Tối ưu hóa sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô cho các mỏ khai thác than lộ thiên vùng quảng ninh (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐỒN TRỌNG LUẬT TỐI ƯU HĨA SỰ PHỐI HỢP GIỮA MÁY XÚC VÀ ÔTÔ CHO CÁC MỎ KHAI THÁC THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2018 Cơng trình hồn thành tại: Bộ mơn Khai thác lộ thiên Khoa Mỏ, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Bùi Xuân Nam, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất PGS.TS Nguyễn Đức Khoát, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất Phản biện 1: GS.TS Nhữ V n ách – Hội K thuật n m n Việt Nam Phản biện 2: TS M i Th To n – Bộ T i nguyên v Môi trƣờng Phản biện 3: TS Ph m V n H – Trƣờng Đại học Mỏ Địa chất Luận án đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng đánh giá luận án cấp Trƣờng họp tại………………………………………………………………… v o hồi…… giờ……….ng y……….tháng………năm 2018 Có thể tìm hiểu luận án t i: - Thƣ viện Quốc gia - Thƣ viện Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN Theo kế hoạch phát triển ng nh than, nhu cầu sản lƣợng than ng y c ng tăng Các mỏ than lộ thiên đảm nhiệm sản lƣợng lớn t ng sản lƣợng than to n ng nh Tuy nhiên, mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh - nơi cung cấp than chủ yếu cho đất nƣớc phải tiến h nh khai thác điều kiện khó khăn hơn: mỏ dần khai thác xuống sâu, khối lƣợng đất bóc lớn, thiếu diện tích v khơng gian đ thải, chiều cao nâng tải v cung độ vận tải tăng, đồng v phối hợp thiết bị mỏ chƣa phù hợp,… Trên mỏ than lộ thiên Việt Nam nay, công tác xúc bốc v vận tải chủ yếu sử dụng máy xúc g u v ôtô Tuy nhiên, với tiến vƣợt bậc khoa học k thuật, thiết bị máy móc nhƣ máy xúc, ơtơ, máy khoan,… ng y c ng đa dạng chủng loại v phong phú số lƣợng Nhƣ nói trên, mỏ than lộ thiên Việt Nam nói chung v khu vực Quảng Ninh nói riêng (nơi tập trung mỏ than lộ thiên lớn v đặc trƣng ng nh Than Việt Nam) gặp nhiều khó khăn việc lựa chọn đồng thiết bị, tối ƣu hóa phối hợp thiết bị xúc bốc v vận tải,… đặc biệt l mỏ lộ thiên lớn khai thác xuống sâu, điều kiện khai thác khó khăn hơn, tính chất lý đất đá n định hơn, cung độ vận tải lớn hơn,… Điều n y dẫn tới hiệu l m việc thiết bị không cao, ảnh hƣởng tới hiệu sản xuất v kinh doanh mỏ Bên cạnh đó, việc ứng dụng tiến khoa học công nghệ ng nh công nghệ thông tin v o ng nh mỏ nói chung v khai thác lộ thiên nói riêng l vấn đề đƣợc giới quan tâm v cần đƣợc nghiên cứu, ứng dụng ng nh mỏ Việt Nam Trƣớc thực trạng đó, đề t i “Tối ƣu hóa phối hợp máy xúc ôtô cho mỏ khai thác than lộ thiên vùng Quảng Ninh” m NCS lựa chọn nghiên cứu vấn đề cấp thiết mỏ than lộ thiên Việt Nam nói chung v vùng Quảng Ninh nói riêng Nó khơng mang ý nghĩa khoa học lĩnh vực mỏ mà có ý nghĩa thực tiễn tr nh sản xuất mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh nhƣ mỏ lộ thiên khác có điều kiện tƣơng tự MỤC TIÊU Tối ƣu hóa phối hợp máy xúc v ôtô mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh lựa chọn thiết bị cho mỏ ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tƣợng nghiên cứu: suất đồng máy xúc - ôtô - Phạm vi nghiên cứu: mô h nh tối ƣu hóa đồng máy xúc - ơtơ cho mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh (gồm mỏ lớn, điển h nh khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh l Đèo Nai, Cao Sơn v Cọc Sáu) NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Đánh giá trạng phối hợp máy xúc v ôtô mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh - T ng quan số thuật toán v ngo i nƣớc dùng để tính tốn đồng máy xúc - ôtô mỏ lộ thiên - Tối ƣu hóa phối hợp máy xúc v ơtơ cho mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh - Tính toán thử nghiệm cho số mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh chƣơng tr nh phần mềm OST PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CÁCH TIẾP CẬN Để đạt đƣợc kết theo định hƣớng trên, NCS sử dụng số phƣơng pháp nghiên cứu sau: - Phƣơng pháp thống kê: Thống kê, đánh giá, xử lý số liệu thu thập đƣợc từ mỏ khai thác than lộ thiên vùng Quảng Ninh; - Phƣơng pháp tra cứu: Tra cứu t i liệu từ giáo tr nh, sách báo, văn pháp quy, website để thu thập số liệu, t i liệu có liên quan; - Phƣơng pháp chuyên gia: Trao đ i với nh khoa học, chuyên gia công tác quản lý, thiết kế, điều h nh sản xuất v thực tiễn hoạt động lĩnh vực có liên quan để có nh n t ng quát vấn đề nghiên cứu; - Phƣơng pháp toán học: Sử dụng phƣơng pháp xác suất thống kê để phân tích xử lý số liệu; xây dựng mối quan hệ tốn học khâu cơng nghệ xúc bốc - vận tải; xây dựng mơ h nh tốn học xác định suất đồng máy xúc - ôtô tối ƣu mặt k thuật,…; - Phƣơng pháp tin học: Lập tr nh xây dựng chƣơng tr nh phần mềm tin học tính tốn phối hợp máy xúc v ôtô Hƣớng tiếp cận luận án l xuất phát từ số liệu thực tế, kết hợp với công tr nh khoa học v ngo i nƣớc có liên quan để đƣa định hƣớng nghiên cứu Trên sở phân tích, tính tốn số liệu thực tế suất đồng máy xúc - ôtô mỏ than lộ thiên lớn điển h nh vùng Quảng Ninh trƣờng hợp khác nhau, đề xuất đƣợc phƣơng pháp tối ƣu hóa phối hợp máy xúc v ôtô mặt k thuật Dựa phƣơng