Kết quả ứng dụng các giải pháp tự động hóa của Viện Cơ khí năng lượng và Mỏ - Vinacomin phục vụ đề án Tin học hóa – Tự động hóa của tập đoàn TKV

HỘI NGHỊ KHOA HỌC TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA
(MEAE2021)

Kết quả ứng dụng các giải pháp tự động hóa của Viện Cơ khí
năng lượng và Mỏ - Vinacomin phục vụ đề án Tin học hóa – Tự
động hóa của tập đồn TKV
ThS. Phạm Văn Hiếu 1*
1 Trung tâm Tự động hóa, Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ

Viện đã trực tiếp triển khai một số giải pháp THHTĐH vào thực tiễn thông qua các đề tài nghiên cứu,
dự án SXTN và các cơng trình đấu thầu xây lắp, một
số cơng trình điển hình như: Tự động hóa tuyến
băng tải Thành Cơng - Cơng ty than Hịn Gai; Tự
động hóa băng tải Cơng ty than Dương Huy; Tự
động hóa băng tải Cơng ty than Vàng Danh; Tự
động hóa Nhà máy tuyển than Vàng Danh II; Tự
động hóa Nhà máy tuyển Đồng Sin quyền; Hệ thống
điều khiển tời trục giếng chính JK - Cơng ty than hạ
Long; Hệ thống điều khiển Tời cáp chở người Công ty than Hạ Long, Quang Hanh, Mạo Khê; Hệ
thống điều khiển cửa gió tự động - Cơng ty than Hạ
Long; Hệ thống giám sát ra vào lò, nhà ăn, nhà đèn
và chấm công thợ mỏ tự động - Công ty than Dương
Huy...
Ngoài nững giải pháp đã và đang được ứng dụng
vào thực tiễn như trên, Viện cũng đã triển khai
nghiên cứu và đề xuất các giải pháp mới để tiếp tục
đưa vào thực tiễn trong thời gian tới như: Hệ thống
điều vận tàu điện; Hệ thống điều khiển tự động
hầm bơm thốt nước chính; Hệ thống điều khiển tự
động trạm quạt gió cục bộ; Hệ thống phát thanh kỹ
thuật số; Hệ thống điều khiển giám sát rơ le kỹ

thuật số và trạm cung cấp điện hầm lò...
2. Giới thiệu một số giải pháp TĐH do Viện Cơ
khí Năng lượng và mỏ nghiên cứu thiết kế, chế
tạo

1. Mở đầu
Ngày 28/12/2018, Tập đoàn TKV có Quyết định
số 2394/QĐ-TKV phê duyệt “Đề án ứng dụng THHTĐH của Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản
Việt Nam giai đoạn đến 2020, giai đoạn 2021-2025,
tầm nhìn đến 2030”. Thực hiện đề án này, nhiều
đơn vị thành viên đã chủ động tích cực tìm hiểu và
ứng dụng các hệ thống tự động hóa vào các khâu
sản xuất cụ thể, các thiết bị mỏ, các khâu phụ trợ về
quản lý giám sát an tồn - thơng tin liên lạc, các nhà
máy tuyển than, các nhà máy điện và các nhà máy
chế biến sâu khống sản... Trong đó, điển hình các
mỏ đã bước đầu xây dựng tích hợp các trung tâm
điều khiển giám sát tập trung hiện đại có khả năng
bao quát toàn mỏ/nhà máy và điều khiển tập trung
như các mỏ Hòn Gai, Hà Lầm, Dương Huy, Nhà máy
Tuyển Vàng Danh II. Trong đó, nhiều khâu sản xuất
đã áp dụng tự động hóa và đã phát huy được hiệu
quả rõ rệt về tăng năng suất lao động và giảm số lao
động thủ cơng, tăng mức độ an tồn, một số cơng
trình điển hình như: Hệ thống tự động hố băng tải
giếng chính Hịn Gai, Mạo Khê, Khe Chàm, Vàng
Danh; Tự động hố hầm bơm, tuyến băng tải lị
xun vỉa -300 Hà Lầm; Tự động hóa trạm bơm
dịch nhũ hóa tại Cơng ty than Thống Nhất, Hịn Gai;
Hệ thống Tự động hoá tại nhà máy tuyển Vàng

