Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò.

BỘ CÔNG THƯƠNG
TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP THAN - KHOÁNG SẢN VIỆT NAM

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
*****










BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ
HÚT, DẬP BỤI CHO CÁC KHU VỰC ĐÀO LÒ


TẬP I
THUYẾT MINH BÁO CÁO





HOÀNG VĂ N VĨ

8464



HÀ NỘI - 2010
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

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








BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ HÚT,
DẬP BỤI CHO CÁC KHU VỰC ĐÀO LÒ

MÃ SỐ: BCTK.01NN/10 - HDB


CƠ QUAN CHỦ QUẢN: BỘ CÔNG THƯƠNG
CƠ QUAN CHỦ TRÌ: VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN


CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI DUYỆT VIỆN






Hoàng Văn Vĩ








HÀ NỘI - 2010
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
3

NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN

TT Họ và tên
Chức danh,
nghề ngiệp
Cơ quan
1
Hoàng Văn Vĩ
Chủ nhiệm đề tài Viện CK NL & Mỏ - Vinacomin
2
Trần Đức Thọ
ThS. Cơ khí Viện CK NL & Mỏ - Vinacomin
3
Nguyễn Quốc Tính
KS. Cơ khí Viện CK NL & Mỏ - Vinacomin
4
Nguyễn Đức Minh
KS. Cơ khí Viện CK NL & Mỏ - Vinacomin
5
Trần Ngọc Minh
KS. Máy mỏ Viện CK NL & Mỏ - Vinacomin
6
Hà Thị Thúy Vân
Kỹ sư Kinh tế Viện CK NL & Mỏ - Vinacomin
7
Nguyễn Xuân Trường
KS. Cơ điện Công ty Than Khe Chàm - Vinacomin
8

Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
4
TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực
đào lò” được triển khai với mục tiêu tăng khả năng tính toán thiết kế các sản
phẩm cơ khí trong nước và tạo môi trường làm việc trong sạch hơn cho công
nhân, tăng năng suất lao động.
Bất chấp những cải tiến về công nghệ phun nước áp lực trên máy combai
khai đào, bụi phát sinh trong quá trình cắt đất đ

á vẫn không được trừ tuyệt đối. Ở
nhiều vị trí khi combai cắt đất đá lượng bụi phát sinh ra rất nhiều. Hậu quả của nó
là rất lớn có thể thấy rõ:
- Ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người lao động trong gương.
- Giảm tầm quan sát của thợ vận hành, làm giảm độ chính xác trong điều khiển.
- Khó khăn di chuyển và phối hợp trong đội thợ.
- Nguy c
ơ nổ bụi cao (đặc biệt khi cắt than).
- Giảm độ bền của thiết bị trong gương.
Nội dung của đề tài:
- Tổng quan chiến lược phát triển ngành Than Việt Nam và định hướng
khai thác than hầm lò.
- Đề tài đánh giá sơ lược công tác đào lò Việt Nam và trên thế giới và đưa
ra hiện trạng ô nhiễm bụi tại các khu vực đào lò Việt Nam, khái quát tình hình
dập bụi sau máy combai đào lò trên thế giới.
- Đ
ánh giá tác hại của bụi đối với con người và tác hại khác.
- Đề tài đã phân tích các công nghệ dập bụi và lựa chọn công nghệ dập bụi
sau máy combai đào lò AM-50Z theo sơ đồ công nghệ đào lò.
- Phân tích lựa chọn thiết bị theo mẫu, mô tả kết cấu và tiến hành lập thiết
kế chi tiết sản phẩm.
- Tính toán kiểm nghiệm một số thông số của thiết bị (lưu lượng gió hút;
l
ượng nước tiêu hao; vận tốc dòng nước; vận tốc luồng gió).
- Lập thuyết minh hướng dẫn sử dụng (đóng quyển riêng).
Kết quả đạt được của đề tài là 01 báo cáo tổng kết; 01 bộ bản vẽ thiết kế
thiết bị hút dập bụi HDB.260 và Quạt xoay gió QXG.700; 01 bộ thuyết minh
hướng dẫn sử dụng của thiết bị.
Từ khóa:
Hút - dập bụi

Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
5
MỤC LỤC
TÓM TẮT ĐỀ TÀI 4
Chương I:
TỔNG QUAN VÀ HIỆN TRẠNG CÔNG TÁC XỬ LÝ BỤI
TẠI CÁC KHU VỰC ĐÀO LÒ 8

I.1. TỔNG QUAN PHÁT TRIỂN NGÀNH THAN 8
I.1.1. Chiến lược phát triển ngành Than - Khoáng sản Việt Nam 8
I.1.2. Mục tiêu phát triển sản lượng than của Vinacomin 8
I.1.3. Định hướng sản lượng khai thác than hầm lò 9
I.2. SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TÁC ĐÀO LÒ 9
I.2.1. Công tác đào lò tại các mỏ than Việt Nam 9
I.2.2. Vài nét về công tác đào lò trên thế giới 10
I.3. LƯỢNG BỤI VÀ CÔNG TÁC DẬP BỤI TẠI CÁC KHU VỰC ĐÀO LÒ 11
I.3.1. Hiện trạng ô nhiễm bụi than trong hầm lò Việt Nam 11
I.3.2. Công tác ngăn ngừa và dập bụi 12
I.4. TÁC HẠI CỦA BỤI 15
I.4.1. Khái niệm về bụi 15
I.4.2. Tác hại của bụi đối với con người 16
I.4.3. Tác hại khác 17
Chương II: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG ÁN
SẢN PHẨM 18

II.1. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ HÚT - DẬP BỤI CHO CÁC KHU VỰC
ĐÀO LÒ VIỆT NAM 18

