Hoàn thiện thiết kế, sản xuất thử một số thiết bị cho mỏ than hầm lò

BỘ CÔNG THƯƠNG
TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP THAN - KHOÁNG SẢN VIỆT NAM
VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV



BÁO CÁO TỔNG KẾT DỰ ÁN
TÊN DỰ ÁN:

HOÀN THIỆN THIẾT KẾ, SẢN XUẤT
THỬ MỘT SỐ THIẾT BỊ CHO MỎ THAN
HẦM LÒ
MÃ SỐ: 01DT-08

TẬP I
THUYẾT MINH BÁO CÁO

Chủ nhiệm đề tài:
CAO NGỌC ĐẨU




7756
08/3/2010

HÀ NỘI - 2010

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

2
BỘ CÔNG THƯƠNG
TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP THAN – KHOÁNG SẢN VIỆT NAM
VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ- TKV



BÁO CÁO TỔNG KẾT DỰ ÁN SXTN
TÊN DỰ ÁN:
HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO
PHỤ TÙNG CHO THIẾT BỊ MỎ HẦM LÒ

MÃ SỐ: 01DT-08
TẬP I: THUYẾT MINH BÁO CÁO

Cơ quản chủ quản: Bộ Công Thương
Cơ quan chủ trì: Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ-TKV

CHỦ NHIỆM DỰ ÁN




CAO NGỌC ĐẨU
DUYỆT VIỆN

HÀ NỘI – 2010



VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

3
MỤC LỤC
MỤC LỤC 3
MỞ ĐẦU 4
LỜI CÁM ƠN 7
Phần 1: CÁC THÔNG TIN CHUNG VỀ DỰ ÁN 8
Phần 2: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ THỰC HIỆN DỰ ÁN 11
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VÀ PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM 11
I. TỔNG QUAN 11
II. SẢN PHẨM CỦA DỰ ÁN 15
CHƯƠNG II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI DỰ ÁN 19
I. NỘI DUNG DỰ ÁN. 19
II. PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI 20
CHƯƠNG III. HOÀN THIỆN THIẾT KẾ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 23
I. HOÀN THIỆN THIẾT KẾ 23
II. CÁC PHƯƠNG ÁN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG VÀ CẢI TIẾN CÔNG NGHỆ 31
CHƯƠNG IV. CHẾ TẠO, CUNG CẤP SẢN PHẨM 37
I. CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM SẢN PHẨM 37
II. TỔ CHỨC CHẾ TẠO, TIÊU THỤ SẢN PHẨM 37
CHƯƠNG V. PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ CỦA DỰ ÁN 38
I. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG KINH PHÍ 38
II. HIỆU QUẢ KINH TẾ - XÃ HỘI 38
CHƯƠNG VI. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40

I. KẾT LUẬN 40
II. KIẾN NGHỊ 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO 41
CÁC PHỤ LỤC 42



VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1: Sản lượng than hầm lò dự kiến khai thác 14
Hình 2: Màn hình tính toán cho một tuyến ngắn 24
Hình 3: Mô hình thiết kế và kết quả tính toán 25
Hình 4: Mô hình tính trục 25
Hình 5:Một số loại HGT dùng cho máng cào do Viện chế tạo 26
Hình 6: Mô hình và sơ đồ tính toán máng cào 27
Hình 7: Cấp liệu lắc CL10 sau khi hoàn thiện thiết kế 29
Hình 8: Cấp liệu lắc CL12 sau khi hoàn thiện thiết kế 30
Hình 9: Một số hình ảnh chế tạo cấp liệu lắc 30
Hình 10: Giàn con lăn định tâm dưới 32
Hình 11: Giàn con lăn định tâm trên 33
Hình 12: Chuyển hướng con lăn để định tâm 33
Hình 13: Tính toán góc nhận tải thích hợp 34
Hình 14: Thân tang được thiết kế kiểm tra trên CAD 36
Hình 15: Mặt bích đầu tang 36

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1: Sản lượng than theo quy hoạch 12

Bảng 2: Nhu cầu thiết bị phục vụ khai thác than hầm lò giai đoạn 2009-2025 16
Bảng 3: Lực tác động lên trục tang 26
Bảng 4: Một số phương án lựa chọn hợp lý kết cấu hộp giảm tốc 28


VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

5
MỞ ĐẦU
Theo dự thảo quy hoạch phát triển ngành than đến năm 2015 có xét triển
vọng đến năm 2025, sản lượng than khai thác hàng năm tăng khá nhanh (từ 8%
đến 10%). Vì vậy, công tác đào lò xây dựng cơ bản, vận tải than và đất đá là rất
lớn. Ngoài ra, hiện nay các mỏ than đang phải khai thác xuống sâu, nhu cầu về
chủng loại thiết bị là rất lớn. Theo ước tính mỗi năm nhu cầu phụ tùng và thiết
bị phục v
ụ khai thác than của TKV khoảng hàng chục nghìn tấn và sẽ tăng lên
rất nhanh trong các năm tiếp theo. Hiện nay, thiết bị, phụ tùng cho mỏ than
hầm lò còn nhập khẩu khá nhiều (Trung Quốc, Ba Lan; Nga,…). Tập đoàn
Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam đang có chủ trương phát huy nội lực,
đẩy mạnh sản xuất trong nước, từng bước nội địa hóa thay thế hàng nhập khẩu.
Trong những năm vừa qua, Viện Cơ khí Năng lượ
ng và Mỏ - TKV là
đơn vị đi đầu trong công tác nghiên cứu thiết kế các loại phụ tùng, thiết bị phục
vụ khai thác than, chủ trì thực hiện nhiều đề tài nghiên cứu và đã chế tạo thành
công nhiều sản phẩm đảm bảo chất lượng. Viện là một trong những đơn vị
trong nước cung cấp khá nhiều thiết bị, các bộ phận, phụ tùng phục vụ công tác
sửa chữa, thay thế cho các
đơn vị trong và ngoài ngành.
Để tiến tới có thể chế tạo các thiết bị phục vụ khai thác hầm lò có chất
lượng ổn định, đáp ứng yêu cầu sử dụng và phù hợp với điều kiện các mỏ than

hầm lò Việt Nam, trước tiên phải hoàn thiện thiết kế, khắc phục một số nhược
điểm phát hiện trong quá trình sử dụng, Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ
- TKV
đã đăng ký thực hiện dự án “Hoàn thiện thiết kế, sản xuất thử nghiệm một số
thiết bị cho mỏ than hầm lò” và được phê duyệt theo Quyết định số 1728/ QĐ-
BCT ngày 17/3/2008 của Bộ trưởng Bộ Công Thương, với thời gian thực hiện
dự án là 2 năm (2008 và 2009).
Trong thời gian thực hiện, dự án đã tính toán thiết kế hoàn thiện các thiết bị:
- Băng tả
i khung cứng và khung cáp.
- Máng cào C14M.
- Cấp liệu lắc CL10; CL12 và cấp liệu CL15.


VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

6
Trên cơ sở thay đổi một số kết cấu, sử dụng một số phần mềm hỗ trợ
công tác tính toán thiết kế nâng cao độ chính xác và tin cậy cho thiết bị. Từ kết
quả đó Viện tiến hành sản xuất thực nghiệm các thiết bị và cung cấp cho các
mỏ theo các hợp đồng kinh tế. Qua hai năm thực hiện, dự án đã tạo ra khối
lượng lớn sản ph
ẩm với giá trị đạt trên 59 tỷ đồng (gấp hơn 4 lần dự kiến của
dự án), tạo lợi nhuận trên 1,77 tỷ đồng, tạo việc làm và tăng thu nhập cho
CBCNV trong Viện.
Thông qua việc tổ chức thực hiện dự án, trình độ chuyên môn, nghiệp vụ
của nhiều cán bộ trong Viện được nâng lên rõ rệt. Một số cán bộ đã hoàn thành
khóa đào tạo cao học với luận án tốt nghi
ệp liên quan đến sản phẩm của dự án.
Sản phẩm của dự án đã được các đơn vị sử dụng đánh giá có chất lượng

cao. Qua đó có thể thấy chúng ta hoàn toàn có thể chủ động chế tạo một số thiết
bị trong nước, đáp ứng yêu cầu sản xuất than và tiến tới thực hiện các dự án to
hơn, chế tạo các thiết bị có độ phứ
c tạp cao hơn.










VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

7
LỜI CÁM ƠN
Nhóm dự án xin cảm ơn Bộ Công Thương, Lãnh đạo Tập đoàn Công
nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam, các Công ty Than Mạo Khê - TKV, Công
ty Than Hà Lầm - TKV, Công ty Than Hạ Long - TKV, Công ty Than Hòn Gai
- TKV, Công ty Than Đồng Vông - TKV, Công ty Than Đồng Vông – TKV,
Công ty Than Hồng Thái – TKV, các đơn vị hợp tác cùng tất cả các chuyên gia
và đồng nghiệp trong và ngoài Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV đã nhiệt
tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho nhóm thực hiện hoàn thành được các nội dung
đã đặt ra của dự án này.

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

8
Phần 1: CÁC THÔNG TIN CHUNG VỀ DỰ ÁN

1. Tên Dự án: Hoàn thiện thiết kế, sản xuất thử một số thiết bị cho mỏ
than hầm lò
2. Số đăng ký: 01DT-08
3. Cơ quan quản lý: Bộ Công Thương
4. Thời gian thực hiện: 22 tháng, từ tháng 03/2008 đến hết tháng 12/2009
5. Kinh phí thực hiện dự kiến: 6.670.000.000 đồng
Trong đó, từ Ngân sách sự nghiệp khoa học: 2.000.000.000đồng
Thu hồi: Kinh phí đề nghị thu hồi: 1.400.000.000đồng (70 % kinh
phí hỗ trợ từ ngân sách SNKH).
Thời gian đề nghị thu hồi: 6/2010
6. Tổ chức đăng ký chủ trì thực hiện Dự án:
Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV;
Địa chỉ: 565 Nguyễn Trãi - Thanh Xuân - Hà Nội;