Danh II; Hệ thống Tự động hố trạm quạt gió Cơng
ty than Núi Béo, Vàng Danh.
Là đơn vị nghiên cứu, tư vấn, Viện Cơ khí Năng
lượng và Mỏ cũng đã tham gia tích cực vào Chương
trình THH - TĐH của Tập đồn, trong đó Trung tâm
Tự động hóa (T5) của Viện trực tiếp triển khai, và
phối hợp với các trung tâm cơ khí khác trong Viện
để hồn thiện các tính năng tự động hóa cho cá
thiết bị cơ giới, cơng trình cơ khí do Viện chế tạo,
cung cấp và lắp đặt. Trong những năm vừa qua,

2.1. Các hệ thống đã được ứng dụng thành công
trong thực tế sản xuất
1. Hệ thống điều khiển tự động và giám sát tự
động tập trung tuyến băng tải
- Sử dụng cho: Băng tải hầm lò, mặt bằng;
218


HỘI NGHỊ KHOA HỌC TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HĨA
(MEAE2021)

- Tích hợp điều khiển tự động, thông tin liên lạc
không dây và camera giám sát dựa trên mạng
Ethernet công nghiệp tốc độ cao;
- Cấp bảo vệ chung: Exd [ia]I;
- Chức năng vận hành hệ thống đảm bảo 3 chế độ:
chạy tự động, chạy liên động và chạy độc lập;
- Hệ thống phần mềm vận hành dự phịng nóng;
Giám sát từ xa qua Internet;

Đã áp dụng tại: Cơng ty Than Hịn Gai, Cơng ty
Than Dương Huy; Công ty Than Vàng Danh

3. Hệ thống thông tin di động trong lị
- Chức năng thơng tin liên lạc di động trong hầm
lị thơng qua hệ thống mạng mạch vịng Ethernet
tốc độ cao và hệ thống tích hợp VoiceIP. Phủ sóng
wifi phục vụ thơng tin di động trong hầm lị. Kết nối
camera wifi di động. Tiêu chuẩn Exd [ia] I, Exia I.
- Nhờ có hệ thống này thì người lao động dưới
hầm lị có thể sử dụng điện thoại di động phịng nổ
để nhanh chóng liên lạc với phịng điều hành trên
mặt đất để báo cáo về tình hình cũng như sự cố
dưới hầm lò:
- Hệ thống camera dưới hầm lị sử dụng hệ
thống này sẽ bớt được cơng đoạn kéo dây từ mặt
bằng xuống dưới hầm lò. Như vậy sẽ tiết kiệm được
công sức lao động, thời gian và chi phí .
- Địa chỉ áp dụng: Cơng ty Than Dương Huy - TKV.

2. Hệ thống điều khiển và giám sát tời cáp chở
người
- Sử dụng cho: điều khiển tự động tời cáp treo
trong các mỏ than hầm lò;
- Hệ thống bao gồm tủ điều khiển trung tâm đầu
tời trục kết nối với các thiết bị ngoại vi để kiểm sốt,
hiển thị tồn bộ hoạt động của tời trục và cho phép
người vận hành đặt tốc độ tời hoặc thiết lập các chế
độ vận hành tự động.
- Cấp bảo vệ: Exd [ia] I;

Địa chỉ áp dụng: Công ty Than Thống Nhất - TKV,
Công ty Than Hạ Long - TKV, Công ty Than Quang
Hanh - TKV.
219


HỘI NGHỊ KHOA HỌC TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA
(MEAE2021)