II.1.1. Các phương pháp công nghệ và thiết bị dập xử lý bụi 18
II.1.2. Lựa chọn công nghệ dập bụi cho các khu vực đào lò 24
II.2. LỰA CHỌN THIẾT BỊ THEO MẪU 30
II.2.1. Lựa chọn thiết bị theo sơ đồ công nghệ đào lò 30
II.2.2. Lựa chọn thông số kỹ thuật 32
Chương III: THIẾT KẾ SẢN PHẨM THEO MẪU 34
III.1. MÔ TẢ KẾT CẤU SẢN PHẨM 34
III.2. THIẾT KẾ CHI TIẾT SẢN PHẨM VÀ LẬP THUYẾT MINH HƯỚNG DẪN SỬ
DỤNG 35

III.2.1. Thiết kế chi tiết 35
III.2.2. Lựa chọn vật liệu chế tạo 38
III.2.3. Lập thuyết minh hướng dẫn sử dụng 38
III.3. KHẢ NĂNG CHẾ TẠO SẢN PHẨM TRONG NƯỚC 38
Chương IV: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM MỘT SỐ THÔNG SỐ CỦA
THIẾT BỊ 39

IV.1. TÍNH KIỂM NGHIỆM SO SÁNH LƯU LƯỢNG GIÓ HÚT 39
IV.2. TÍNH KIỂM NGHIỆM MỘT SỐ THÔNG SỐ CỦA QUẠT HÚT 40
IV.3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM LƯỢNG NƯỚC TIÊU HAO 41
IV.4. TÍNH ĐƯỜNG KÍNH LỖ VÒI PHUN VÀ VẬN TỐC NƯỚC 41
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43
KẾT LUẬN 43
KIẾN NGHỊ 44

Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
6

MỞ ĐẦU
Hàng năm các mỏ than hầm lò thường đào hàng nghìn mét đường lò. Theo
chiến lược phát triển ngành Than Việt Nam đến năm 2015 và định hướng đến
năm 2025 của Tập đoàn Vinacomin thì nhu cầu phải xuống sâu để nâng công suất
của các mỏ hầm lò, thì khối lượng đào các đường lò tăng lên một cách đáng kể.
Do đó việc lựa chọn các máy combai vào đào các đường lò là một xu thế tất yếu.
Năm 2003, Công ty Than Mông Dương là đơ
n vị đầu tiên áp dụng combai
để đào lò, tính đến nay trong Tập đoàn Vinacomin đã có 16 máy combai đang
hoạt động. Ngoài những ưu điểm vượt trội, thì người ra cũng nhận thấy răng việc
đào lò bằng máy combai luôn luôn gặp khó khăn về khâu xử lý thông gió và xử lý
bụi. Theo số liệu khảo sát, đo đạc của Viện Khoa học Công nghệ mỏ - Vinacomin
đưa ra con số về nồng độ bụi khu vực cánh g
ương đào lò trong lúc đang thi công
là 196mg/m
3
không khí (gấp 5 lần quy phạm an toàn cho phép). Lượng bụi này
sinh ra khi combai AM-50Z đang đào một gương than 9,6m
2
có xen kẽ hai lớp
kẹp mỏng có độ dầy 20 ÷ 30cm trong điều kiện đường lò thi công chỉ sử dụng
một hệ thống thông gió đẩy bằng quạt BM-6M. Cũng tương tự như việc áp dụng
combai để đào lò than, việc đào lò đá cũng xảy ra trường hợp tương tự. Đặc biệt
khi cắt vào đá cứng, bột kết thì lượng bụi phát sinh ra còn lớn hơn r
ất nhiều lần,
có thể lên tới mức 2000mg/m
3
.
Lượng bụi trong khu vực thi công cao cũng đồng nghĩa với sức khỏe người
lao động bị ảnh hưởng nghiêm trọng, độ chính xác trong khâu vận hành thiết bị

kém đi rất nhiều, nguy cơ hỏng hóc thiết bị do bụi bám vào cao. Đó là còn chưa
kể đến việc mất an toàn khi nguy cơ nổ bụi cao hơn. Trên cơ sở đó Viện Cơ khí
Năng lượng và Mỏ - TKV đã đăng ký thự
c hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế
tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò” với Bộ Công Thương và đã
được phê duyệt theo Quyết định giao nhiệm vụ số 6228/QĐ-BCT ngày 10 tháng
12 năm 2009.
* Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
- Xây dựng bộ bản vẽ thiết kế phục vụ công tác sửa chữa và chế tạo mới hệ
thống hút dập bụ
i trong nước.
- Nâng cao năng lực thiết kế sản phẩm cơ khí.
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
7
- Tiến tới chế tạo hoàn thiện các sản phẩm hệ thống hút dập bụi trong nước,
phục vụ sản xuất than trong Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam.
Tạo môi trường làm việc trong sạch và an toàn hơn cho người lao động.
* Đối tượng nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là thiết bị hút dập bụi DCU-600/260-320
do Ba Lan chế tạo, xử lý bụi tại gương đào lò cho dây chuyề
n đào lò bằng máy
combai AM-50Z.
- Đi sâu nghiên cứu, nguyên lý hoạt động, kết cấu của thiết bị hút dập bụi
theo dây chuyền công nghệ và tính toán thiết kế sản phẩm.
* Phạm vi nghiên cứu và công việc của đề tài:
- Thu thập số liệu, điều kiện kỹ thuật, khảo sát và đánh giá lượng bụi tại các
khu vực đào lò hiện nay. Tìm hiểu một số công nghệ và công tác dập bụi của m
ột

số mỏ than hầm lò đang áp dụng tại Việt Nam và trên thế giới.
- Trên cơ sở các tài liệu, tìm hiểu thiết bị, công nghệ dập bụi và mẫu sản
phẩm đã được áp dụng có hiệu quả. Xác định các thông số chính, lập bản vẽ thiết
kế theo mẫu.
- Tính toán kiểm nghiệm một số thông số kỹ thuật. Lập chi tiết bản vẽ thiết kế
thiết bị hút dập bụi và thuyết minh hướng dẫn sử dụng.
Đến nay, đề tài đã tính toán và xây dựng xong bộ bản vẽ thiết kế thiết bị
hút dập bụi phục vụ cho dây chuyền công nghệ đào lò bằng máy combai.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo và cán bộ Vụ Khoa học Công
nghệ - Bộ Công Thương, lãnh đạo Công ty Than Khe Chàm - Vinacomin, Viện
Cơ khí Năng lượng và Mỏ - Vinacomin, cùng tất cả các chuyên gia, các đồng
nghiệp trong và ngoài Vi
ện đã nhiệt tình giúp đỡ hoàn thành đề tài.
Nhóm thực hiện đề tài




Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
8
Chương I: TỔNG QUAN VÀ HIỆN TRẠNG CÔNG
TÁC XỬ LÝ BỤI TẠI CÁC KHU VỰC ĐÀO LÒ
I.1. TỔNG QUAN PHÁT TRIỂN NGÀNH THAN
I.1.1. 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

tổ
n thất tài nguyên, an toàn lao động, bảo vệ môi trường sinh thái, đáp ứng tối đa
nhu cầu than cho phát triển kinh tế - xã hội 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.1.2. Mục tiêu phát triển sản lượng than của Vinacomin
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.
Bảng 1: Sả
n lượng than theo quy hoạch
1

Sản lượng năm (Triệu tấn)
TT Tên gọi
2010 2015 2020 2025
1 Than nguyên khai
52,285 67,615 81, 315 100,482
1.1 Lộ thiên
24,980 16,341 12,515 9,832
1.2 Hầm lò
27,305 51,274 68,800 90,650



1

- Quy hoạch phát triển ngành Than Việt Nam lập 2008 (phương án cơ sở)
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
9
I.1.3. Định hướng sản lượng khai thác than hầm lò
Tập đoàn Vinacomin 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 đưa sản lượng lên 51
÷
53
triệu tấn vào năm 2015 và đạt khoảng 69
÷
73 triệu tấn vào năm 2020. Việc đẩy
mạnh quá trình hiện đại hoá công nghệ khai thác hầm lò đã được lãnh đạo
Vinacomin 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 hợp
lý, hiệu quả, an toàn và thân thiện với môi trường.
Giai đoạn từ nay đến năm 2015, tăng cườ
ng hợp tác với nước ngoài nghiên
cứu công nghệ và khả năng khai thác (công nghệ khai thác hầm lò hoặc 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.
I.2. SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TÁC ĐÀO LÒ
I.2.1. Công tác đào lò tại các mỏ than Việt Nam
Mỗi năm, các mỏ than hầm lò trong Vinacomin đào hàng nghìn mét đường
lò phục vụ công tác khai thác, vận tải và công tác khác. Theo chiến lược phát
triển ngành than Việt Nam thì các mỏ hầm phát triển theo định hướng sau:

- Mở rộng, nâng công suất tối đa các mỏ hiện có, tích cực đầu tư các mỏ
hầm lò công suất lớn để đảm bảo sản lượng than khai thác hầm lò tăng trưởng với
t
ốc độ cao, bền vững trên cơ sở tài nguyên, trữ lượng và công nghệ khai thác.
- Đẩy mạnh việc ứng dụng cơ giới hóa trong công tác đào lò bằng các thiết
bị hiện đại: Xe khoan tự hành, máy bốc xúc có năng suất cao, máy đào lò liên
hợp, … đi đôi với công tác đào lò, công tác chống lò cũng được tăng cường tối đa
việc áp dụng các vật liệu và công nghệ chống giữ tiên tiến: Chống lò bằ
ng vì neo,
vì neo kết hợp bê tong phun tại các khu vực có điều kiện địa chất thích hợp.
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
10
- Hoàn thiện các thông số hệ thống khai thác lò chợ theo hướng tăng chiều
dài lò chợ, tăng chiều dầy lớp khấu hoặc khấu hết chiều dầy vỉa.
- Nghiên cứu và áp dụng cơ giới hóa đồng bộ cho các khu vực vỉa dốc và
cơ giới hóa hạ trần than để có lò chợ có sản lượng đến 2,0 triệu tấn/năm, thay thế
các lò chợ chống bằng gỗ, cột thủy l
ực đơn thân thiện với môi trường (không
dùng dầu nhữ hóa mà dùng 100% nước) để chống giữ cho các lò chợ có chiều
dầy vỉa đến 0,8m nhằm tiết kiệm triệt để tài nguyên.
…
Qua đó thì nhu cầu phải xuống sâu để nâng cao công suất của mỏ than hầm
lò thì khối lượng lò đào trong đá càng tăng lên một cách đáng kể. Do đó việc lựa
chọn combai đào lò trong đá rắn cứng đến rất c
ứng (UCS = 80 - 120MPa và lớn
hơn 120MPa) là một xu thế tất yếu.
Hiện nay, các mỏ than hầm lò Việt Nam áp dụng song song 2 công nghệ
đào lò là khoan nổ mìn hoặc sử dụng máy combai đào lò hạng nhẹ (AM-45 và

