Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đẩy cho các mỏ than hầm lò việt nam

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 công nghệ
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng
chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy cho
các mỏ than hầm lò việt Nam


Tập I
Thuyết minh báo cáo


KS. Hoàng Vă n Vĩ

6787
12/4/2008


Hà Nội - 2007


Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
2

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 công nghệ

Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở
vật liệu đổ tải bằng mở đáy cho các mỏ

than hầm lò việt Nam
M số: BCTK.01NN/07 - GMĐ


Cơ quan chủ quản: Bộ Công nghiệp
Cơ quan chủ trì: Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV


Chủ nhiệm đề tài duyệt viện






Hoàng Văn Vĩ





Hà Nội 2007
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
3

Những ngời thực hiện

TT Họ và tên

Chức danh,
nghề ngiệp
Cơ quan
1
Hoàng Văn Vĩ
Chủ nhiệm đề tài Viện CK NL & Mỏ - TKV
2
Don Văn Quang
Giám đốc Công ty Than Mông Dơng - TKV
3
Trần Đức Thọ
ThS. Cơ khí Viện CK NL & Mỏ - TKV
4
Hứa Ngọc Sơn
ThS. Máy mỏ Viện CK NL & Mỏ - TKV
5
Đỗ Trung Hiếu
ThS. Cơ khí Viện CK NL & Mỏ - TKV
6
Đàm Hải Nam
KS. Chế tạo máy Viện CK NL & Mỏ - TKV
7
Tạ Ngọc Hải
TS. Cơ khí mỏ Viện CK NL & Mỏ - TKV
8
Bùi Văn Kiểm
Cơ điện trởng Công ty Than Mông Dơng - TKV
9
Hà Thị Thuý Vân
KS. Kinh tế Viện CK NL & Mỏ - TKV

10
Cao Hồng Phú
KS Cơ khí Viện CK NL & Mỏ - TKV
11
Vũ Đức Quảng
KS Cơ khí Viện CK NL & Mỏ - TKV
12
Nguyễn Huy Tân
KS. Chế tạo máy Viện CK NL & Mỏ - TKV













Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
4
tóm tắt đề tài
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở
vật liệu đổ tải bằng mở đáy cho các mỏ than hầm lò việt Nam trên cơ sở cải
tiến công nghệ dỡ tải, nhằm góp phần tăng năng suất vận tải than ở các mỏ than

hầm lò hiện nay, đồng thời giảm chi phí đầu t và sử dụng.
Đề tài đánh giá sơ lợc về tình hình khai thác, vân tải than hầm lò với
công nghệ mới. Đề tài đã khảo sát tình hình sử dụng các loại goòng hiện nay, lựa
chọn phơng án sản phẩm. Đề tài đã tham khảo tài liệu thiết kế một số loại
goòng, xây dựng các bớc thực hiện:
- Lựa chọn công nghệ vận tải bằng goòng dỡ tải qua đáy.
- Lựa chọn các thông số đa ra thiết kế sơ bộ, tính toán các thông số kỹ
thuật, tính toán kiểm nghiệm, hiệu chỉnh thiết kế, lập bản vẽ chế tạo (goòng và
hệ thống trong thực tế).
- Thiết kế hệ thống thử nghiệm.
- Tiến hành chế tạo sản phẩm (goòng và hệ thống thử nghiệm).
- Lập phơng án thử nghiệm, tiến hành thử nghiệm sản phẩm (xem xét các
thông số công nghệ, quá trình làm việc, đánh giá trực quan độ tin cậy của goòng).
- Đánh giá sản phẩm, lấy ý kiến chuyên gia, ý kiến đơn vị sử dụng (một số
công ty than hầm lò) hiệu chỉnh thiết kế.
Sản phẩm đã đợc Viện chế tạo, thử nghiệm tại Xởng thực nghiệm Viện
Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV. Kết quả thử nghiệm hệ thống đạt các yêu cầu
về kỹ thuật cũng nh tính khả thi của đề tài.
Đề tài đã lập đợc bộ bản vẽ thiết kế hoàn chỉnh, chế tạo, thử nghiệm sản
phẩm tại Viện. Sản phẩm đề tài dự kiến đa vào chế tạo hàng loạt phục vụ các
mỏ than hầm lò.
Trong tơng lai, nhiều mỏ than hầm lò tăng sản lợng khai thác, mở thêm
nhiều diện khai thác mới, việc áp dụng goòng mở đáy vào vận chuyển than tại
các mỏ là hoàn toàn phù hợp.

Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
5
Mục lục

Tóm tắt đề tài 4
Mở đầu 7
Chơng I: Tổng quan chung và phơng án sản phẩm 9
I.1. Tổng quan chung. 9
I.1.1. Sơ lợc về tình hình khai thác than trong Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt
Nam một số năm gần đây. 9

I.1.2. Tình hình vận tải tại các mỏ than hầm lò hiện nay. 10
I.2. Công nghệ vận tải bằng goòng và phơng án sản phẩm. 12
I.2.1. Giới thiệu một số loại goòng đang sử dụng hiện nay. 12
I.2.2. Một số loại goòng mở đáy của nớc ngoài. 15
I.2.3. Các số liệu điều tra khảo sát. 18
I.2.4. Các hình thức dỡ tải. 20
I.2.5. Công nghệ vận tải bằng goòng. 12
I.2.6. Lựa chọn phơng án công nghệ và sản phẩm. 21
Chơng II: Lựa chọn các thông số, Lập tài liệu thiết kế
sản phẩm 24

II.1. Lựa chọn các thông số. 24
II.1.1. Xác định các thông số chính. 24
II.1.2. Lựa chọn kết cấu. 25
II.1.3. Thông số kỹ thuật của goòng mở đáy. 26
II.1.4. Mô tả kết cấu chính. 26
II.2. Lập tài liệu thiết kế. 28
II.2.1. Các yêu cầu về thiết kế. 28
II.2.2. Các bản vẽ thiết kế. 28
II.2.3. Các yêu cầu về vật liệu chế tạo. 29
Chơng III: tính toán chung và tính toán kiểm nghiệm 30
III.1. Tính toán chung. 30

III.1.1. Tính chọn kích thớc cửa tháo đáy. 30
III.1.2. Tính áp lực cửa tháo đáy. 38
III.1.3. Tính thời gian tháo tải goòng mở đáy. 40
III.1.4. Tính bán kính và tốc độ của goòng khi qua các đoạn đờng cong. 44
III.1.5. Lựa chọn, tính toán thiết kế cụm móc khoá đáy xe goòng (cánh cửa). 47
III.2. Tính kiểm nghiệm độ ổn định của xe goòng. 54
III.2.1. Kiểm nghiệm độ ổn định của goòng. 54
III.3. Đánh giá năng suất vận tải của goòng mở đáy (GMĐ2,8)
với goòng B5 - 3,3m
3
. 58
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
6
Chơng IV: Chế tạo, thử nghiệm đánh giá kết quả 61
IV.1. Chế tạo sản phẩm. 61
IV.1.1. Chế tạo xe goòng. 61
IV.1.2. Chế tạo hệ thống thử nghiệm. 62
IV.2. Thử nghiệm. 63
IV.2.1. Phơng pháp thử nghiệm. 63
IV.3. Đánh giá sơ bộ chất lợng sản phẩm. 70
IV.4. Bố trí công nghệ dỡ tải của goòng mở đáy. 70
IV.4.1. Bố trí khu vực dỡ tải. 70
IV.4.2. Một số yêu cầu của hệ thống dỡ tải. 71
Chơng V: Kết luận và kiến nghị 74
V.1. Kết luận. 74
V.2. Kiến nghị. 74
TàI LIệM THAM KHảO 75
pHụ LụC 76

Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
7
Mở đầu
Vận tải là một khâu quan trọng trong dây chuyền sản xuất đối với ngành
khai thác mỏ, trong đó có khai thác than. Vận tải là cầu nối giữa sản xuất và chế
biến, tiêu thụ. Việc lựa chọn đúng đắn sơ đồ công nghệ vận tải, đảm bảo nâng
cao hiệu quả khai thác khoáng sản.
Trong công nghệ khai thác than hầm lò, đối tợng vận tải là than, đất đá
và thiết bị chống giữ, vật liệu, Vận tải chủ yếu hiện nay bằng đờng goòng
mỏ, dùng goòng đợc kéo bằng đầu tầu điện mỏ hoặc tời kéo (trong các giếng
nghiêng).
Ngành than trong những năm qua phát triển rất mạnh. Sản lợng năm
2007 có thể đạt 40 triệu tấn, nhiều Công ty than hầm lò đạt sản lợng trên 1,5
triệu tấn Mạo Khê, Vàng Danh, Mông Dơng, Thống Nhất, Sản lợng khai