4. Hệ thống giám sát ra vào lò, nhà ăn, nhà đèn tự
động
- Giải pháp tối ưu về quản lý nhân sự, ra vào lò;
- Phương pháp chấm công phong phú: thẻ từ,
khuôn mặt, vân tay;
- Quản lý chấm cơng và hỗ trợ tính lương bằng
phần mềm tự động tích hợp;
- Báo ăn ca (PX mặt bằng); Báo cáo chi tiết giờ
làm việc, tăng ca, đi trễ, về sớm, vắng mặt của từng
nhân viên; Báo cáo tổng số giờ và số ngày làm việc
trong một tháng của từng nhân viên; Báo cáo tổng
hợp trong một tháng, quý, năm;
- Xuất dữ liệu dưới dạng *.xls (Excel) hỗ trợ tính
lương nhân viên;
- Cập nhật thơng tin nhân sự, lương và các khoản
phụ cấp, chia ca, đổi ca, đăng ký vào ra, đăng ký nghỉ
phép cho từng nhân viên;
- Quản trị hệ thống an tồn: Dữ liệu khơng bị
mất khi xảy ra sự cố cúp điện;
- Quản lý giờ làm việc: Khả năng kiểm tra mọi
lúc, mọi nơi qua Internet;

- Phân quyền truy cập nhiều cấp: cấp lãnh đạo,
cấp phịng ban, cấp phân xưởng;
- Thời gian lưu trữ khơng giới hạn;
- Địa chỉ áp dụng: Công ty Than Dương Huy – TKV
5. Hệ thống điều khiển tự động nhà máy tuyển
than, khoáng sản
Hệ thống ĐKTĐ trong một nhà máy tuyển thực
hiện các chức năng:
- Giám sát các thông số cơng nghệ chính trong
hệ thống: tỉ trọng, lưu lượng, mức vật liệu, áp lực,
220


HỘI NGHỊ KHOA HỌC TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HĨA
(MEAE2021)

dịng tải, nhiệt độ, độ ẩm... và các trạng thái làm việc
của các thiết bị công nghệ;
- Tự động điều khiển chế độ làm việc/không làm
việc của mọi thiết bị cơ điện trong dây chuyền theo
diễn biến công nghệ như: băng cấp than nguyên
khai, các loại băng trung gian, các loại máy sàng,
máy đập, máy nghiền, máy bơm, máy tuyển, máy
lắng, máy cấp liệu, các loại van điện từ, tời kéo…;
- Tự động điều chỉnh tỷ trọng huyền phù cấp cho
các máy tuyển;
- Tự động điều chỉnh mức vật liệu, dung dịch…;
- Điều khiển tự động cho các cụm máy hoặc hệ
thống máy lắng, máy trộn, máy đập, bàn tuyển, máy
sấy nhiệt, máy rửa, máy tuyển chân khơng, máy

tuyển khí, tuyển bằng thùng xốy cyclone…
- Phân quyền truy cập nhiều cấp: cấp lãnh đạo,
cấp phòng ban, cấp phân xưởng;
- Thời gian lưu trữ không giới hạn;
- Địa chỉ áp dụng: Công ty CP Than Vàng Danh
- Vinacomin; Chi nhánh Mỏ tuyển Đồng Sin Quyền
- Tổng Công ty Khống sản - TKV

DT

DC

Đo tỷ
trọng

Nước

Hồi cơng nghệ

Điều khiển
cánh khuấy

Nước

Đặt đầu vào
2.0SpG

DC

Đặt SP

1.9/1.7 SpG

Van cấp nước
sạch

Máy tuyển
CKB

DT

Đo tỷ
trọng

Thùng chứa
huyền phù tiêu
chuẩn

Van thanh thải

Bơm
Bơm

Huyền phù tuần hoàn

2.2. Các hệ thống đã nghiên cứu thành công
chuẩn bị áp dụng vào thực tế sản xuất trong giai
đoạn tới
1. Hệ thống tự động hóa trạm cấp dịch nhũ hóa
mỏ hầm lị
- Tự động hóa quá trình pha trộn nhũ tương, bao