pháp tối ƣu xây dựng đƣợc chƣơng tr nh phần mềm tính tốn cho trƣờng hợp cụ thể Dùng chƣơng tr nh phần mềm n y tính tốn thử nghiệm v kiểm tra lại kết đạt đƣợc theo mô h nh đƣa Từ rút kết luận v kiến nghị cần thiết Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 6.1 Ý nghĩ kho học - B sung sở khoa học v phƣơng pháp tối ƣu hóa phối hợp máy xúc v ơtơ cho mỏ lộ thiên dựa việc xác định suất đồng tối ƣu máy xúc v ôtô theo điều kiện k thuật trƣờng hợp vận tải kín v vận tải hở 6.2 Ý nghĩ thực tiễn - Góp phần nâng cao hiệu phối hợp máy xúc v ôtô nhƣ nâng cao suất cho mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh với phƣơng án máy xúc v ôtô khác nhau; - Xây dựng đƣợc phần mềm tính chọn đồng máy xúc - ôtô tối ƣu cho mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN - Đã đánh giá to n diện phƣơng pháp tối ƣu hóa đồng máy xúc - ôtô mỏ lộ thiên; - Đã xây dựng đƣợc phƣơng pháp tối ƣu hóa phối hợp máy xúc v ôtô cho mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh; - Đã xây dựng đƣợc chƣơng tr nh phần mềm OST dùng để lựa chọn đồng máy xúc - ôtô tối ƣu mặt k thuật cho mỏ khai thác than lộ thiên vùng Quảng Ninh LUẬN ĐIỂM ẢO VỆ - Luận điểm 1: Cung độ vận tải v chu tr nh vận tải (kín - hở) có ảnh hƣởng trực tiếp tới suất đồng máy xúc - ôtô mỏ than lộ thiên - Luận điểm 2: Tr nh tự lựa chọn đồng máy xúc - ơtơ khơng phụ thuộc v o việc chọn máy xúc trƣớc hay ôtô trƣớc m phải chọn đồng thời máy xúc v ôtô để cân đối suất l m việc thiết bị xúc bốc v vận tải cách hợp lý; - Luận điểm 3: Tỉ số suất máy xúc v suất ôtô đạt giá trị tiệm cận l giá trị tối ƣu mặt k thuật cho phối hợp máy xúc v ôtô mỏ khai thác than lộ thiên vùng Quảng Ninh CẤU TRÚC LUẬN ÁN Luận án đƣợc cấu trúc gồm: mở đầu, chƣơng, kết luận - kiến nghị, t i liệu tham khảo v phụ lục Nội dung luận án đƣợc trình bày 206 trang đánh máy kh A4 với 31 bảng biểu, 56 hình minh họa v 68 t i liệu tham khảo 10 CÁC ẤN PHẨM ĐÃ CÔNG Ố Theo hƣớng nghiên cứu luận án, NCS công bố cơng tr nh tạp chí chuyên ng nh mỏ, hội nghị khoa học k thuật mỏ nƣớc v quốc tế CHƢƠNG 1: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG PHỐI HỢP GIỮA MÁY XÚC VÀ ÔTÔ TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH 1.1 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH 1.1.1 Dây chuyền công nghệ Dây chuyền công nghệ mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh đƣợc thể h nh 1.1 Ở sơ đồ n y, dây chuyền cơng nghệ sản xuất bao gồm khâu: bóc đất đá v khai thác than Cơng nghệ khai thác mỏ theo quy tr nh khép kín với cơng đoạn khai thác liên ho n Dây chuyền bóc đất đá gồm: khoan - n m n - xúc bốc - vận chuyển - đ thải; dây chuyền khai thác than gồm: xúc bốc - vận chuyển - s ng, tuyển - tiêu thụ Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh 1.1.2 Công nghệ kh i thác Hệ thống khai thác khấu theo lớp dốc đứng đƣợc nghiên cứu v áp dụng th nh công mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh, cho phép mỏ chủ động nâng cao góc nghiêng bờ công tác, đẩy lùi khối lƣợng đất bóc (khi cần thiết) giai đoạn sau Với cơng nghệ khai thác chọn lọc than máy xúc thủy lực g u ngƣợc nhƣ cho phép tăng khả xúc chọn lọc vỉa than v đá kẹp mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh Hiện v tƣơng lai, mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh, công nghệ xúc bốc v vận tải máy xúc g u v ôtô tiếp tục l loại thiết bị chủ lực đồng thiết bị mỏ 1.2 HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG MÁY XÚC TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH 1.2.1 Hiện tr ng sử dụng máy xúc t i mỏ Đèo N i, C o Sơn Cọc Sáu Nhìn chung, mỏ than Đèo Nai, Cao Sơn v Cọc Sáu có đặc điểm chung giống nhau, l mỏ khai thác xuống sâu dƣới mức thoát nƣớc tự chảy, sử dụng đồng thời máy xúc thủy lực v máy xúc tay g u; khối lƣợng mỏ cần xúc bốc h ng năm lớn, số lƣợng máy xúc không đủ để xúc bốc hết khối lƣợng mỏ theo thiết kế ban đầu; máy xúc tay gàu q 10 năm nên khơng đảm bảo yêu cầu k thuật,… Sự đa dạng chủng loại l m giảm tính đồng hệ thống thiết bị có mỏ than n y Đặc biệt, mỏ than Cao Sơn sử dụng loại máy xúc, mỏ than Đèo Nai v Cọc Sáu sử dụng loại máy xúc, bao gồm máy xúc tay g u v máy xúc thủy lực với loại dung tích g u khác để xúc bốc đất đá v than, khai thác chọn lọc vỉa mỏng v dọn vách vỉa, trụ vỉa Chính đa dạng chủng loại v khác số lƣợng máy xúc sử dụng mỏ dẫn tới nhu cầu số lƣợng ôtô phục vụ cho máy xúc khác Điều n y dẫn tới suất l m việc thiết bị xúc bốc v vận tải không đồng đều, hiệu đồng máy xúc - ôtô thấp 1.3 HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ÔTÔ TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH 1.3.1 Hiện tr ng sử dụng ôtô t i mỏ th n Đèo N i Tại mỏ than Đèo Nai sử dụng h nh thức vận tải ôtô, với số lƣợng 73 xe gồm nhiều loại tải trọng khác Về xe đƣợc tính tốn theo số lƣợng máy xúc sử dụng mỏ Tuy nhiên, điều kiện khai thác than tầng phức tạp, điều kiện đ thải khó khăn, phƣơng pháp vận tải theo chu tr nh kín nên đơi xảy tƣợng dồn xe, thiếu xe Nguyên nhân chủ yếu l tr nh vận tải đất đá để đ v o bãi thải tạm, tầng chứa bãi thải tạm lại đồng thời tiến h