Nghiên cứu thiết kế và chế tạo một số phụ kiện thuỷ lực của giàn chống thuỷ lực di động có lực chống đến 320 tấn

Bộ công thơng
Tập đoàn công nghiệp than-khoáng sản việt nam
viện cơ khí năng lợng và mỏ-tkv








báo cáo tổng kết đề tài kh&cn cấp bộ

nghiên cứu thiết kế chế tạo một số phụ
kiện thủy lực của dàn chống thủy lực di
động có lực chống đến 320 tấn


chủ nhiệm đề tài: ths. Hứa ngọc sơn

7275
31/03/2009

Hà nội - 2008






Bộ Công thơng
Tập đoàn công nghiệp than - khoáng sản việt nam
Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - tkv





Báo cáo tổng kết đề tài
nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ




Nghiên cứu thiết kế và chế tạo
một số phụ kiện thuỷ lực của giàn
chống thuỷ lực di động có lực
chống đến 320 tấn

C QUAN CH QUN: B CễNG THNG
C QUAN CH TRè: VIN C KH NNG LNG V M - TKV




CH NHIM TI





Ha Ngc Sn
DUYT


Hà Nội - 02/2009

1

DANH SCH CC C QUAN THC HIN V PHI HP CHNH
TT

Tên cơ quan Nội dung thực hiện, phối hợp

1 Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV. Chủ trì, thực hiện chính.
2 Bộ môn Máy và Thiết bị mỏ, Trờng ĐH
Mỏ - Địa Chất.
Phối hợp nghiên cứu lý thuyết,

cung cấp thông tin.
3 Công ty than Khe Chàm - TKV. Hợp tác, trao đổi và cung cấp
thông tin, thử nghiệm.
2

DANH SCH CC C NHN THC HIN V PHI HP CHNH
TT

Họ và tên / Nội
dung thực hiện
Học
hàm/Học
vị, chuyên
môn
Chức vụ Nơi công tác Chữ ký
1 Hứa Ngọc Sơn Thạc sỹ
Máy và
Thiết bị mỏ

Phó phòng
KHTH - Chủ
nhiệm đề tài.
Viện Cơ khí Năng
lợng và Mỏ -
TKV.

2 Trần Đức Thọ Thạc sỹ
Chế tạo
máy
Trởng phòng

KHCN.
Viện Cơ khí Năng
lợng và Mỏ -
TKV.

3 Đỗ Trung Hiếu Thạc sỹ
Chế tạo
máy
Cán bộ kỹ
thuật.
Phòng KHCN.
Viện Cơ khí Năng
lợng và Mỏ -
TKV.

4 Hoàng Văn Vĩ Thạc sỹ
Máy và
Thiết bị mỏ

Cán bộ kỹ
thuật.
Phòng KHCN.
Viện Cơ khí Năng
lợng và Mỏ -
TKV.

5 Đàm Hải Nam Thạc sỹ
Chế tạo
máy
Cán bộ kỹ

thuật.
Phòng KHCN.
Viện Cơ khí Năng
lợng và Mỏ -
TKV.

6 Hà Thị Thuý Vân Kỹ s Kinh
tế
Viện Cơ khí Năng
lợng và Mỏ -
TKV.

7 Nguyễn Quốc Tính

Kỹ s Cơ
khí
Viện Cơ khí Năng
lợng và Mỏ -
TKV.

8 Trần Văn Thụy Kỹ s Cơ
điện mỏ
Cán bộ kỹ
thuật.
Phòng Cơ điện.
Công ty than Khe
Chàm - TKV.

9 Nguyễn Văn Hồng

Cao đẳng
Cơ điện
Phó quản đốc Công trờng khai
thác 6. Công ty than
Khe Chàm - TKV.

10 Đặng Thị Ngọc Tú Trung cấp
Kinh tế
Nhân viên
Kinh tế
Viện Cơ khí Năng
lợng và Mỏ -
TKV.

3

MỤC LỤC
DANH SÁCH CÁC CƠ QUAN THỰC HIỆN VÀ PHỐI HỢP CHÍNH 1
DANH SÁCH CÁC CÁ NHÂN THỰC HIỆN VÀ PHỐI HỢP CHÍNH 2
MỤC LỤC 3
DANH MỤC CÁC BẢNG 5
DANH MỤC CÁC HÌNH 6
PHẦN MỞ ĐẦU 7
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CHỐNG GIỮ LÒ CHỢ
TRONG CÁC MỎ THAN HẦM LÒ VIỆT NAM 11
1.1. CÔNG NGHỆ CHỐNG GIỮ LÒ CHỢ DÙNG CỘT CHỐNG MA SÁT 11
1.2. CÔNG NGHỆ CHỐNG GIỮ LÒ CHỢ DÙNG CỘT CHỐNG THUỶ LỰC ĐƠN 12
1.2.1. Công nghệ chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn kết hợp với
xà đơn 12
1.2.2. Công nghệ chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn kết hợp với

