thủy lực vi nhũ………………………………………… 1.2.4 Thành phần dầu thủy lực vi nhũ …………………… 1.1 CHƯƠNG KHẢO SÁT CÁC HỆ PHỤ GIA CHO DẦU THỦY LỰC VI NHŨ SỬ DỤNG CHO CỘT CHỐNG CHÁY HẦM LÒ……………………………………………………… 2.1 Khảo sát và lựa chọn dầu gốc ………………………………… 2.2 Khảo sát và lựa chọn phụ gia…………………………………… 2.2.1 Khảo sát và lựa chọn phụ gia tạo vi nhũ…………………… 2.2.2 Khảo sát và lựa chọn phụ gia ức chế ăn mòn đồng……… 2.2.3 Khảo sát và lựa chọn phụ gia phá bọt……………………… 2.2.4 Khảo sát và lựa chọn phụ gia diệt khuẩn………………… CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ……………………………………………… 3.1 Lựa chọn dầu gốc……………………………………………… 3.2 Lựa chọn phụ gia……………………………………………… 3.3 Thiết lập đơn pha chế và quy trình pha chế…………………… 3.4 Các phương pháp kiểm tra đánh giá…………………………… 3.5 Phân tích đánh giá và thử nghiệm DVNTL đã pha chế………… KẾT LUẬN……………………………………………………… DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT CLTLCC Chất lỏng thủy lực chống cháy DDLV Dung dịch làm việc DNTL Dầu nhũ thủy lực DTV Dầu thực vật HĐBM Hoạt động bề mặt HLB Chỉ số cân dầu/ái nước (Hydrophil/lipophilic balance) HWBF Chất lỏng thủy lực gốc nước (High water based fluid) PHSH Phân hủy sinh học TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam UCAM Ức chế ăn mòn VINACHEM Tập đoàn Hóa chất Việt Nam VINACOMIN Tập đoàn Công nghiệp Than và Khoáng sản Việt Nam (Vienam National Coal Mineral Industries Holding Corporation Limited) DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 1.4 Bảng 1.5 Bảng 1.6 Bảng 1.7 Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng 3.9 Thông số kỹ thuật cột chống thủy lực Phân loại chất lỏng thủy lực theo ISO 6734 Các tính chất loại CLTLCC chứa nước Mối liên quan kích thước hạt và trạng thái cảm quan nhũ Giá trị HLB số chất HĐBM thương mại Giá trị RHLB số chất Chỉ tiêu chất lượng dầu siêu vi nhũ Trung Quốc đối chứng Danh mục dầu gốc sử dụng nghiên cứu Danh mục phụ gia sử dụng nghiên cứu Các phương pháp phân tích tiêu hóa lý theo TCVN và phương pháp tiêu chuẩn phổ biến Kết quả phân tích thông số chất lượng 60N Các tiêu chất lượng dầu tổng hợp PEG 400 Thông số kỹ thuật NP-9 Thông số kỹ thuật SPAN 80 Kết quả khảo sát hàm lượng phụ gia tạo nhũ NS Tính sử dụng DDLV pha 5% từ mẫu Khảo sát tỉ lệ sử dụng phụ gia CDE Khảo sát lựa chọn phụ gia phá bọt Khảo sát lựa chọn hàm lượng phụ gia diệt khuẩn Constram ST-1 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình ảnh cột chống thủy lực hầm lò Hình 1.2 Hình ảnh cột chống thủy lực đơn Hình 2.1 Giá bảo áp cột thủy lực dùng thử nghiệm thực tế DDLV Hình 2.2 Thiết bị Zetasizer Nano ZS Malvern Hình 3.1 Phân bố kích thước hạt DDLV pha 5% từ mẫu Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ pha chế dầu thủy lực vi nhũ Hình 3.3 Phân bố kích thước hạt DDLV 5% từ DTLVN pha chế Hình 3.4 Phân bố kích thước hạt DDLV 5% từ DTLVN Thiên Tân Hình 3.5 Hình ảnh hệ thống giá thủy lực và thiết bị theo dõi áp lực Hình 3.6 Hệ thống giá khung thủy lực di động loại