nh khai thác than Do số trƣờng hợp th ôtô chở đất đá thải v chở than Chính điều phá vỡ đồng máy xúc v ôtô theo tính tốn ban đầu, dẫn tới t nh trạng dồn xe thiếu xe sử dụng chu tr nh vận tải kín 1.3.2 Hiện tr ng sử dụng ơtơ t i mỏ th n C o Sơn Công tác vận tải mỏ than Cao Sơn tƣơng tự nhƣ mỏ than lộ thiên khác vùng Quảng Ninh H nh thức vận tải chủ yếu l ôtô với loại ơtơ có tự đ có tải trọng từ 5896 Tuy nhiên, t ng số ôtô có mỏ so với t ng số ơtơ huy động v o sản xuất thực tế lại lớn (chiếm 85÷86%) Nhƣ vậy, số xe trạng thái sẵn s ng, tu sửa chữa lớn (chiếm khoảng 14÷15%) Ngo i ra, mỏ than Cao Sơn tiến h nh khai thác xuống sâu, đặc biệt l khu Đông Cao Sơn Hiện cung độ vận tải đất đá mỏ l 5,8 km nhƣng đến năm 2018 khai thác xuống sâu, đ thải lên th cung độ vận tải lên tới 6,8 km theo tính tốn mỏ Điều n y ảnh hƣởng trực tiếp đến công tác vận tải nhƣ số lƣợng ôtô huy động v o sản xuất mỏ Ngồi phát sinh chi phí sản xuất tăng cung độ vận tải, phát sinh nhiều khó khăn khác nhƣ diện đ thải chật hẹp; đƣờng vận tải qua địa phận đơn vị bạn, nảy sinh nhiều bất cập,… 1.3.3 Hiện tr ng sử dụng ôtô t i mỏ th n Cọc Sáu Công tác vận tải mỏ than Cọc Sáu giống mỏ Đèo Nai v Cao Sơn vận tải đất đá ôtô đơn Điểm khác với mỏ than Đèo Nai v Cao Sơn l mỏ than Cọc Sáu tiến h nh sớm sử dụng vận tải liên hợp ôtô - băng tải để vận tải than Ngoài ra, số xe mỏ có hầu hết đƣợc sử dụng 12 ng n máy, t nh trạng k thuật xe hầu hết l loại B v C v không đảm bảo yêu cầu k thuật tr nh vận tải Hơn nữa, xe vận tải mỏ than Cọc Sáu có tải trọng từ 30÷91 tấn, việc sử dụng xe có tải trọng nhỏ l m tăng chi phí vận tải, tăng giá th nh sản xuất mỏ Để khắc phục tƣợng đó, mỏ than Cọc Sáu đầu tƣ thêm 10 xe có tải trọng 96 để nâng cao hiệu công tác vận tải mỏ, giảm giá th nh sản xuất 1.4 HIỆN TRẠNG PHỐI HỢP GIỮA MÁY XÚC VÀ ÔTÔ TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH Máy xúc ôtô chiếm phần chủ yếu số lƣợng thiết bị v giá trị đầu tƣ hệ thống thiết bị mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh Sự phối hợp máy xúc v ôtô đồng thiết bị mỏ thể qua hoạt động khâu xúc bốc, vận tải đất đá v than Trong mỏ than lộ thiên n y, khối lƣợng đất đá bóc lớn so với khối lƣợng than khai thác Với hệ số bóc trung b nh h ng năm mỏ 10÷13 m3/t, tƣơng ứng với khối lƣợng xúc bóc, vận chuyển đất đá bóc chiếm 95÷97% khối lƣợng xúc bốc, vận tải chung mỏ ng 1.1 Các đồng máy xúc - ơtơ bóc đất đá TT Tên đồng máy xúc - ôtô ĐB ĐB ĐB ĐB Máy xúc (dung tích, m3) 35 56,7 6,78 1012 Ơtơ (tải trọng, tấn) 2742 4258 5891 9196 TT ng 1.2 Các đồng máy xúc - ôtô khai thác than Tên đồng Máy xúc Ơtơ máy xúc - ơtơ (dung tích, m3) (tải trọng, tấn) ĐB 1,82,5 1527 ĐB 2,53,5 2737 1.4.1 Một số bất cập phối hợp giữ máy xúc ôtô t i mỏ lộ thiên vùng Qu ng Ninh Thực tế sản xuất mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh cho thấy phù hợp tính k thuật máy xúc v ơtơ bốc xúc, vận chuyển đất đá, than chƣa đƣợc đảm bảo, chí nhiều t nh tiềm ẩn nguy an to n lao động Do thiếu đồng thiết bị, l thiết bị vận tải dẫn đến t nh trạng mỏ tồn nhiều chủng loại xe ôtô vận tải tuyến đƣờng v đ thải chung bãi thải Điều n y gây khó khăn việc đảm bảo an to n cho hoạt động mỏ l công tác điều h nh sản xuất v đẫn đến việc giảm suất thiết bị v đồng máy xúc ôtô 1.4.2 Một số gi i pháp nâng c o hiệu qu đồng máy xúc - ôtô t i mỏ th n lộ thiên vùng Qu ng Ninh Từ thực trạng phối hợp máy xúc ôtô mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh nay, vấn đề đặt l cần phải tính tốn lại việc lựa chọn đồng máy xúc - ôtô nhằm nâng cao hiệu sử dụng thiết bị, góp phần hạ giá th nh sản xuất Phƣơng pháp lựa chọn đồng máy xúc - ôtô cho mỏ nói phải đƣợc xây dựng sở khoa học, cách tiếp cận tiên tiến, phù hợp với xu thế giới, phù hợp với điều kiện kinh tế, k thuật cụ thể mỏ n y, đồng thời cho phép đối chiếu, so sánh với phƣơng pháp lựa chọn truyền thống Việc lựa chọn đồng máy xúc - ôtô cho mỏ than lộ thiên lớn nói riêng v mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh nói chung cần tính đến việc kế thừa, phát huy đƣợc khả hệ thống thiết bị có mỏ đƣợc đầu tƣ từ trƣớc, đồng thời có tính định hƣơng đầu tƣ, nhằm tạo điều thuận lợi cho việc điều động thiết bị tr nh điều h nh sản xuất mỏ, nâng cao đƣợc suất thiết bị hiệu khai thác mỏ 1.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG Nhƣ vậy, với công nghệ khai thác mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh, điển h nh l mỏ Đèo Nai, Cao Sơn v Cọc Sáu, th hầu hết mỏ sử dụng máy xúc tay g u kết hợp với MXTLGN công tác xúc bốc v vận tải trực tiếp ôtô Đối với khâu xúc bốc, mỏ n y có tƣơng đồng khối lƣợng mỏ cần xúc bốc h ng năm, tính chất lý đất đá v than, hộ chiếu xúc bốc, thiết bị xúc bốc sử dụng Đối với khâu vận tải, thiết bị vận tải sử dụng chủ yếu mỏ n y l ôtô tự đ tải trọng từ 30÷96 tấn, vận tải theo chu tr nh kín Sự phối hợp máy xúc v ôtô mỏ n y dần v o qu đạo Tuy nhiên, với thực trạng khai thác xuống sâu nhƣ nay, bƣớc tiến gƣơng ln dịch chuyển, vị trí đ thải ng y c ng xa v thƣờng xuyên thay đ i dẫn tới khoảng cách vận tải thay đ i Chính điều n y ảnh hƣởng không nhỏ tới suất