xà tổ hợp (Giá thuỷ lực di động) 14
1.3. GIÁ THUỶ LỰC TỔ HỢP 16
1.4. GIÀN CHỐNG THUỶ LỰC 19
1.4.1. Giàn chống thuỷ lực ZZ3200/16-26 19
1.4.2. Giàn chống thuỷ lực KĐT1 20
1.4.3. Giàn chống thuỷ lực VINA-ALTA 21
1.4.4. Giàn chống thuỷ lực 2ANSH 22
Chương 2. KHẢ NĂNG ÁP DỤNG GIÀN CHỐNG THUỶ LỰC CHỐNG GIỮ LÒ
CHỢ CHO KHAI THÁC THAN HẦM LÒ CỦA VIỆT NAM 24
2.1. TỔNG HỢP TRỮ LƯỢNG CÔNG NGHIỆP CÁC VỈA THAN DÀY CÓ KHẢ NĂNG
ÁP DỤNG GIÀN CHỐNG THUỶ LỰC DI ĐỘNG Ở VÙNG THAN QUẢNG NINH 24
2.1.1. Tổng hợp trữ lượng các vỉa than dày và dốc đến 35
o
của bể than
Quảng Ninh 24
2.1.2. Tổng hợp trữ lượng các vỉa than dày và dốc trên 45
o
của bể than
Quảng Ninh 27
2.2. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG VÀ CƠ HỘI ÁP DỤNG CÔNG NGHIỆP VỚI CÁC LOẠI
GIÀN CHỐNG THUỶ LỰC DI ĐỘNG VÀO VÙNG THAN QUẢNG NINH 29
Chương 3. LỰA CHỌN SẢN PHẨM CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM 31
3.1. SƠ ĐỒ THUỶ LỰC CỦA GIÀN CHỐNG ZZ3200/16-26 31
3.2. CỤM VAN ĐIỀU KHIỂN 32
3.3. VAN ĐIỀU KHIỂN 33
3.4. LỰA CHỌN SẢN PHẨM 34
Chương 4. LẬP THIẾT KẾ CỤM VAN ĐIỀU KHIỂN CỦA GIÀN CHỐNG
ZZ3200/16-26 35
Chương 5. LỰA CHỌN, LẬP CÔNG NGHỆ VÀ CHẾ TẠO CỤM CHI TIẾT ĐIỂN
HÌNH 38

5.1. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ GIA CÔNG 38
5.2. MỘT SỐ CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN SỐ .38
5.2.1. Mã chương trình gia công chi tiết chốt 38
5.2.2. Mã chương trình gia công chi tiết lõi dài 39
5.2.3. Mã chương trình gia công chi tiết lõi ngắn số 1 40
4

5.2.4. Mã chương trình gia công chi tiết vòng xiết 44
5.2.5. Mã chương trình gia công chi tiết ty van 45
Chương 6. THỬ NGHIỆM SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI 48
CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI 50
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51
KẾT LUẬN 51
KIẾN NGHỊ 51
LỜI CẢM ƠN 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO 53
WEBSITE THAM KHẢO 54
PHỤ LỤC 55

5

DANH MC CC BNG
TT Tiờu bng Trang
Bng 1.1 c tớnh k thut ca ct chng CC-20. 11
Bng 1.2 c tớnh k thut ca x X-20. 11
Bng 1.3 c tớnh k thut ca ct chng DZ22. 14
Bng 1.4 c tớnh k thut ca giỏ thy lc di ng XDY v GTLD-800. 15
Bng 1.5 c tớnh k thut ca t hp giỏ thy lc ZH1600/16/24Z. 18
Bng 1.6 Thụng s k thut ca gin chng ZZ3200/16-26. 19
Bng 1.7 c tớnh k thut ca gin chng thy lc di ng KT1. 21

Bng 1.8 Thụng s k thut c bn ca gin chng thy lc VINA-ALTA. 22
Bảng 2.1

Phân chia trữ lợng theo tổ hợp theo yếu tố chiều dày và góc dốc
vỉa.
25
Bảng 2.2

Tổng hợp trữ lợng vỉa dày, độ dốc đến 35
0
vùng Quảng Ninh. 26
Bảng 2.3

Tổng hợp trữ lợng vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh. 27
Bảng 2.4

Phân chia trữ lợng theo tổ hợp theo yếu tố chiều dày và góc dốc
các vỉa dốc.
28
Bng 4.1 Kt qu phõn tớch thnh phn hoỏ hc mt s chi tit lừi van. 35
Bng 4.2 Kt qu o cng thụ i ca mt s chi tit lừi van. 36
Bng 4.3 Thnh phn cỏc nguyờn t hoỏ hc ca thộp SUS 316 theo JIS
G4303, thộp 20X13 v thộp 30X13 theo 5632-72.
37
6

DANH MỤC CÁC HÌNH
TT Tiêu đề bảng Trang
Hình 1.1 Cột chống thuỷ lực đơn DZ22. 12
Hình 1.2 Chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn DZ22 kết hợp với

xà kim loại.
13
Hình 1.3 Giá thuỷ lực di động. 15
Hình 1.4 Giá thuỷ lực tổ hợp ZH1600/16/24Z. 16
Hình 1.5 Giàn chống thủy lực ZZ3200/16-26 của Trung Quốc đang sử dụng
tại Khe Chàm.
19
Hình 1.6 Tổ hợp giàn chống thuỷ lực KĐT1. 20
Hình 1.7 Giàn chống thủy lực VINA-ALTA. 22
Hình 1.8 Giàn chống 2ANSH trong lò chợ vỉa 8 tây xuyên vỉa Tây Bắc I
mức -80 ÷ +30.
23
Hình 3.1 Sơ đồ thuỷ lực của giàn chống ZZ3200/16-26. 31
Hình 3.2

Cụm van điều khiển của giàn chống ZZ3200/16-26. 32
Hình 3.3 Van điều khiển. 33
Hình 4.1 Một số chi tiết lõi van. 35
Hình 4.2 Hình ảnh về sự ăn mòn điển hình chi tiết lõi van. 37
Hình 5.1 Chi tiết chốt. 39
Hình 5.2 Chi tiết lõi dài. 39
Hình 5.3 Chi tiết lõi ngắn số 1. 40
Hình 5.4 Chi tiết vòng xiết. 44
Hình 5.5 Chi tiết ty van. 45
7