GK 1600/1.6/2.4HTD lắp đặt và thử nghiệm khai trường LỜI MỞ ĐẦU Điểm qua bước phát triển ngành than ta thấy rõ vai trò than không giảm mà ngày càng gia tăng Đặc biệt bối cảnh giá dầu mỏ ngày càng tăng mạnh và tình hình an ninh chính trị khu vựccó trữ lượng dầu khí lớn thường xuyên bất ổn Than sử dụng làm lượng hoặc nguồn nguyên liệu thay khí thiên nhiên cho việc sản xuất amoniac và metanol Than dùng làm chất đốt… Số liệu thị trường cho thấy đến khoảng 90% sản lượng than sản xuất không phải để xuất mà chủ yếu dùng nước và tập trung phục vụ ngành điện lực Nhìn chung than khai thác hai phương pháp chính : lộ thiên và hầm lò, tùy thuộc vào địa hình, địa chất khu vực Tuy nhiên tất cả khâu công nghệ khai thác lộ thiên đều chứa đựng yếu tố ảnh hưởng xấu đến môi trường phải kể đến thay đổi địa hình, gây bụi, ồn, làm ô nhiễm nguồn nước, không khí… Còn khâu công nghệ khai thác than hầm lò đều thực hiện đường lò lòng đất nên mức độ và phạm vi ảnh hưởng tới môi trường thấp so với khai thác lộ thiên Một phương tiện không thể thiếu khai thác hầm lò là giá đỡ và cột chống hầm lò vận hành nhờ dầu thủy lực gốc nước Dầu thủy lực gốc nước bên cạnh tính thiết yếu hệ thống thủy lực tính chịu nén, tính bôi trơn có ưu điểm nổi bật có độ bền và ổn định cao, không gây nguy cháy nổ, không bị vi sinh vật phân hủy, chống ăn mòn kim loại và không tác động đến môi trường Ở Việt Nam, hàng năm có hàng nghìn dầu thủy lực loại này đã và sử dụng khai thác khoáng sản hầm lò (chủ yếu là khai thác than) Các loại dầu này sản xuất phần nước lại phần lớn là nhập từ nước Trung Quốc và số nước tư bản Mặc dù nhiều ưu điểm và đã giới nghiên cứu và đưa vào sử dụng từ lâu, dòng sản phẩm này chưa chú ý nghiên cứu và sản xuất nước nhu cầu thực tế về sản phẩm này lĩnh vực khai thác khoáng sản nói chung ngày càng cao, khai thác than có nhu cầu lớn mà phương pháp khai thác hầm lò áp dụng phổ biến Vì vậy em định chọn đề tài tốt nghiệp là : “ Nghiên cứu khảo sát hệ phụ gia cho dầu vi nhũ thủy lực sử dụng cho khai thác than hầm lò “ Bởi để tạo sản phẩm dầu vi nhũ thủy lực này ngoài dầu gốc là thành phần chính thì chất HĐBM và hệ phụ gia là thành phần không thể thiếu Tùy thuộc vào loại chất HĐBM và chất phụ gia khác se tạo dầu vi nhũ thủy lực có đặc trưng khác CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 1.1.1 TỔNG QUAN TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH KHAI THÁC KHOÁNG SẢN VA THAN Ở VIỆT NAM Công nghiệp khai khoáng Việt Nam hình thành từ cuối kỉ 19 Pháp khởi xướng Năm 1955, Việt Nam bắt dầu tiếp quản, trì, phát triển sở khai thác và chế biến khoáng sản Đến nay, Việt Nam đã tiến hành điều tra bản, thăm dò và phát hiện 5000 điểm khoáng và mỏ {1} Năm 2013, có 48 báo cáo thăm dò Hội đồng đánh giá trữ lượng khoáng sản quốc gia phê duyệt, gồm : apatit (25,138 triệu quặng); bauxit (909.766 triệu quặng); đá granit ốp lát (37,751 triệu m3); đá hoa trắng ốp lát (9,643 triệu m3); đá hoa trắng làm bột cacbon