AM-50Z). Trong vài năm gần đây các máy combai AM-45 và AM-50Z đã sử
dụng khá rộng rãi trong các công ty than hầm lò thuộc Tập đoàn Công nghiệp
Than - Khoáng sản Việt Nam (Vinacomin) để đào các đường lò than và đá mềm.
Việc ứng dụng thiết bị đào lò cơ giớ
i này đã đem lại được nhiều thành công đáng
kể, ngoài các kỷ lục về tốc độ đào lò đã được xác lập thì công nghệ đào lò cơ giới
hóa này đã làm giảm được nhân lực và chi phí thi công rõ rệt. Đây có thể coi là
bước đột phá trong công nghệ đào lò tại Việt Nam, với công nghệ đó cho năng
suất đào lò đạt tới 325m/tháng. Ngày nay, việc sử dụng combai đào lò trong than,
đá mềm đã tr
ở nên rất phổ biến tại các công trình ngầm trong mỏ. Tổng số
combai đào lò hiện có tại các mỏ than hầm lò Việt Nam tính đến tháng 5 năm
2010 là 16 máy: Trong đó có 14 máy AM-50Z và 02 máy AM - 45.
I.2.2. Vài nét về công tác đào lò trên thế giới
Ở Liên Xô (cũ) lần đầu tiên người ra sử dụng combai đào lò loại PK-1 để đào
lò than tại các mỏ vùng ngoại ô Maxcơva vào năm 1932. Trong những năm gần đây,
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
11
rất nhiều loại combai đào lò có kết cấu, cấu tạo khác nhau đã ra đời để đào trong
ngành công nghiệp than. Chỉ tính riêng Liên Xô (cũ), có những năm đã sử dụng hàng
nghìn combai đào lò để thực hiện đào đường lò với tổng chiều dài đạt 1600km (chiếm
27%). Một số nước trên thế giới các nền công nghiệp khai thác than như Trung Quốc;
Ba Lan; Ucraina; … phần lớn là sử dụng các máy combai vào công tác đào lò. Với
mức độ
cơ giới hóa công tác khai thác than nằm ở mức cao, đồng bộ hóa thiết bị và
rất chú trọng đến môi trường làm việc của người lao động.
I.3. LƯỢNG BỤI VÀ CÔNG TÁC DẬP BỤI TẠI CÁC KHU VỰC ĐÀO LÒ
I.3.1. Hiện trạng ô nhiễm bụi than trong hầm lò Việt Nam

Ở tất cả các công đoạn sản xuất mỏ đều phát sinh bụi. Ở các mỏ hầm lò
lượng bụi phát sinh nhiều nhất là ở khâu khấu than hoặc đào lò than bằng máy
Combai không sử dụng hệ thống chống bụi, ở giai đoạn khoan nổ mìn ở lò chợ và
lò chuẩn bị, ở điểm chuyển tải than. Theo các số
liệu thống kê, khi khai thác 1000
tấn than ở mỏ hầm lò tạo ra 11-12 kg bụi. Với sản lượng khai thác hàng năm như
trên thì lượng bụi được tạo ra ở các mỏ hầm lò là rất lớn.
Năm 2003 khi công ty than Mông Dương đưa chiếc combai đầu tiên và áp
dụng để đào lò, ngoài những ưu điểm vượt trội thì người ta cũng nhận ra rằng
việc đào lò bằng combai luôn gặp khó khăn về khâu thông gió - xử lý bụ
i. Theo
số liệu khảo sát thực tế của Viện Khoa học Công nghệ mỏ - Vinacomin đã đo
đạc, xử lý và đưa ra con số về nồng độ bụi tại khu vực cách gương đào lò trong
lúc đang thi công là 196mg/m
3
không khí (gấp nhiều lần so với quy phạm kỹ
thuật an toàn trong các hầm lò than và diệp thạch TCN-14-06-2006 cho phép là
10mg/m
3
). Lượng bụi này sinh ra khi máy combai AM-50Z đang đào tại một
gương lò có diện tích 9,6m
2
, trong điều kiện đường lò thi công chỉ sử dụng một
hệ thống thông gió đẩy bằng quạt BM-6M. Điều này cũng xảy ra tương tự đối
với các đường lò than áp dụng đào bằng máy combai AM-50Z khác trong
Vinacomin. Một số công ty đã nỗ lực trong việc khắc phục vấn đề trên bằng
nhiều cách khác nhau như: Tăng công suất quạt gió đẩy, bổ sung thông gió hút,…
Tuy nhiên, hiệu quả đem lại h
ầu như không đáng kể.
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
12
Cũng tương tự như việc áp dụng combai để đào lò than, việc combai đào lò
đá cững nảy sinh những vấn đề tương tự. Đặc biệt là khi cắt vào các lớp đá cứng,
bột kết thì lượng bụi phát sinh còn lớn hơn rất nhiều lần. Kinh nghiêm sử dụng
combai đào lò đá rắn cứng tại các nước trên thế giới cho thấy, nồng độ bụi trong
gương đ
ào có thể lên tới 2000mg/m
3
và thậm chí còn lớn hơn nữa tùy theo loại
đất đá được cắt trong điều kiện thông gió không tốt và không có thiết bị hút - dập
bụi hiệu quả.
I.3.2. Công tác ngăn ngừa và dập bụi
I.3.2.1. Các mỏ hầm lò Việt Nam
Hiện nay, trong các mỏ than hầm lò Vinacomin công tác giảm thiểu lượng
bụi trong các khu vực đào lò chủ yếu sử dụng song song 2 phương pháp là:
- Dập bụi bằng nước.
- Bằ
ng thông gió.
Trong công nghệ đào lò bằng phương pháp khoan nổ mìn, thì lượng bụi
sinh ra là rất lớn sau khi nổ mìn. Để dập và giảm thiểu lượng bụi, sau khi nổ mìn
thì các quạt thông gió cục bộ hoạt động với công suất tối đa hoặc tăng công suất
quạt nhằm phát tán bụi, giảm lượng bụi. Song song với công tác thông gió, tại các
khu vực sau nổ mìn cũng được phun bổ sung nước nhằm tăng nhanh thời gian
dập b
ụi. Mặt khác, công tác phun nước làm cho đất đá bị ẩm ướt làm giảm lượng
bụi trong quá trình bốc xúc.
Khi đào lò bằng máy combai đào lò thì công tác dập bụi chủ yếu là nhờ hệ
thống phun nước lắp trên máy và kết hợp với công tác thông gió. Tuy nhiên, hiệu