Điện thoại: 04.38545224
Fax: 04.38543154
7. Cá nhân đăng ký chủ nhiệm Dự án: Cao Ngọc Đẩu
Học vị: Kỹ sư
Chức vụ: Viện trưởng
Địa chỉ: 565 Nguyễn Trãi - Thanh Xuân- Hà Nội.
Điện thoại: 04.38543346;
Fax: 04.38543154;
Email: iemm@ vnn.vn




VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

9
8.
Cơ quan phối hợp chính:
- Công ty Than Mạo Khê - TKV;
- Công ty Than Hà Lầm - TKV;
- Công ty Than Hạ Long - TKV;
- Công ty Than Hòn Gai - TKV;
- Công ty Than Đồng Vông - TKV;
- Công ty Than Hồng Thái - TKV.
9. Danh sách cá nhân tham gia dự án:
TT Họ và tên Học vị, chuyên môn
1 Trần Đức Thọ ThS. Công nghệ cơ khí
2 Hoàng Văn Vĩ ThS. Chế tạo máy mỏ
3 Đỗ Trung Hiếu ThS. Công nghệ Cơ khí
4 Đàm Hải Nam ThS. Công nghệ Chế tạo Máy

5 Phạm Văn Mùi KS. Luyện kim
6 Lê Thái Hà KS.Công nghệ hàn, Cử nhân Kinh tế
7 Đặng Đức Lăng KS. Chế tạo máy Mỏ
8 Cao Hồng Phú KS. Công nghệ Chế tạo Máy
9 Nguyễn Kế Vinh KS. Công nghệ Chế tạo Máy
10 Nguyễn Văn Chiến KS. Công nghệ Chế tạo Máy
11 Đỗ Văn Minh KS. Chế tạo máy mỏ
12 Hà Thị Thuý Vân Kỹ sư Kinh tế
13 Vũ Thị Hồng Vân KS. Cơ khí
14 Võ Thị Hoàng Oanh Cử nhân Kinh tế
15 Các cá nhân khác

11. Quyết định giao nhiệm vụ: Số 1728/QĐ-KHCN ngày 17/3/2008
của Bộ Công Thương.


VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

10
12. Hợp đồng triển khai thực hiện dự án: Số 02.08.SXTNBS/HĐ-
KHCN, ký ngày 20/5/2008 giữa Bộ Công Thương và Viện Cơ khí Năng lượng
và Mỏ - TKV. Nội dung, tiến độ và kết quả thực hiện dự án SXTN theo Phụ lục
1 của Hợp đồng.
Những mục tiêu chính của dự án là:
- Mục tiêu trước mắt:
+ Hoàn thiện tài liệu thiết kế một số thiết bị mỏ than hầm lò.
+
Ổn định từng bước và nâng cao chất lượng sản phẩm.
+ Chế tạo thiết bị, phụ tùng đáp ứng nhu cầu trong nước, thay thế nhập khẩu.
- Mục tiêu lâu dài:

+ Lập bộ tài liệu thiết kế, chế tạo thiết bị, tiêu chuẩn hóa.
+ Chế tạo thiết bị, phụ tùng đáp ứng nhu cầu trong nước, thay thế nhập
khẩu và tiến tới xuất khẩu.
+ Đ
áp ứng điều kiện khai thác ngày càng xuống sâu và gia tăng sản
lượng của các mỏ than hầm lò Việt Nam.
+ Cơ giới hóa khâu vận tải trong đào lò XDCB và khai thác than.
+ Phát triển ngành than nói chung trong đó có lĩnh vực cơ khí từ khâu
nghiên cứu thiết kế đến chế tạo sản phẩm.
Các nội dung chính cần thực hiện:
- Xây dựng phương án sản phẩm;
- Hoàn thiện thiết kế các sản phẩm;
- Tổ chức ch
ế tạo thử nghiệm và tiêu thụ sản phẩm;
- Tổng kết, nghiệm thu dự án;
- Quyết toán nộp kinh phí thu hồi.





VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

11
Phần 2: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ THỰC HIỆN DỰ ÁN

Chương I. TỔNG QUAN VÀ
PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM
I. TỔNG QUAN
I.1. Chiến lược phát triển ngành Than - Khoáng sản Việt Nam

Chiến lược phát triển ngành Than Việt Nam là phát triển ổn định, bền
vững, bảo đảm hài hoà với môi trường; trên cơ sở áp dụng công nghệ thăm dò,
khai thác và chế biến tiên tiến, phù hợp với điều kiện mỏ địa chất và kinh tế xã
hội ở từng vùng. Phát triển ngành than phải lấy mục tiêu hiệu quả kinh tế, giảm
tổn thất tài nguyên, an toàn lao động, bảo vệ môi trường sinh thái, đáp
ứng tối
đa nhu cầu than cho phát triển KTXH của đất nước. Thị trường hoá ngành than
để thu hút nguồn lực của mọi thành phần kinh tế vào đầu tư phát triển ngành;
đặc biệt là thu hút đầu tư nước ngoài vào thăm dò, khai thác than ở vùng đồng
bằng sông Hồng với quy mô lớn sau năm 2020.
I.2. Mục tiêu phát triển sản lượng than
Dự kiến sản lượng than khai thác đạt khoảng 48 ÷ 50 triệu tấn vào năm
2010; khoảng 60 ÷ 65 triệu tấn vào năm 2015; khoảng 70 ÷ 75 triệu tấn vào
năm 2020 và > 80 triệu tấn vào năm 2025; Tốc độ tăng sản lượng khai thác đạt
5 ÷ 6%/năm trong giai đoạn 2010 ÷ 2015 và ∼3%/năm trong giai đoạn 2016 ÷
2025. Sản lượng than theo quy hoạch được thể hiện trong bảng 1.1.




VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

12
Bảng 1: Sản lượng than theo quy hoạch
1

Sản lượng năm (Triệu tấn)
T
Tên gọi
2008 2009 2010 2015 2020 2025

1 Than nguyên khai
48,365
50,585 55,530 72,191 85,765 107,802
1.1 Lộ thiên
26,225 25,865 24,980 16,341 12,515 9,832
1.2 Hầm lò
22,140 24,720 30,550 55,850 73,250 97,970

I.2.1. Tình hình khai thác than hầm lò thời gian qua
Trong một số năm gần đây, công nghệ khai thác than hầm lò ở nước ta
đã có những bước phát triển vượt bậc, từng bước áp dụng các biện pháp cơ giới
hóa vào khai thác, vận tải, …. Một trong số đó có thể kể đến như: Áp dụng thử
nghiệm thành công lò chợ khấu than bằng máy com bai tay ngắn, chống lò chợ
bằng giàn thuỷ lực tự hành cho năng suất đạt 2500t
ấn/ngày tại Công ty Than
Khe Chàm; phối hợp với Cộng hòa Séc chuyển giao công nghệ chế tạo thành
công giàn chống VINALTA, kết hợp với máy khấu than và máng cào, tổ hợp
thiết bị được áp dụng tại Công ty Than Vàng Danh - TKV; tổ hợp thiết bị khai
thác vỉa mỏng và dốc 2ANSHA gồm giàn chống thủy lực kết hợp với máy bào
than cho năng suất khai thác 150 tấn/giờ đã áp dụng thành công ở Công ty Than
Mạo Khê - TKV và Công ty Than Nam Mẫu. Qua đó có thể thấ
y việc áp dụng
các thiết bị cơ giới hóa và khai thác lò chợ đã mở ra hướng đi mới có tính khả
thi cho các công ty khai thác hầm lò. Hầu hết các công ty khai thác hầm lò đã
áp dụng thành công cột chống thuỷ lực đơn, giá thuỷ lực và giá khung di động
để chống lò chợ cho các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khá và đặc biệt là an toàn lao
động được nâng cao rõ rệt.


1

- Quy hoạch phát triển ngành Than Việt Nam


VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

13
Song song với công tác đổi mới công nghệ chống giữ lò chợ, công tác
vận tải cũng được trang bị các hệ thống vận tải liên tục (máng cao + băng tải),
các thiết bị có công suất lớn đã giúp các công ty khai thác đạt năng suất cao.
Để đạt được sản lượng khai thác hầm lò như hiện nay công tác đào lò
chuẩn bị cũng đóng một vai trò hết sức quan trọng. Công ty Than Vàng Danh đã
đưa máy vào bốc xúc đá
ở lò nghiêng, Công ty Than Mông Dương, Uông Bí
đã đưa máy liên hợp AM-50 vào đào lò than cho tiến độ lò chống thép có tiết
diện trên 12m
2
đạt 250m/tháng là một bước đột phá trong công nghệ đào lò. Đã
có 18 máy AM50 và AM45 được đưa vào các mỏ hầm lò.
Từ trước đến nay việc chống giữ các đường lò chủ yếu bằng thép. Nhưng
với sự mạnh dạn của cán bộ kỹ thuật Việt Nam, công nghệ chống lò bằng vì
neo các loại đã được áp dụng thành công ở hầu hết các công ty, đã góp phần
giảm đáng kể chi phí chống lò.
Ngoài nh
ững tiến bộ nêu trên, công nghệ khai thác hầm lò vẫn chưa
tương xứng với tiềm năng và yêu cầu phát triển, trình độ cơ giới hoá và tự động
hoá các khâu trong khai thác hầm lò chưa cao và chưa rộng rãi, đó cũng là
nguyên nhân năng suất lao động chưa cao.
I.2.2. Định hương khai thác than hầm lò
Tập đoàn TKV đang tập trung đầu tư cải tạo, mở rộng các mỏ hầm lò
hiện có và đầu tư các mỏ

mới theo hướng hiện đại để tăng sản lượng lên 30,55
triệu tấn vào năm 2010 và đạt khoảng 73,25 triệu tấn vào năm 2020. Việc đẩy
mạnh quá trình hiện đại hoá công nghệ khai thác hầm lò đã được lãnh đạo TKV
quan tâm đúng mức gắn với việc đầu tư đồng bộ hệ thống vận tải, sàng tuyển
chế biến và phụ trợ; đảm bảo các mỏ than hầm lò khai thác than h
ợp lý, hiệu
quả, an toàn và thân thiện với môi trường.
Giai đoạn từ nay đến năm 2015, tăng cường hợp tác với nước ngoài
nghiên cứu công nghệ và khả năng khai thác (công nghệ khai thác hầm lò hoặc


VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

14
công nghệ khí hoá than, ) để có thể đưa khoáng sàng Bình Minh - Khoái Châu
(tỉnh Hưng Yên) vào khai thác với sản lượng bước đầu khoảng 7 triệu tấn/năm
vào năm 2020. Giai đoạn sau năm 2020 hoàn thiện công nghệ khai thác và chế
biến để có thể nâng cao sản lượng khai thác, góp phần đảm bảo an ninh năng
lượng quốc gia.
Phát triển khai thác than các mỏ vùng nội địa gắn liền với tiêu thụ trong
vùng. Do hạn chế về trữ lượng than, nâng công suất h
ợp lý để đáp ứng nhu cầu
tại chỗ. Sản lượng khai thác than hầm lò cho đến năm 2025 được trình bày
trong hình 1.
Hình 1: Sản lượng than hầm lò dự kiến khai thác
2

S ản lượng khai th á c th a n h ầm lò phươn g á n I - P A c ơ s ở
3
0

.
5
5
0
3
3
.
9
8
5
3
7
.
2
0
0
4
2
.
5
5
0
4
9
.
4
0
0
5
5

.
8
5
0
5
7
.
3
1
0
5
8
.
6
9
0
6
1
.
1
0
0
6
5
.
2
0
0
7
3

.
2
5
0
8
3
.
8
5
0
9
1
.
2
0
0
9
6
.
1
2
0
9
7
.
7
3
0
9
7

.
9
7
0
20212010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 20 17 20 18 2019 2020 2022 2023 2024 2025
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
N ăm
1000 tấn

Để đạt được sản lượng khai thác như trên thì một trong các biện pháp là
phải đổi mới, hiện đại hoá công nghệ và thiết bị, thực hiện cơ giới hoá đồng bộ
các khâu trong dây truyền sản xuất.


2
-Quy hoạch phát triển ngành Than Việt Nam
SL 10
3
T


VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

15

I.3. Nhu cầu về thiết bị phục vụ khai thác than hầm lò
Các mỏ than hầm lò lớn ở Việt Nam trước đây đều do Liên Xô (cũ) thiết kế
hoặc thiết kế mở rộng và trang bị các thiết bị đồng bộ do Liên Xô, Ba Lan và các
nước XHCN sản xuất, gần đây một số thiết bị cũng được nhập từ Trung Quốc với
kết cấu và các đặc tính kỹ thuật tương đương của Liên Xô (cũ).
Trang thiết bị trong ngành công nghiệp M
ỏ nhất là các trang bị cho mỏ
than hầm lò phải làm việc trong điều kiện hết sức khắc nghiệt mà điển hình là:
Nhiệt độ môi trường dao động khá lớn, trung bình từ 5-20
0
C; có độ ẩm không
khí cao; có môi trường nước nhỏ giọt ngày đêm; có các chất khí, bụi nguy hiểm
cháy nổ; có các hóa chất (axit, kiềm) gây ăn mòn cao; có không gian làm việc
chật hẹp, tải trọng thay đổi, chịu nhiều va đập và điều kiện bôi trơn khó khăn.
Ngoài việc phải thực hiện các giải pháp nâng cao tuổi thọ các thiết bị làm
việc trong môi trường kể trên, các thiết bị còn được chế tạo theo các quy trình
công nghệ hết s
ức nghiêm ngặt để đảm bảo được chất lượng: tức là để đảm bảo
thời gian sửa chữa là ít nhất.
Cùng với sự phát triển của ngành Than thì nhu cầu các thiết bị ngày càng
tăng. Vấn đề đặt ra là chất lượng sản phẩm chế tạo phải đảm bảo được yêu cầu
của nhà sử dụng, phải tương đương với chất lượng nhập khẩ
u hoặc tốt hơn. Để
đạt được yêu cầu này, nhà thiết kế, nhà chế tạo phải thường xuyên nghiên cứu
cải tiến kết cấu, vật liệu, công nghệ để không ngừng nâng cao chất lượng sản
phẩm, đảm bảo sản phẩm sau phải tốt hơn sản phẩm trước.
II. SẢN PHẨM CỦA DỰ ÁN
Qua nghiên cứu tổng quan về tình hình khai thác than hầm lò trong các
năm gần đây cũng như định hướng quy hoạch cho các năm tiếp theo, chúng ta
nhận thấy rằng sản lượng than hầm lò sẽ ngày một gia tăng, đồng thời các vị trí

khai thác ngày càng xuống sâu; chính vì vậy nhu cầu về thiết bị phục vụ cho
khai thác hầm lò cũng rất lớn, đa dạng thuộc nhiều chủng loại khác nhau. Nhu


VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

16
cầu thiết bị phục vụ khai thác than hầm lò được trình bày trong bảng 2. Qua bảng
trên ta thấy, nhu cầu thiết bị và phụ tùng cho các mỏ than hầm lò là rất lớn. Việc
hình thành một dự án SXTN để hoàn thiện thiết kế và ổn định công nghệ, cung
cấp sản phẩm ổn định cho thị trường là hướng đi đúng.
Đối tượng của dự án tập trung vào 03 dạng sản phẩm sau:
1. Băng tải các lo
ại (gồm khung cứng và khung cáp);
2. Máng cào (loại C14M và C11M);
3. Cấp liệu lắc các loại (CL-10 và CL-12).
Sau khi kết thúc thời gian thực hiện dự án, Viện sẽ tiếp tục mở rộng quy
mô sản xuất, cung cấp sản phẩm hàng hóa cho các công ty than hầm lò và các
đơn vị khác ngoài ngành Than - Khoáng sản. Đồng thời xem xét mở rộng
chủng loại sản phẩm và quy mô sản xuất bằng việc chuyển giao công nghệ cho
các đơn vị cơ khí của ngành Than - Khoáng sản.
B
ảng 2: Nhu cầu thiết bị phục vụ khai thác than hầm lò giai đoạn 2009-2025
3

Số lượng theo năm quy hoạch
TT Tên gọi ĐVT
2009 2010 2015 2020 2025
1
Máng cào các loại (nhỏ,

trung bình)
Bộ 260 300 320 350 400
2
Băng tải thông dụng các
loại (cả Than + KS)
Cái 150 160 220 270 300
3
Goòng chở than các loại
0,5-3 tấn Cái 1.400 1.500 2.500 3.000 4.500
4 Quang lật goòng Cái 12 15 20 26 30
5 Quạt gió chính Cái 15 20 25 30 40
6
Quạt gió cục bộ (cả
Than + KS) Cái 340 380 450 600 800
7 Máy cấp liệu (cả Than Cái 50 60 80 100 150


3
- Quy hoạch cơ khí TKV 2006 -2010 có xét triển vọng đến 2015


VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

17
Số lượng theo năm quy hoạch
TT Tên gọi ĐVT
2009 2010 2015 2020 2025
+ KS)
8
Tời các loại (cả Than +

KS) Cái 60 70 100 140 180
9 Ắc quy tầu điện Bộ 36 36 42 48 60
10 Búa khoan điện Cái 190 230 320 400 600
11
Búa chèn, búa khoan
khí nén
Chiếc 280 300 500 800 1.200
12 Xích vòng các loại Tấn 250 300 600 800 1.000
13 Đèn mỏ Cái 13.000 14.000 19.000 22.000 25.000
14 Giá nạp ắc quy Cái 130 145 200 250 280
15 Máy biến áp các loại Chiếc 620 700 900 1.000 1.200
16 Tầu điện các loại Chiếc 35 37 45 52 60
17
Cột chống thuỷ lực +
Xà kim loại
Bộ 10.000 10.000 12.000 14.000 18.000
18 Vì chống lò thép Vì 1.450 1.500 1.800 2.200 2.500
19 Giá thuỷ lực Bộ 1.000 1.300 1.450 1.750 2.000
20
Lắp ráp, chế tạo dàn
chống thuỷ lực
Bộ 280 360 700 1.000 1.200
21
Lắp ráp, chế tạo máy
xúc lật hông
Chiếc 16 20 25 30 40
22
Lắp ráp, chế tạo máy
đào lò
Chiếc 16 18 20 24 30

23
Lắp ráp, chế tạo máy
khấu than
Chiếc 5 7 10 12 15
24
Băng tải dốc, băng tải
ống
Cái 81015 1820
25
Máng cào lớn (đi kèm
Combaiin)
Chiếc 6 7 10 12 15

Qua bảng trên, nhu cầu thiết bị chung cho ngành mỏ là rất lớn và rất đa
dạng. Tuy nhiên, việc lựa chọn chủng loại sản phẩm của dự án phù hợp với


VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

18
điều kiện và năng lực của Viện, đồng thời kết hợp với các đề tài đã có những
bước nghiên cứu trong những năm gần đây. Mặt khác, đối với các sản phẩm đã
chọn trong dự án có tính đến việc phải điều chỉnh thiết kế cho phù hợp với từng
điều kiện sử dụng cụ thể. Ngoài ra, Viện là đơn vị
cung cấp thiết kế nhiều sản
phẩm khác cho các đơn vị trong ngành chế tạo hàng loạt như:
+ Máy xúc đá X0,32;
+ Tầu điện mỏ các loại;
+ Quang lật goòng;
+ Goòng các loại.

+ Ắc quy lò các loại.
Các sản phẩm này đã được chuyên môn hóa cao và được sản xuất tại các
đơn vị cơ khí trong Tập đoàn như Công ty Cổ phần Cơ khí Mạo khê; Công ty
CP Ô tô Uông Bí; Công ty CP Cơ điện Uông Bí… Vì vậy, việc lựa ch
ọn các
sản phẩm của dự án là phù hợp với điều kiện hiện tại của Viện.












VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

19
Chương II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG
ÁN TRIỂN KHAI DỰ ÁN
I. NỘI DUNG DỰ ÁN.
1. Xây dựng phương án sản phẩm
- Khảo sát, phân tích nhu cầu thị trường và khả năng sản xuất trong nước.
- Chọn phương án sản phẩm.
- Thiết kế sơ bộ sản phẩm.
2. Hoàn thiện thiết kế sản phẩm
- Tính toán lựa chọn kết cấu và vật liệu phù hợp.

- Lập hoàn thiện bản vẽ thiết kế.
3. Tổ chức chế tạo và tiêu thụ sả
n phẩm
- Tìm hiểu khả năng cung cấp, nguyên vật liệu, dụng cụ, đồ gá
- Khảo sát, phân tích và chọn phương án tự sản xuất và hợp tác sản xuất
sản phẩm;
- Sản xuất thử, thử nghiệm sản phẩm;
- Hiệu chỉnh thiết kế và công nghệ chế tạo;
- Sản xuất và bán sản phẩm theo hợp đồng;
- Đánh giá chất lượng sản phẩm.
4. Tông k
ết nghiệm thu dự án
- Lập báo cáo tổng kết.
- Đánh giá nghiệm thu các cấp
5. Quyết toán kinh phí, trả thu hồi



VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

20
II. PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI
II.1. Phương án tổ chức sản xuất thử nghiệm
- Địa điểm thực hiện dự án:
Xưởng thực nghiệm Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV có gần
2000m
2
nhà xưởng, có nhiều chủng loại thiết bị công nghệ và gia công cơ. Ngoài
ra Viện có khả năng hợp tác phối hợp với các đơn vị sản xuất cơ khí trong nước
mà đặc biệt là các đơn vị cơ khí trong Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản

Việt Nam. Như vậy có thể kết luận không cần mở rộng và cải tạo nhà xưởng.
- Môi trường:
Sử dụng nhà xưởng và thiế
t bị có sẵn, quá trình sản xuất sản phẩm không
có những ảnh hưởng xấu đến môi trường.
- Vật tư, nguyên liệu, thiết bị cho dự án:
+ Sử dụng các vật tư, nguyên liệu trong nước và nhập ngoại sẵn có trên thị
trường Việt Nam.
+ Sử dụng các thiết bị hiện có, khai thác và phát huy năng lực sẵn có của
Viện và các đơn vị cơ khí trong nước.
- Nhân lực triể
n khai dự án:
+ Viện là đơn vị nghiên cứu chuyên ngành về cơ khí mỏ đã nhiều năm
làm công tác nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, áp dụng kỹ thuật tiến bộ vào sản xuất
và chuyển giao công nghệ.
+ Các cán bộ trưc tiếp tham gia dự án là những kỹ sư cơ khí chế tạo máy
và kỹ sư cơ khí mỏ được đào tạo cơ bản về thiết kế cơ
khí, công nghệ chế tạo và
đặc biệt đã kinh qua sản xuất cơ khí phục vụ ngành than, có khả năng tổ chức
sản xuất trong Viện cũng như hợp tác sản xuất trong và ngoài ngành.
II.2. Phương án tài chính
- Tổng kinh phí cần thiết cho dự án: 6.670.000.000 đồng.
Trong đó: NSNN là: 2.000.000.000 đồng.



VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

21
- Phương án huy động và phân bổ các nguồn vốn:

+ Sử dụng nguồn vốn vay phát triển sản xuất của Viện (vay các tổ chức tín
dụng, huy động vốn trong cán bộ công nhân viên của Viện).
+ Sử dụng vốn phát triển sản xuất của các đơn vị đặt hàng thông qua thoả
thuận trong hợp đồng kinh tế.
+ Sử dụng nguồn vốn hỗ trợ từ NSNN cấp cho dự án theo đề cươ
ng
được duyệt.
+ Tổ chức sản xuất, bán sản phẩm quay vòng vốn. Trả kinh phí thu hồi 06
tháng sau khi kết thúc dự án.
II.3. Phương án tiêu thụ sản phẩm, quảng bá công nghệ thị trường hóa kết
quả Dự án
- Giá thành sản phẩm:
+ Giá bán bằng 90% giá nhập ngoại của sản phẩm cùng loại. Đảm bảo giá
cạnh tranh trong nước, hợp lý cho các đơn vị sử dụng.
- Danh mục các đơn đặt hàng:
+ Hiện tại, các sản phẩm dự án thực hiện chế tạo đang có nhu cầu rất lớn,
tuy nhiên, quy mô dự án chỉ đáp ứng được một phần nhỏ của nhu cầu thị trường,
còn lại các
đơn vị sản xuất vẫn phải nhập ngoại. Một số đơn vị đã sử dụng sản
phẩm của dự án như:
Công ty Than Mạo Khê - TKV;
Công ty Than Hòn Gai - TKV;
Công ty Than Hạ Long - TKV;
Công ty Than Hà Lầm - TKV;
Công ty Than Hồng Thái – TKV;
Công ty Than Đồng Vông - TKV.
- Khả năng tham gia của các cơ quan tiếp nhận sản phẩm vào quá trình
thực hiện dự án:

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

22
+ Viện là đơn vị nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm, tư vấn, chuyển
giao công nghệ của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam trong
lĩnh vực cơ khí đã nhiều năm hỗ trợ, cung cấp các sản phẩm cơ khí cho các đơn
vị trong và ngoài ngành than. Sản phẩm của Viện đã được các đơn vị sử dụng
đánh giá tốt. Khả năng hợ
p tác phát triển sản xuất của Viện là rất lớn cả về tài
chính và nhân lực. Doanh thu hàng năm của Viện tăng lên với số liệu thống kê
như sau: năm 2004: 38.157 tr. đồng; năm 2005: 51.473 tr.đồng; năm 2006:
65.270 tr.đồng; năm 2007: 74.347 tr. đồng; năm 2008: 106.963 tr. đồng; dự kiến
năm 2009: 95.000 tr. đồng (do ảnh hưởng của suy thoái kinh tế).

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

23
Chương III. HOÀN THIỆN THIẾT
KẾ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG
SẢN PHẨM
I. HOÀN THIỆN THIẾT KẾ
Về thiết kế:
Dự án đã đi sâu vào hoàn thiện thiết kế cho các sản phẩm của dự án
bao gồm:
- Máng cào C14M;
- Băng tải khung cứng và khung cáp;
- Cấp liệu lắc CL-10 và CL-12.
Trước đây, do phải tính toán bằng phương pháp thủ công nên rất mất
nhiều thời gian, giảm tiến độ, đồng thời kết quả có độ chính xác thấp. Việc
hoàn thiện thiết kế nhằm mục tiêu đưa các k
ết quả của quá trình thử nghiệm
trước để xây dựng bộ bản vẽ thiết kế hoàn chỉnh. Trên cơ sở các sản phẩm của
dự án, Viện đã hoàn thiện thiết kế các thiết bị bằng việc sử dụng một số phần
mềm hỗ trợ công tác tính toán thiết kế như: Inventor thiết kế toàn bộ các sản
phẩm dưới dạng 2D, 3D có tính toán kiểm nghiệ
m, tiêu chuẩn hóa,
I.1. Tính toán bộ truyền động băng tải
Trong tính toán các tuyến băng tải, dự án đã thiết lập phần mềm tính toán
băng tải để áp dụng. Phần mềm tính có ưu việt cho phép tính toán nhanh các thông
số chung của băng tải. Cụ thể, các tính toán có ba phần : 1, Các thông số chung về
năng suất, công suất. 2, Các thông số về bộ truyền. 3, Các kết cấu cơ khí.
Phần mềm có thể cho phép so sánh, đối chiếu các kết quả với các hệ số
lựa chọ

n khác nhau, từ đó lựa chọn công suất một cách thích hợp. Sau đây là ví
dụ tính toán cho một tuyến băng tải:



VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

24

Hình 2: Màn hình tính toán cho một tuyến ngắn
I.2. Tính toán thiết kế kết cấu băng tải
Trước đây, do các điều kiện tính toán chưa cho phép, nên một số kết cấu
của khung băng tải thường giống nhau, hoặc chọn dựa trên cataloge. Do vậy kết
cấu của băng tải chưa được tối ưu. Việc triển khai những tuyến băng mới đòi
hỏi tính toán rất công phu. Việc áp dụng các phần mềm hỗ trợ thiết kế vào tính
toán kết cấu cho phép tối
ưu hóa được kết cấu của khung; phòng được các
trường hợp bất lợi trong các điều kiện tải trọng. Trong dự án đã đưa phần mềm
Stadpro2005 vào để tính toán các kết cấu chịu lực quan trọng. Việc ứng dụng
này đã cho phép có thể tổ hợp các tải trọng tính toán theo yêu cầu và từ đó lựa
chọn được các cấu kiện hợp lý.
Phần mềm cho phép người dùng có thể
điều chỉnh các tải trọng cho phù
hợp với thực tế, thay thế mặt cắt các thanh thép phù hợp. Một ví dụ tính toán
cho băng tải cấp liệu ngoài lò có B=1000mm; năng suất 800 tấn/h. Dưới đây là
mô hình của khung có góc dốc 12
0
với hành lang hai bên.

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

25


a) Mô hình khối 3D b) Kết quả tính toán
Hình 3: Mô hình thiết kế và kết quả tính toán
Các chi tiết chịu lực khác: Đối với băng tải, việc tính toán các khung đầu
đuôi cũng được thiết kế tương tự. Từ đó xác định bu lông móng được tối ưu
hóa. Trong băng tải, việc tính toán khung dầm rất quang trọng, tuy nhiên việc
tính toán các chi tiết khác như trục tang, hộp giảm tốc không tiêu chuẩn, cũng
được thiết kế bằng các phần mềm tự viế
t chuyên dụng.
Ví dụ tính toán trục tang: tiết diện ổ bi chịu hai ứng suất pháp và tiếp
tuyến, đồng thời chịu tác động của tần số rung của động cơ. Đây là phần phức
tạp nhất trong tính toán. Để dễ tính toán ta quy về tính toán chung theo mô hình
tĩnh, và kiểm tra lại từng phần.
Mô hình tính toán được mô tả theo hình sau:


Hình 4: Mô hình tính trục