canxi (56,307 triệu tấn); sét xi măng (47,197 triệu tấn); đá vôi xi măng (313,412 triệu tấn)…{2} Công nghệ khai thác mỏ chủ yếu gồm nhóm là khai thác mỏ lộ thiên và khai thác hầm lò Tại Việt Nam, khoáng sản : bauxit, đá granit, đá hoa trắng, đá vôi, sét xi măng, apatit loại I khai thác theo phương pháp khai thác mỏ lộ thiên Còn khoáng sản khác than, quặng apatit loại II, IV, kim loại : sắt, đồng… chủ yếu nằm sâu lòng đất, đòi hỏi khai thác than hầm lò Trong khai thác hầm lò hiện nay, việc sử dụng cột thủy lực đơn, giá thủy lực di động… có ưu việt so với loại cột chống gỗ, mang lại hiệu quả, an toàn, kinh tế, dễ thao tác và không ảnh hưởng môi trường Các loại giá đỡ, cột chống sử dụng khai thác hầm lò hiện : giá thủy lực di động XDY 1T2/Hh/Lr, cột thủy lực đơn xà hộp, cột thủy lực đơn bơm dung dịch ngoài DZ-22 và xà hộp DHFBC-2600, cột thủy lực đơn kết hợp với xà sắt HDJB-1200; HDFBC-2600…{3} Để vận hành cột chống thủy lực cần loại dầu thủy lực gốc nước dạng nhũ tương với nồng độ từ 3-5% nước nên kinh tế và giảm thiểu ô nhiễm môi trường so với loại dầu thủy lực khác Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, chất lượng và chủng loại loại dầu này cải tiến và nâng cao không ngừng Hình 1.1 Hình ảnh hệ thống cột chống thủy lực hầm lo Tình hình phát triển ngành than qua các giai đoạn : Năm 1888, Công ty than Bắc Kỳ Pháp thành lập và cuối năm toàn vùng mỏ than Quảng Ninh trở thành nhượng địa và phân chia cho tập đoàn tư bản Pháp khai thác Từ năm 1916, hàng loạt công ty than Pháp đời công ty than Đông Triều, Mạo Khê, Tràng Bạch-Cổ Kênh, Yên Lập, Hạ Long-Đồng Đăng… Thời kỳ này, sản lượng khai thác than khoảng 200.000 tấn/năm gồm cả lộ thiên và hầm lò Công nghệ khai thác than chủ yếu là thủ công, máy móc Sau Hiệp định Giơnevơ 1954, Đảng và Nhà nước đã tập trung đầu tư để phát triển, Công nghiệp khai thác than trở thành ngành kinh tế chủ đạo Với trợ giúp Liên Xô, thiết bị khai thác gới ô tô, máy xúc, máy khoan, tàu điện…lần lượt trang bị cho mỏ Các nhà máy mơ khí, sữa chữa, sở hạ tầng xây dựng Nhờ vậy sản lượng khai thác than đã bước nâng lên, đến năm 1987 sản lượng đạt gần triệu Từ năm 1987, nền kinh tế nước ta bắt đầu chuyển sang hoạt động theo chế thị trường, Nhà nước xóa bỏ chế độ bao cấp, mỏ than từ chỗ ngân hàng bao cấp chuyển sang tự hạch toán, cân đối tài chính Đây là giai đoạn gặp nhiều khó khăn ngành than, sản lượng khai thác đạt từ 4,5 đến triệu Cuối năm 1994, Tổng công ty Than Việt Nam đời đã tạo động lực cho ngành than Năm 1995, sản lượng than đạt triệu tấn, năm 1997 đạt 10 triệu tấn, năm 2001 đạt 13 triệu tấn, năm 2002 đạt 15 triệu tấn, năm 2003 là 20 triệu tấn, năm 2004 là 28 triệu tấn, năm 2007 là 40 triệu tấn, đứng thứ nước Châu Á và thứ 17 giới, chiếm 0,69% sản lượng giới Theo báo cáo Tập đoàn Công nghiệp Than-Khoáng sản Việt Nam, than tiêu thụ tháng năm 2015 ước đạt 3,08 triệu tấn, tăng 21,09% so với tháng năm 2014, tính chung tháng năm 2015 ước đạt 20,83 triệu