l m việc thiết bị xúc bốc, vận tải nhƣ hiệu đồng máy xúc - ôtô CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ THUẬT TỐN TRONG VÀ NGỒI NƯỚC DÙNG ĐỂ TÍNH TỐN ĐỒNG BỘ MÁY XÚC – ÔTÔ TRÊN CÁC MỎ LỘ THIÊN 2.1 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ THUẬT TOÁN TRONG NƢỚC DÙNG ĐỂ TÍNH TỐN ĐỒNG BỘ MÁY XÚC - ÔTÔ 2.1.1 Cân đối số lƣợng thi t bị dây chuyền xúc bốc, vận t i mỏ lộ thiên toán kinh t TheoPGS TS Nhâm Văn Toán, phối hợp hoạt động máy xúc v ơtơ đƣợc xem l hệ thống phục vụ đám đơng Dòng đất đá, than hay quặng máy xúc xúc đƣợc coi l “dòng u cầu”, u cầu đƣợc hiểu l chuyến xe đất đá, xe than hay xe quặng cần vận chuyển Dòng n y theo kiểm định tiêu chuẩn  l dòng Pốt-xơng dừng, mật độ dòng l suất máy xúc (tính số chuyến xe cần vận chuyển) Các xe ôtô vận tải đƣợc xem l “kênh phục vụ” Thời gian vận chuyển chuyến xe từ máy xúc vị trí đ , dỡ tải v quay trở vị trí xúc l thời gian phục vụ yêu cầu Theo tính chất hoạt động n y coi l hệ thống phục vụ đám đông chờ 2.1.2 Xác định n ng suất tổ hợp ôtô - máy xúc mỏ lộ thiên có tính tới độ tin cậy Theo TS Nguyễn Phụ Vụ v Phan Xuân B nh, yếu tố quan trọng ảnh hƣởng đến suất máy xúc v ơtơ l hỏng hóc chúng m từ lâu ta chƣa kể đến Vì vậy, tính tốn độ tin cậy tr nh l m việc ôtô v máy xúc để xác định suất t hợp cách xác hơn, nhƣ có biện pháp tăng cƣờng khâu dự phòng v sửa chữa hỏng hóc phát sinh l m việc nhằm tăng suất thiết bị xúc bốc - vận tải l vấn đề cần thiết 2.1.3 Xác định số ôtô phục vụ cho máy xúc mỏ lộ thiên Theo GS TS Trần Mạnh Xuân, số ôtô sử dụng có hiệu phối hợp với máy xúc đƣợc xác định theo biểu thức: N0  Tch , t xd (2.1) Trong đó: Tch - thời gian chuyến xe, ph; t xd - thời gian xúc đầy xe, ph 2.1.4 Xác định mối qu n hệ giữ máy xúc ôtô mỏ lộ thiên dự dung tích gầu máy xúc, t i trọng ôtô quãng đƣờng vận chuyển Theo PGS TS Hồ Sĩ Giao, kinh nghiệm rút từ hoạt động thực tiễn mỏ lộ thiên giới th tải trọng ôtô sử dụng mỏ lộ thiên đƣợc chọn sở dung tích g u xúc máy xúc v quãng đƣờng vận tải ôtô 2.2 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ THUẬT TỐN NGỒI NƢỚC TRONG VIỆC TÍNH TỐN ĐỒNG BỘ MÁY XÚC - ƠTƠ 2.2.1 Thuật tốn x p hàng Trong thuật tốn xếp hàng, xe ơtơ đƣợc coi nhƣ “khách h ng” di chuyển “trung tâm dịch vụ” l máy xúc, đƣờng vận tải, bãi thải, kho chứa, trạm nghiền,… Các mô h nh ƣớc tính thời gian chờ đợi máy xúc, bãi thải,… nhƣ việc sử dụng thiết bị trình hoạt động n y Các kết giúp cho nh quản lý mỏ lựa chọn đƣợc máy xúc v ôtô hợp lý nhƣ số lƣợng ôtô tối ƣu Hình 2.1 Minh hoạt hoạt động xúc bốc - vận tải mỏ lộ thiên 2.2.2 Thuật toán Monte C rlo ứng dụng củ mỏ lộ thiên Một phƣơng pháp thực nghiệm máy tính ph biến giới l phƣơng pháp Monte Carlo Đây l lớp thuật toán sử dụng mẫu ngẫu nhiên để thu đƣợc kết số Mơ hình tốn học mô phối hợp máy xúc ôtô đƣợc dựa phân tích nhân tố điều khiển đƣợc v khơng điều khiển đƣợc, kết hợp nhân tố điều khiển đƣợc đem lại hiệu kinh tế Mơ hình tốn học phối hợp biểu thị nhƣ sau: Hàm tối ƣu Z = F( Xi, Yj) với: i = 1, 2…, M; j = 1, 2…, N (2.2) Trong đó: Z - đánh giá hiệu (chi phí, lợi nhuận, suất ); Xi - biến điều khiển đƣợc; Yj - biến không điều khiển đƣợc; F - h m điều khiển Q trình tính tốn lựa chọn ĐBTB cho máy xúc v ơtơ áp dụng thuật tốn Monte Carlo đƣợc mơ tả hình 2.2 Hình 2.2 Sơ đồ khối mơ q trình lựa chọn ơtơ 2.2.3 Nhóm phƣơng pháp dựa việc nghiên cứu ho t động thi t bị đồng bộ: Nhóm phƣơng pháp n y bao gồm: Phƣơng pháp qui hoạch tuyến tính; Phƣơng pháp mơ Các nghiên cứu điển hình theo phƣơng pháp n y l Rumfelt (1961), Stefako (1973), Learmont, Morgan (1975), Atkinson (1971, 1992), Singhal (1986), Lizotte, Maehlmann (1988), Wiemer (1994), Vogt (1996),… 2.2.4 Nhóm phƣơng pháp sử dụng trí tuệ nhân t o: Nhóm phƣơng pháp sử dụng trí tuệ nhân tạo bao gồm: phƣơng pháp sử dụng hệ thống kiến thức chuyên gia; phƣơng pháp sử dụng thuật tốn di truyền học Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống chuyên gia điển hình Hình 2.3 Minh họa cấu thuật toán di truyền 2.2.5 Nhóm phƣơng pháp nghiên cứu nhà khoa học mỏ Liên Xơ cũ: Đại diện nhóm phương pháp nghiên cứu phải kể đến nhà khoa học mỏ tiếng Liên Xô cũ như: МЕЛЬНИКОВ Н.В., АИ Арсентьев, ВВ Ржевский, ПИ Томаков ИК Наумов, Н А Чинакал, ВВ Хронин, Юрий Иванович Анистратов, БА Богатов НИ Березовский Ngồi số nghiên cứu gần nhà khoa học LB Nga như: sử dụng hiệu thiết bị vận tải mỏ, phạm vi giới hạn công tác xúc bốc - 11 3.2.2 Cập nhật cung độ vận t i định kỳ theo bƣớc dịch chuyển củ gƣơng kh i thác Để nâng cao suất làm việc thiết bị vận tải nhƣ thiết bị xúc bốc hiệu đồng máy xúc - ơtơ, cần thiết phải tính tốn cập nhật cung độ vận tải định kỳ tháng, tháng tháng/lần theo tiến độ dịch chuyển gƣơng công tác v xác định lại thông số làm việc thiết bị xúc bốc, vận tải, số lƣợng thiết bị phối hợp hiệu đồng máy xúc - ôtô 3.2.3 Không sử dụng thi t bị cũ Để nâng cao hiệu l m việc thiết bị nhƣ nâng cao suất đồng máy xúc ôtô, mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh không nên tiếp tục sử dụng thiết bị cũ, hết khấu hao v có t nh trạng k thuật không đảm bảo yêu cầu đồng nhƣ suất 3.2.4 