PHẦN MỞ ĐẦU
Dưới chính sách “Đổi mới” và mở cửa thị trường có lộ trình của Đảng và Nhà
nước, cùng với việc gia nhập Tổ chức Thương mại Thế giới (Việt Nam trở thành thành
viên đầy đủ của WTO vào ngày 11/1/2007), nhiều năm gần đây, nước ta luôn là một

trong nhóm các nước có tốc độ phát triển kinh tế nhanh hàng đầu trên thế giới. Thị trường
của ta thu hút được nhiều vốn đầu tư từ nước ngoài. Tuy nhiên, hạ tầng và khả năng của
ta chưa đáp ứng kịp với yêu cầu thực tế đặt ra. Một ví dụ dễ thấy là lĩnh vực cung cấp
năng lượng. Vấn đề về điện, dầu khí và than được quan tâm đặc biệt của các nhà lãnh
đạo, các nhà quản lý và cả người dân. Hiện chúng ta bị thiếu điện, giá điện của chúng ta
cũng cao hơn so với khu vực. Dầu thô chúng ta khai thác được phải xuất khẩu, sản lượng
dầu khai thác quy đổi giảm dần và nhanh nhất phải đến giữa năm 2009 chúng ta mới cho
ra sản phẩm xăng dầu tiêu dùng đầu tiên.
Theo báo cáo của Bộ Công Thương, nhu cầu than trong nước năm 2010 là 37 triệu
tấn, năm 2015 là 94 triệu tấn, năm 2020 là 184 triệu tấn và năm 2025 cần khoảng 308
triệu tấn. Trong khi đó, dự kiến sản xuất than năm 2010 là 47 triệu tấn, 2015 là 60 triệu
tấn, 2020 là 70 triệu tấn và 2025 là 80 triệu tấn. Do hầu hết các nước có than đều muốn
dự trữ nguồn năng lượng này, nên việc nhập khẩu than với số lượng lớn dự báo sẽ gặp
khó khăn. Nên ngay từ bây giờ, chính Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt
Nam đã đề nghị cần có chính sách, chiến lược nhập khẩu than nhằm bảo đảm an ninh
năng lượng. Đồng thời, Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam cũng đã
kiến nghị Bộ Công Thương đề xuất với Thủ tướng Chính phủ đưa than vào danh mục mặt
hàng độc quyền của Nhà nước và có cơ chế chính sách khuyến khích sản xuất than tại
Quảng Ninh và vùng than đồng bằng sông Hồng, mở rộng điều tra nghiên cứu than tại
thềm lục địa sông Hồng.
Sản lượng than khai thác và tiêu thụ của ngành Than nước ta gần đây phát triển
nhanh chóng. Ngành than hiện đáp ứng, đảm bảo cung cấp kịp thời và đủ nhu cầu than
trong nước, tham gia bình ổn giá cả. Ngoài ra, chúng ta giành khoảng từ 30% đến 40%
lượng than làm ra để xuất khẩu, đem về số lượng lớn ngoại tệ, góp phần củng cố cán cân
thanh toán quốc tế, giảm nhập siêu.
Bên cạnh những thành tựu to lớn mà ngành than Việt Nam (mà đại diện duy nhất
là Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam) đem lại cho đất nước trong giai
đoạn hiện nay thì còn có một số vấn đề ngành Than cần được đặc biệt quan tâm. Đó là:
- an toàn trong khai thác và chế biến;
- tiếp cận, thay đổi và hiện đại hoá công nghệ và thiết bị;

8

- đầu tư mở rộng sản xuất nâng cao sản lượng đáp ứng nhu cầu trong nước;
- cải thiện điều kiện làm việc;
- cải tạo, giữ gìn và bảo vệ môi trường;
- tăng trưởng cùng với phát triển bền vững.
Đổi mới và hiện đại hoá công nghệ, thiết bị sẽ đảm bảo cải thiện được công tác an
toàn trong sản xuất, cải thiện điều kiện làm việc trực tiếp và nâng cao năng suất lao động.
Để thực hiện được thì có nhiều biện pháp, cách thức mà ngành than phải triển khai. Một
trong những việc cần làm ngay là đẩy mạnh cơ giới hoá các khâu sản xuất chính (khai
thác, vận chuyển, chế biến than).
Các mỏ than lộ thiên tiến dần đến giai đoạn cuối và sẽ phải kết thúc khai thác
trong một vài năm tới, khi đó toàn bộ lượng than khai thác đều từ các mỏ hầm lò. Khai
thác hầm lò tiềm ẩn nhiều yếu tố rủi ro về tai nạn lao động và nhất là khi càng khai thác
xuống sâu và mở rộng, nâng cao sản lượng. Trong khai thác than hầm lò tai nạn xảy ra
hoặc có nguy cơ xảy ra nhiều nhất là ở các lò chợ và lò xây dựng cơ bản. Thực hiện cơ
giới hoá khâu khai thác tại lò chợ sẽ nâng cao được sản lượng than nguyên khai và quan
trọng hơn cả là nâng cao độ an toàn trong sản xuất. Có thể khẳng định việc cơ giới hoá
công tác lò chợ có tính quyết định đến năng suất lao động và đảm bảo an toàn trong sản
xuất. Chính vì vậy, dựa vào hiện trạng thiết bị và công nghệ kết hợp với những vấn đề đặt
ra trước mắt, Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV đề xuất đề tài “Nghiên cứu thiết kế
và chế tạo một số phụ kiện thuỷ lực của giàn chống thuỷ lực di động có lực chống đến
320 tấn” nhằm từng bước tiếp cận và nắm bắt được thiết bị, công nghệ hiện đại, đáp ứng
và hỗ trợ cho sản xuất than.
Phạm vi nghiên cứu và công việc của đề tài:
Trong khuôn khổ của đề tài này, kết hợp và bám sát với “Quy hoạch phát triển
ngành than Việt Nam giai đoạn 2006-2015 có xét triển vọng đến 2025” nhóm thực hiện
đề tài giới hạn phạm vi công việc như sau:
1) Đề tài tìm hiểu tổng quan về thiết bị chống giữ lò chợ đã và đang được áp
dụng trong các mỏ than hầm lò của vùng Quảng Ninh.