tấn, giảm 1,07% so với kỳ năm 2014 Than khoáng sản là nguồn nguyên liệu sản xuất điện lớn giới Hiện nay, lượng than khai thác giới và Việt Nam sử dụng ngành lượng, phục vụ sản xuất nhà máy nhiệt điện và ngành công nghiệp sử dụng chất đốt… Sản lượng than tiêu dùng nước chủ yếu phân bố ở ngành công nghiệp điện (30-50% tổng sản lượng ngành than) và ngành công nghiệp khác xi măng, phân bón, luyện kim… Trên thực tế, theo dự báo Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030, Chính phủ đã nêu vấn đề nhu cầu than nước ngày càng tăng cao Năm 2015 là 56,2 triệu tấn, năm 2020 là 112,3 triệu tấn, năm 2025 là 145,5 triệu tấn, và năm 2030 Việt Nam se tiêu thụ đến 220,3 triệu Như vậy, so với mức tiêu thụ năm 2013 (là 28 triệu tấn) đến năm 2015 tăng gấp lần và đến năm 2030 tăng gấp lần Trong sản lượng hiện đạt 40 triệu và khó tăng thêm mỏ dễ khai thác thì đã khai thác, lại mỏ khó khai thác thì đầu tư chi phí cao (khoảng 300-400 triệu USD và 7-8 năm) Việt Nam se trở thành nước nhập than trước năm 2020, không đảm bảo hiệu quả khai thác thì nhập than se sớm vào khoảng năm 20152018.{4} Vì vậy việc nâng cao hiệu quả việc khai thác than là điều quan trọng ngành than hiện nay, việc vận hành cột chống hầm lò công nghệ khai thác than hầm lò se đòi hỏi nhu cầu về dầu thủy lực vi nhũ để vận hành cột chống này Và chính là đối tượng nghiên cứu đề tài nhằm 10 + Thời gian tắt cột bọt đo giấy (cột bọt cho là tắt lớp bọt < 1ml) Thời gian tắt cột bọt đạt yêu cầu ≤ 50s 3.4.6 Xác định khả bôi trơn của DDLV Việc đánh giá khả bôi trơn, khả giảm ma sát, mài mòn, chịu cực áp dầu nghiên cứu thực hiện máy bốn bi việc xác định đường kính vết mài mòn (theo ASTM D 4172 và MT 76-2002) Nguyên lý hoạt động máy bốn bi : cho viên bi chuyển động quay chỗ viên bi giữ cố định (bốn viên bi tạo thành tiếp xúc điểm) Dầu vi nhũ ở nồng độ thử nghiệm rót vào cốc chứa viên bi cố định cho ngập phần tiếp xúc với viên bi chuyển động Theo MT 76-2002, thông số kiểm tra khả bôi trơn, chống mài mòn sau : viên bi ép với lực cố định 392N (40kg lực), đè lên viên bi cố định; viên bi quay với tốc độ 1400 vòng/phút 10 phút, nhiệt độ thử là 60 Độ mài mòn xác định thông qua đường kích trung bình vết mài mòn viên bi cố định sau thử nghiệm 3.4.7 Thử nghiệm ứng dụng thực tê Thử nghiệm ứng dụng thực tế DTLVN nghiên cứu tiến hành cột thủy lực đơn và hệ thống giá bảo áp cột thủy lực Cột thủy lực đạt tiêu chuẩn lắp giá bảo áp (hình 2.1), dung dịch làm việc (3-5% dầu vi nhũ cần kiểm tra nước) nạp theo quy trình : • • - Trước kiểm tra cần bơm DDLV vào cột vài lần để xả hết không khí ở cột Khi nâng và hạ cột thì cột không bị kẹt Kiểm tra độ kín của cột trường hợp hạ áp : Khi bơm dung dịch làm việc vào cột tới áp suất Mpa không cho phép hạ áp phút và không rò rỉ Kiểm tra độ kín của cột trường hợp cao áp : Khi bơm dung dịch nhũ hóa vào cột tới áp suất ≥ 90% Pđm (thực tế thử ở 40 Mpa) không cho phép hạ áp phút và không rò rỉ Kiểm tra cột thủy lực thì bề