thác hầm lò tăng dẫn đến nhu cầu vận tải tăng, trong đó có vận tải bằng goòng
mỏ. Để tăng năng suất vận tải đờng goòng mỏ, cần có các biện pháp tăng tốc
độ chạy tầu, sức kéo đầu tầu, cải tiến tổ chức vận tải, giảm thời gian bốc dỡ,
Trong bối cảnh đó việc nghiên cứu áp dụng các loại goòng mới đảm bảo tăng
năng suất bốc dỡ, đơn giản các thao tác dỡ tải là rất cần thiết. Goòng mỏ loại mở
đáy là loại goòng mỏ có khả năng tự dỡ tải không cần máy lật goòng, có u điểm
thời gian dỡ tải nhanh, liên tục, sử dụng goòng dỡ tải qua đáy giảm chi phí điện
năng, chi phí nhân công. Tuy nhiên chế tạo goòng phức tạp hơn, giá thành cao
hơn 1,1 ữ 1,2 lần so với loại goòng B5 - 3,3m
3
(đang sử dụng phổ biến tại các
mỏ than hầm lò Việt Nam). Goòng dỡ tải qua đáy đợc sử dụng nhiều ở một số
nớc nh: Nhật Bản, Nga, Ucraina, ở nớc ta hiện nay, cha có mỏ hầm lò
nào sử dụng loại goòng này và cha có đơn vị nào nghiên cứu, thiết kế, chế tạo.
Để đáp ứng nhu cầu sản xuất, Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV và Công ty
Than Mông Dơng hợp tác nghiên cứu thiết kế, chế tạo để đa vào sử dụng
goòng mở đáy trong sản xuất và Quyết định số 3474/QĐ-BCN ngày 05 tháng 12
năm 2006 của Bộ trởng Bộ Công nghiệp đã cho Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
8
- TKV. Thực hiện đề tài Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải
bằng mở đáy cho các mỏ than hầm lò việt Nam.
Trong quá trình thực hiện, chúng tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ Vụ
Khoa học Công nghệ - Bộ Công nghiệp, các Ban: Chiến lợc Phát triển, Cơ khí;
Phòng Cơ điện - Vận tải mỏ than, Phòng than Hầm lò - Tập đoàn Công nghiệp
Than - Khoáng sản Việt Nam, Công ty Than Mông Dơng - TKV, Công ty Than
Mạo Khê - TKV, Công ty Than Vàng Danh - TKV, Công ty Than Hà Lầm -
TKV, cùng tất cả các chuyên gia và các đồng nghiệp trong và ngoài Viện đã

nhiệt tình giúp đỡ hoàn thành đề tài.
Nhóm thực hiện đề tài



















Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
9
Chơng I: Tổng quan chung và phơng án
sản phẩm

I.1. Tổng quan chung.
I.1.1. Sơ lợc về tình hình khai thác than trong Tập đoàn Công nghiệp