quả của sự kết hợp trên vẫn không có hiệu quả, vì hệ thống phun nước chỉ dập
được 1 phần bụi quanh khu vực đầu đào (đầu khấ
u) còn khi bụi phát tán rộng ra
thì hệ thống phun nước không còn hiệu quả. Chính vì vậy, năm 2008 Công ty
Than Khe Chàm - Vinacomin đã nhập thiết bị hút dập bụi DCU-600C/260-320
của Ba Lan để dập bụi tại các khu vực đào lò khi sử dụng máy combai.
Ngoài ra, để ngăn ngừa bụi hít vào phổi thì các công nhân lao động trực
tiếp tại các khu vực đào lò cũng được trang bị khẩu trang. Tuy nhiên, việc sử
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
13
dụng khẩu trang có mặt trái là làm giảm nhanh chóng sức khỏe người lao động do
giảm lượng không khí được hít thở và phải hít thở mạnh hơn.
I.3.2.2. Các mỏ hầm lò trên thế giới
Công nghệ đào lò của các mỏ than trên thế giới, đã phát triển ở mức cao,
phần lớn là sử dụng các loại máy combai đào lò hiện đại. Trên các máy combai
đào lò đều có trang bị hệ thống phun nước áp lực cao, phun trên diện rộng, các
hạt nước nhỏ cho hiệu quả dập bụi tương đối cao.
Tuy nhiên, việc sử dụng hệ thống phun nước dạng sương mù trên diện rộng
lắp trên các máy combai đào lò làm giảm tầm quan sát của người điều khiển máy mà
hiệu quả dập bụi vẫn chưa được triệt để khi bụi phát tán ra ngoài vùng có hạt nước.
Dưới đây là một số hình ảnh (hình 1) phun nước dập bụ
i của các máy
combai đào lò trong phòng thí nghiệm.
Hình 1: Phun nước áp lực cao trên combai của (Courtesy of REMAG)
Để dập tối đa lượng bụi phát sinh trong quá trình đào lò bằng máy combai
một số nước trên thế giới đã nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các thiết bị hút dập bụi
đi kèm máy combai đào lò nhằm hút và dập tối đa các lượng bụi sinh ra. Đã có
nhiều đơn vị quan tâm nghiên cứu, chế tạo các thiết bị này như: CFT (Đức),

Howden (Anh), … Trong đó có GmbH Compact Pilter Technic là một công ty đi
đầu về chế tạo các thiết bị xử lý bụi, đặc biệt là thiết bị hút - xử lý bụi đi kèm
máy combai khi đào trong hầm mỏ.
Dưới đây, là một số hình ảnh giới thiệu về công nghệ và thiết bị hút - xử lý
bụi đi kèm máy combai đào lò:
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
14

Hình 2: Một phát minh của CFT về hệ
thống hút - xử lý bụi đi kèm máy combai
Hình 3: Kết cấu chi tiết của thiết bị hút
- xử lý bụi của hãng CFT


a)
b)
Hình 4: Dây chuyền combai tại mỏ
than DSK có sử dụng thiết bị hút dập
bụi của CFT-360m
3
/ph - của Đức
a) Sơ đồ công nghệ
b) Thử nghiệm tại hiện trường


Hình 5: Hệ thống xử lý bụi HCN
400/1 kiểu ướt CFT

Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
15


Hình 6: Thiết bị hút - dập bụi của Howden (Anh)
Ngoài ra, một điều quan trọng nữa là trang bị các khẩu trang phòng ngừa
hít phải bụi phát tán cho công nhân làm việc trong hầm lò. Các khẩu trang phải
đảm bảo các yêu cầu sau:
- Những công nhân làm việc trong hầm lò khi tiến hành công việc trong lò
phải thường xuyên đeo khẩu trang phòng bụi.
- Sử dụng khẩu trang phòng bụi đã đạt tiêu chuẩn kiểm định nhà nước
- Sử dụng khẩu trang phòng bụi ở trong môi tr
ường làm việc phải có nồng
độ ôxy trên 18%.
- Việc sử dụng khẩu trang phòng bụi, kiểm tra và sửa chữa phải tuân thủ
theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
Với sự thực hiện đồng thời các giải pháp trên chúng ta sẽ tạo ra được một
môi trường làm việc trong sạch, đảm bảo sức khoẻ cho người lao động.
I.4. TÁC HẠI CỦA BỤI
I.4.1. Khái niệm về bụi
Có rất nhiều khái niệm về bụi, dưới đây là một số khái niệm về bụi đang
được sử dụng.
- Người ta gọi bụi là những đám khói được tạo nên bởi những hạt nhỏ của
đất cát, khoáng vật và hơi kim loại.
- Bụi là những hạt vô cùng nhỏ, nó bay lượn trong không khí và không tự
rơi xuống.
- Bụi là những hạt nhỏ

có kích thước từ 1/2000 đến 1/143 mm rất dễ đọng
lại trong phổi.
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
16
- Bụi đọng lại trong phổi sẽ làm phổi bị suy yếu và trở thành nguyên nhân
của căn bệnh bụi phổi.
I.4.2. Tác hại của bụi đối với con người
Quá trình hô hấp của con người hấp thụ khí oxy trong khí quyển và bài tiết
ra chất khí CO
2
. Quá trình này được các tế bào phổi thực hiện. Trong trường hợp
không khí không tới được tế bào phổi thì xẩy ra hiện tượng:
- Miệng và mũi bị bịt.
- Khí quản và thanh quản bị tắc bởi dị vật.
- Trạng thái tức ngực.
- Bị hen xuyễn, khí quản bị thắt lại
- Tổn thương tế bào phổi: Đọng nước trong phổi,vách tế bào phổi dày lên.
Khi con người hít vào trong quá trình hô hấp thì bụi có kích thướ
c lớn hít
vào qua mũi, họng, khí quản sẽ dính vào đờm và bị bài tiết ra ngoài, bụi có kích
thước cỡ hạt nhỏ hơn sẽ không được bài tiết ra ngoài trong quá trình hô hấp. Vì
vậy người ta gọi bệnh "bụi phổi" là những bệnh do bụi bị hít vào phổi trong quá
trình hô hấp gây nên. Bệnh bụi phổi tiến triển đến một mức nào đó thì khi đó mới
xuất hiện các triệu chứng;
- Xuất hiện th
ở dốc
- Ho có đờm
- Tim đập nhanh