2) Tiến hành thu thập số liệu, đánh giá điều kiện địa kỹ thuật các vỉa than có thể
áp dụng giàn chống thuỷ lực một cách hiệu quả ở một vài khu mỏ chính, cụm
mỏ chính và khoáng sàng than lớn của vùng than Quảng Ninh hiện đang khai
thác và sẽ khai thác theo quy hoạch.
3) Trên cơ sở tình hình sử dụng giàn chống thuỷ lực trong các mỏ than hầm lò,
đề tài lựa chọn đối tượng để nghiên cứu lập thiết kế, lập bản vẽ chế tạo, chế
9

thử và đưa vào thử nghiệm. Đối tượng được chọn đó là cụm van điều khiển
của giàn chống thuỷ lực có lực chống đến 320 tấn ZZ3200/16-26. Cụm van
điều khiển trung tâm là cụm phần tử thuỷ lực quan trọng của giàn chống thuỷ
lực nói chung, chúng có yêu cầu kỹ thuật cao hơn hẳn so với các phần tử và
kết cấu khác của giàn chống. Về cấu tạo, nguyên lý và độ phức tạp về chế tạo,
các loại van điều khiển trung tâm của giàn chống giống nhau và cũng gần
giống với van điều khiển của giá thuỷ lực tổ hợp (hiện đang được dùng nhiều).
Các cụm van trung tâm và phụ kiện hiện đang phải nhập ngoại với giá rất đắt.
4) Sau khi chế tạo và lắp ráp hoàn thiện, đề tài tiến hành đưa sản phẩm vào thử
nghiệm tại lò chợ của Công ty than Khe Chàm - TKV, theo dõi thử nghiệm
sản phẩm tại hiện trường, đúc rút kinh nghiệm, hoàn thiện thiết kế và quy trình
gia công tiến tới sản xuất loạt nhỏ thay thế nhập khẩu.
5) Tập hợp dữ liệu lập báo cáo tổng kết và nghiệm thu các cấp.
Các nội dung không thực hiện bao gồm:
1) Số liệu địa chất, trữ lượng các vỉa than dày có góc dốc từ 35 đến 45
o
vùng
Quảng Ninh và dữ liệu địa chất các khoáng sàng than ngoài vùng than Quảng
Ninh vì chưa có nên không có trong nội dung báo cáo.
2) Đề tài không đi sâu vào nghiên cứu lựa chọn kết cấu hợp lý và các thông số cơ
bản cho giàn chống thuỷ lực di động sẽ thiết kế bởi vì các thông số này phụ
thuộc vào chiều dày vỉa than, góc nghiêng của vỉa than, chiều dài vỉa than theo

phương, phụ thuộc một số thông số khác và quan trọng là vỉa than đó sẽ áp
dụng công nghệ khai thác nào. Trong khi đó công nghệ phụ thuộc phần lớn
vào điều kiện địa kỹ thuật vỉa than. Nói cách khác, mỗi một nhóm vỉa than
ứng với điều kiện địa kỹ thuật nhất định nào đó thì nhà thiết kế sẽ chọn ra
được một loại công nghệ phù hợp và lựa chọn hay thiết kế thiết bị chống giữ
lò chợ tương ứng.
3) Đề tài không đi sâu nghiên cứu tính toán thiết kế giàn chống thuỷ lực có lực
chống đến 320 tấn mà sẽ chủ yếu dựa vào việc tham khảo mẫu giàn chống
ZZ3200/16-26 do Trung Quốc thiết kế và chế tạo (hiện đang được sử dụng
duy nhất tại Công ty than Khe Chàm - TKV).
Đối tượng nghiên cứu:
1) Giàn chống thuỷ lực di động ZZ3200/16-26 do Trung Quốc chế tạo và đang
được sử dụng trong lò chợ của Công ty than Khe Chàm - TKV.
10

2) Đi sâu nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của van điều khiển xy lanh
giàn chống thuỷ lực di động ZZ3200/16-26.
3) Công nghệ chế tạo các chi tiết của cụm van điều khiển để đạt được các yêu
cầu kỹ thuật đặt ra với nguyên tắc áp dụng kỹ thuật tiên tiến và hiệu quả kinh
tế.
Mục tiêu cụ thể của đề tài:
1) Đưa ra bức tranh khái quát về thiết bị chống giữ lò chợ trong các mỏ hầm lò
của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam từ trước tới nay.
2) Thu thập số liệu địa chất cho thấy triển vọng áp dụng các loại giàn chống thuỷ
lực di động trong ngành than Việt Nam.
3) Lập thiết kế và chế thử 3 cụm van điều khiển trung tâm của giàn chống
ZZ3200/16-26 sau đó tiến hành thử nghiệm công nghiệp, đánh giá chất lượng
chế tạo trong nước, rút kinh nghiệm, làm tiền đề cho việc nội địa hoá các phần
tử thuỷ lực của giàn chống và của giá thuỷ lực tổ hợp, tiến đến chế tạo hoàn
toàn trong nước.

11

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CHỐNG
GIỮ LÒ CHỢ TRONG CÁC MỎ THAN HẦM LÒ VIỆT NAM
Do điều kiện địa kỹ thuật của các vỉa than và hạn chế về vốn đầu tư, tại các mỏ
than hầm lò trong Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam sử dụng nhiều
loại thiết bị chống giữ với số lượng tương đối lớn và đa dạng về chủng loại. Các thiết bị
chống giữ lò chợ đang sử dụng phần lớn có xuất xứ từ nước ngoài. Số lượng từng loại
thiết bị chống từ vài cho đến hàng nghìn thiết bị và phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau
như khả năng áp dụng, đặc tính kỹ thuật và giá thành của từng thiết bị chống giữ. Dưới
đây là giới thiệu sơ lược đặc tính kỹ thuật của 7 loại thiết bị chống giữ lò chợ đang sử
dụng tại các mỏ than hầm lò thuộc TKV.
1.1. CÔNG NGHỆ CHỐNG GIỮ LÒ CHỢ DÙNG CỘT CHỐNG MA SÁT
Vào giữa thập kỷ 70 của thế kỷ 20, một số mỏ than hầm lò của ngành than (Vàng
Danh, Mạo Khê) đã bắt đầu đưa một số loại cột chống ma sát (của Ba Lan, Liên Xô,
Trung Quốc) vào chống lò. Trước đó, tất cả các mỏ than hầm lò của nước ta đều chống lò
bằng gỗ. Qua giai đoạn thử nghiệm, đến năm 1982, Viện Máy mỏ (nay là Viện Cơ khí
Năng lượng và Mỏ - TKV) đã tiến hành nghiên cứu, chế tạo và đưa vào áp dụng thành
công cột chống ma sát CC-20 và xà kim loại X-20 ở mỏ Khe Chàm, sau mở rộng sử dụng
tại mỏ Hà Lầm, Vàng Danh và đạt kết quả tốt.
Bảng 1.1. Đặc tính kỹ thuật của cột chống CC-20.
TT