Than - Khoáng sản Việt Nam một số năm gần đây.
Trong vòng gần 10 năm trở lại đây, sản lợng khai thác than ở nớc ta
tăng mạnh, đặc biệt là sản lợng khai thác than hầm lò, do việc đồng loạt các mỏ
đều áp dụng những thiết bị hiện đại tiên tiến, có công suất lớn, áp dụng dây
chuyền cơ giới hoá đồng bộ trong khai thác,
Theo kế hoạch đến năm 2010 sản lợng khai thác than hầm lò tăng từ 45%
đến 55% so với hiện nay, trong tổng sản lợng khai thác của Tập đoàn Công
nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam. Tổng số mỏ khai thác than hầm lò lên tới
20 mỏ, trong đó có nhiều mỏ có sản lợng khai thác đạt trên 1 triệu tấn/năm nh
Mạo Khê, Vàng Danh, Nam Mẫu, Hà Lầm, Mông Dơng, Khe Chàm, Dơng
Huy, Thống Nhất. Các mỏ còn lại có sản lợng khai thác từ 300.000 tấn đến
800.000 tấn/năm, hầu hết các mỏ đều cải tạo để tăng sản lợng khai thác. Để
thực hiện đợc sản lợng khai thác than theo quy hoạch đã lập, một số mỏ khai
thác hầm lò hiện nay đã áp dụng công nghệ tiên tiến vào khai thác nh: dây
chuyền cơ giới hoá đồng bộ máng cào kết hợp với máy khấu than và giá đỡ thuỷ
lực di động đã đợc áp dụng ở Khe Chàm, máy combai đào lò, các loại máng
cào có công suất lớn,
Theo dự thảo Tổng sơ đồ phát triển ngành than, sản lợng khai thác than
hầm lò trong những năm tới sẽ tăng, nhịp độ đợc thể hiện trên sơ đồ hình I-1.
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
10
Sn lng khai thỏc than Hm lũ
2007-2015- PA C s
0
10000
20000
30000
40000

50000
Sn lng
18400 19850 22100 24850 27105 28900 31950 33850 35550 36715 36925 37580 38750 40750 44220
Nm
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2025
123456789101112131415

Hình I-1: Sản lợng than dự kiến khai thác
Nh vậy, với tốc tăng trởng từ 5% đến 12%/năm và đến năm 2015 sản
lợng khai thác than hầm lò sẽ tăng xấp xỉ 2 lần so với năm 2007. Nh vậy, nhu
cầu vận chuyển than sẽ rất lớn.
I.1.2. Tình hình vận tải tại các mỏ than hầm lò hiện nay.
Vận tải khoáng sản hữu ích, đất đá, thiết bị máy móc trong khai thác mỏ
hầm lò là một khâu công nghệ quan trọng, có chế độ làm việc nặng trong toàn bộ
công nghệ khai thác mỏ. Quá trình này đã đợc cơ giới hoá phần lớn nhằm giải
phóng sức lao động cho ngời lao động, nâng cao năng suất, nâng cao chất lợng
và hạ giá thành sản phẩm. Việc đào thêm các đờng lò chợ để tăng cao sản lợng
khai thác đã đặt ra những yêu cầu riêng biệt đối với công việc thiết kế, chế tạo
nhiều loại máy vận tải khác nhau ngày càng hiện đại, có thể tự động hoá từng
khâu hoặc toàn hệ thống.
Vật liệu vận tải mỏ là khoáng sản hữu ích, đất đá, vật liệu chèn lò, các
trang thiết bị máy móc. Ngoài ra các thiết bị vận tải mỏ còn phải chuyên chở
ngời từ nơi bến đợi đến nơi sản xuất và ngợc lại.
Đặc thù của vận tải mỏ là khoảng cách vận tải đất đá, khoáng sản luôn
luôn thay đổi và phát triển dài ra. Ngoài các tuyến vận tải chính xuyên vỉa còn có
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
11
nhiều nhánh rẽ phát triển dọc theo vỉa bám vách hoặc bám trụ. Đặc điểm này

làm cho việc bố trí thiết bị trên toàn tuyến vận tải không đồng bộ về năng suất.
Việc lựa chọn một sơ đồ vận tải hợp lý phụ thuộc vào điều kiện địa chất
(chiều dầy vỉa, tính chất ổn định của vỉa, góc nghiêng của vỉa, độ cứng vững đá
nóc và đá trụ), phụ thuộc vào điều kiện kỹ thuật mỏ (phơng pháp mở vỉa,
phơng pháp khai thác, độ cong, độ dốc đờng lò cái vận tải, thời hạn tồn tại khu
vực khấu than).
Việc vận chuyển than nguyên khai trong các mỏ than hầm lò Việt Nam
hiện nay sử dụng 3 phơng pháp sau:
+ Dùng thùng skíp.
+ Dùng các loại băng tải.
+ Dùng các loại goòng.
* Hình thức vận tải bằng thùng skíp: Trong Tập đoàn Công nghiệp Than -
Khoáng sản Việt Nam duy nhất chỉ có Công ty Than Mông Dơng - TKV là sử
dụng một cặp giếng đứng để vận tải. Phơng pháp vận tải của Công ty Than
Mông Dơng - TKV là sử dụng thùng skíp kết hợp goòng để chở vật liệu.
Đặc điểm của vận tải bằng thùng skíp: Do đặc điểm của phơng pháp vận
tải là cáp đợc nối cố định với thùng skíp (không phải tháo móc cáp khỏi thùng).
Nên, đảm bảo an toàn hơn, giảm thời gian chu kỳ vận tải và cũng vì vậy cho
năng suất cao hơn. Nhợc điểm của hình thức vận tải này chỉ thích hợp với vận
tải lò giếng đứng, ngoài ra chi phí đầu t lớn, quản lý vận hành phức tạp, giá
thành vận tải cao. Cho nên hình thức này cha đợc sử dụng phổ biến ở Việt
Nam.
* Hình thức vận tải bằng các loại băng tải: Vận tải bằng băng tải là một hình
thức vận tải liên tục. Hầu hết các mỏ than hầm lò Việt Nam đều sử dụng băng tải
để vận tải than nguyên khai. Do đặc thù của các mỏ than hầm lò hiện nay là đều
xuống sâu, đờng lò không thẳng nên các mỏ thờng sử dụng phơng pháp vận
tải kết hợp. Băng tải thờng chia thành từng đoạn vận tải cục bộ, vận tải từ máng
ga (trong lò) ra ngoài mặt bằng hoặc nối tiếp các đoạn băng tải với nhau, Hiện
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
12
nay, các mỏ than hầm lò chủ yếu sử dụng 03 loại băng tải, băng tải thờng, băng
tải dốc, băng tải khung cáp.
Ưu điểm của hình thức vận tải bằng băng tải: Cho năng suất cao, chiều dài
vận tải tơng đối lớn, thao tác vận hành đơn giản. Nhng phơng pháp này chỉ
cho năng suất vận tải cao khi đảm bảo thời gian vận tải là liên tục.
* Hình thức vận tải bằng goòng các loại: Vận tải bằng goòng là hình thức vận
tải theo chu kỳ, goòng đợc sử dụng để vận tải than, đất đá thải, nguyên vật liệu,
thiết bị, gỗ chống, chèn lò, chở ngời, vật liệu chèn lò,
Đặc điểm vận tải bằng goòng: Năng suất vận tải phụ thuộc vào quãng
đờng vận tải, khả năng vận tải của từng loại xe goòng nh sức chở, khả năng cơ
động. Trong các thiết bị vận tải ở các mỏ than hầm lò thì vận tải bằng goòng có
tính cơ động tơng đối cao, có thể mở thêm các đờng goòng mới, có thể nối
thêm, cắt ngắn các đoạn đờng cần thiết, có thể rẽ nhánh, vận tải qua các đoạn
đờng cong. Tuy nhiên, vận tải bằng goòng phải sử dụng số lợng công nhân
tơng đối lớn, năng suất vận tải không ổn định nếu không phối hợp tốt.
I.2. Công nghệ vận tải bằng goòng và phơng án sản phẩm.
I.2.1. Công nghệ vận tải bằng goòng.
Trong các mỏ than hầm lò, vận tải bằng goòng trong lò bằng là loại hình
vận tải chính. Các mỏ khai thác than trên thế giới việc vận chuyển than trong các
lò cái chiếm hơn 70% còn khai thác quặng hầm lò gần nh 100%.
Công nghệ vận tải bằng goòng ở nớc ta chủ yếu đợc áp dụng trong các
mỏ than hầm lò, goòng đợc sử dụng trong đờng lò bằng, nghiêng. Trong các
đờng lò bằng goòng đợc nối với nhau thành từng đoàn đợc kéo bằng đầu tầu
điện ắc quy hoặc cần vẹt, tại các đờng lò nghiêng thì sử dụng các tời trục cỡ
lớn. Một số bớc công nghệ vận tải bằng goòng:
- Goòng vận tải than từ khu vực khai thác (lò chợ) đợc chất tải từ máng
cào. Chất tải từng xe một, dồn dịch bằng đầu tầu hoặc tời. Quá trình di chuyển
đoàn goòng từ vị trí chất tải đến vị trí dỡ tải bằng đầu tàu điện đối với các đờng