mặt thân cột không biến dạng : lồi, lõm, bong mạ… 55 Hình 3.1 Giá bảo áp cột thủy lực Bảng 3.4 Thử nghiệm thực tê dầu vi nhũ giá bảo áp TT Nội dung Bề ngoài cột Khi nâng, hạ cột Áp lực làm việc van an toàn Độ kín hạ áp (2 MPa) Độ kín cap áp (≥ 90% Pđm) Tiêu chuẩn Kêt quả Không biến dạng Đạt Không bị kẹt Đạt (90÷110)%Pđm Đạt phút không hạ áp không rò rỉ phút không hạ áp không rò rỉ Đạt Đạt 3.4.8 Xác định cỡ hạt phân bố của DTLVN và DDLV Cỡ hạt phân bố DDLV xác định thiết bị đo kích thước hạt Zetasizer Nano ZS hãng Malvern, Anh (hình 3.2) Thiết bị Zetasizer Nano ZS sử dụng phân tích kích thước hạt trình tổng hợp hợp chất nano 56 - - Nguyên tắc hoạt động : Zetasizer Nano ZS thiết kế để đo kích thước hạt dựa nguyên lý tán xạ ánh sáng Ánh sáng sử dụng thiết bị là tia laser đỏ (bước sóng 532 nm) Với công nghệ NIBS nhà sản xuất giúp cho thiết bị mô tả chính xác cao Giới hạn phân tích kích thước hạt thiết bị : 0,6 nm -6 µm Zetasizer Nano cấu tạo bởi thiết bị sau : Nguồn ánh sáng tia laser đỏ, điều chỉnh lượng ánh sáng, cell đựng mẫu, đầu dò ở góc 900̊ và 1730̊, hệ thống xử lý tín hiệu - Hình 3.2 Thiết bị Zetasizer Nano Zs của Malvern 3.5 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ VA THỬ NGHIỆM DTLVN 3.5.1 Phân tích nước sử dụng quá trình nghiên cứu Dung dịch làm việc cột chống thủy lực, hệ thống khung, giàn giá thủy lực di động hiện đều pha từ dầu thủy lực đặc với hàm lượng là 3-5% nước Như vậy hàm lượng nước có thể chiếm tới > 97% dung dịch làm việc Chính vì vậy, chất lượng nước dùng để pha chế dung dịch làm việc từ dầu 57 thủy lực đặc (dầu vi nhũ nghiên cứu) có vai trò quan trọng, định đến chất lượng và hiệu quả sử dụng Nước dùng cho trình pha chế DTLVN dùng là nước giếng khoan Cầu Diễn, Bắc Từ Liêm, Hà Nội Các tiêu chất lượng nước Cầu Diễn đạt tiêu chuẩn nước sinh hoạt theo tiêu chuẩn QCVN 08:2009/BYT Nước thực tế dùng để pha chế dung dịch làm việc trình nghiên cứu và thử nghiệm là nước mỏ Lào Cai Các tiêu chất lượng nước Lào Cai đều đạt tiêu chuẩn QCVN 08:2008/BTNMT cột B1 sử dụng cho công nghiệp (Bảng 3.6) Ngoài với mục đích làm nước pha dung dịch làm việc hệ thống cột chống thủy lực, nước cần đạt tiêu chuẩn MT 76-2002 (bảng 3.7) để không làm ảnh hưởng đến chất lượng DDLV và vận hành hệ thống thủy lực Bảng 3.6 Chất lượng nước tại Lào Cai và Cầu Diễn, Hà Nội TT Chi tiêu thử nghiệm pH Mùi vị Độ cứng (Tính theo CaCO3) Hàm lượng Amoni Hàm lượng Clorua Hàm lượng sắt tổng Nước Lào Cai QCVN 08:2008/ BTNMT (Cột B1) Đơn vị Phương pháp Nước Cầu Diễn - TCVN 6492:2011 7,7 7,1 5,5-9 - SMEWW 2150 B 2005 Không có mùi vị lạ Không có mùi vị lạ - mg/L SMEWW 2340 C 2005 156 164 - mg/L TCVN 5988:1996 0,45 0,16 0,5 mg/L TCVN 6194:1996 78,4 65,3 600 mg/L TCVN 6177:1996 0,08 0,1 1,5 58 10 Hàm lượng Hàm lượng Florua Coliform tổng số mg/L TCVN 5502:2003 62,6 45,9 - mg/L TCVN 6195:1996 0,18 110) Đây là ưu điểm dầu vi nhũ thủy lực so với dầu thủy lực truyền thống, tất cả dầu thủy lực truyền thống