Thông số Đơn vị tính Giá trị
1 Chiều cao chống lớn nhất mm 2240
2 Chiều cao chống nhỏ nhất mm 1260
3 Tải trọng công tác kN
200 ÷ 250
4 Tải trọng tới hạn kN 250

5 Khối lượng bản thân kg 43
Bảng 1.2. Đặc tính kỹ thuật của xà X-20.
TT

Thông số Đơn vị tính Giá trị
1 Chiều dài bước xà mm 1000
2 Tải trọng định mức kN 200
3 Khả năng chịu uốn kN 15
4 Khối lượng bản thân kg 23,4
12

Sử dụng cột chống ma sát kết hợp xà kim loại đã cải thiện và nâng cao độ an toàn
hơn so với vì chống gỗ, lượng gỗ tiêu hao cho chống lò giảm được từ 40 đến 50%. Tuy
nhiên, do công nghệ và thiết bị ngày càng phát triển, chống lò bằng cột ma sát kết hợp xà
kim loại đã bắt đầu bị loại từ năm 1998 và nay không còn sử dụng.
1.2. CÔNG NGHỆ CHỐNG GIỮ LÒ CHỢ DÙNG CỘT CHỐNG THUỶ LỰC ĐƠN
1.2.1. Công nghệ chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn kết hợp
với xà kim loại
Từ năm 1998, các mỏ than hầm lò của ngành than nước ta đã đưa cột chống thuỷ
lực vào sử dụng trong các mỏ với tốc độ khá nhanh. Hầu hết cột chống thuỷ lực sử dụng
là loại cột DZ22 nhập từ Trung Quốc. Từ năm 2006, Công ty Chế tạo máy than Việt Nam
(nay là Công ty Cổ phần chế tạo máy - TKV) đã đầu tư dây chuyền đồng bộ chế tạo cột
chống thuỷ lực đơn và xà kim loại. Đến nay, nội bộ ngành than đã có thể tự cung tự cấp
được hoàn toàn cột chống thuỷ lực và xà. Riêng các phần từ thuỷ lực khác kèm theo (van
3 tác dụng, ống, bơm, van an toàn ) vẫn phải nhập khẩu.

Hình 1.1. Cột chống thuỷ lực đơn DZ22.
13

Hình 1.2. Chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn DZ22 kết hợp với xà kim loại.
14

Bảng 1.3. Đặc tính kỹ thuật của cột chống DZ22.
TT Các thông số kỹ thuật cơ bản Đơn vị Giá trị
1 Chiều dài làm việc lớn nhất mm 2240
2 Chiều dài làm việc thấp nhất mm 1440
3 Hành trình piston mm 800
4 Khối lượng cột chống (Không dầu/Có dầu) kg 54/62
5 Tải trọng làm việc kN 300
6 Áp suất làm việc MPa 38,2
7 Tải trọng ban đầu: - Lực
- Áp suất
kN
MPa
15,7
20
8 Diện tích chân cột cm
2
109
9 Đường kính xi lanh mm 100
10 Chất lỏng làm việc emulxi % 2
Sử dụng cột chống thủy lực đơn kết hợp với xà kim loại để chống giữ trong lò chợ
đã tăng năng suất, đảm bảo an toàn lao động và có hiệu quả rõ rệt so với việc sử dụng gỗ
chống và cột ma sát, xà kim loại trước đây.
Ưu điểm của cột chống thủy lực đơn là thao tác đơn giản, di chuyển nhẹ nhàng
hơn do khối lượng nhỏ, độ linh hoạt cao, giá thành thấp. Tuy nhiên, độ ổn định và an toàn
vẫn thấp, thao tác mất nhiều thời gian, không có khả năng tự rút cột, cột chống được sử
dụng kết hợp với xà kim loại nên vẫn tốn một khối lượng gỗ tương đối lớn. Tuy vậy, tất
cả các mỏ than hầm lò của nước ta hiện nay vẫn dùng phổ biến công cụ chống lò này và

sẽ còn sử dụng trong nhiều năm tới.
1.2.2. Công nghệ chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn kết hợp
với xà tổ hợp (Giá thuỷ lực di động)
Đại diện tiêu biểu cho công nghệ này là chống giữ lò chợ bằng xà XDY kết hợp
cột chống thuỷ lực đơn làm việc hai chiều. Công nghệ và thiết bị chống giữ kiểu này
được áp dụng phổ biến trong các mỏ than hầm lò Việt Nam từ năm 2002 và là loại được
sử dụng rộng rãi chỉ đứng sau cột thuỷ lực đơn và xà. Tuy có một vài ưu điểm so với
chống bằng cột chống thủy lực đơn với xà kim loại về khả năng ổn định và độ an toàn,
nhưng giá thành cao hơn, thao tác vất vả hơn do xà có khối lượng lớn. Bên cạnh đó thì
công nghệ và thiết bị này vẫn tốn một lượng gỗ và lưới trải nóc lò nhất định.
15

Bảng 1.4. Đặc tính kỹ thuật của giá thủy lực di động XDY và GTLDĐ-800.
TT Các thông số kỹ thuật cơ bản Đơn vị Giá trị
1 Chiều cao tối đa mm 2700
2 Chiều cao tối thiểu mm 1400
3 Hành trình pít tông mm 800
4 Chiều rộng giá chống mm 664
5 Chiều dài giá chống mm 2260
6 Bước tiến của dầm tiến gương mm 800
7 Tải trọng làm việc kN 1200
8 Áp suất bơm MPa 19,6
9 Số lượng cột chống cái 04
10 Đường kính xi lanh cột mm 100
11 Khối lượng của giá (kể cả cột chống) kg 850