có độ dốc < 7
o
/oo, bằng tời với các đờng 7
o
/oo. Tại vị trí dỡ tải sử dụng hai
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
13
phơng pháp dỡ tải: Dỡ tải bằng quang lật goòng đối với các goòng 1 tấn, 3 tấn;
dỡ tải bằng tay đối với các goòng lật tay, goòng mở hông, goòng lật nghiêng mở
hông.
- Goòng vận tải đất đá thải từ khu vực đào lò, đờng lò chính (lò cái), lò
chuẩn bị (lò xuyên vỉa). Phơng pháp chất tải bằng máy xúc đá, từ máy combai
đào lò, chất tải bằng tay,
I.2.2. Giới thiệu một số loại goòng đang sử dụng hiện nay.
Hiện nay, trong Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam đang
sử dụng một lợng xe goòng tơng đối lớn, đa dạng về chủng loại, đợc phân theo
các thông số sau:
- Theo tải trọng, cỡ đờng ray.
- Theo công dụng nh, goòng chở than, đất đá thải, vật liệu chèn lò, chở
thiết bị, gỗ chống lò, ngời,
Theo kết cấu thùng, hình thức dỡ tải, goòng dỡ tải nhờ hệ thống quang lật
goòng, goòng dỡ tải nhờ công nhân (goòng lật tay, goòng lật nghiêng mở hông,
goòng mở hông, ).
Giới thiệu một số loại goòng thông dụng đang sử dụng trong Tập đoàn:

Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
14

a) Goòng 1 tấn - dỡ tải bằng quang lật

b) Goòng 3 tấn dỡ tải bằng quang lật

c) Goòng mở hông 1 tấn

d) Goòng mở hông 3 tấn
g) Goòng lật tay 1m
3



e) Goòng lật nghiêng mở hông

Hình I-2: Một số loại goòng đang sử dụng tại Việt Nam
Ngoài ra còn một số loại goòng lật tay khác, goòng đổ vơn,
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
15
I.2.3. Một số loại goòng mở đáy của nớc ngoài.

Một số nớc trên thế giới nh Nga, Ucraina, Nhật Bản, đang sử dụng
một số loại goòng mở đáy với dung tích của goòng 2m
3
đến 5m
3
, cỡ đờng ray
900mm, 750mm (Nga), cỡ đờng ray 600mm (Nhật).
Dới đây trình bày đặc tính kỹ thuật của một số loại goòng mở đáy đang
đợc sử dụng ở một số nớc.
* Goòng mở đáy 2m
3
của Nga (hình I-3):
- Đặc tính kỹ thuật:
1. Dung tích thùng goòng; m
3
2
2. Cỡ đờng ray; mm 750
3. Cơng cự; mm 1500
4. Đờng kính bánh xe; mm 300
5. Kiểu dỡ tải Qua đáy
6. Số lợng cửa tháo đáy 01
7. Kích thớc cửa tháo đáy; mm 959x600
8. Kích thớc bao (lxbxh); mm 2800x1200x1250
9. Bán kính chỗ đờng ray vòng tối thiểu; m 15

Hình I-3: Goòng mở đáy 2m
3

Loại goòng mở đáy 2m
3

(hình I-3) của Nga là dạng goòng thùng đợc hàn
trên khung cứng, thùng goòng có dạng hình phễu, goòng sử dụng 01 cánh cửa
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
16
nằm giữa hai cặp trục bánh xe. Để giữ đáy goòng (cánh cửa), goòng sử dụng cơ
cấu móc khoá và đợc giữ bởi lò xo nén chống bật móc. Quá trình thực hiện dỡ
tải goòng sử dụng cơ cấu tạo cánh tay đòn gạt vào cơ cấu mở và cơ cấu đóng tại
vị trí dỡ tải. Goòng sử dụng 02 cặp trục bánh xe, có đờng kính bánh xe 300mm.
Tại vị trí dỡ tải có lắp các cơ cấu để tháo móc (móc khoá cánh cửa) và
đóng cánh cửa. Khoảng cách từ vị trí bắt đầu dỡ tải đến vị trí đóng đáy bằng
3175mm. Để đảm bảo an toàn cho goòng và cơ cấu dỡ tải, trên có cấu dỡ tải có
lắp cơ cấu chống quá tải trong trờng hợp móc bị kẹt. Khi cần có thể hạ thấp
xuống để đầu tầu hoặc các loại goòng khác có thể chạy qua.
* Goòng mở đáy 5m
3
của Nhật (hình I-4) kết cấu tơng tự goòng của Nga:
- Đặc tính kỹ thuật:
1. Dung tích thùng goòng; m
3
5
2. Cỡ đờng ray; mm 600
3. Đờng kính bánh xe; mm 300
4. Kiểu dỡ tải Qua đáy
5. Kích thớc 1 cửa tháo đáy; mm 972x540
6. Số lợng cửa tháo đáy 03
8. Kích thớc bao (lxbxh); mm 4850x1200x1650