đều có nhiệt độ chớp cháy thấp trừ trường hợp số chất lỏng tổng hợp không cháy dùng cho ứng dụng đặc biệt; Độ mài mòn tiến hành thử nghiệm máy bốn bi thấp : đảm bảo chức bôi trơn, chống mài mòn DDLV Dầu thủy lực truyền thống có độ mài mòn thấp hơn, đường kính vết mài là > 0,3mm; Dầu vi nhũ Trung Quốc có hàm lượng nước cao nên khả mài mòn điều kiện làm việc có áp lực không tốt dầu vi nhũ thủy lực pha chế Độ tạo bọt và tốc độ phá bọt nhanh, đảm bảo cho vận hành hệ thống thủy lực, không làm giảm áp suất cột Khả gây trương nở cao su thấp : đảm bảo cho độ kín khít hệ thống thủy lực, không làm giảm áp suất cột chống hệ thống thủy lực và giàn giá thủy lực; Thời gian phâ hủy DDLV là 42 ngày, dài nhiều so với yêu cầu thực tế đặt cả với trường hợp quy hồi ( ngày bơm đảo và bổ sung dầu 45 tuần thay dung dịch lần) Đây là ưu điểm DTLVN pha chế so với dầu thủy lực truyền thống Dầu thủy lực truyền thống tạo DDLV có thời gian phân hủy ngắn, khoảng 8-12 ngày sau pha chế Hàm lượng nước DTLVN nghiên cứu thấp nhiều so với dầu Trung Quốc Phân tích cỡ hạt của vi nhũ : Pha dung dịch làm việc với ty lệ 5% khối lượng DTLVN và dầu Trung Quốc nước ở mỏ Lào Cai thu mẫu và mẫu tương ứng Hình 61 3.3 và 3.4 là kết quả phân tích cỡ hạt mẫu 1và mẫu thiết bị Zetasizer Nano ZS Hình 3.3 Phân bố kích thước hạt của DDLV 5% từ DTLVN pha chê Hình 3.4 Phân bố kích thước hạt của DDLV 5% từ DTLVN Trung Quốc 62 Từ kết quả phân tích cỡ hạt cho thấy, cỡ hạt trung bình DDLV pha từ DTLVN nghiên cứu là 8,62 nm, DDLV pha từ dầu thủy lực vi nhũ Trung Quốc với nồng độ pha tương đương là 5% có cỡ hạt trung bình là 28,45 nm Như vậy, xét về kích thước hạt thì cả hai mẫu đều tạo hệ vi nhũ nước, mẫu nghiên cứu có độ phân tán tốt dầu thủy lực Trung Quốc 3.5.2.2 Thử nghiệm ứng dụng thực tê hệ thống giá bảo áp thủy lực tại đơn vị khai thác hầm lò Việc thử nghiệm thực tế DTLVN pha chế tiến hành hệ thống giá bảo áp cột thủy lực mỏ than Công ty Đông Bắc và Công ty than Khánh Hòa thuộc Tập đoàn Than và Khoáng sản Việt Nam - Thử cột thủy lực đơn : bơm chất tải cho cột thủy lực DZ-22 Xác định khả chịu áp dung dịch làm việc chứa 3% và 5% DTLVN nghiên cứu khoảng thời gian khác áp dụng áp lực cố định khác Kết quả cho ở bảng 3.9 Bảng 3.9 Kêt quả thử nghiệm cột thủy lực đơn DZ-22 TT Cột Cột Áp lực thử (MPa) Thời gian thử Kết quả Dung dịch 3% Dung dịch 5% phút Không giảm áp Không giảm áp Không giảm áp Không giảm áp phút Không giảm áp Không giảm áp Không giảm áp Không giảm áp 2 phút Không giảm áp Không giảm áp 40 phút Không giảm áp Không giảm áp Không giảm áp Không giảm áp Không giảm áp Không giảm áp 40 63 - Thử nghiệm hệ thống giá bảo áp cột thủy lực Hệ thống gồm cột chống thủy lực, bơm DDLV thử nghiệm thời gian và điều kiện áp lực Dầu coi là đạt tiêu chuẩn toàn cột thủy lực hệ thống không bị giảm áp 1%trong trình thử nghiệm Bảng 3.10 Kêt quả thử nghiệm hệ thống giá bảo áp thủy lực TT Nội dung DDLV 3% DDLV 5% Bề ngoài cột Không biến dạng Không