Bài viết đề xuất phương pháp xác định thời gian làm việc hiệu quả của chu kỳ sản xuất lò chợ thực tế dựa trên từng công đoạn thành phần. Từ đó đánh giá ảnh hưởng của thời gian làm việc hiệu quả đến sản lượng khai thác lò chợ cơ giới hóa, có tính toán trong điều kiện cụ thể tại vỉa 11, mỏ than Hà Lầm.
Journal of Mining and Earth Sciences Vol 61, Issue (2020) 95 - 101 95 Assessment of the effective working time on the mining output of the mechanized longwall (coal seam 11) in Ha Lam coal mine Hung Phi Nguyen 1, *, Tung Manh Bui 1, Dung Tien Thai Vu 1, Hanh My Thi Nguyen2 Faculty of Mining, Hanoi University of Mining and Geology, Vietnam Publishing Office, Hanoi University of Mining and Geology, Vietnam ARTICLE INFO ABSTRACT Article history: Received 18th May 2020 Accepted 13rd June 2020 Available online 31st Aug 2020 The mechanizetion of Ha Lam coal seam 11 was designed with mining output of 600.000 tous per year In fact, due to the negative impact of geological conditions as well as the irrationality of the initial production organization, the mining output of the longwall is not reached according to the designed capacity The paper proposes a method to determine the effective working time of the actual longwall based on each component stage For specific conditions at coal seam 11 in Ha Lam coal mine The mean flow rate of the mining stream is considered as a directional factor of the linear function describing the relation between the daily output and the effective mining in the longwall face This relation is also considered as motivation in particular for supervisory personnel, as it shows advantages resulting from elongation of this time, as well as it shows possible losses of the daily output in a case when the effective working time is given longwall face was shortened Keywords: Daily output, Effective working time, Ha Lam, Longwall faces, Production process Copyright © 2020 Hanoi University of Mining and Geology All rights reserved _ *Corresponding author E - mail: nguyenphihung@humg.edu.vn DOI: 10.46326/JMES.2020.61(4).10 96 Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất Tập 61, Kỳ (2020) 95 - 101 Đánh giá thời gian làm việc hiệu tới sản lượng lị chợ giới hóa vỉa 11 mỏ than Hà Lầm Nguyễn Phi Hùng 1, *, Bùi Mạnh Tùng 1, Vũ Thái Tiến Dũng 1, Nguyễn Thị Mỹ Hạnh2 Khoa Mỏ , Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam Phòng Xuất bản, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam THÔNG TIN BÀI BÁO TĨM TẮT Q trình: Nhận 18/5/2020 Chấp nhận 13/6/2020 Đăng online 31/8/2020 Lị chợ giới hóa vỉa 11, mỏ than Hà Lầm thiết kế với công suất 600.000 t/năm Trên thực tế, ảnh hưởng tiêu cực yếu tố địa chất bất hợp lý công tác tổ chức sản xuất ban đầu dẫn đến sản lượng khai thác lò chợ không đạt theo công suất thiết kế Bài báo đề xuất phương pháp xác định thời gian làm việc hiệu chu kỳ sản xuất lò chợ thực tế dựa cơng đoạn thành phần Từ đánh giá ảnh hưởng thời gian làm việc hiệu đến sản lượng khai thác lò chợ giới hóa, có tính tốn điều kiện cụ thể vỉa 11, mỏ than Hà Lầm Phương pháp kéo dài thời gian làm việc hiệu lên sản lượng khai thác thu được, thảo luận nghiên cứu Tốc độ dịng trung bình luồng khai thác coi yếu tố định hướng hàm tuyến tính, mơ tả mối quan hệ sản lượng hàng ngày hiệu Mối quan hệ coi động lực đặc biệt nhân viên giám sát, cho thấy lợi kéo dài thời gian này, nguy giảm sản lượng hàng ngày thời gian làm việc hiệu bị rút ngắn Từ khóa: Chu kỳ sản xuất Hà Lầm, Lò chợ dài, Sản lượng, Thời gian làm việc hiệu © 2020 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tất quyền bảo đảm Mở đầu Cơng nghệ giới hóa mỏ than Hà Lầm lựa chọn dựa phù hợp với điều kiện địa chất nhằm đem lại hiệu cao sản xuất (Nông Việt Hùng, 2018) Hiệu hoạt động lị chợ giới hóa bị tác động nhiều yếu tố khác nhau, phân chia thành nhóm yếu tố (Cai Zhuangyang Zhou Wei, 2014): _ *Tác giả liên hệ E - mail: nguyenphihung@humg edu.vn DOI: 10.46326/JMES.2020.61(4).10 - Nhóm yếu tố địa chất: điều kiện đá vách, đá trụ, thủy văn, ; - Nhóm yếu tố kỹ thuật: kích thước hình học vỉa, mức độ tương thích tổ hợp thiết bị, hệ thống cơng trình phụ trợ, ; - Nhóm yếu tố cơng nghệ: phối hợp tổ hợp thiết bị, khả cung ứng nguyên nhiên liệu, động lực, … Khi yếu tố có mức độ tác động tiêu cực không đáng kể đồng nghĩa với việc hiệu sản xuất lò chợ đạt mức cao ngược lại (Nguyễn Văn Dũng, 2019) Nếu sử dụng nhân tố đơn lẻ thống kê để đánh giá mức độ hiệu không Nguyễn Phi Hùng nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(4), 95 - 101 thể có kết xác, cần thiết phải xác định thơng qua tham số thời gian làm việc hiệu (Te) Đây thời gian mà q trình sản suất thực liên tục, tức loại trừ thời gian bị gián đoạn việc dừng, hạ tiến hành sửa chữa cơng nghệ sử dụng lị chợ Việc gia tăng thời gian làm việc hiệu tất yếu dẫn đến gia tăng sản lượng gương lò chợ (Snopkowsk Napieraj, 2012) 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 (Snopkowski Sukiennik, 2012) Mơ hình xác định thời gian làm việc hiệu cường độ khấu Để xác lập mơ hình tính tốn cần biết tốc độ di chuyển khoảng cách thiết bị tổ hợp thiết bị lò chợ (máy khấu, máng cào, giàn chống) Mỗi lị chợ giới hóa sử dụng công nghệ khai thác khác đặc trưng thông số tiêu cường độ khấu khác (Snopkowski 97 Sukiennik, 2013) Đối với cơng nghệ áp dụng gương lị chợ, xác định xác cường độ khấu thu thời gian chu kỳ sản xuất, phụ thuộc vào sản lượng khai thác theo chu kỳ, thời gian chu kỳ chế độ làm việc máy khấu Cường độ khấu yếu tố quan trọng sử dụng để đánh giá, tính tốn ảnh hưởng thời gian làm việc hiệu lò chợ tới sản lượng khai thác Hiện tại, lò chợ giới hóa vỉa 11, mỏ than Hà Lầm sử dụng máy khấu mã hiệu MG 150/375 - W, loại máy khấu có tang khấu Thời gian làm việc hiệu lò chợ giới hóa vỉa 11 mỏ than Hà Lầm xác định dựa mơ hình tổ chức sản xuất cho lị chợ sử dụng máy khấu tang điển hình xây dựng Hình (Vayenas Yurij, 2007) Trong Hình giá trị x1, x2, x3 khoảng cách thi công hoạt động hệ thống máy khấu, máng cào, giàn chống, (m); t1, t2, , t6 thời gian thực công đoạn chu kì sản xuất, phút Như vậy, tổng thời gian chu kỳ sản xuất tương ứng là: = + + + + + , phút (1) Trong đó: + t1 - thời gian di chuyển máy khấu không tải khám: Hình Mơ hình khấu máy khấu hai tang (Vayenas Yurij, 2007) 98 Nguyễn Phi Hùng nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(4), 95 - 101 = − = 2, phút (2) Vcz - tốc độ di chuyển máy khấu trạng thái không tải, Vcz= (m/phút); xp - chiều dài khám; xp= 13, m; dk - chiều dài máy khấu, dk= 11 m; + t2 - thời gian di chuyển luồng khám chân, t2= 30 phút; + t3 - thời gian khấu máy khấu: = − = 34, ℎú (3) Vr - tốc độ di chuyển máy khấu khấu, Vr= m/phút; L - chiều dài lò chợ, L= 118 m + t4 - thời gian di chuyển máy khấu trình tạo khám: = ( + + ), ℎú − (4) Vz - tốc độ di chuyển máy khấu trình tạo khám, Vz= m/phút; = + = 26 (5) s - khoảng cách từ vị trí di chuyển chống đến máy khấu, s= 15 m; x2 - khoảng cách từ vị trí sang máng đến chống di chuyển, x2=15 m; = + = 21, (6) p - khoảng cách nhỏ từ vị trí sang máng tới máy khấu, p= 10, m; t4= 25, 75 phút + t5 - thời gian di chuyển luồng khu vực đầu lò chợ (khám đầu): t5= 30 phút + t6 - thời gian di chuyển máy khấu trạng thái không tải: = ( + + − ) , phút (7) = 10,3 = Sản lượng khai thác ca sản xuất xác định theo công thức: = , / ℎú (8) Trong đó: H - chiều cao gương lị: H= 2, m; z - chiều sâu cắt (bước khấu): z= 0, 63 m; γ - tỷ trọng than: γ= 1, 65 T/m3; ρ - hệ số khấu: ρ= 0, 95 Thay số vào ta được: f2k = 2, (T/phút) , / (9) Trong đó: Te - thời gian làm việc hiệu cho ca, (phút/ca); ƒ2k - tiêu cường độ luồng khấu, ƒ2k= 2, (T/phút) Biểu đồ phản ánh phụ thuộc sản lượng ngày với tiêu cường độ khấu thời gian làm việc hiệu trình bày Hình Giá trị cực đại giả định mức độ hoạt động hiệu tối đa thiết bị vận tải lò chợ tốc độ lý tưởng, thời gian làm việc hiệu xác định tương ứng 220 phút Khi đó, sản lượng đầu hàng ca gương lò chợ xác định theo công thức (9) Azm= 507 t/ca Trên thực tế, giá trị thường thấp đáng kể Tuy nhiên, biểu đồ đưa đánh giá tương đối ảnh hưởng tiêu cường độ khấu thời gian làm việc hiệu đến sản lượng khai thác lò chợ Trong phương pháp phát triển, có thành tựu cụ thể so sánh, đánh giá thời gian làm việc hiệu (thời gian thực) cho nhiều điều kiện khác gương lò chợ dài Sự đánh giá cần sử dụng thông số, liệu thu thập từ báo cáo quan điểm chuyên viên giám sát Từ xác định thời gian làm việc hiệu thực tế Ter Dựa vào tiêu cường độ luồng khấu ƒ2k thời gian làm việc hiệu thực tế Ter xác định sản lượng thực tế gương lò chợ dài theo công thức: = Thay vào công thức (1), ta có: Tc= 131, 35 phút Chỉ tiêu cường độ luồng khấu áp dụng công nghệ khấu chiều f2k xác định theo công thức: = Đánh giá ảnh hưởng thời gian làm việc hiệu gương lò chợ dài tới sản lượng khai thác , / (10) Do đó, Azmr coi sản lượng khai thác đầu mỏ ca sản xuất khoảng thời gian làm việc hiệu Ter không đổi Để xác định mức độ thuận lợi hay khó khăn cơng tác sản xuất gương lị chợ giới hóa, việc xây dựng biểu đồ thể thay đổi mặt sản lượng khai thác lò chợ ảnh hưởng thời gian làm việc hiệu nghiên cứu phát triển Khu vực sản lượng đánh dấu biểu đồ khu vực sản lượng đạt (Hình 2) Sản lượng xác định dựa yếu tố đầu liên quan trực tiếp đến Nguyễn Phi Hùng nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(4), 95 - 101 gương lò chợ trường hợp thời gian làm việc hiệu thực tế dài ngắn Tính tốn thời gian làm việc hiệu cho lị chợ giới hóa mỏ Hà Lầm Trong phần này, tính tốn xây dựng cho gương lị chợ dài giới hóa đồng bộ, sử dụng công nghệ khấu chiều Thay công thức từ (1) đến (6) vào công thức (7) ta có tiêu cường độ luồng khấu k2k , đơn vị t/phút xác định theo công thức (11): = ×( + − − + + + )+ + + , (11) phút + Đối với lò chợ giới hóa vỉa 11, mỏ than Hà Lầm, thơng số đầu vào sử dụng bao gồm: - Giàn chống: ZF4400/1, 6/2, (giàn trung gian); ZF4400/1, 6/2, (giàn chống độ); - Máy khấu: MG 150/386 WD; - Máng cào (trước sau): SGZ 630/264 - Cầu chuyển tải: SZZ 630/110 - Chiều cao gương lò: H= 2, 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; 99 - Chiều dài khám: Khám lò đầu, lò chân: xp= 0, m/khám; Khám máy khấu: xp= 13, m; - Chiều dài máy khấu: dk= 11 m; - Tốc độ di chuyển máy khấu trạng thái không tải: Vcz= 0, 7÷5 m/phút; - Tốc độ di chuyển máy khấu khấu: Vr= 2÷4 m/phút; - Tốc độ di chuyển máy khấu trình tạo khám: Vz= 1, 5÷2, m/phút; - Khoảng cách từ vị trí sang máng đến chống di chuyển: x2= 15 m; - Khoảng cách nhỏ vị trí sang máng đến máy khấu: p= 10, m; - Khoảng cách máy khấu chống di chuyển: s= 15 m; - Thời gian di chuyển luồng khám chân: t2= 30 phút; - Thời gian di chuyển luồng khu vực đầu lò chợ (khám đầu): t5= 30 phút; - Thời gian di chuyển dàn chống: phút/giàn; - Thời gian di chuyển cầu máng cào: phút/ máng; - Số lao động 01 ngày đêm: 102 người Sản lượng khai thác mối liên hệ với thời gian làm việc hiệu xác định cho điều kiện gương lò chợ thử nghiệm thể Hình Hình Mối quan hệ sản lượng khai thác hàng ngày, tốc độ lưu thông luồng thời gian làm việc có hiệu 100 Nguyễn Phi Hùng nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(4), 95 - 101 Hình Mối liên hệ sản lượng lị chợ thời gian làm việc hiệu Quan hệ sản lượng khai thác Azm thời gian làm việc hiệu Te mối quan hệ tuyến tính tỷ số chúng khoảng ≈ 10 phút Giá trị tỷ số tương đương với số cường độ luồng khấu gương lò thử nghiệm Giá trị lớn làm gia tăng ảnh hưởng thời gian làm việc hiệu đến sản lượng khai thác, chí cần có thay đổi nhỏ thời gian làm việc hiệu dẫn đến thay đổi lớn sản lượng khai thác Giá trị vượt mức thời gian làm việc hiệu Ter đánh dấu màu xanh trục hồnh Nếu tăng thời gian làm việc hiệu Ter gương lò chợ, sản lượng lò chợ tăng theo, khu vực màu xanh trục tung khu vực thể tiềm đạt mặt sản lượng gương lò chợ dài Như Hình 3, kéo dài thời gian làm việc hiệu thêm 30 phút, kết đạt sản lượng lò chợ tăng lên 68 t/ca Trong trường hợp thời gian làm việc hiệu thực tế nhỏ thời gian tính tốn Ter, sản lượng lị chợ giảm, không hứa hẹn biểu thị vùng đánh dấu màu đỏ Kết luận Như vậy, thời gian làm việc hiệu gương lò chợ yếu tố định mức độ sản lượng lò chợ Vấn đề then chốt nằm chỗ cần phải có biện pháp thiết thực tổ chức sản xuất nhằm gia tăng thời gian làm việc hiệu cho hoạt động ca sản xuất Phương pháp trình bày nghiên cứu cơng cụ hữu ích để đánh giá thời gian làm việc gương lò chợ ảnh hưởng tham số đến sản lượng khai thác lò chợ Kết thực lị chợ giới hóa vỉa 11 xác định thời gian làm việc hiệu 30 phút kích hoạt tăng sản lượng khấu than tiềm vượt khoảng 68 t/ca Tài liệu tham khảo Cai Zhuangyang, Zhou Wei, (2014) Reliability assessment method in underground mining system China technology of mining university, China, 26-37 Nguyễn Văn Dũng, Vũ Thái Tiến Dũng, Đào Văn Chi, Bùi Mạnh Tùng, Nguyễn Phi Hùng, Vũ Tiến Quang, Đinh Thị Thanh Nhàn, (2019) Xây dựng mơ hình điểm nút xác định yếu tố ảnh hưởng phương pháp tính thời gian làm việc hiệu cấu trúc tổ chức sản xuất lị chợ giới hóa Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa Nguyễn Phi Hùng nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(4), 95 - 101 chất 60(5), 31 - 37 Nông Việt Hùng, (2018) Nghiên cứu hồn thiện số thơng số cơng nghệ khai thác lị chợ giới hóa đồng hạ trần than vỉa dày, dốc thoải nghiêng mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh Luận án tiến sĩ kỹ thuật Trường Đại học Mỏ - Địa chất, 105 Snopkowski, R., Napieraj, A., (2012) Method of the production cycle duration time modeling within hard coal longwall faces Arch Min Sci 57(3), 573-585 Snopkowski, R., Sukiennik, M., (2012) Selection of 101 the longwall face crew with respect to stochastic character of the production process - part - procedural description Arch Min Sci 57(4), 107104-11088 Snopkowski, R., Sukiennik, M., (2013) Longwall face crew selection with respect to stochastic character of the production process - part calculation example Arch Min Sci 58(1), 227240 Vayenas, N., Yurij, G., (2007) Using Gen Rel for reliability assessment of mining equipment Journal of Quality in Maintenance Engineering Emerald 13(1) ... quan trọng sử dụng để đánh giá, tính tốn ảnh hưởng thời gian làm việc hiệu lò chợ tới sản lượng khai thác Hiện tại, lò chợ giới hóa vỉa 11, mỏ than Hà Lầm sử dụng máy khấu mã hiệu MG 150/375 - W,... việc hiệu bị rút ngắn Từ khóa: Chu kỳ sản xuất Hà Lầm, Lò chợ dài, Sản lượng, Thời gian làm việc hiệu © 2020 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tất quyền bảo đảm Mở đầu Cơng nghệ giới hóa mỏ than Hà. .. thức: = Đánh giá ảnh hưởng thời gian làm việc hiệu gương lò chợ dài tới sản lượng khai thác , / (10) Do đó, Azmr coi sản lượng khai thác đầu mỏ ca sản xuất khoảng thời gian làm việc hiệu Ter