Tối ƣu hó sơ đồ xúc bốc nhận t i Để khắc phục tồn mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh, cần thiết phải tối ƣu hóa sơ đồ xúc bốc nhận tải xúc bốc đất đá v xúc bốc than 3.2.5 Tối ƣu hó vận tốc xe ch y (có t i khơng t i) Nhƣ trình bày trên, hiệu phối hợp máy xúc ôtô chịu ảnh hƣởng nhiều chu kỳ vận tải Thời gian chu kỳ chuyến xe mỏ bao gồm thời gian nhận tải, thời gian xe chạy có tải, khơng tải thời gian chờ đợi, trao đ i xe Nhƣ vậy, thời gian xe chạy có tải khơng tải chịu ảnh hƣởng trực tiếp từ vận tốc xe (khi có tải khơng tải) Để giảm thời gian chu kỳ chuyến xe giảm ba thời gian thành phần giảm ba 3.2.6 Nâng cao chất lƣợng đƣờng vận t i Để nâng cao hiệu công tác vận tải ảnh hƣởng loại tuyến đƣờng, đƣờng vận tải, cần phải thực giải pháp để nâng cao chất lƣợng đƣờng 3.2.7 Sử dụng chu trình vận t i hở thay cho chu trình vận t i kín Để tối ƣu hóa hiệu phối hợp máy xúc ôtô mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh, cần thiết phải sử dụng chu trình vận tải hở thay chu trình vận tải kín nhƣ sử dụng Chu trình vận tải hở cho phép ơtơ máy xúc làm việc cách linh hoạt hơn, chủ động hơn, giảm đƣợc tối đa thời gian chờ đợi v trao đ i xe, l m tăng suất thiết bị vận tải, máy xúc hoạt động liên tục mà chờ đợi thiết bị vận tải Lúc này, thời gian chờ đợi v trao đ i xe không (tm = 0), dẫn tới thời gian chu kỳ chuyến xe giảm Tuy nhiên, việc sử dụng chu trình vận tải hở phức tạp hơn, khó khăn cơng tác quản lý cần phải xếp bố trí cách phù hợp 3.3 XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP TỐI ƢU HĨA VÀ CHƢƠNG TRÌNH PHẦN MỀM LỰA CHỌN ĐỒNG BỘ MÁY XÚC - ÔTÔ CHO CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH Phƣơng pháp tối ƣu hóa phối hợp máy xúc ôtô cho mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh đƣợc xây dựng dựa việc kết hợp các ƣu điểm phƣơng pháp trƣớc đó, có tính đến điều kiên thực tế mỏ Phƣơng pháp tối ƣu hóa NCS đề xuất đƣợc cụ thể hóa trình tự tính tốn kèm theo chƣơng trình phần mềm tƣơng ứng NCS phát triển để tối ƣu hóa việc lựa chọn đồng máy xúc - ôtô cho mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh Các liệu đầu vào đƣợc nhập cho chƣơng tr nh phần mềm nhƣ: sản lƣợng mỏ, số ngày làm việc năm, số ca làm việc ngày, số làm việc ca, loại vật liệu cần xúc bốc, vận chuyển, cung độ vận tải, chu trình vận tải, hệ số khác,… Để xác định đƣợc đồng tối ƣu, phần mềm tính tốn, sử dụng phép lặp để tính tốn suất đồng máy xúc - ôtô cặp thiết bị số thiết bị đƣợc liệt kê ban đầu Danh mục thiết bị n y đƣợc cập nhật b sung vào sở liệu (Database) phần mềm trƣớc với thơng số làm việc thiết bị nhà sản xuất đƣa Chƣơng tr nh thực tính tốn số máy xúc ôtô phục vụ cho mỏ, nhƣ suất đồng máy xúc - ôtô 12 Trình tự tính tốn, tối ƣu hóa phối hợp máy xúc ôtô cho mỏ khai thác than lộ thiên vùng Quảng Ninh nhƣ sau: 3.3.1 Xác định n ng suất máy xúc - Số máy xúc phục vụ cho mỏ: Nx  Am K dt , Qnx (3.1) Trong đó: Am - khối lƣợng mỏ cần xúc bốc năm, m3; Qnx - suất làm việc máy xúc năm, m3/năm; Kdt - hệ số dự trữ thiết bị, Kdt=1,1÷1,2 Năng suất làm việc máy xúc năm đƣợc xác định nhƣ sau: Qnx  Qca n.N , m3/năm (3.2) Với: n - số ca làm việc ngày, ca; N - số ngày làm việc năm, ng y; Qca - suất làm việc ca máy xúc, m3/ca 3.3.2 Xác định n ng suất ôtô q a Trƣờng hợp (TH1): Nếu   th suất ôtô đƣợc tính theo dung tích thùng xe V0 Số g u xúc đầy ơtơ (đƣợc l m tròn) nhƣ sau: V K n g  l , gàu K xđ E Qô  Vo K v 60.Tca  , m /ca Tco (3.3) (3.4) Trong đó: ng - số g u xúc đầy ôtô, gàu; Vo - dung tích thùng xe, m3 ; Kl - hệ số lèn chặt đất đá thùng xe tải trọng động đất đá g u xúc rơi v o thùng, đƣợc xác định nhƣ sau: Kl  K r thùngxe K r gàuxúc (3.5) Trong đó: Kr thùng xe - hệ số nở rời đất đá thùng xe; Kr gàu xúc - hệ số nở rời đất đá gàu xúc Kxđ - hệ số xúc đầy gầu máy xúc; E - dung tích gàu xúc, m3; Kv - hệ số sử dụng dung tích thùng xe v đƣợc xác định: ng E.K xđ K l (3.6) Kv  v0 Với: ng - số g u xúc đầy ôtô; Tca - thời gian làm việc ca, giờ, gian; Tco - thời gian chu kỳ chuyến xe, ph: Tco = tnt + tct + tkt + tdô + tm + tg, ph Trong đó: tnt - thời gian nhận tải đƣợc tính theo cơng thức sau:  - hệ số sử dụng thời (3.7) Tc , ph (3.8) 3600 Trong đó: ng - số g u xúc đầy ơtơ, gàu; Tc - thời gian chu kỳ xúc máy xúc, s; tct - thời gian xe chạy có tải, ph: S t ct  , ph (3.9) vct Với: S - cung độ vận tải, km; vct - vận tốc xe chạy có tải, km/h; tkt - thời gian xe chạy không tải, ph: S tkt  , ph (3.10) vkt t nt  ng 13 Với: S - cung độ vận tải, km; vkt - vận tốc xe chạy không tải, km/h; tdô - thời gian dỡ tải ôtô, ph; tm - thời gian chờ đợi v trao đ i xe, ph; tg - thời gian trao đ i xe gƣơng, ph b Trƣờng hợp (TH2): Nếu   q0 th suất ôtô đƣợc tính theo tải trọng xe: V0 Số g u xúc đầy ơtơ (đƣợc l m tròn) nhƣ sau: q0 K rg , gàu ng  E.K xđ  Qô  qo K q 60.Tca  , m3/ca  Tco (3.11) (3.12) Trong đó: ng - số g u xúc đầy ôtô, gàu; qo - tải trọng xe, ; Krg - hệ số nở rời gàu xúc; E - dung tích gàu xúc, m3; Kxđ - hệ số xúc đầy gầu máy xúc;  - trọng lƣợng riêng vật liệu xúc bốc, vận tải, t/m3; Kq - hệ số sử dụng tải trọng ôtô v đƣợc xác định: n g E.K xđ  (3.13) Kq  q0 K rg Với: ng - số g u xúc đầy ôtô; Tca - thời gian làm việc ca, giờ,  - hệ số sử dụng thời gian; Tco - thời gian chu kỳ chuyến xe 3.3.3 Tính tốn n ng suất đồng 3.3.3.1 Sử dụng chu trình vận tải kín Chu trình vận tải kín chu trình vận tải có số ơtơ phục vụ cho máy xúc cố định Nhƣ suất đồng lớn trƣờng hợp suất máy xúc làm việc ca cân suất t ng số ôtô phục vụ cho máy xúc ca a Nếu xảy TH1 suất đồng máy xúc - ơtơ lớn là:  3600.E    60.Tca   K x K cn Tca    Vo K v N ô  Tco  Tc i  j (3.14) Trong đó: Nơ - số ơtơ cần thiết phục vụ cho máy xúc để đạt suất đồng tối đa, Nô=1…n; i - số loại máy xúc có danh mục (database), i = 1…m; j - số loại ơtơ có database, j = 1…k Xác định đƣợc hệ số đồng suất máy xúc thứ i với ôtô thứ j: Ađbij  3600.E   K x K cn Tca    Tc i    60.Tca  Vo K v N ô  Tco  j (3.15) Với điều kiện Ađbij tiệm cận hiệu đồng máy xúc - ôtô tối ƣu Sau xác định hệ số đồng Ađbij, có ma trận Xij với i số loại máy xúc có database, j số loại ơtơ có database Năng suất đồng máy xúc - ôtô tối ƣu l suất đồng có hệ số đồng Ađbij tiệm cận với (Ađbij >1 Ađbij 1 Ađbij 2.500.000 m3/năm) v đảm bảo đƣợc yêu cầu sản lƣợng mỏ Tuy nhiên, nhƣ mỏ sử dụng chu trình vận tải hở, phần mềm OST cho kết đồng máy xúc - ôtô 3.156.752 m3/năm, với số lƣợng thiết bị sử dụng bao gồm máy xúc thủy lực mã hiệu PC 750-7 14 xe ôtô BelAZ 7555B HD 325-7R, HD 465-5, Volvo A40 Volvo A40E Có thể thấy, sử dụng chu trình vận tải hở trƣờng hợp số lƣợng thiết bị không giảm nhƣng suất đồng thiết bị cao 57.329 m3/năm 4.1.2 Trƣờng hợp Trƣờng hợp 2, NCS tiến hành xác định suất đồng máy xúc - ơtơ cho thiết bị có sẵn mỏ để chọn đồng máy xúc - ôtô tối ƣu Từ số liệu máy xúc ơtơ có mỏ, tiến hành lựa chọn thiết bị xúc bốc vận tải phần mềm OST tính chọn đồng máy xúc - ơtơ xúc than cho mỏ Sau tính toán, phần mềm cho kết đồng tối ƣu sử dụng MXTLGN PC 750-7 với số lƣợng ôtô Volvo A40E với số lƣợng 14 chiếc, tƣơng đƣơng ô tô phục vụ cho máy xúc Năng suất đồng cặp thiết bị máy xúc - ôtô n y l suất đồng tối ƣu t ng số đồng có sở liệu 125,22 m3/h (tƣơng đƣơng 851,49 m3/ca) T ng suất máy xúc PC 1250-7 14 ô tô Volvo A40E năm l 3.099.423 m3/năm (> 2.500.000 m3/năm) v đảm bảo yêu cầu sản lƣợng cho mỏ 20 Nếu mỏ sử dụng chu trình vận tải hở, với số lƣợng thiết bị sử dụng bao gồm máy xúc thủy lực mã hiệu PC 750-7 14 xe ôtô Volvo A40E, phần mềm OST cho kết đồng máy xúc - ôtô 3.156.752 m3/năm, cao 57.329 m3/năm so với chu trình vận tải kín 4.1.3 Trƣờng hợp Trƣờng hợp 3, với điều kiện mỏ than Cao Sơn có sẵn đồng máy xúc cần phải chọn đồng ôtô, NCS tiến hành lựa chọn đồng máy xúc - ôtô tối ƣu cho mỏ dựa thiết bị xúc bốc có sẵn mỏ ơtơ có database phần mềm Từ số liệu máy xúc có mỏ, tiến hành lựa chọn thiết bị xúc bốc vận tải phần mềm OST tính chọn đồng ơtơ xúc than cho mỏ Với hệ thống thiết bị xúc bốc có sẵn mỏ, sau tính tốn phần mềm OST để chọn đồng ôtô phù hợp, kết cho cặp đồng máy xúc - ô tô tối ƣu tƣơng tự nhƣ trƣờng hợp Với kiện đầu vào mỏ than Cao Sơn, máy xúc PC 750-7 dƣờng nhƣ l máy xúc có khả l m việc tối ƣu (với sở liệu kết tính tốn phần mềm OST) xúc bốc than trƣờng hợp Do vậy, mỏ có máy xúc PC 750-7 chọn tơ kết tƣơng tự nhƣ trƣờng hợp 4.1.4 Trƣờng hợp Trƣờng hợp 4, với điều kiện mỏ than Cao Sơn có sẵn đồng ơtơ cần phải chọn đồng máy xúc, NCS tiến hành lựa chọn đồng máy xúc - ôtô tối ƣu cho mỏ dựa thiết bị ơtơ có sẵn mỏ máy xúc có database phần mềm Từ số liệu máy xúc ơtơ có mỏ than Cao Sơn, tiến hành lựa chọn ôtô phần mềm OST tính chọn đồng máy xúc - ôtô xúc than cho mỏ Từ kết tính tốn trƣờng hợp trƣờng hợp 2, thấy loại tơ BelAZ 7555B, HD 325-7R, HD 465-5, Volvo A40 Volvo A40E loại tơ tối ƣu có sở liệu phần mềm OST sử dụng để vận tải than cho mỏ than Cao Sơn với kiện đầu vào nhƣ cho Trong số loại ô tô trên, Volvo A40E loại ô tô có sẵn hệ thống tơ vận tải mỏ than Cao Sơn Kết hợp với kết tính tốn trƣờng hợp 1, cặp máy xúc - tơ tối ƣu PC 750-7 Volvo A40E, tƣơng tự kết trƣờng hợp 4.2 TÍNH TỐN THỬ NGHIỆM KHI XÚC BỐC, VẬN TẢI ĐẤT ĐÁ BÓC CHO MỎ THAN ĐÈO NAI Mỏ than Đèo Nai vùng Quảng Ninh có thông số làm việc nhƣ sau: - Khối lƣợng đất đá bóc: 18.000.000 m3/năm, (với trọng lƣợng riêng than 2,6 t/m3); - Kích thƣớc trung bình đất đá xúc bốc, vận tải 35 cm; - Thời gian làm việc ca giờ; - Số ca làm việc ngày cơng tác bóc đất đá ca; - Số ngày làm việc năm thiết bị 250 ngày; - Cung độ vận tải đất đá mỏ 4,6 km; - Vận tốc xe chạy có tải bình qn mỏ 20 km/h; - Vận tốc xe chạy khơng tải bình qn mỏ 30 km/h; - Mỏ sử dụng chu trình vận tải kín 21 * Chú ý: Các thơng số thay đổi theo điều kiện thực tế 4.2.1 Trƣờng hợp Trong trƣờng hợp 1, NCS tiến hành tính tốn thử nghiệm chọn ho n to n đồng máy xúc - ôtô cho mỏ than Đèo Nai xúc bốc vận tải đất đá với sở liệu thiết bị máy xúc, ơtơ có phần mềm số liệu mỏ Với hệ thống sở liệu có phần mềm, sau tính tốn, phần mềm cho kết đồng tối ƣu sử dụng MXTLGN PC 1250-7 với số lƣợng 38 ôtô CAT 777D với số lƣợng 76 chiếc, tƣơng đƣơng ô tô phục vụ cho máy xúc Năng suất đồng cặp thiết bị máy xúc - ôtô n y l suất đồng tối ƣu t ng số đồng có sở liệu 111,66 m3/h (tƣơng đƣơng 759,26 