biến dạng Khi nâng, hạ cột Không bị kẹt Không bị kẹt 40MPa 40MPa phút không hạ áp không rò rỉ phút không hạ áp không rò rỉ phút không hạ áp không rò rỉ phút không hạ áp không rò rỉ Áp lực làm việc van an toàn Độ kín hạ áp (2 MPa) Độ kín cao áp (40MPa) Kết quả thử nghiệm hệ thống giá bảo áp thủy lực Công ty than Khánh Hòa thể hiện bảng 3.10 Từ bảng 3.9 và 3.10 thấy DTLVN nghiên cứu sử dụng làm DDLV hệ thống thủy lực phát huy tốt vai trò chất lỏng trung gian truyền lực và đảm bảo độ kín khít, không làm ảnh hưởng đến cột thủy lực Kết quả thử nghiệm thực tế giá bảo áp là minh chứng rõ ràng cho phù hợp DDLV pha từ DTLVN nghiên cứu vai trò làm chất lỏng thủy lực chống cháy cho cột chống thủy lực khai thác hầm lò Thông thường, áp lực làm việc cột chống thực tế là < 20MPa, áp lực thử nghiệm cao thực hiện là 40 MPa để thử nghiệm vai trò hệ thống cột chống cả có xảy cố hầm lò, không gây tình trạng sập cột chống là nguyên nhân chủ yếu gây sập lò nguy hiểm Ở điều kiện thử nghiệm áp lực lớn gấp đôi so với cột chống thực tế nhiên DTLVN nghiên cứu đáp ứng tốt vai trò mà không làm ảnh hưởng tới cột thủy lực 64 KẾT LUẬN Qua trình thực hiền đề tài : “ Nghiên cứu khảo sát hệ phụ gia cho dầu vi nhũ thủy lực sử dụng cho khai thác than hầm lò”, em đã thu kết quả sau : Em đã tổng quan về tình hình khai thác khoáng sản và than ở Việt Nam qua giai đoạn Đã nêu lên chức và tầm quan trọng dầu thủy lực cho hệ thống cột thủy lực khai thác khoáng sản nói chung và than nói riêng Tổng quan về khái niệm, thành phần, chức và yêu cầu dầu vi nhũ thủy lực Em đã khảo sát lựa chọn dầu gốc, phụ gia cần thiết cho pha chế dầu thủy lực vi nhũ với cỡ hạt < 100nm, bao gồm : dầu gốc khoáng N60, dầu gốc tổng hợp PEG 400, phụ gia tạo vi nhũ NP-9, Span 80, phụ gia tăng cường tính là phụ gia UCAM CDE, phụ gia chống tạo bọt CF 800, phụ gia diệt khuẩn Constram ST-1 và thiết lập đơn pha chế, quy trình pha chế thích hợp cho DTLVN với quy mô phòng thí nghiệm Đã kiểm tra, phân tích, đánh giá chất lượng DTLVN pha chế dung dịch làm việc pha nước mỏ Lào Cai và Thái Nguyên Các kết 65 quả phân tích, thử nghiệm phòng thí nghiệm và thử ứng dụng thực tế đơn vị khai thác đều cho thấy DTLVN nghiên cứu hoàn toàn đáp ứng với yêu cầu CLTLCC cho cột chống khai thác hầm lò thiết bị khai thác hiện đại hiện TAI LIỆU THAM KHẢO Tổng cục Địa chất và Khoáng sản, Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2013, Tổng quan về tiềm và thực trạng quản lý khoáng sản của Việt Nam, Hội thảo Quản trị Tài nguyên Khoáng sản Việt Nam; Quyết định số 645/QĐ-TTg Thủ Tướng Chính Phủ ngày 6/5/2014 về Phê duyệt khu vực dự trữ khoáng sản quốc gia; Đổi công nghệ giới hóa hầm lò, http://www.nhandan.com.vn/kinhte/tin-tuc/item/22776002-%C3%B0oi-moicong-nghe-co-gioi-hoa-khai-thac-ham-lo.html toc.123doc.org/document/756317-tinh-hinh-khai-thac-than-o-viet-nam.htm Quyết định số 1893/QĐ-TTg Thủ Tướng Chính Phủ ngày 20/10/2014 về phê duyệt quy hoạch thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng quặng đến năm 2020, có xét đến năm 2030; Dieter Klamann, 1984, Lubricants and Related products, synthesis, properties, Applications, International standards, verlag chemie GmnH, Veinheim; Đinh Văn Kha, 2011, Vật Liệu Bôi Trơn, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật Jurgen Reichel, 1994, Fluid power engineering with fire resistant hydraulic fluids, Experiences with water-containing hydraulic fluids, Lubr Eng., 50(12),947; 66 Reza Najjar, 2012, Microemulsion- A Briel Introduction, MicroemulsionsAn Introduction to Properties and Appliccations, Tabriz, Iran; 10 Baker, R.C., Florence, A.T., Tadros, Th.F., Wood, R.M., 1984, Investigation into the formation and characterization of microemulsion I Phase diagrams of the ternary system water-sodium alkyl benzene sulfonatehexanol and the quaterary system water-xylene-sodium alkyl benzene sufonate-hexanol, J Colloid Interface Sci Vol 100, No 2, pp.311-331; 11 Komesvarakul, N., Sanders, M.D., Szekeres, E., Acosta, E.J., Faller, J.F., Mentlik, T., Fisher, L.B., Nicoll, G., Sabatini, D.A., Scamehorn, J.F., 2006, Microemulsion of triglyceride-based oils : The effect of co-oil and salinity on phase diagram, J Cosmetic Sci., Vol 57, No 4, pp>309-325; 12 Kartsev, V N., Polikhronidi, N G., Batov, D V., Shtykov, S N., Stepanov, G V., 2010, A model approach to the thermoldynamics of microemulsion system : Estimation of adequacy of the two-phase model of microemulsion, Russian J Phys Chem A, Vol 84, No 2, pp 169-175; 13 Wilfried J Bartz, 2000, Synthetic Hydraulic Fluids for High PerformanceApplication, at the 55th Annual Meeting in Nashville, Tennessee, Journal of the Society of Tribologists and Lubrication Engineers; 14 Vanessa Cristina Santanna, Tereze Neuma de Castro Dantas and Afonso Avelino Dantas Neto, 2012, The Use of Microemulsion Systems in Oil Industry, Microemulsion – An Introduction to Properties and Applications, Dr.Reza Najjar (Ed.), ISBN : 978-953-51-0247-2, InTech; 15 California Coastal Commission, 2012, Non-Petroleum Hydraulic Fluids and Biodiesel Fuel for Construction Equipment, Water Quality Fact Sheet Series; 16 Phan Tử Bằng, 1997, Hóa lý, Nhà xuất bản Giao thông Vận tải, Hà Nội; 17 Transparency Market Research, 2013, Technology trends in Lubricants (Mineral, Synthetic, and Bio-based) Market for Turbine oil, Compressor oil, Gear oil, Hydraulic oil, Bearing oil and Heat transfer fluid lubricant Applications – Global Industry Analysis, Size, Share, Growth, Trends and Forecast, 2012 – 2018, USA; 18 The HLB System – A time-saving guide to emulsifer selection, 1980, ICI Americans Inc; 19 David William Martin, 2012, Water-in-oil emulsions, methods and uses of emulsifying agents, US 8247359; 67 20 Govind Khemchandani, Martin Greaves, 2010, Novel Polyalkylene Glycol-Based Hydraulic Fluids, The Iron & Steel Technology Conference and Exposition, Pittsburgh, Pa.; EM XIN CHÂN THANH CẢM ƠN! 68 69