Những hiện tượng trên sẽ tăng dần cùng sự tiến triển của bệnh dẫn đến
phổi bị sơ cứng.
Một điểm đáng lưu ý nữa là khi đã bị mắc bệnh bụi phổi thì thường có
những bệnh xẩy ra kèm theo như:
+ Bệnh lao phổi
+ Viêm niêm mạc phổi kéo dài
+ Viêm phế quản kéo dài
+ Chứng dãn phế
quản kéo dài
+ Tức ngực kéo dài
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
17
Như vậy bụi phổi là một bệnh rất nguy hiểm bởi trong gian đoạn đầu khi
các biểu hiện của bệnh thường không có và khi các biểu hiện của bệnh rõ ràng thì
lúc đó các bộ phận trong phổi đã bị sơ hoá và công tác chữa trị cũng khó có thể
đem lại sự phục hồi nguyên trạng của phổi bệnh nhân trước khi bị bệnh bụi phổi.
Để đảm bảo s
ức khoẻ cho người lao động, phòng tránh được bệnh bụi phổi
nhất là trong môi trường làm việc hầm lò, các công ty cần thiết phải lập những
đối sách thật cụ thể khắc phục bệnh bụi phổi. Do vậy, để bảo vệ sức khỏe cho
người lao động tránh được độc hại do nguyên nhân bụi gây ra cần phải nghiên
cứu và xây dựng các đối sách phòng bụi theo hướng sau:
- Khống chế không cho bụi phát tán.
- Lo
ại trừ bụi phát tán
- Xây dựng những đối sách phòng bụi như: Sử dụng các biện pháp cần
thiết để không hít phái bụi phát tán
Như chúng ta đã biết việc loại trừ bụi khi bụi đã phát tán vào không khí là

một công việc rất khó, do vậy điều lý tưởng nhất là phải ngăn chặn được những
nguyên nhân gây ra bụi, để nó không có khả năng gây ra bụi.
Trong môi khu vực đào lò cần thiết phải có các phươ
ng pháp dập bụi. Để
thực hiện được việc đó ngoài hệ thống phun nước dập bụi có sẵn trên máy
combai thì cần thiết phải có thêm thiết bị thu gom bụi.
I.4.3. Tác hại khác
Ngoài tác hại ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của người lao động,
bụi tại các khu vực đào lò còn gây ra một số tác hại khác:
- Giảm tầm quan sát của thợ vận hành, làm giảm độ chính xác trong đ
iều
khiển các thiết bị gần gương.
- Khó khăn trong di chuyển và phối hợp đội thợ.
- Nguy cơ nổ bụi cao, đặc biệt khi cắt than.
- Giảm độ tin cậy trong các kết quả đo khí (trong điều kiện có trang bị).
- Giảm độ bền của các thiết bị trong gương.

Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
18
Chương II: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ
PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM
II.1. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ HÚT - DẬP BỤI CHO CÁC KHU VỰC
ĐÀO LÒ VIỆT NAM
II.1.1. Các phương pháp công nghệ và thiết bị dập xử lý bụi
Để xử lý bụi trước khi thải ra môi trường hoặc tạo môi trường xung quanh
người lao động người ta nghiên cứu và sử dụng nhiều cách khác nhau. Mỗi cách
(phương pháp) phù hợp với các loại bụi, kích thước hạt bụi khác nhau và có
những ưu nhược điểm riêng. Chính vì vậy mà tùy thuộc vào đối tượng bụi, người

ta chọn phương pháp xử lý bụi phù h
ợp.
Các phương pháp xử lý bụi có thể chia thành các nhóm như bảng 2 dưới đây:
Bảng 2: Các phương pháp xử lý bụi
Lọc
Dập bằng
nước
Dập bằng tĩnh
điện
Khử bụi dựa
vào lực ly tâm
Khử bụi dựa
vào trọng lực
- Thùng lọc
gốm
- Lọc có vật
đệm
- Lọc túi (màng)
- Dàn mưa
- Sục khí
- Đĩa quay
- Lọc tầng kiểu
Venturi
- Lọc tĩnh điện - Thiết bị sử
dụng lực quán
tính
- Thiết bị sử
dụng lực ly tâm
(cyclon)
- Thiết bị quay

- Buồng lắng
bụi

Trên cơ sở phân loại các phương pháp xử lý, người ta có thể chia các thiết
bị xử lý bụi làm 6 loại thiết bị công nghệ chính sau:
1- Lọc Cơ khí;
2- Thiết bị màng lọc;
3- Thiết bị hấp thụ;
4- Thiết bị lọc tĩnh điện;
5- Thiết bị lọc ướt;
6- Thiết bị buồng đốt.
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
19
Trong 6 loại thiết bị công nghệ trên thì loại 1; 2 dùng để lọc bụi nói chung,
loại 3; 4 có thể dùng để xử lý bụi hoặc hơi có khí độc, loại 5 và 6 hay được dùng
để xử lý khí.
Đặc trưng và hiệu quả xử lý bụi của các kiểu thiết bị được khái quát trong
bảng 3.
Bảng 3: Vùng lọc và hiệu quả xử lý bụi của các phương pháp
TT Thiết bị xử lý
Kích thước hạt phù hợp (µm)
Hiệu quả xử lý (%)
1 Thùng lắng bụi 2000 – 100 40 – 70 %
2 Cyclon hình nón 100 – 5 45 – 85
3 Cyclon tổng hợp 100 – 5 65 – 95
4 Lọc có vật đệm 100 – 10 đến 99
5 Tháp lọc ướt 100 – 0,1 85 – 99
6 Lọc túi (màng lọc) 10 – 2 85 – 99,5

7 Lọc tĩnh điện 10 – 0,005 85 - 99


Hình 7: Hiệu suất tách bụi của một số kiểu thiết bị
Bảng 3 và hình 7 cho thấy rằng các thiết bị xử lý bụi bằng lực quán tính và
các cyclon rất tiện để tách các hạt bụi tương đối lớn. Loại cyclon tổ hợp có hiệu
suất lớn nhất. Dùng các thiết bị lọc điện, thiết bị lọc ống tay áo và các thiết bị lọc
bụi kiểu ướ
t có thể đạt được độ tinh khá cao.
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
20
Thiết bị lọc bụi kiểu ướt chỉ dùng khi chất khí cần xử lý chịu được nhiệt độ
thấp và ẩm. Trong trường hợp này các thiết bị lọc bụi loại ướt có nhiều ưu điểm
hơn so với thiết bị lọc điện ở chỗ thiết bị giản đơn và rẻ tiền. Ngoài ra, người ta
còn dùng các thiết bị lọc ướt để
lọc sạch khí khỏi bụi, khói và mù (tới 90%). Ứng
dụng thiết bị lọc bụi loại ướt trong nhà máy có nhiều khó khăn vì ở đây quá trình
tinh lọc có liên quan tới việc thu gom và thải một lượng lớn nước có tính axit.
Thiết bị lọc điện là một loại thiết bị lọc sạch bụi có hiệu suất cao; trong đó muốn
lọc các loại khí khô ta dùng loại thiết bị lọc đi
ện thanh bản, còn để lọc sạch các
loại bụi và hơi mù khó hấp thụ, cũng như để lọc sạch được tốt hơn, ta dùng loại
thiết bị lọc điện kiểu ống và khi cần lọc sạch một thể tích khí lớn thì dùng thiết bị
lọc điện tổ hợp, rẻ.
Tóm lại, muốn chọn được thiết bị để tách bụi và lọ
c sạch khí có hiệu quả,
phải xuất phát từ các yêu cầu chính sau:
1. Thành phần hạt bụi và kích thước hạt của nó.

2. Trạng thái và thành phần của khí.
3. Độ tinh lọc khí cần thiết.
Dưới đây, giới thiệu một số phương pháp và công nghệ xử lý bụi phổ biến
hiện nay:
* Phương pháp xử lý bụi bằng buồng lắng:
Sự lắng bụi bằng buồng lắng là tạ
o ra điều kiện để trọng lực tác dụng lên
hạt bụi thắng lực đẩy ngang của dòng khí. Trên cơ sở đó người ta tạo ra sự giảm
đột ngột lực đẩy của dòng khí bằng cách tăng đột ngột mặt cắt của dòng khí
chuyển động. Trong thời điểm ấy, các hạt bụi sẽ lắng xuống.
Để lắng có hiệu quả hơn, người ta còn
đưa vào buồng lắng các tấm chắn
lửng. Các hạt bụi chuyển động theo quán tính sẽ đập vào vật chắn và rơi nhanh
xuống đáy.
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
21

a) Buồng lắng đơn

b) Buồng lắng kép


c) Thu hút bụi bằng trọng lực

d) Buồng lắng kép có vách ngăn
Hình 8: Một số sơ đồ xử lý bụi bằng phương pháp buồng lắng
* Phương pháp xử lý bụi dựa vào lực ly tâm (cyclon):
Khi dòng khí và bụi chuyển động theo một quỹ đạo tròn (dòng xoáy) thì

các hạt bụi có khối lượng lớn hơn nhiều so với các phân tử khí sẽ chịu tác dụng
của lực ly tâm văng ra phía xa trục hơn, phần gần trục xoáy lượng bụi sẽ rất nhỏ.
Nếu ta giớ
i hạn dòng xoáy trong một vỏ hình trụ thì bụi sẽ va vào thành vỏ
và rơi xuống đáy. Khi ta đặt ở tâm dòng xoáy một ống dẫn khí ra, ta sẽ thu được
khí không có bụi hoặc lượng bụi đã giảm đi khá nhiều.

Hình 9: Sơ đồ xử lý bụi bằng cyclon
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
22
* Phương pháp xử lý bụi bằng màng lọc, lọc túi:
Dòng khí và bụi được chặn lại bởi màng hoặc túi lọc; túi (màng) này có
các khe (lỗ) nhỏ cho các phân tử khí đi qua dễ dàng nhưng giữ lại các hạt bụi.
Khi lớp bụi đủ dày ngăn cản lượng khí đi qua thì người ta tiến hành rung hoặc
thổi ngược đê thu hồi bụi và làm sạch màng. Màng lọc là những tấm vải (nỉ) được
đặt trên một giá đỡ là nh
ững tấm cứng đan hoặc tấm cứng liền có đục lỗ. Túi lọc
bằng vải, nỉ có dạng ống một đầu hở để khí đi vào còn đầu kia khâu kín. Để túi
được bền hơn người ta thường đặt trong một khung cứng bằng lưới kim loại hoặc
nhựa. Năng suất lọc của thiết bị phụ thuộc vào bề mặt lọc, loại bụi và bả
n chất,
tính năng của vật liệu làm túi (màng).
* Thu bụi bằng phương pháp ướt:
Các phương pháp ướt thường được sử dụng cho những nơi bụi mang độ ẩm
cao hoặc không khí tại nơi làm việc không đồng đều về nhiệt độ và độ ẩm.
Nguyên tắc của phương pháp này là dòng không khí chứa bụi phải được đi qua
một môi trường lỏng hoặc màng hơi nước để tă
ng khả năng lắng xuống của hạt

bụi. Có rất nhiều cách để áp dụng nguyên tắc này, dưới đây chúng ta sẽ xem xét
một vài phương pháp hay được sử dụng trong công nghiệp.
1- Phương pháp dập bụi bằng màng chất lỏng:
Nguyên lý: Dòng khí có chứa bụi đi qua màng chất lỏng (thường là nước).
Các hạt bụi gặp nước sẽ bị dìm xuống hoặc cuốn bám theo màng nước, còn dòng
khí đi qua. Nướ
c thường được đi từ trên xuống, còn dòng khí đi từ dưới lên. Đây
là một trong các kiểu tách bụi ra khỏi khí thải bằng phương pháp ướt có hiệu quả
cao (với bụi có đường kính lớn hơn 5 µm, hiệu suất làm sạch khí đạt tới 99%).
2- Phương pháp sục khí qua chất lỏng (nước) - Phương pháp sủi bọt:
Nguyên lý: Khí chứa bụi đi qua màng đục lỗ rồi qua lớp chất lỏng dướ
i
dạng các bọt khí. Bụi trong các bọt khí bị thấm ướt và bị kéo vào pha nước tạo
thành các huyền phù rồi được thải ra ngoài. Khí sau khi được làm sạch sẽ thải ra
môi trường. Thiết bị làm sạch khí kiểu này phù hợp với nồng độ bụi khoảng 200
đến 300 mg/m
3
; công suất có thể lên tới 50.000 m
3
/h.
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
23
3- Phương pháp rửa khí ly tâm:
Thực tế đây là thiết bị kết hợp lực ly tâm của cyclon với sự gập bụi của
nước. Nước được phun từ trên xuống theo thành hình trụ của thiết bị, đồng thời
khí được thổi theo dòng xoáy từ dưới đi lên. Bụi văng ra phía thành bị nước cuốn
theo đi xuống cửa thoát dưới đáy.
4- Phương pháp rửa khí kiểu Venturi:

Nguyên lý: Dòng khí được dẫ
n qua một ống thắt, tại đây tốc độ dòng khí
tăng lên cao (50 - 150 m/s) và phía sau có đặt bộ phận thu giọt. Nguyên tắc thu
bụi theo phương pháp khí động, đó là tạo ra sự thấm ướt các hạt bụi trong dòng
khí chuyển động ở trạng thái chảy rối bằng nước trong ống Venturi. Thấm ướt
các hạt bụi ở trạng thái chảy rối tạo nên sự kết tụ các hạt bụi cùng với giọ
t nước.
Các hạt bụi kết tụ đã được tăng lên về kích thước và các giọt nước được thu lại
trong bộ phận thu giọt.
5- Rửa khí kiểu dòng xoáy:
Nguyên 1ý: Dòng khí có tốc độ lớn thổi trực tiếp vào bề mặt chất lỏng theo
một góc xiên; dưới áp lực của dòng khí, chất lỏng sẽ bị tung lên, khí và chất lỏng
tiếp xúc với nhau; bụi bị thấm ướt sẽ giữ
lại trong chất lỏng và khí sạch đi ra ngoài.
6- Rửa khí kiểu đĩa quay:
Nguyên lý: Bụi trong dòng khí đi qua hệ thống khử bụi gồm nhiều tấm đục
lỗ hay lưới bằng kim loại. Những tấm lưới này luôn luôn được thấm ướt bằng
một chất lỏng thích hợp và quay tròn đều trong một không gian hình trụ. Những
hạt bụi trong dòng khí gặp bề mặt chất lỏng sẽ bị làm ướt và b
ị giữ lại rồi trôi
theo những giọt nước rơi xuống đáy.
* Khử bụi bằng tĩnh điện:
Nguyên lý: Trong một điện trường đều, có sự phóng điện của các điện tử
từ cực âm sang cực dương. Trên đường đi, nó có thể va phải các phân tử khí và
ion hóa chúng hoặc có thể gặp phải các hạt bụi làm cho chúng tích điện âm và
chúng sẽ chuyển
động về phía cực dương. Tại đây chúng được trung hòa về điện
tích và nằm lại ở đó. Lợi dụng nguyên lý này người ta sẽ thu được bụi từ các tấm
điện cực dương và khí đi ra là khí sạch bụi.
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
24
Dưới đây chúng ta sẽ xem xét cách di chuyển của những hạt bụi trong một
điện trường đều (hình 10) và quá trình hoạt động của một hệ thống lắng bụi bằng
tĩnh điện (hình 11).

Hình 10: Mô phỏng đường đi của hạt bụi trong điện trường

Hình 11: Quá trình lắng bụi tĩnh điện

II.1.2. Lựa chọn công nghệ dập bụi cho các khu vực đào lò
II.1.2.1. Các cơ sở lựa chọn công nghệ và thiết bị hút - dập bụi cho các khu vực
đào lò
1- Nguồn sinh bụi:
Đây là yếu tố rất quan trọng, nó giúp chung ta nhận định được lượng bụi,
loại bụi sinh ra. Ngoài ra, vị trí và địa điểm của nguồn sinh bụi cũ
ng là đặc điểm
để chúng ta đưa ra những giải pháp công nghệ và lựa chọn thiết tối ưu nhất.
Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị hút, dập bụi cho các khu vực đào lò

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
25
Đối chiếu với điều kiện thực tế trong các mỏ than hầm lò Việt Nam thì
nguồn sinh bụi khi đào lò bằng máy combai là thì các mỏ chỉ có 02 loại máy
combai AM-50Z và AM-45. Vì vậy, đề tài lựa chọn nguồn sinh bụi là theo đặc
tính kỹ thuật của máy combai đào lò AM-50Z.

Hình : Máy combai AM-50Z
Đặc tính kỹ thuật của máy combai AM-50Z:

- Kích thước chung:
+ Chiều dài của máy: 7470 mm.
+ Chiều cao máy: 1645 mm.
+ Chiều rộng máy: 2000 mm.
+ Tổng công suất toàn máy: 169 kW.
+ Trọng lượng máy: 27 Tấn.
+ Sức áp nén vào đường lò: 0,14 MPa.
+ Hiệu điện thế của máy: 660 V, 50 Hz.
+ Diện tích mặt cắt đào: 16,4m
2
- Máy khấu:
+ Đường kính (kể cả dao): 770 mm.
+ Chiều ngang: 1230 mm.
+ Vận tốc khấu: 2,51 m/s.
+ Số lượng dao trên 2 đầu khấu: 2 x 48 chiếc.
+ Máy động cơ loại 2SGKf225L-4 (giảm nhiệt bằng nước).