m3/ca) T ng suất 38 máy xúc PC 1250-7 v 76 ô tô CAT 777D năm l 21.638.910 m3/năm (>18.000.000 m3/năm) đảm bảo yêu cầu sản lƣợng cho mỏ Nếu mỏ sử dụng chu trình vận tải hở, phần mềm OST cho kết đồng máy xúc - ôtô 21.727.167 m3/năm, với số lƣợng thiết bị sử dụng bao gồm 38 máy xúc thủy lực mã hiệu PC 1250-7 76 xe ơtơ CAT 777D Có thể thấy, sử dụng chu trình vận tải hở trƣờng hợp số lƣợng thiết bị không giảm nhƣng suất đồng thiết bị cao 88.257 m3/năm 4.2.2 Trƣờng hợp Trƣờng hợp 2, NCS xác định suất đồng máy xúc - ôtô cho thiết bị có sẵn mỏ để chọn cặp đồng máy xúc - ôtô tối ƣu Từ số liệu máy xúc ơtơ có mỏ, tiến hành lựa chọn thiết bị xúc bốc vận tải phần mềm OST tính chọn đồng máy xúc - ôtô xúc đất đá cho mỏ Với hệ thống sở liệu có phần mềm OST, sau tính tốn cho kết đồng tối ƣu sử dụng MXTLGN PC 1250-7 với số lƣợng 38 ôtô CAT 777 với số lƣợng 76 chiếc, tƣơng đƣơng ô tô phục vụ cho máy xúc Năng suất đồng cặp thiết bị máy xúc - ôtô n y l suất đồng tối ƣu t ng số đồng có sở liệu 111,66 m3/h (tƣơng đƣơng 759,26 m3/ca) T ng suất 38 máy xúc PC 1250-7 v 76 ô tô CAT 777 năm l 21.638.910 m 3/năm (>18.000.000 m3/năm) v đảm bảo yêu cầu suất cho mỏ Nếu mỏ sử dụng chu trình vận tải hở với số lƣợng thiết bị sử dụng bao gồm 38 máy xúc thủy lực mã hiệu PC 1250-7 76 xe ôtô CAT 777, phần mềm OST cho kết đồng máy xúc - ôtô 21.727.167 m3/năm, cao chu tr nh vận tải kín 88.257 m3/năm 4.2.3 Trƣờng hợp Trƣờng hợp 3, với điều kiện mỏ than Đèo Nai có sẵn đồng máy xúc cần phải chọn đồng ôtô, NCS tiến hành lựa chọn đồng máy xúc - ôtô tối ƣu cho mỏ dựa thiết bị xúc bốc có sẵn mỏ ôtô có database phần mềm Từ số liệu máy xúc có mỏ, tiến hành lựa chọn thiết bị xúc bốc vận tải phần mềm OST tính chọn đồng ơtơ cho mỏ xúc đất đá cho mỏ Với hệ thống thiết bị xúc bốc có sẵn mỏ, sau tính tốn phần mềm OST để chọn đồng ôtô phù hợp, kết cho cặp đồng máy xúc - ô tô tối ƣu tƣơng tự nhƣ trƣờng hợp Với kiện đầu vào mỏ than Đèo Nai, máy xúc PC 1250-7 dƣờng nhƣ l máy xúc có 22 khả l m việc tối ƣu (với sở liệu kết tính tốn phần mềm OST) xúc bốc đất đá trƣờng hợp Do vậy, mỏ có máy xúc PC 1250-7 chọn tơ kết tƣơng tự nhƣ trƣờng hợp (chọn hoàn toàn máy xúc - ô tô) l điều phù hợp 4.2.4 Trƣờng hợp Trƣờng hợp 4, với điều kiện mỏ than Đèo Nai có sẵn đồng ơtơ cần phải chọn đồng máy xúc, NCS tiến hành lựa chọn đồng máy xúc - ôtô tối ƣu cho mỏ dựa thiết bị ơtơ có sẵn mỏ máy xúc có database phần mềm Từ số liệu máy xúc ơtơ có mỏ, tiến hành lựa chọn ôtô phần mềm OST tính chọn đồng máy xúc - ơtơ xúc đất đá cho mỏ Từ kết tính tốn trƣờng hợp v trƣờng hợp 2, thấy CAT 777 CAT 777D loại ô tô tối ƣu có sở liệu phần mềm OST sử dụng để vận tải đất đá cho mỏ than Đèo Nai với kiện đầu v o nhƣ cho Trong đó, CAT 777 l loại tơ có sẵn hệ thống ô tô vận tải mỏ than Đèo Nai Kết hợp với kết tính tốn trƣờng hợp 1,2 cặp máy xúc - ô tô tối ƣu PC 1250-7 v CAT 777, tƣơng tự kết trƣờng hợp 4.3 KẾT LUẬN CHƢƠNG Qua tính tốn thử nghiệm xúc bốc, vận tải than cho mỏ than Cao Sơn v xúc bốc, vận tải đất đá cho mỏ than Đèo Nai chƣơng tr nh phần mềm OST với trƣờng hợp xảy cho thấy: suất đồng máy xúc - ôtô hai mỏ tối ƣu tiến hành lựa chọn hoàn toàn thiết bị cho mỏ Với sở liệu có phần mềm OST thiết bị sử dụng mỏ than Cao Sơn v Đèo Nai tối ƣu hóa đồng máy xúc – tơ đƣợc theo tính tốn phần mềm OST, nhiên số lƣợng thiết bị mỏ chƣa đáp ứng đƣợc đồng Trong trƣờng hợp mỏ có sẵn máy xúc v ơtơ, chƣơng tr nh phần mềm OST t m đƣợc cặp máy xúc - ôtô phối hợp cho hiệu cao tƣơng ứng với suất đồng chúng Qua so sánh với phối hợp hai mỏ than Cao Sơn v Đèo Nai cho thấy mỏ đáp ứng đƣợc phần nhỏ đồng máy xúc – ô tô, phần lớn l chƣa đồng chủng loại số lƣợng Ngoài ra, nhƣ NCS phân tích th nguyên nhân làm giảm suất đồng máy xúc - ôtô nhƣ hiệu sản xuất mỏ mỏ sử dụng nhiều thiết bị cũ, đạt loại C v B v hết khấu hao sử dụng Do vậy, thiết bị cần phải đƣợc thay Để tiến hành thay mới, sử dụng chƣơng tr nh phần mềm OST để tính tốn chọn loại ơtơ máy xúc phù hợp với thiết bị có mỏ cho suất đồng máy xúc - ôtô cao nhƣ trƣờng hợp v trƣờng hợp mà NCS tính tốn thử nghiệm Chƣơng tr nh phần mềm OST cho phép sử dụng trƣờng hợp để tính tốn lựa chọn đồng máy xúc - ôtô tối ƣu cho mỏ Ngồi ra, kết tính tốn cho phép đối chiếu, so sánh phƣơng án đồng máy xúc - ôtô khác nhau, giúp cho ngƣời sử dụng đƣa định xác trƣớc đầu tƣ 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Qua chƣơng nghiên cứu luận án, kết hợp với kết tính tốn thử nghiệm thực tế mỏ than Đèo Nai v Cao Sơn, NCS rút số kết luận sau: - Hiệu phối hợp máy xúc ôtô mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh chịu ảnh hƣởng nhiều yếu tố nhƣ: thay đ i cung độ vận tải bƣớc dịch chuyển gƣơng tr nh khai thác; chu trình vận tải (kín hở) mỏ; sơ đồ xúc bốc, nhận tải mỏ sử dụng; chất lƣợng tuyến đƣờng vận tải… Để nâng cao đƣợc suất đồng máy xúc - ôtô cho mỏ cần phải giải đƣợc vấn đề - Một số nghiên cứu nƣớc quốc tế áp dụng để tính tốn, lựa chọn đồng máy xúc - ơtơ, nhiên, chúng có hạn chế định chƣa có cơng trình giải t ng quát đƣợc toán lựa chọn đồng máy xúc - ôtô trƣờng hợp số lƣợng thiết bị nhiều phù hợp với điều