gồm việc điều tiết lượng nước, lượng dầu nhũ hóa
để đạt tỷ trọng chính xác đặt trước,
- Trang bị các thiết bị cấp trường để đảm bảo cho
tự động hóa và an tồn vận hành tự động: đo tỷ
trọng nhũ tường (%), đo áp lực, đo lưu lượng, đo
mức các thùng, đo nhiệt độ bơm dịch, đo dòng tải
động cơ, và bổ sung các van điều tiết cấp nước, bơm
cấp dầu nhũ để điều tiết pha tự động được chính
xác,
- Lắp đặt bổ sung thùng cấp dầu nhũ hóa để lưu giữ
và điều tiết tỷ lệ cấp dầu pha chủ động,
- Lắp đặt cải tạo thùng pha nhũ hóa để phù hợp với
tự động hóa
- Lắp đặt bộ lọc nước đầu vào để làm mềm nước,
đảm bảo đến chất lượng nước để pha dịch
- Lắp đặt hệ thống giám sát camera từ xa tại trung
tâm điều khiển để quan sát từ xa tình trạng hoạt
động của trạm.

2. Hệ thống tự động hóa hầm bơm thoát nước
mỏ
221


HỘI NGHỊ KHOA HỌC TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HĨA
(MEAE2021)

Hệ thống tự động hóa hầm bơm thoát nước mỏ
đáp ứng nhu cầu vận hành tự động và từ xa, được
trang bị các thiết bị theo định hướng chuẩn chung

của chương trình hành động THH-TĐH của Tập
đoàn TKV (1755/QĐ-TKV, ngày 22/7/2017), hệ
thống bao gồm:
- Hệ thống điều khiển tự động hầm bơm dựa
trên mạng Ethernet tốc độ cao, kết nối cáp quang,...
các tín hiệu truyền thơng chuẩn an toàn tia lửa,
- Hệ thống camera giám sát hình ảnh tồn bộ các
vị trí quan trọng trong hầm bơm và vị trí bể thu
nước mặt bằng từ phịng điều khiển tập trung,
- Hệ thống được trang bị thông tin liên lạc để dễ
dàng lên lạc giữa trung tâm vận hành và công nhân
kỹ thuật tại hiện trường để kiểm tra và xử lý tình
huống nhanh nhất.

+ Giám sát liên tục vị trí đầu tàu và các thơng tin
trên đầu tàu như: tốc độ tàu, điện áp - dòng điện
đầu tàu, hình ảnh phía trước và phía sau đầu tàu
trên toàn tuyến vận tải.
+ Điều khiển và giám sát trạng thái từng bộ ghi.
+ Điều khiển và giám sát tình trạng đóng/mở
các barie.
+ Giám sát tình trạng trạm nạp ắc quy: dòng nạp,
điện áp nạp.
+ Điều khiển và giám sát vị trí đóng cắt cầu dao
cấp nguồn cho tàu trolay
+ Hình ảnh camera các vị trí quan trọng dọc
tuyến vận tải
- Thông tin liên lạc dọc tuyến không dây giữa
trung tâm với người lái tàu, người vận hành khác
trong ca và giữa các cán bộ công nhân vận hành với

nhau.
- Giám sát vị trí, tình trạng thiết bị (ắc quy, tốc độ)
và cảnh báo nguy hiểm va chạm tàu...

4. Hệ thống tự động hóa trạm nén khí
- Chức năng vận hành hệ thống đảm bảo 3 chế độ:
chạy tự động, chạy liên động và chạy độc lập, tự
động chạy luân phiên;
- Giám sát tự động trạng thái chạy/dừng, sự cố, số
giờ chạy, áp lực khí nén, lưu lượng cấp khí vào lị,
dịng điện, điện áp, kWh tiêu thụ,…
- Camera giám sát hỗ trợ, giám sát từ xa qua
Internet

3. Hệ thống điều vận tàu điện mỏ
- Tại phòng điều vận trung tâm, người điều vận
kiểm sốt được tồn tuyến vận tải như sau:
222


HỘI NGHỊ KHOA HỌC TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HĨA
(MEAE2021)

và thơng số mạng điện: V, I, Cosp, P, Q, E, on/off,….;
Các biểu đồ phân tích; Các báo biểu.
- Camera giám sát các vị trí trọng yếu và dao cách
ly ngoài trời.
- Giám sát từ xa qua internet.

5. Hệ thống phát thanh kỹ thuật số mỏ hầm lị

7. Hệ thống tự động hóa trạm quạt

- Hệ thống phát thanh 16 kênh độc lập;
- Truyền thông cáp quang;
- Nguồn cấp 220Vac 50Hz;
- Tiêu chuẩn phòng nổ Exd I;
- Truyền thông cáp quang;
TRUNG TÂM ĐIỀU
HÀNH

- Chức năng điều khiển: chế độ điều khiển tự động;
bằng tay; tại chỗ;
- Hiển thị trạng thái vận hành tắt/mở/lỗi;
- Hiển thị thông số về điện: U, I, Cosφ, P, Q, E; lưu
lượng gió; khí CH4 online; nhiệt độ online; áp lực
online ...
- Chức năng báo cáo: Biểu đồ phân tích; báo cáo vận
hành;
- Phân tích trực tuyến rung động động cơ và quạt.

Vùng n

Vùng 1

Cáp quang
Cáp quang

Vùng 2

8. Hệ thống điều khiển tập trung lò chợ
- Hệ thống điều khiển tập trung cục bộ lò chợ
được lắp đặt ở khu vực lò chợ
- Tủ điều khiển và phần mềm giám sát điều
khiển tập trung cho phép giam sát tồn bộ các
thơng số của từng thiết bị trong lò chợ như trạng
thái chạy dừng, điện áp, dòng điện từng động cơ...
vận hành qua màn hình giao diện tiếng Việt.

6. Hệ thống tự động hóa trạm điện
- Xây dựng hệ thống phần cứng và phần mềm giao
diện điều khiển, giám sát hệ thống cung cấp điện:
Quản lý và thu thập số liệu; Giám sát các trạng thái
223


HỘI NGHỊ KHOA HỌC TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HĨA
(MEAE2021)

- Camera lắp dọc lị chợ và kết nối với màn hình
để giám sát hình ảnh tập trung qua màn hình phịng
nổ.
- Lắp các các thiết bị đo lường, giám sát khác
như nhiệt độ, áp suất (tùy chọn)

3. Kết luận
Qua thực tiễn triển khai 2-3 năm gần đây, có thể
khẳng định THH-TĐH là một trong những cơng
nghệ chính và tất yếu góp phần nâng cao năng suất,
an toàn và hiệu quả trong ngành khai thác mỏ. Tuy

nhiên, việc ứng dụng và phát triển các hệ thống cịn
chậm, gặp nhiều khó khăn do thiết bị lạc hậu, trình
độ nhân lực kỹ thuật thấp, chưa có định hướng tổng
thể lựa chọn hệ thống phù hợp. Do vậy trong những
năm qua các giải giải pháp tự động hóa mỏ nói
chung và giải pháp do Viện Cơ khí Năng lượng và
Mỏ nghiên cứu, chuyển giao công nghệ chủ yếu tập
trung vào các khâu sản xuất cụ thể với các tính năng
còn hạn chế để phù hợp với nhân lực, cơ sở hạ tầng
hiện có của mỏ. Trong những năm tới việc áp dụng
các giải pháp nêu trên ở mức độ tự động hóa cao
hơn cũng như các giải pháp mới tổng thể hiện đại
hơn còn rất nhiều tiềm năng để phù hợp với nhu
cầu, nhân lực và cơ sở hạ tầng từng giai đoạn phát
triển của ngành mỏ.

224