Hình 1.3. Giá thuỷ lực di động.
16

1.3. GIÁ THUỶ LỰC TỔ HỢP

Giá thuỷ lực tổ hợp là tổ hợp thiết bị chống giữ lò chợ được thiết kế cải tiến trên
cơ sở công nghệ chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn kết hợp với xà tổ hợp
(mục 1.2.2). Có thể nói về mặt cơ giới hoá chống giữ lò chợ thì đây là loại hình thiết bị
và công nghệ trung gian khi tiến từ chống bằng cột thuỷ lực đơn kết hợp với xà kim loại
lên chống bằng giàn chống thuỷ lực. Giá thuỷ lực tổ hợp được nhập vào Việt Nam
khoảng cuối năm 2006 và bắt đầu được sử dụng trong ngành Than của nước ta từ tháng 5
năm 2007 (trong lò chợ của Công ty than Thống Nhất - TKV). Ban đầu chúng ta nhập
khẩu trọn bộ của các nhà sản xuất Trung Quốc và Viện Khoa học Công nghệ mỏ - TKV
là đơn vị tư vấn chuyển giao công nghệ. Đến nay, các đơn vị Cơ khí trong Tập đoàn
Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam đã từng bước nội địa hoá và bước đầu chế tạo
cột chống và một số kết cấu cơ khí. Các loại van và phần tử thuỷ lực còn lại vẫn nhập
khẩu từ Trung Quốc. Riêng kết cấu xà và hệ thanh đỡ liên kết với nhau thành cụm tiến
gương có lộ trình nội địa hoá chậm hơn do chuyển nhượng bản quyền.
Tính đến cuối năm 2008, trong Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt
Nam đã có 11 đơn vị đưa giá thuỷ lực tổ hợp vào lò chợ khai thác và được phân thành 2
loại. Đó là giá thuỷ lực tổ hợp chỉnh thể và giá thuỷ lực tổ hợp phân thể. Loại chỉnh thể
có khả năng áp dụng cho vỉa dốc đến 30
o
và đang được dùng nhiều trong các mỏ hầm lò,
loại phân thể có khả năng áp dụng cho vỉa dốc đến 40
o
nhưng chưa áp dụng nhiều.

Hình 1.4. Giá thuỷ lực tổ hợp ZH1600/16/24Z.
17

Giá thủy lực tổ hợp có cấu tạo dạng lập thể, được liên kết thành dạng mảng (dọc
theo chiều dài lò chợ) tạo cho các vì chống có độ ổn định tương đối cao. Cấu tạo này đã
cho phép giảm bớt hao phí lao động làm công tác củng cố lò chợ. Hiện nay, có 06 loại giá
thủy lực tổ hợp đã được các đơn vị sản xuất than hầm lò đưa vào sử dụng trong các lò

chợ:
- Giá thủy lực tổ hợp ZH1600/16/24Z được sử dụng tại các đơn vị Mạo Khê, Nam
Mẫu, Vàng Danh, Thống Nhất… cho các lò chợ dốc thoải và dốc nghiêng có thu hồi than
hạ trần, tương đối phù hợp với các vỉa than dốc thoải đến dốc nghiêng, không thích hợp
với các lò chợ có độ dốc >35
o
.
- Giá thủy lực tổ hợp ZH1600/16/24T (ZHT) sử dụng tại Công ty than Quang
Hanh, Mông Dương cho các lò chợ khấu ở các vỉa có thế nằm phức tạp, biến đổi nhiều về
độ dốc vỉa, có thu hồi than hạ trần. Loại giá thuỷ lực này tương đối linh hoạt trong điều
kiện thế nằm của vỉa thay đổi nhiều, nhưng chỉ thích hợp với vỉa có độ dốc ≤25
o
.
- Giá thủy lực tổ hợp ZH1600/16/24ZL được sử dụng tại Công ty than Quang
Hanh, áp dụng cho các vỉa dốc nghiêng có thu hồi than hạ trần. Loại giá thuỷ lực này có
chiều dài xà 3,15 mét (loại ZH1600/16/24Z là 2,8 mét), chỉ có ưu điểm ở khu vực mỏ có
áp lực nhỏ, có thể ứng dụng kết hợp với máy khấu trong lò chợ. Lắp đặt và tháo dỡ tương
đối khó khăn do không gian chống tạm lớn.
- Giá thủy lực tổ hợp ZH2000/15/35Z được sử dụng cho lò chợ có chiều cao tới
3,5 mét tại Công ty TNHH 86. Thích hợp với việc khai thác toàn bộ vỉa có chiều dày từ
2,2 ÷ 3,5 mét ở lò chợ có dốc độ ≤ 30
0
. Khi áp dụng công nghệ này sẽ giảm tổn thất tài
nguyên, khắc phục được hiện tượng đá vách treo trong các trường hợp sử dụng công nghệ
lò chợ thu hồi than hạ trần.
- Giá thủy lực tổ hợp GK1600/1.6/2.4/HT do Công ty chế tạo máy TKV chế tạo đã
được sử dụng tại các đơn vị như: Hà Lầm, Bắc Cọc Sáu, Thống Nhất… có thu hồi than
hạ trần tương đương với loại ZH1600/16/24Z nhưng đã có một số cải tiến tiện ích hơn.
- Giá thủy lực tổ hợp GK1600/1.6/2.4/HTD được sử dụng cho các lò chợ khai thác
ở vỉa có độ dốc 40

o
tại các đơn vị: 86, Đồng Vông…có thu hồi than hạ trần. Đây là loại
giá thuỷ lực mới đưa vào sử dụng, bước đầu cho thấy nếu quản lý kỹ thuật công nghệ tốt
thì loại giá thủy lực này sẽ phát huy tốt trong các lò chợ có độ dốc tới 40
0
có thu hồi than
nóc.
Như vậy, mỗi loại giá thủy lực tổ hợp di động thích hợp với điều kiện áp dụng
khác nhau. Qua đánh giá tại các đơn vị đã sử dụng thì các đặc điểm về độ dốc vỉa, độ ổn
định của vỉa, độ kiên cố của than và đất đá vây quanh vỉa có ảnh hưởng nhiều tới kỹ thuật
công nghệ lò chợ.
18