kiện thực tế mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh Việt Nam - Trình tự lựa chọn đồng máy xúc - ơtơ lựa chọn máy xúc trƣớc ơtơ trƣớc Tuy nhiên để tối ƣu hóa đồng máy xúc - ơtơ cách tồn diện, cần thiết phải lựa chọn đồng thời hai thiết bị v tính tốn suất đồng nhƣ số lƣợng thiết bị cần thiết phục vụ cho mỏ Các thiết bị xúc bốc, vận tải lựa chọn đƣợc thử lần lƣợt với theo cặp tính tốn suất đồng để tìm giá trị suất đồng tối ƣu Đồng máy xúc - ôtô tối ƣu mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh l đồng có tỷ số đồng suất máy xúc ôtô tiệm cận với - Chƣơng tr nh phần mềm tính tốn tốn tối ƣu hóa đồng máy xúc - ơtơ (OST) m NCS đƣa khắc phục đƣợc cách t ng thể khó khăn gặp phải số mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh Thuật tốn sử dụng phép lặp vơ hạn để tính tốn lần lƣợt cho tất loại máy xúc loại ôtô đƣợc liệt kê v đƣa ma trận với giá trị tính tốn v t m giá trị đồng hợp lý ma trận Do đó, giới hạn tìm kiếm thuật tốn rộng nhiều, phụ thuộc vào số lƣợng thiết bị đƣợc liệt kê thuật toán chọn đƣợc cặp đồng máy xúc - ôtô hợp lý Ngo i ra, chƣơng tr nh tính tốn đồng OST cho phép ngƣời dùng cập nhật liên tục thiết bị máy xúc, ôtô mà thị trƣờng thiết bị giới phát triển thay đ i liên tục - Năng suất đồng máy xúc - ôtô mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh tối ƣu tiến hành lựa chọn hoàn toàn thiết bị cho mỏ chủng loại thiết bị phong phú, thông số làm việc thiết bị đa dạng, nhiều kích cỡ khác Trong trƣờng hợp mỏ có sẵn máy xúc ơtơ, phần mềm OST t m đƣợc cặp máy xúc - ôtô phối hợp cho hiệu cao tƣơng ứng với suất đồng chúng Trong trƣờng hợp mỏ có sẵn máy xúc, cần chọn đồng ơtơ v ngƣợc lại cần thay thiết bị mới, phần OST tính tốn chọn loại thiết bị có suất phù hợp với thiết bị sẵn có mỏ để l m sở tham khảo cho mỏ mua sắm, thay thiết bị 24 KIẾN NGHỊ Với tồn mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh vấn đề chƣa giải hết đƣợc luận án, NCS đề xuất số kiến nghị v hƣớng nghiên cứu để tiếp tục phát triển: - Nghiên cứu thuật toán điều hành thiết bị với chu trình vận tải kín mỏ lộ thiên - Tính tốn so sánh hiệu kinh tế phƣơng án phối hợp máy xúc ôtô để xác định hiệu sản xuất, kinh doanh mỏ DANH MỤC CÁC BÀI BÁO, CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG Ố CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN I Ti ng việt Bùi Xuân Nam, Nguyễn Lệ Thu, Đo n Trọng Luật (2010), “Một phƣơng pháp lựa chọn loại ôtô vận tải đất đá cho mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh”, Tạp chí Cơng nghiệp Mỏ - Hội Khoa học Công nghệ mỏ Việt Nam, (số 5), tr 7-9 Đo n Trọng Luật, Bùi Xuân Nam, Tạ Khải Đại (2010), “Phƣơng pháp điều khiển hoạt động ôtô phối hợp với máy xúc khai thác lộ thiên”, Tạp chí Cơng nghiệp Mỏ - Hội Khoa học Công nghệ mỏ Việt Nam, (số 5), tr 3-4 Nguyễn Đức Khoát, Bùi Xuân Nam, Đo n Trọng Luật (2011), “Giải thuật Genetic điều hành vận tải mỏ lộ thiên”, Tạp chí Cơng nghiệp Mỏ Hội Khoa học Công nghệ mỏ Việt Nam, (số 2), tr 22-23 Nguyễn Ho ng, Đỗ Ngọc Hoàn, Lê Thị Minh Hạnh, Đo n Trọng Luật (2014), “Nghiên cứu mối quan hệ kích thƣớc cục đá n mìn với khâu xúc bốc vận tải mỏ lộ thiên”, Báo cáo Hội nghị khoa học kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ 24 - Hội Khoa học Công nghệ mỏ Việt Nam, tr 107-114 Đo n Trọng Luật, Bùi Xuân Nam, Nguyễn Hồng (2016), “Nghiên cứu thuật tốn xếp hàng khả ứng dụng mỏ lộ thiên Việt Nam”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị khoa học kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ 25 - Hội Khoa học Công nghệ mỏ Việt Nam, Cửa Lò - Việt Nam, tr 288-294 Đo n Trọng Luật, Nguyễn Hoàng (2016), “Sự phối hợp máy xúc ôtô số mỏ than lộ thiên lớn vùng Cẩm Phả - Những bất cập v hƣớng khắc phục”, Tạp chí Cơng nghiệp Mỏ - Hội Khoa học Công nghệ mỏ Việt Nam, (số 2), tr 6-10 Đo n Trọng Luật, Bùi Xuân Nam (2017), “Ứng dụng phƣơng pháp góc Tây Bắc để giải tốn vận tải hở mỏ lộ thiên Việt Nam”, Tạp chí Cơng nghiệp Mỏ - Hội Khoa học Công nghệ mỏ Việt Nam, (số 1), tr 6-10 II Ti ng anh Nguyen Hoang, Doan Trong Luat, Le Qui Thao, Do Ngoc Hoan, Pham Van Viet (2014), “Determination of shovel-truck productivities in open-pit mines”, The 3rd International Conference on Advances in Mining and Tunneling, Vung Tau, 21-22 October 2014, Publishing House for Science and Technology, Pg 103-108 ... PHƢƠNG PHÁP TỐI ƢU HÓA SỰ PHỐI HỢP GIỮA MÁY XÚC VÀ ÔTÔ CHO CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN 3.1 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG TỚI HIỆU QUẢ PHỐI HỢP GIỮA MÁY XÚC VÀ ÔTÔ TRÊN CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH 3.1.1... phối hợp máy xúc v ôtô mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh - T ng quan số thuật toán v ngo i nƣớc dùng để tính tốn đồng máy xúc - ôtô mỏ lộ thiên - Tối ƣu hóa phối hợp máy xúc v ơtơ cho mỏ than lộ thiên. .. GIỮA MÁY XÚC VÀ ÔTÔ TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH 1.1 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH 1.1.1 Dây chuyền công nghệ Dây chuyền công nghệ mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh