Nghiên cứu xác định cấu trúc tổ chức sản xuất hợp lý nhằm nâng cao hiệu quả khai thác lò chợ cơ giới hóa tại một số mỏ than hầm lò vùng quảng ninh (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT - NGUYỄN VĂN DŨNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC TỔ CHỨC SẢN XUẤT HỢP LÝ NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ KHAI THÁC LỊ CHỢ CƠ GIỚI HĨA TẠI MỘT SỐ MỎ THAN HẦM LÒ VÙNG QUẢNG NINH Ngành: Khai thác mỏ Mã số: 9520603 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2020 Cơng trình hồn thành tại: Bộ mơn Khai thác Hầm Lị, Khoa Mỏ, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Văn Thanh TS Nguyễn Phi Hùng Phản biện 1: PGS.TS Phùng Mạnh Đắc; Phản biện 2: PGS.TS Phạm Văn Hòa; Phản biện 3: TS Lê Đức Nguyên Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, vào hồi … … phút, ngày … tháng … năm 2020 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thƣ viện Quốc gia - Hà Nội - Thƣ viện Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày với tăng trưởng kinh tế, nhu cầu lượng lớn, than đá có tỉ trọng khơng nhỏ chiếm 18,2% Sản lượng than thương phẩm sản xuất toàn ngành đến năm 2020 dự kiến đạt từ 47 đến 50 triệu tấn; 51 đến 54 triệu vào năm 2025 55 đến 57 triệu vào năm 2030 Để đảm bảo phát triển bền vững, yếu tố quan trọng tăng suất lao động, giảm tối đa số công nhân trực tiếp làm việc hầm lò Trong bối cảnh yêu cầu sản lượng khai thác than hầm lò ngày nâng cao, số lượng công nhân khai thác hầm lị có chiều hướng suy giảm dịch chuyển sang loại hình kinh tế khác Vì vậy, việc đầu tư giới hóa (CGH) khai thác than đích phải đến, bảo đảm cho việc phát triển lâu dài, mang tính chiến lược tồn ngành than Mặc dù công tác CGH khai thác đạt số thành tựu, sản lượng than khai thác CGH hàng năm chưa cao: năm 2013 đạt 73,8% kế hoạch; năm 2014 đạt 51,3%; năm 2015 đạt 61,4% T ng số có 11 d y chuyền CGH đầu tư áp dụng Tập đoàn than khoáng sản, nhiên đến thời điểm 06 d y chuyền hoạt động Khoảng năm gần đ y, ngành mỏ tích lũy bề dày kinh nghiệm sử dụng công nghệ CGH, thấy yếu tố tiềm ẩn gây gián đoạn sản xuất nguyên nhân dẫn đến hiệu lò chợ chưa đạt kỳ vọng T ng kết thuận lợi, khó khăn chưa thành công triển khai công nghệ CGH điều kiện vùng mỏ Quảng Ninh khoảng trống lớn t chức sản xuất cần nghiên cứu cụ thể Chính đề tài “Nghiên cứu xác định cấu trúc tổ chức sản xuất hợp lý nhằm nâng cao hiệu khai thác lị chợ giới hóa số mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh” cấp thiết nhằm cung cấp công cụ cho nhà lãnh đạo, điều hành, giám sát t chức sản xuất lò chợ CGH đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững ngành sản xuất khai thác than vùng Quảng Ninh, thiết thực phục vụ Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030 Mục tiêu đề tài - Tìm phương pháp x y dựng cấu trúc t chức sản xuất đáp ứng u cầu nâng cao tính liên tục q trình sản xuất phù hợp với điều kiện cụ thể lị chợ CGH vùng Quảng Ninh - Hợp lý hóa cấu trúc t chức sản xuất để có biểu đồ t chức chu kỳ sát với điều kiện thực tế có hiệu Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu đề tài - Đối tượng nghiên cứu: Các thành phần cấu trúc t chức sản xuất lò chợ CGH - Phạm vi nghiên cứu: Lò chợ CGH đồng hạ trần không hạ trần vùng Quảng Ninh Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu số mơ hình t chức sản xuất nước giới; - Nghiên cứu cấu trúc t chức sản xuất lò chợ CGH theo điều kiện địa chất mỏ, kỹ thuật công nghệ; - Nghiên cứu xây dựng mơ hình khơng gian cơng đoạn khai thác xác định thời gian làm việc hiệu cấu trúc t chức sản xuất lò chợ CGH; - Tối ưu hóa cấu trúc t chức sản xuất cho số lò chợ CGH vùng Quảng Ninh Phƣơng pháp nghiên cứu Luận án sử dụng t ng hợp phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu vận dụng lý thuyết độ tin cậy, lý thuyết chuỗi, phương pháp quy nạp, phương pháp diễn dịch - Phương pháp t ng hợp số liệu thống kê thực địa: Thơng qua số liệu có q trình quan sát, thống kê trực tiếp gương lò CGH từ t ng hợp số liệu so sánh với kết lý thuyết; - Phương pháp mơ hình sơ đồ khối phương pháp đồ thị; - Phương pháp đánh giá t ng hợp tập mờ Fuzzy method Ý nghĩa khoa học giá trị thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học đề tài: Phương pháp luận khoa học, logic kết nối công tác sản xuất rời rạc khác thành cấu trúc t chức sản xuất mang tính chủ động liên tục linh hoạt phù hợp với điều kiện thực tế khai thác lò chợ CGH vùng Quảng Ninh - Giá trị thực tiễn đề tài: Xác lập nhanh biểu đồ t chức sản xuất cho lò chợ CGH điều kiện cụ thể; Kết nghiên cứu đề tài công cụ quản lý, giám sát tốt không gian, thời gian, thành phần công tác quy trình sản xuất lị chợ CGH, giúp người quản lý kỹ thuật xác lập nhanh biểu đồ t chức sản xuất cho lò chợ CGH điều kiện cụ thể, xác định nguyên nhân phát sinh cơng thủ cơng, linh hoạt việc hốn đ i trạng thái làm việc lò chợ Những điểm luận án Trạng thái lò chợ tác động điều kiện kỹ thuật, công nghệ, điều kiện địa chất mỏ xác định thông qua 16 tham số thời gian Trong đó, cường độ khấu than hệ số lệch chuẩn thời gian KLC số quan trọng phản ánh tương thích cấu trúc t chức sản xuất với biến động yếu tố địa chất, kỹ thuật mỏ Chỉ số cường độ khấu than hệ số lệch chuẩn cho phép điều tiết tốc độ làm việc t hợp thiết bị lò chợ, cụ thể mỏ Hà Lầm vỉa 11 KLC = 0,87; vỉa KLC = 0,88; lò chợ vỉa 11 mỏ Dương Huy KLC = 0,78 Xác lập mơ hình chuyển đ i trạng thái làm việc cấu trúc t chức sản xuất xác lập biểu đồ t chức sản xuất cho điều kiện lò chợ gặp trụ đá, điều kiện có lún lị chợ thực tế sản xuất Quảng Ninh Luận điểm khoa học - Các điều kiện tự nhiên yếu tố khách quan khơng thay đ i, điều kiện kỹ thuật, công nghệ lựa chọn phải tương thích với điều kiện địa chất mỏ Mức độ phức tạp địa chất mỏ, khả vận hành t hợp thiết bị lò chợ định diện mạo cấu trúc t chức sản xuất Khi mức độ phức tạp vượt qua khả tự điều chỉnh cấu trúc t chức sx, phải kích hoạt giải pháp sửa chữa, phục hồi để đưa lò chợ trạng thái hoạt động bình thường - Cường độ khấu than lò chợ hệ số lệch chuẩn thời gian số quan trọng để phản ánh tương thích cấu trúc t chức sản xuất với biến động yếu tố địa chất, kỹ thuật mỏ Cấu trúc luận án Luận án bao gồm phần Mở đầu, chương nội dung, phần Kết luận – Kiến nghị với danh mục bao gồm 65 Tài liệu tham khảo phần Phụ lục trình bày 188 trang kh giấy A4, có 09 bảng biểu 97 hình vẽ CHƢƠNG TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CẤU TRÚC TỔ CHỨC SẢN XUẤT LỊ CHỢ CƠ GIỚI HĨA ĐỒNG BỘ 1.1 Tổng quan số mơ hình tổ chức sản xuất lị chợ giới hóa đồng Cấu trúc t chức sản xuất thể tính hợp lý mặt khơng gian - thời gian, lực phối hợp qua lại nhiều người với hệ thống vận hành thiết bị Cấu trúc t chức sản xuất lò chợ CGH phụ thuộc nhiều vào loại hình cơng nghệ sử dụng Hiện nay, theo cơng nghệ sử dụng cho lị chợ dài ph n chia thành 02 nhóm bản: nhóm lị chợ có hạ trần thu hồi than nhóm lị chợ khơng hạ trần Mơ hình t chức sản xuất lò chợ CGH chia thành 02 loại: Loại 04 ca/ngày-đêm loại 03 ca/ngày-đêm Tiêu biểu cho mơ hình t chức 04 ca/ngày-đêm thường sản xuất tập trung vào 03 ca đầu ca thứ dùng để kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị (xem Hình 1.1) Hình 1.1 Biểu đồ tổ chức sản xuất 04 ca/ngày-đêm Công tác kiểm tra, bảo dưỡng thiết bị không thiết phải tiến hành vào khoảng thời gian ca cuối ngày công tác phụ thuộc vào trạng thực tế mỏ, liên quan chủ yếu đến tình trạng hoạt động thiết bị số lượng lao động phân cơng Đối với lị chợ CGH hạ trần thu hồi than áp dụng mơ hình t chức 03 ca/ngày-đêm, cơng tác sản xuất thường bố trí tập trung ca đầu, ca thứ dùng để kiểm tra, bảo dưỡng thiết bị (xem Hình 1.24) Trong số trường hợp, công tác hạ trần than thực riêng biệt ca thứ với cơng tác bảo dưỡng thiết bị Hình 1.24 Biểu đồ tổ chức chu kì lị chợ 8402 mỏ than XiShui – Trung Quốc Do đặc thù điều kiện địa chất mỏ than Việt Nam, công tác lập kế hoạch t chức sản xuất ca phụ thuộc vào điều kiện thực tế sản xuất khu vực lò chợ CGH Khối lượng cơng việc ca tương đương khác biệt Công tác kiểm tra, bảo dưỡng thiết bị bố trí cuối chu kỳ đầu ca sản xuất 1.2 Tổng quan nghiên cứu cấu trúc tổ chức sản xuất lị chợ giới hóa Ở Việt Nam, để mơ tả chu kỳ sản xuất lò chợ số lượng nhân lực cần thiết phục vụ cho khu vực t chức, doanh nghiệp sử dụng 02 phương pháp ph biến: Phương pháp tính xi phương pháp tính ngược Trên giới có 02 phương pháp ph biến rộng rãi nhằm đánh giá khả áp dụng sơ đồ công nghệ giới hoá khai thác than mỏ hầm lò: Phương pháp cho điểm phương pháp đánh giá t ng hợp trữ lượng than đặc điểm địa chất - kỹ thuật mỏ Các phương thức t chức sản xuất nghiên cứu có ưu điểm định, tùy điều kiện sử dụng mang lại kết tương đối tin cậy Tuy nhiên, nhìn chung phương thức t chức sản xuất này, theo cách hay cách khác, chưa đánh giá toàn diện yếu tố ảnh hưởng (yếu tố đầu vào) Do đó, t chức sản xuất theo kế hoạch lập ln có khác biệt định so với thực tế, với điều kiện đặc thù mỏ hầm lò Việt Nam 1.3 Kết luận chƣơng 1 Các mơ hình t chức sản xuất lò chợ CGH hướng tới tính liên tục dây chuyền làm việc Có hai mơ hình bố trí làm việc mơ hình làm việc ca/ngày-đêm ca/ngày-đêm Trên giới, hai mơ hình hoán đ i cho tự thân cải tiến khai thác liên tục nhiều ca bảo dưỡng đẩy ca sau, Việt Nam bố trí mơ hình ca/ngày-đêm Sự lệch pha thiết kế thực tế thi công lò chợ CGH vùng Quảng Ninh cho thấy yếu tố tiềm ẩn có nguy g y gián đoạn sản xuất chưa đánh giá đúng, đủ mức độ ảnh hường Đặc biệt điều kiện địa chất, kỹ thuật mỏ chưa sáng tỏ nguyên nh n tác động đến lị chợ CGH chưa thành cơng nước ta Vai trò cấu trúc t chức sản xuất lò chợ CGH điều tiết hoạt động khai thác phù hợp với điều kiện đặc thù Trên giới nước chưa có cơng trình cụ thể nghiên cứu xây dựng cấu trúc t chức sản xuất cho lò chợ CGH vùng Quảng Ninh, đ y khoảng trống để luận án phát triển nghiên cứu CHƢƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐỊA CHẤT MỎ VÀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TỚI CẤU TRÚC TỔ CHỨC SẢN XUẤT LỊ CHỢ CƠ GIỚI HĨA 2.1 Ảnh hƣởng điều kiện địa chất mỏ đến công nghệ giới hóa khai thác than hầm lị Luận án sử dụng phương pháp đánh giá t ng hợp mờ (Fuzzy evaluation method) để xây dựng hàm số phụ thuộc yếu tố địa chất tác động lên lò chợ CGH, khắc họa ảnh hưởng yếu tố đến công tác khai thác Các yếu tố địa chất chia thành nhóm bản: nhóm liên quan trực tiếp đến vỉa than, nhóm liên quan đến đất đá xung quanh vỉa nhóm liên quan đến yếu tố kỹ thuật Bảng 2.1 Tổng hợp trị số ảnh hưởng yếu tố đến lò chợ giới hóa TT Yếu tố Mức độ phức tạp địa chất cấu tạo Mức độ ổn định vỉa than Chiều dày vỉa Góc dốc vỉa Độ kiên cố vỉa Điều kiện đá Tổng CGH bình thƣờng Tổng CGH hạ trần 0,2076 0,1968 Chi tiết yếu tố CGH CGH hạ bình trần thƣờng Ảnh hưởng đứt gãy 0,1428 0,1503 Ảnh hưởng nếp uốn 0,0648 0,0465 0,2387 Khả khai thác vỉa than 0,2418 Biến động chiều dày Hệ số hàm lượng đá cứng 0,1098 0,0862 0,0427 0,1012 0,0028 0,1378 0,0937 0,1045 Độ s u khai thác vỉa than 0,0937 0,1043 0,1049 0,1321 Góc dốc vỉa than 0,1049 0,1321 0,0211 0,1436 Độ kiên cố vỉa 0,0211 0,1436 0,2135 0,0867 Tính n định vách trực tiếp 0,1008 0,0307 vách đá trụ Tốc độ tiến gƣơng Tổng cộng 0,1205 1,000 2.Tính tương hỗ vách Ảnh hưởng vách giả Ảnh hưởng trụ Chiều dài lò chợ 0,0945 Chiều dài theo phương 1,000 Tổng cộng 0,0792 0,0091 0,0244 0,0646 0,0659 1,000 0,0322 0,0034 0,0204 0,0536 0,0409 1,000 Việc xác định ảnh hưởng điều kiện địa chất mỏ đến lị chợ CGH giúp xây dựng sơ đồ thuật tốn lựa chọn thiết bị phù hợp theo điều kiện địa chất – kỹ thuật (Hình 2.14) Hình 2.14 Sơ đồ khối lựa chọn tổ hợp thiết bị phù hợp với điều kiện địa chất – kỹ thuật Yếu tố để xem xét cấu trúc t chức sản xuất vận hành hay khơng phù hợp t hợp thiết bị lò chợ CGH với điều kiện tự nhiên khu vực khai thác 2.2 Phân tích ảnh hƣởng điều kiện kỹ thuật mỏ tới cấu trúc tổ chức sản xuất Mối quan hệ tương thích t hợp thiết bị khơng gian lò chợ bao gồm máy khấu – máng cào – giàn chống quan hệ lực sản xuất lò chợ CGH thiết bị phục vụ ngồi lị chợ CGH có vai trị đặc biệt quan trọng việc hình thành lên cấu trúc t chức sản xuất phù hợp cho lò chợ Khả hoạt động liên tục tương thích t hợp thiết bị lò chợ định đến hiệu suất làm việc cấu trúc t chức sản xuất lò chợ CGH 2.3 Trạng thái hoạt động cấu trúc tổ chức sản xuất tính đến tác động bất lợi từ điều kiện địa chất, kỹ thuật mỏ Có n yếu tố tác động g y gián đoạn sản xuất Coi trạng thái tất yếu tố tác động lên lò chợ CGH không ảnh hưởng tiêu cực, cấu trúc t chức hoạt động bình thường Trạng thái j phận thứ j tình trạng tác động gây bất lợi cho cấu trúc Khi sơ đồ chuyển đ i trạng thái từ trạng thái cần phục hồi, sửa chữa trạng thái hoạt động bình thường hình vẽ 2.18 Hình 2.18 Sơ đồ chuyển đổi trạng thái cấu trúc tổ chức sản xuất gặp tác động tiêu cực Trong đó: λj – Tần suất xảy cố phận thứ j; µj – Khả sửa chữa, phục hồi lỗi thứ j trạng thái 0; Xác suất để chuyển tiếp từ trạng thái j đến trạng thái phụ thuộc vào thông số định hướng trạng thái cố định π=(πₒ,π1,…πn), chuyển trạng thái tiêu cực trạng thái hoạt động bình thường nghĩa là: { Từ biểu thức cho thấy để đưa trạng thái hoạt động bình thường (trạng thái 0), hàm số đa biến nguy g y gián đoạn phải 2.4 Kết luận chƣơng Điều kiện tự nhiên (điều kiện địa chất mỏ) khách quan không thay đ i Các thông số kỹ thuật, công nghệ, hệ thống chuẩn bị khai thác, phụ trợ lò chợ CGH phải xây dựng sở phù hợp với điều kiện địa chất mỏ Từ thấy điều kiện địa chất mỏ trực tiếp gián tiếp định đến phương thức hoạt động cấu trúc t chức sản xuất lò chợ CGH Khả hoạt động liên tục tương thích t hợp thiết bị lò chợ định đến hiệu suất làm việc cấu trúc t chức sản xuất lị chợ CGH Khơng gian, thời gian, hiệu suất tính liên tục cấu trúc t chức sản xuất bị tác động yếu tố tiềm ẩn không xác định Khi yếu tố tiềm ẩn xuất ảnh hưởng tiêu cực g y gián đoạn sản xuất cần kích hoạt chế độ sửa chữa phục hồi µj Thời gian chờ chuyển trạng thái từ gián đoạn hoạt động bình thường gọi t n thất thời gian làm việc 8 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CẤU TRÚC TỔ CHỨC SẢN XUẤT CHO LỊ CHỢ CƠ GIỚI HĨA 3.1 Các hình thức vận hành tổ hợp thiết bị lị chợ Hình thức vận hành t hợp thiết bị lị chợ chia làm 02 nhóm thiết bị chính: nhóm thiết bị khấu nhóm thiết bị chống giữ, nhóm thiết bị vận tải vận hành theo hai nhóm Đối với lị chợ hạ trần than nóc, hiệu t hợp thiết bị vận hành nói cịn phụ thuộc nhiều vào khoảng cách hạ trần cách thức hạ trần than Thực nghiệm cho thấy lò chợ CGH than áp dụng phương pháp khấu hai luồng hạ trần nhiều vòng, tỷ lệ than thu cao 3.2 Mơ hình hóa cấu trúc tổ chức sản xuất theo khơng gian thời gian làm việc lò chợ giới hóa Cấu trúc t chức sản xuất lị chợ CGH phụ thuộc nhiều vào cơng tác khấu than, hình thức khấu than khác dẫn đến bố trí cơng đoạn sản xuất khác 1/ Khấu hai chiểu, mở luồng đầu lò chợ; 2/ Khấu chiều mở luồng đầu lị chợ chừa lại góc than hình tam giác; 3/ Khấu chéo từ lị chợ Trong điều kiện thuận lợi tốc độ hoạt động cấu trúc t chức sản xuất phụ thuộc vào tốc độ công tác chậm Trong điều kiện không thuận lợi, xảy gián đoạn sản xuất, tốc độ hoạt động cấu trúc t chức sản xuất phụ thuộc vào tốc độ phục hồi, sửa chữa để đưa trạng thái lỗi trạng thái hoạt động bình thường 3.3 Nghiên cứu xây dựng mơ hình cấu trúc tổ chức sản xuất cho lị chợ giới hóa Cấu trúc sản xuất đóng vai trị điều tiết hoạt động sản xuất Trên sở đó, luận án xây dựng sơ đồ khối mối quan hệ logic khâu sản xuất, tảng để phát triển nghiên cứu sâu cấu trúc t chức sản xuất lị chợ CGH 9 Hình 3.6 Sơ đồ khối mối quan hệ logic nội dung nghiên cứu Các cơng tác khơng gian lị chợ CGH phụ thuộc vào loại hình, kích cỡ vỉa, hình thức vận hành t hợp thiết bị, phương thức bố trí cơng việc… Từ mơ hình “Mạng điểm nút” xác định vị trí, mức độ, thời gian xảy gián đoạn thời gian làm việc t hợp thiết bị không gian cấu trúc t chức sản xuất lò chợ CGH Trong đó, “điểm nút” mơ tả cơng việc phải hồn thành chu kỳ sản xuất: Hình 3.9 Sơ đồ mạng “điểm nút tuần hồn” khấu khơng hạ trần - Đối với lò chợ CGH hạ trần: để hoàn thành chu kỳ sản xuất cần thực 19 nút (xem Hình 3.12) 10 Hình 3.12 Sơ đồ mạng “điểm nút tuần hoàn” khấu hạ trần than 3.4 Trạng thái làm việc cấu trúc tổ chức sản xuất lị chợ giới hóa Q trình khai thác mỏ trình làm việc với yếu tố tiềm ẩn, tác động lên cấu trúc t chức sản xuất Mỗi xuất tác động tiêu cực đủ g y gián đoạn, giảm suất hệ thống phải kích hoạt trạng thái sửa chữa, khắc phục để đưa cấu trúc trở hoạt động bình thường Trong chia thành nhóm ảnh hưởng là: Nhóm điều kiện địa chất, nhóm điều kiện kỹ thuật nhóm điều kiện cơng nghệ Hình 3.13 Hệ thống trạng thái cấu trúc tổ chức sản xuất Coi nhóm phận tác động lên cấu trúc t chức sản xuất Thời gian gián đoạn thời gian phục hồi cố từ trạng thái lỗi (trạng thái 1, 3) trạng thái hoạt động bình thường Trong phận g y gián đoạn, hai phận g y gián đoạn, ba phận g y gián đoạn Thời gian làm việc với suất < 100% thời gian xuất cố cố khơng g y gián đoạn sản xuất 3.5 Xây dựng cấu trúc tổ chức sản xuất theo thời gian làm việc lò chợ giới hoá Như vậy, trạng thái cấu trúc t chức sản xuất bị tác động hai yếu tố thời gian làm việc thiếu hiệu thời gian gián đoạn làm việc Để đánh giá thời gian làm việc hiệu lò chợ, cần thiết phải xác định cách chi tiết, cụ thể điều kiện áp dụng công nghệ sử 11 dụng lò chợ Xây dựng hệ thống yếu tố ảnh hưởng đến thời gian làm việc hiệu lò chợ giúp cho người điều hành, quản lý cơng nhân lao động trực tiếp nắm ý nghĩa chúng, từ đề biện pháp sản xuất thực tế phù hợp nhằm gia tăng thời gian làm việc hiệu nói Mơ hình thuật tốn sở để tính tốn thời gian hiệu khai thác thể hình 3.15 Hình 3.15 Sơ đồ thuật tốn sở thực tính thời gian hiệu khai thác Thời gian làm việc hiệu chu kỳ sản xuất tính sau: ∑ , phút Trong đó: ti – thời gian thực công đoạn thứ i chu kỳ sản xuất, phút; 14 – t ng số công đoạn thành phần chu kỳ sản xuất, phút Thời gian cơng đoạn vào tính tốn bao gồm: + t1 – thời gian máy khấu khấu vê khám ch n theo hướng lên; + t2 – thời gian tính từ lúc máy khấu dừng chuyển hướng đến di chuyển xong máng cào khu vực khám chân; + t3 – thời gian máy khấu khấu hoàn thiện khám ch n theo hướng xuống; + t4 – thời gian tính từ lúc máy khấu dừng chuyển hướng đến lúc di chuyển xong chống khu vực khám chân; + t5 – thời gian máy khấu di chuyển không tải khu vực khám chân theo hướng lên; + t6 – thời gian máy khấu khấu thơng luồng lị chợ theo hướng lên; + t7 – thời gian chờ chuyển hướng máy khu vực đầu lò chợ, phút; + t8 – thời gian máy khấu khấu vê khám đầu theo hướng xuống; + t9 – thời gian tính từ lúc máy khấu dừng chờ chuyển hướng đến di chuyển xong máng cào khu vực khám đầu; + t10 – thời gian máy khấu khấu hoàn thiện khám đầu theo hướng lên; + t11 – thời gian tính từ lúc máy khấu dừng chuyển hướng đến lúc di chuyển xong chống khu vực khám đầu; 12 + t12 – thời gian máy khấu di chuyển không tải khu vực khám đầu theo hướng xuống; + t13 – thời gian máy khấu khấu thơng luồng lị chợ theo hướng xuống; + t14 – thời gian chờ chuyển hướng máy khu vực chân lò chợ, phút Thời gian làm việc thực tế 01 chu kỳ sản xuất là: TCK = TLV + t15 + t16 , phút Trong đó: t15 – thời gian bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị, phút; t16 – thời gian xử lý cố phát sinh , phút Hệ số thời gian làm việc lệch chuẩn: ∑ ∑ Hệ số lệch chuẩn xác định t ng thời gian làm việc + thời gian bảo dưỡng định kỳ t ng thời gian chu kỳ (bao gồm thời gian xử lý cố đưa lò chợ làm việc trạng thái bình thường Hệ số KLC gần (100%) cấu trúc t chức sản xuất hiệu Chỉ tiêu cường độ khấu khấu biểu thị lực triển khai hoạt động khai thác t ng thể cấu trúc t chức sản xuất điều kiện cụ thể Khi cường độ khấu lớn nghĩa hiệu hoạt động cấu trúc t chức sản xuất cao ngược lại: ) , T/phút ∑ Trong đó: LLC – chiều dài lị chợ, m; mKH – chiều cao khấu, m; r – chiều sâu cắt (bước khấu), m; kKH – hệ số khấu; nKH – số luồng khấu 01 chu kỳ; γ – tỷ trọng than, T/m3; M – chiều dày vỉa, m; mTH – chiều cao thu hồi, thông thường mTH = M – mKH kTH – hệ số thu hồi than 3.6 Kết luận chƣơng Trong điều kiện thuận lợi lực triển khai cấu trúc t chức sản xuất phụ thuộc vào tốc độ công tác chậm Trong điều kiện không thuận lợi, xảy gián đoạn sản xuất, tốc độ hoạt động cấu trúc t chức sản xuất phụ thuộc vào tốc độ phục hồi, sửa chữa để đưa trạng thái lỗi trạng thái hoạt động bình thường Mơ hình mạng “điểm nút tuần hồn” sản phẩm đơn giản hóa chu trình cơng tác lị chợ Mỗi điểm nút mơ tả cơng đoạn phải hồn thành trình sản xuất Trong trường hợp hoạt động bình thường khoảng cách điểm nút Biên độ thời gian công đoạn sản xuất Đồng thời 13 phải dừng máy khoảng cách điểm nút thời gian gián đoạn cần phục hồi trạng thái làm việc bình thường Thời gian làm việc hiệu thời gian cấu trúc t chức sản xuất triển khai hoạt động khai thác mà không xảy cố dừng sản xuất Thời gian t hợp thiết bị hoạt động lực thiết kế coi thời gian làm việc hiệu Mơ hình trạng thái cấu trúc mơ tả tính tốn đến yếu tố gây bất lợi, g y gián đoạn sản xuất Trong đó, tất thời gian lỗi, gián đoạn đồng quy tham số thời gian t16 Khoảng cách, kích cỡ tham số t16 phụ thuộc vào độ phức tạp lỗi thành phần khả phục hồi để đưa trạng thái hoạt động bình thường cấu trúc t chức sản xuất Hệ số lệch chuẩn thời gian tỉ số thời gian làm việc hiệu thời gian làm việc thực Khi hệ số KLC gần (100%) hiệu cấu trúc t chức sản xuất cao Nghĩa điều kiện khai thác thuận lợi ngược lại Cường độ khấu biểu thị lực triển khai hoạt động khai thác t ng thể cấu trúc t chức sản xuất điều kiện cụ thể Trong đó, tính đến yếu tố bất lợi sản xuất Khi cường độ khấu lớn nghĩa cấu trúc t chức hoạt động có hiệu ngược lại CHƢƠNG TỐI ƢU HÓA CẤU TRÚC TỔ CHỨC SẢN XUẤT CHO MỘT SỐ LÒ CHỢ CƠ GIỚI HÓA VÙNG QUẢNG NINH 4.1 Hiện trạng thiết kế thực tế tổ chức sản xuất mỏ Dương Huy T ng hợp kết thực tế lò chợ CGH vỉa 11 mỏ Dương Huy thu được: - Chiều cao gương lò: H = 3,4 m; - Chiều dài lò chợ: L = 122 m; - Chiều sâu cắt (bước khấu): z = 0,63m; - Tỷ trọng than: γ = 1,63 T/m3; - Hệ số khấu: ρ = 1,0; - Chiều dài khám: xp = 25 m - Chiều dài máy khấu: dk = 15 m; - Tốc độ di chuyển máy khấu trạng thái không tải: Vcz = 10 m/phút; - Tốc độ di chuyển máy khấu khấu: Vr = m/phút; - Tốc độ di chuyển máy khấu trình tạo khám: Vz = m/phút; - Số lượng lao động trung bình 01 ngày đêm: 121 người 14 Hình 4.4 Biểu đồ tổ chức thực tế khai thác mỏ Dương Huy Sản lượng lò chợ CGH vỉa 11 mỏ Dương Huy năm 2018 thực tế đạt 402.794 4.2 Hiện trạng thiết kế thực tế tổ chức sản xuất mỏ than Hà Lầm T ng hợp kết thực tế lò chợ CGH 11-1-16 mỏ Hà Lầm thu được: - Chiều cao gương lò: H = 2,6 m; - Chiều dài lò chợ: L = 118 m; - Chiều sâu cắt (bước khấu): z = 0,63 m; - Tỷ trọng than: γ = 1,63 T/m3; - Hệ số khấu: ρ = 0,95; - Chiều dài khám xp = 15 m; - Chiều dài máy khấu: dk = 11 m; - Tốc độ di chuyển máy khấu trạng thái khơng tải: Vcz = 0,7 ÷ m/phút; - Tốc độ di chuyển máy khấu khấu: Vr = ÷ m/phút; - Tốc độ di chuyển máy khấu trình tạo khám: Vz = 1,5 ÷ 2,5 m/phút; - Số lao động trung bình 01 ngày đêm: 102 người 15 Hình 4.6 Biểu đồ thực tế tổ chức sản xuất vỉa 11 mỏ Hà Lầm T ng sản lượng lò chợ CGH vỉa 11 (11-1.16) năm 2018 là: 739.968 tấn/600.000 (thiết kế) T ng hợp kết thực tế lò chợ CGH mỏ Hà Lầm thu được: - Chiều cao gương lò: H = 3,0 m; - Chiều dài lò chợ: L = 154 m; - Chiều sâu cắt (bước khấu): z = 0,63 m; - Tỷ trọng than: γ = 1,63 T/m3; - Hệ số khấu: ρ = 0,95; - Chiều dài khám xp = 18 m; - Chiều dài máy khấu: dk = 15 m; - Tốc độ di chuyển máy khấu trạng thái khơng tải: Vcz = 0,7 ÷ m/phút; - Tốc độ di chuyển máy khấu khấu: Vr = ÷ m/phút; - Tốc độ di chuyển máy khấu trình tạo khám: Vz = 1,5 ÷ 2,5 m/phút; - Số lao động trung bình 01 ngày đêm: 105 người 16 Hình 4.9 Biểu đồ tổ chức thực tế khai thác lò chợ vỉa mỏ than Hà Lầm T ng sản lượng lò chợ CGH vỉa (7-3.1) năm 2018 là: 910.056 tấn/1.200.000 (thiết kế) 4.3 Ứng dụng giải pháp địa kỹ thuật dự báo vị trí tiềm ẩn biến động điều kiện địa chất vỉa than Các yếu tố tiềm ẩn địa chất cục nhỏ nằm khu vực lị chợ CGH khơng dự báo trước thiếu cơng trình cụ thể để xác định tồn chúng Dựa tính chất vật lý khác điện trở tốc độ truyền sóng loại vật chất, đưa xung độ sóng kênh thơng qua hai hình thức đo cường độ sóng thu cường độ điện trở để xác định dị thường xuất khu vực khai thác Hình 4.15 Mơ vị trí trạm đo để phát nguy tiềm ẩn khai thác lò chợ giới hóa Khi biết trước điều kiện vỉa than, gắn điều kiện vào lịch sản xuất cho phép điều tiết phương pháp cụ thể 17 4.4 Xây dựng mơ hình tính tốn tối ƣu hóa cho số lị chợ giới hóa vùng Quảng Ninh Các yếu tố tác động lên cấu trúc t chức sản xuất lị chợ CGH bao gồm 03 nhóm: nhóm yếu tố địa chất vỉa than, nhóm yếu tố địa kỹ thuật đất đá xung quanh nhóm yếu tố cơng nghệ Mơ hình tính tốn xây dựng thơng qua mơ hình điểm nút tuần hoàn xây dựng cấu trúc t chức sản xuất tính đến yếu tố bất lợi xảy ra, mơ hình xây dựng khác loại hình lị chợ: khơng hạ trần (Hình 4.16) hạ trần than (Hình 4.17) Hình 4.16 Mơ hình cấu trúc tổ chức sản xuất tính đến yếu tố bất lợi lị chợ giới hóa khơng hạ trần Hình 4.17 Mơ hình cấu trúc tổ chức sản xuất tính đến yếu tố bất lợi cho lò chợ hạ trần 18 Từ mơ hình cấu trúc t chức sản xuất xây dựng thấy thời điểm, vị trí cơng việc xảy rủi ro gây gián đoạn sản xuất 4.5 Tính tốn tối ƣu hóa thời gian làm việc, tổ chức sản xuất cho số lị chợ giới hóa vùng Quảng Ninh Trên sở điều kiện khai thác cụ thể vùng Quảng Ninh kết hợp với mô hình, thuật tốn, x y dựng, luận án giải toán trạng thái làm việc tối ưu cấu trúc t chức sản xuất Cho lò chợ vỉa 11 mỏ Dương Huy hai lò chợ vỉa vỉa 11 mỏ Hà Lầm Kết tối ưu sau: + Đối với lị chợ CGH 11-7, Cơng ty than Dương Huy: - Hệ số thời gian làm việc lệch chuẩn: KLC = 0,87; - Cường độ khấu: fK = 2,28 T/phút; - Sản lượng năm theo tính tốn: AN = 666.634 T / 600.000 T = 1,11 + Đối với lị chợ CGH 11-1.16, Cơng ty than Hà Lầm: - Hệ số thời gian làm việc lệch chuẩn: KLC = 0,88; - Cường độ khấu: fK = 3,93 T/phút; - Sản lượng năm theo tính tốn: AN = 737.482 T / 600.000 T = 1,23 + Đối với lị chợ CGH 7-3.1, Cơng ty than Hà Lầm: - Hệ số thời gian làm việc lệch chuẩn: KLC = 0,78; - Cường độ khấu: fK = 2,06 T/phút; - Sản lượng năm theo tính tốn: AN = 1.269.412 T / 1.200.000 T = 1,06 * Nhận xét kết tính tốn: Kết tính tốn dựa liệu thực tế sử dụng lò chợ CGH 11-7 (Cơng ty than Dương Huy), lị chợ 11-1.16 lị chợ 7-3.1 (Cơng ty than Hà Lầm) cho sản lượng tính tốn vượt từ ÷ 23% so với sản lượng thiết kế ban đầu Cốt lõi tính tốn để có số vượt trội là: - Ứng dụng giải pháp địa kỹ thuật nhằm dự đoán trước nguy dừng máy đến từ điều kiện địa chất mỏ từ cho phép chuyển đ i biểu đồ t chức sản xuất cách chủ động linh hoạt - Đồng thiết bị theo hướng điều tiết tốc độ của t hợp lò chợ CGH theo khâu sản xuất chậm Từ giảm thiểu xung đột bất lợi đến từ điều kiện địa chất mỏ, điều kiện kỹ thuật công nghệ khác 4.6 Kết luận chƣơng Những điểm nghẽn g y gián đoạn sản xuất chia thành nhóm sau: - Nhóm điều kiện địa chất: Gồm vách, trụ, chất nội vỉa than, địa chất thủy văn, đá kẹp, đứt gãy, phay phá, biến động chiều dày, góc dốc, - Nhóm điều kiện kỹ thuật gồm: Chiều dài lị chợ thay đ i theo hướng dài ngắn đi; tụt gương lở nóc; đế giàn lún xuống nền, lực chống ban đầu lực chống định mức; giàn chống bị xơ lệch, 19 - Nhóm điều kiện công nghệ gồm: Vấn đề máy khấu, máng cào, giàn chống, phối hợp thiết bị lò chợ, phối hợp làm việc lò chợ thiết bị ngoại vi, cố điện khác, Định hướng hoàn thiện cấu trúc t chức theo hướng đồng thiết bị phương pháp đồng thời gian hoạt động tương thích dẫn đến hiệu làm việc cấu trúc lớn so với để thiết bị hoạt động rời rạc tự Theo cần phải cải thiện hiệu quả, tốc độ khâu chậm sản xuất Khi có cơng cụ dự báo trước làm sáng tỏ nguy tiềm ẩn từ điều kiện địa chất mỏ n ng cao tính liên tục cấu trúc t chức sản xuất lò chợ CGH KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trên giới mơ hình t chức sản xuất chủ yếu áp dụng mơ hình ca/ngày-đêm ca/ngày-đêm Ở vùng Quảng Ninh chủ yếu áp dụng mơ hình t chức sản xuất ca/ngày-đêm Tác động lên cấu trúc t chức sản xuất lò chợ CGH chủ yếu điều kiện địa chất, kỹ thuật mỏ yếu tố định đến lực sản xuất lò chợ yếu tố tiềm ẩn chưa làm sáng tỏ Tất khâu sản xuất lò chợ CGH tiềm ẩn nguy dẫn đến dừng máy phải tiến hành phục hồi, sửa chữa nhằm đưa trạng thái hoạt động bình thường Đơn giản hóa chu trình làm việc sơ đồ không gian mạng điểm nút, khoảng cách điểm nút thời gian hồn thành cơng đoạn sản xuất, biểu thị qua 16 tham số thời gian biểu thị trạng thái làm việc lò chợ CGH điều kiện địa chất, kỹ thuật mỏ Cường độ khấu than lò chợ hệ số lệch chuẩn thời gian số quan trọng để phản ánh tương thích cấu trúc t chức sản xuất với biến động yếu tố địa chất, kỹ thuật mỏ Chỉ số cường độ khấu than cho phép điều tiết tốc độ làm việc t hợp thiết bị lò chợ Hệ số thời gian lệch chuẩn KLC phản ảnh tính hiệu cấu trúc t chức sản xuất Cụ thể mỏ Hà Lầm vỉa 11 KLC = 0,87; vỉa KLC = 0,88; lò chợ vỉa 11 mỏ Dương Huy KLC = 0,78 Kiến nghị Tiếp tục có nghiên cứu khác để giải tốn trạng thái hoạt động lị chợ CGH mà khn kh luận án chưa giải hết Đề nghị Tập đoàn Cơng nghiệp Than – Khống sản Việt Nam (Vinacomin), T ng Công ty Đông Bắc, viện nghiên cứu, Trường đại học áp dụng kết nghiên cứu, xây dựng phần mềm phục vụ cho sản xuất hiệu 20 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ LUẬN ÁN I Cơng trình thuộc danh mục Scopus/ISI (03) Nguyen Van Dung, Nguyen Phi Hung, Tan Do (2019), Numerical study of pile reinforced slope-A case at Khe Cham coal preparation construction site project (Vietnam), Book series “Lecture Notes in Civil Engineering” published by Springer and indexed in Scopus Nguyen Phi Hung, Nguyen Van Dung, Tando (2019), Dynamic properties of loose sand using numerical analysis-A case at Hong Thai Tay coal transportation road project (Vietnam), Book series “Lecture Notes in Civil Engineering” published by Springer and indexed in Scopus Nguyen Van Dung, Nguyen Phi Hung, Tan Do, Experimental study on the efficiency of water infusion for underground mining of a coal seam, Civil Engineering ISI, Licensee MDPI, Basel, Switzerland, 2019, P -14 II Cơng trình Hội nghị khoa học quốc tế (03) Nguyen Van Thinh, Nguyen Phi Hung, Nguyen Van Quang, Nguyen Van Dung, Tran Bao Ngoc (2016), Improving exploitation technology by efficient solution with conditions of thick and steep seams at Mao Khe coal mine, International Conference on Advances in Mining and Tunneling, Hanoi, Vietnam P 218-221 Nguyen Phi Hung, Bui Manh Tung, Nguyen Cao Khai, Nguyen Van Dung (2017), Research for waste material utilization to increase the life of support, International Conference on Geo-spatial Technologies and Earth Resources, Hanoi, Vietnam P 373 -376 Nguyen Phi Hung, Bui Manh Tung, Nguyen Cao Khai, Nguyen Van Dung, Pham Manh Tung, Tran Dai Nghia (2017), Research in producing block brick from wates of disposal area of Thong Nhat coal mine, International Conference on Geo-spatial Technologies and Earth Resources, Hanoi, Vietnam P 493 – 498 III Các cơng trình Hội nghị khoa học quốc gia (03) 21 Nguyễn Văn Dũng, Nguyễn Phi Hùng, Nguyễn Cao Khải, Đặng Phương Thảo, Lê Duy Khánh (2018), Nghiên cứu xây dựng quy trình thi cơng khai thác lò chợ giới chống giữ giàn ANSH cho khu vực khoáng sàng Hồng Thái - Mạo Khê, Hội nghị quốc gia Khoa học Trái đất Tài nguyên thiên nhiên Sự phát triển bền vững, Hà Nội, Việt Nam Tr 41 – 47 Nguyễn Phi Hùng, Nguyễn Cao Khải, Bùi Mạnh Tùng, Trần Văn Thanh, Nguyễn Văn Dũng (2018), Nghiên cứu số nguyên nhân giải pháp khắc phục cố khai thác lị chợ giới hóa, Hội nghị quốc gia Khoa học Trái đất Tài nguyên thiên nhiên Sự phát triển bền vững, Hà Nội, Việt Nam Tr 84 – 90 Nguyễn Phi Hùng, Bùi Mạnh Tùng, Nguyễn Cao Khải, Trần Bảo Ngọc, Nguyễn Văn Dũng (2016), Xác định chiều dày lớp than hạ trần khai thác vỉa than dày dốc đứng vỉa Tây mỏ than Mạo Khê, Hội nghị Khoa học Kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ XXV, Quảng Ninh, Việt Nam Tr 246 – 248 IV Các cơng trình khoa học thuộc Tạp chí ngành (04) Nơng Việt Hùng, Nguyễn Văn Dũng, Phùng Mạnh Đắc (2016), Nghiên cứu mối quan hệ tương tác khối đá vách giàn chống lị chợ giới hóa hạ trần mỏ hầm lị vùng Quảng Ninh, Tạp chí Công nghiệp mỏ, Hà Nội, Việt Nam Tr 1-4 Nguyễn Phi Hùng, Trần Văn Thanh, Bùi Mạnh Tùng, Nguyễn Văn Dũng, Nguyễn Vương Minh Hùng (2018), Nghiên cứu giải pháp công nghệ khai thác vỉa dốc đứng, nghiêng đứng mỏ than Hồng Thái, Tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất, Hà Nội, Việt Nam Tr 27 – 31 Nguyễn Văn Dũng, Nguyễn Phi Hùng, Vũ Thái Tiến Dũng (2019) Các yếu tố ảnh hưởng phương pháp tính thời gian làm việc hiệu cấu trúc tổ chức sản xuất lị chợ giới hóa, Tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất, Hà Nội, Việt Nam Nguyễn Văn Dũng, Nguyễn Phi Hùng, Đào Văn Chi, Bùi Mạnh Tùng (2019) Ứng dụng mơ hình hệ thống liên kết có điều kiện phân tích xác định trạng thái làm việc cấu trúc tổ chức sản xuất lị chợ giới hóa Tạp chí Cơng nghiệp Mỏ, Hà Nội Việt Nam Tr 35 – 40 22 V Cơng trình đề tài sở cấp Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất (01) Nguyễn Phi Hùng, Nguyễn Văn Dũng, Vũ Thái Tiến Dũng, Bùi Mạnh Tùng, (2019) Nghiên cứu xây dựng giải pháp tổ chức điều hành khâu sản xuất đồng cho lị chợ giới hóa vỉa 11, cơng ty than Dương Huy (Quyết định 492/QĐ- ĐHM, mã số đề tài T 19-08)  ... CHƢƠNG TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CẤU TRÚC TỔ CHỨC SẢN XUẤT LÒ CHỢ CƠ GIỚI HÓA ĐỒNG BỘ 1.1 Tổng quan số mơ hình tổ chức sản xuất lị chợ giới hóa đồng Cấu trúc t chức sản xuất thể tính hợp lý mặt... triển khai công nghệ CGH điều kiện vùng mỏ Quảng Ninh khoảng trống lớn t chức sản xuất cần nghiên cứu cụ thể Chính đề tài ? ?Nghiên cứu xác định cấu trúc tổ chức sản xuất hợp lý nhằm nâng cao hiệu khai. .. công đoạn khai thác xác định thời gian làm việc hiệu cấu trúc t chức sản xuất lị chợ CGH; - Tối ưu hóa cấu trúc t chức sản xuất cho số lò chợ CGH vùng Quảng Ninh Phƣơng pháp nghiên cứu Luận án