Trong điều kiện khai thác các vỉa dày, dốc thoải đến nghiêng tại các công ty, giá
thủy lực tổ hợp di động được áp dụng theo các sơ đồ công nghệ khai thác cơ bản sau:
+ Khai thác một lớp đồng thời hạ trần thu hồi lớp than nóc đối với các vỉa có chiều
dày từ 3,5 đến 6,0 mét.
+ Khai thác lớp hai, lớp dưới bám trụ và thu hồi than lớp giữa đối với các vỉa dày
trên 6,0 mét.
+ Khai thác hai hoặc nhiều lớp với việc thu hồi than nóc ở mỗi lớp đối với các vỉa
rất dày.
Bảng 1.5. Đặc tính kỹ thuật của tổ hợp giá đỡ thủy lực ZH1600/16/24Z.
TT Các thông số kỹ thuật cơ bản Đơn vị Giá trị
1 Chiều cao tối đa mm 2400
2 Chiều cao tối thiểu mm 1600
3 Hành trình pít tong mm 800
4 Chiều rộng giá chống mm 960
5 Chiều dài giá chống mm 2900
6 Bước tiến của tấm đỡ gương mm 800
7 Tải trọng làm việc kN 1600

8 Tải trọng ban đầu kN 950
9 Áp suất bơm MPa 31,5
10 Số lượng cột chống cái 04
11 Đường kính xi lanh cột mm 110
12
Góc dốc làm việc của giá độ
≤ 35
Nhìn chung, cho đến nay các khu vực hiện đang áp dụng giá thủy lực tổ hợp di
động đều có điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ phù hợp, đảm bảo việc khai thác có hiệu quả
và an toàn lao động (Mạo Khê, Nam Mẫu, Đồng Vông, Hà Lầm, 86, Thống Nhất ). Một
số lò chợ sử dụng giá thủy lực tổ hợp trong điều kiện vỉa có thế nằm không ổn định, độ
dốc lớn 35 ÷ 40
o
(tại Công ty than Quang Hanh, Mông Dương, Bắc Cọc Sáu) đã gặp
nhiều khó khăn, năng suất lao động thấp, tình trạng kỹ thuật cơ bản chưa tốt… và đang
trong giai đoạn hoàn thiện công nghệ.
19

1.4. GIÀN CHỐNG THUỶ LỰC
1.4.1. Giàn chống thuỷ lực ZZ3200/16-26

Hình 1.5. Giàn chống thủy lực ZZ3200/16-26 của Trung Quốc đang sử
dụng tại Khe Chàm.
Bảng 1.6. Thông số kỹ thuật của giàn chống ZZ3200/16-26.
TT Các thông số kỹ thuật cơ bản Đơn vị

Giá trị
1 Khoảng cách giàn chống m 1,5
2
Chiều cao kết cấu giàn chống

m
1,6 ÷ 2,6
3
Chiều rộng giàn chống
m
1,42 ÷ 1,59
4
Khoảng cách bước đẩy giàn chống
m
0,6 ÷ 0,7
5 Lực chống ban đầu của giàn chống kN 2532 (31,5Mpa)
6 Lực chống đỡ của giàn chống kN 3200 (39,8Mpa)
7 Cường độ giàn chống MPa 0,62
8 Tỷ lệ áp lực nền MPa 1,96
9 Phụ tải định mức đầu phía trước Tấn 38
10 Lực chống đỡ vách định mức đầu phía trước tấm
giữ gương
Tấn 4
11 Lực chống đỡ gương định mức đầu phía trước
tấm giữ gương
Tấn 9
12 Áp lực dung dịch nhũ hoá từ trạm bơm cung cấp MPa 31,5
13 Phương thức thao tác - Từng giàn chống
14 Khối lượng bản thân Tấn 10
15 Kích thước bao Mm 4410x1420x1600
20

Đây là loại giàn chống thuỷ lực lần đầu tiên được đưa vào sử dụng trong ngành
than của nước ta (năm 2004), đơn vị sử dụng là Công ty than Khe Chàm - TKV. Giàn
chống ZZ3200/16-26 được nhập đồng bộ với với máy khấu và máng cào thành một tổ

hợp cơ giới hoá khai thác lò chợ. Toàn bộ thiết bị trong dây chuyền tổ hợp được nhập từ
Trung Quốc.
Phạm vi áp dụng loại giàn chống này là các vỉa thoải có góc nghiêng nhỏ hơn 25
o

và chiều dày vỉa khoảng 2,5 mét. Đến nay, ngoài Công ty than Khe Chàm - TKV thì chưa
có thêm một đơn vị nào của ngành than đầu tư loại giàn chống này.
1.4.2. Giàn chống thuỷ lực KĐT1
Giàn chống thuỷ lực KĐT1 là sản phẩm của sự hợp tác giữa Viện Khoa học công
nghệ mỏ - TKV, Viện thiết kế máy mỏ GIPROUGLEMASH (cộng hoà liên bang Nga) và
Viện TEXGORMAS (cộng hoà liên bang Nga). Toàn bộ kết cấu cơ khí và linh kiện thuỷ
lực được nhập khẩu. Tổ hợp thiết bị chống giữ này cùng với máy đào lò AM-50 được đưa
vào vỉa 7 tây Vàng Danh bắt đầu từ ngày 28 tháng 7 năm 2007.

Hình 1.6. Tổ hợp giàn chống thuỷ lực KĐT1.
Phạm vi ứng dụng loại giàn chống thuỷ lực này chỉ phù hợp với các vỉa than có
điều kiện như sau:
- dày từ 5 đến 16 mét;
- góc dốc trên 45
o
;
- cường độ kháng nén của than nền lớn hơn 4500 kN/m
2
;
Về công nghệ:
21

- áp dụng cho sơ đồ công nghệ khấu gương lò chợ ngắn theo lớp ngang kết hợp hạ
trần thu hồi than nóc;
- chiều cao phân tầng khai thác ≤ 10 mét;

Bảng 1.7. Đặc tính kỹ thuật của giàn chống đỡ thủy lực di động KĐT1.
TT

Các thông số kỹ thuật cơ bản Đơn vị Giá trị
1 Chiều dài tối đa m 8
2 Chiều cao cấu trúc của đoạn vì: + Nhỏ nhất
+ Lớn nhất
mm 1650
2630
3 Bước lắp đặt 1 vì chống m 1,2
4 Bước dịch chuyển của đoạn vì chống m 0,63
5 Áp suất công tác cực đại của bộ truyền động
thủy lực chính
MPa 32
6 Áp lực an toàn của cột thủy lực MPa 50
7 Kháng lực: + của đoạn vì
+ của cột chống thủy lực
kN 2000
1000
8 Kháng tải của vì chống
+ Khi congxon có chiều dài cực đại
+ Khi congxon có chiều dài cực tiểu
kN/m
2

520
350
9 Khối lượng bản thân Tấn 43
Đến hết năm 2008, ngoài Công ty than Vàng Danh - TKV thì chưa có đơn vị khai
thác than hầm lò nào đầu tư áp dụng loại giàn chống này.

1.4.3. Giàn chống thuỷ lực VINA-ALTA
Loại giàn chống thuỷ lực này là sản phẩm của sự hợp tác nghiên cứu thiết kế giữa
Viện Khoa học công nghệ mỏ - TKV và Công ty ALTA (Cộng hoà Séc). Phần kết cấu cơ
khí được chế tạo tại Công ty Cổ phần chế tạo máy TKV, các phụ kiện và phần tử thuỷ lực
nhập khẩu. Sản phẩm sau khi gia công và lắp ráp hoàn thiện đã được đưa vào vận hành
trong lò chợ II-8-2 thuộc Vỉa 8 của Công ty than Vành Danh - TKV từ ngày 04 tháng 12
năm 2007.
22


Hình 1.7. Giàn chống thủy lực VINA-ALTA.
Bảng 1.8. Thông số kỹ thuật cơ bản của giàn chống thủy lực VINA-ALTA.
TT

Các thông số kỹ thuật cơ bản Đơn vị Giá trị
1
Chiều cao (min ÷ max)
mm
2420 ÷ 3150
2 Chiều rộng mm 1440
3
Chiều dài (min ÷ max)
mm
3630 ÷ 5230
4 Bước dịch chuyển mm 800
5 Tải trọng chống giữ kN 2287
6 Số lượng cột chống Cột 2
7 Khối lượng bản thân kg 12500
Loại giàn chống này được thiết kế dùng cho các vỉa than có chiều dày trung bình
lớn hơn 3,5 mét, góc dốc dưới 35

o
, công nghệ khai thác có thu hồi than hạ trần. Cửa tháo
than hạ trần nằm trên cao, than hạ trần thu hồi về máng cào gương nên chỉ dùng 1 máng
cào cho lò chợ.
Ngoài Công ty than Vàng Danh - TKV đã áp dụng thành công giàn chống VINA-
ALTA vào lò chợ thì chưa có thêm đơn vị nào sử dụng giàn chống này. Được biết Công
ty than Hà Lầm - TKV cũng đang xúc tiến đầu tư đồng bộ lò chợ có sử dụng giàn chống
kiểu VINA-ALTA.
1.4.4. Giàn chống thuỷ lực 2ANSH
Loại giàn chống thuỷ lực này là loại giàn chống mới và hiện đại nhất ngành Than
được nhập về từ Ukraina. Sau thời gian lắp đặt, giàn chống hoạt động ổn định tại vỉa 8
23

Tây, tầng -80/+30 tại Phân xưởng KT12 của Công ty than Mạo Khê - TKV vào ngày 11
tháng 9 năm 2008.
Giàn chống 2ANSH cùng với máy bào than 1ASHM tạo thành tổ hợp cơ giới hoá
khấu than lò chợ.

Hình 1.8. Giàn chống 2ANSH trong lò chợ vỉa 8 tây xuyên vỉa Tây Bắc I mức -80 ÷ +30.
Phạm vi ứng dụng của giàn chống thuỷ lực kiểu 2ANSH là các vỉa dốc có chiều
dày trung bình và mỏng. Đồng bộ thiết bị kèm theo là các máy bào than kiểu 1ASHM do
Ukraina chế tạo.
Đến nay, tổ hợp giàn chống 2ANSH cùng máy bào than 1ASHM đã hoạt động ổn
định được vài tháng nhưng hiện chưa có thống kê hay đánh giá sơ bộ nào.
Như vậy, qua một số những thông tin nêu trên, có thể thấy rằng công nghệ và thiết
bị chống giữ lò chợ trong các mỏ than hầm lò nước ta vẫn còn ở mức trung bình thậm chí
nhiều lò chợ còn ở mức lạc hậu. Chúng ta đã cơ khí hoá và thuỷ lực hoá được khâu
chống lò nhưng mức độ cơ giới hoá thì đang còn ở mức rất thấp. Có thể đưa ra được một
vài nguyên nhân như:
- mức độ đầu tư cho đổi mới, hiện đại hoá công nghệ và thiết bị đang chưa đáp

ứng được yêu cầu và chưa theo kịp sự phát triển của thế giới;
- sản lượng than khai thác và lợi nhuận là nguồn gốc của nguồn vồn đầu tư, trong
khi đó ngành than không chỉ đầu tư cho sản xuất than, tức là chưa tập trung nguồn lực
cho đầu tư cơ giới hoá khai thác hầm lò;
- điều kiện địa chất các khoáng sàng chứa than hiện nước ta đang khai thác rất
phức tạp;
- năng lực tư vấn về khoa học và công nghệ, công tác nghiên cứu khoa học, kỹ
thuật và công nghệ chưa đáp ứng được thực tế sản xuất.