Hình I-4: Goòng mở đáy 5m

3


Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
19
III Cty than Dơng
Huy

1 Xe goòng 3,3

250 C.ty CP Cơ điện UB
2 Xe goòng 3,3

100 Cơ khí mỏ BắcThái
3 Xe goòng 3,3

50 Chế tạo máy - TKV
4 Xe goòng 1,0

150 C.ty CP Cơ điện UB
IV Cty than Thống
Nhất

1 Xe goòng 1,0 434
2 Xe goòng 3,3 120
V Cty than Mạo Khê

1 Xe goòng
B1
1,0 130
2 Xe goòng
B5
3,3 497
VI Cty than
Mông Dơng

1 Xe goòng YBT-3,3 3,3 40 Chế tạo máy - TKV
2 Xe goòng YBT-3,3 3,3 387 C.ty CP Cơ điện UB
VII Cty than
Quang Hanh

1 Xe goòng 3,3

22 C.ty CP Cơ điện UB
2 Xe goòng 1,5

30 Cty tự chế
3 Xe goòng 1,0 40 C.ty CP Cơ khí MK
VIII Công ty than
Vàng Danh

1 Xe goòng
B-5
3,3 853 CĐUB, BT, MK
I X Công ty than
Hạ Long

1 Xe goòng XQ-1,5 1,5 50
2 Xe goòng 1,0 326
3 Xe goòng 0,85 140
X Công ty than Hòn
Gai

1 Xe goòng HG-2 1,0 320 Cơ khí Hòn Gai
2 Xe goòng
B-1
1,0 180 Cơ khí Hòn Gai
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
20
XI Công ty than
Uông Bí

1 Xe goòng 1,0 360 C.ty CP Cơ điện UB
2 Xe goòng 3,3 408 C.ty CP Cơ điện UB
3 Xe goòng 3,3 14 C.ty CP Cơ khí MK
XII Công ty
Xây dựng mỏ

1 Xe goòng 1,0 45 Cơ khí Hòn Gai
2 Xe goòng 3,3 65 Cơ khí Hòn Gai
3 Xe goòng 3,3 07 XN CK LM & XD
4 Xe goòng 3,3 10 XN CK LM & XD
Tổng Cộng 5.872

Các loại goòng trên đây, đều doViện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV, các

công ty cơ khí - TKV thiết kế theo mẫu của nớc ngoài. Theo thống kê cha đầy
đủ, còn hơn 100 chiếc goòng lật nghiêng mở hông, goòng mở hông 1 bên -1 tấn,
goòng mở hông 2 bên - 3 tấn do Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV thiết kế.
I.2.5. Các hình thức dỡ tải.
Số lợng goòng 1 tấn, 3 tấn tơng đối lớn (5649 chiếc) đợc dỡ tải bằng
quang lật đang đợc các công ty than hầm lò sử dụng phổ biến 02 loại quang lật:
- Quang lật dạng lồng quay 180
o
(hình I-7a), loại này thờng đợc áp
dụng dỡ tải từ goòng vào các bunke chứa và thờng đợc lắp đặt trong lò.
- Quang lật nghiêng (hình I-7b), có kế cấu tơng đối cồng kềnh, mất nhiều
không gian sử dụng, loại này chỉ đợc áp dụng ngoài mặt bằng và thực hiện dỡ
tải từ goòng trực tiếp lên ô tô.

Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
21
a) Quang lật goòng 3 tấn


b) Quang lật nghiêng

Hình I-7: Một số loại quang lật goòng
Đặc điểm của hai hình thức dỡ tải bằng quang lật nh trên:
- Mất nhiều thời gian dỡ tải do phải tháo rời từng goòng và thời gian chuẩn
bị, theo số liệu khảo sát, thời gian dỡ tải một goòng từ 4 đến 5 phút.
- Chi phí đầu t tơng đối lớn.
- Tiêu tốn điện năng và nhân công sử dụng.
- Dễ mất an toàn lao động.

Hiện nay, một số công ty hầm lò (Công ty Than Thống Nhất - TKV) cũng đã
áp dụng một loại lật goòng dạng lồng quay 180
o
dùng để lật các goòng B-1,
nhng không phải tháo rời từng goòng ra một, giảm thời gian dỡ tải. Nhằm mục
đích tăng năng suất vận tải. Tuy nhiên, vấn đề lật đổ từng goòng vẫn tốn nhiều thời
gian.
I.2.6. Lựa chọn phơng án công nghệ và sản phẩm.
Từ kết quả khảo sát công nghệ vận tải bằng goòng tại các mỏ than hầm lò
cho thấy, loại goòng chủ yếu đợc sử dụng là goòng dung tích thùng goòng 1m
3

- B1, dung tích 3,3m
3
- B5 dỡ tải bằng quang lật có đặc điểm dỡ tải mất
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
22
nhiều thời gian do mất thời gian các khâu: dỡ tải của lật goòng, dồn dịch, tháo
rời từng goòng.
Công nghệ vận tải sử dụng goòng mở đáy có thời gian dỡ tải nhanh gấp
nhiều lần, do goòng tự tháo đáy dỡ tải và có thể thực hiện liên tục cả đoàn
goòng. Quá trình dỡ tải đợc thực hiện khi goòng vừa di chuyển vừa dỡ tải.
Nhằm mục đích tăng năng suất vận tải, đáp ứng nhu cầu khai thác than tại
các mỏ than hầm lò. Trên cơ sở các điều kiện sẵn có tại các mỏ than hầm lò nh
đờng goòng vận tải, các loại đầu tầu, móc kéo, Nhóm đề tài đã tham khảo tài
liệu về một số loại goòng mở đáy đã và đang sử dụng trên thế giới, nghiên cứu
thiết kế, chế tạo goòng mở đáy áp dụng phù hợp với điều kiện tại các mỏ than
hầm lò Việt Nam.

Một số yêu cầu về thiết kế, chế tạo goòng mở đáy phải đảm bảo một số
thông số:
+ Cỡ đờng ray: Cỡ đờng đang sử dụng tại các mỏ than hầm lò Việt Nam
chỉ có hai loại 600mm và 900mm.
+ Vận tốc vận tải (theo vận tốc loại đầu tầu điện AM8), v = 6,8km/h.
+ Kích thớc hình học: Đảm bảo theo các tiêu chuẩn về quy phạm an toàn
sử dụng tại các mỏ than hầm lò nh các đờng lò có sẵn, sử dụng các sân ga
trong lò có các bộ hãm goòng có sẵn hoặc thay đổi không đáng kể.
Phơng án sản phẩm của đề tài là dựa trên kích thớc hình học của goòng
B5 (hình I-8), nghiên cứu thiết kế chế tạo goòng mở đáy.
Sơ lợc về kết cấu, nguyên lý hoạt động goòng mở đáy:
Sơ lợc về kết cấu
: Goòng mở đáy nhóm đề tài lựa chọn là dạng goòng có
thùng gắn trên khung cứng, thùng có dạng phễu, sử dụng 01 cửa tháo đáy. Cánh
cửa đợc khoá giữ bởi cụm móc khoá (thờng đóng). Goòng sử dụng 02 cặp
bánh xe, đầu đấm tơng tự có dạng nh goòng B5.
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
23

Hình I-8: Goòng 3 tấn lật bằng quang lật B

5
Nguyên lý hoạt động của goòng mở đáy:
Goòng mở đáy có đặc điểm khác
so với các loại goòng khác là tự dỡ tải qua đáy. ở trạng thái bình thờng cánh
cửa luôn đóng tạo thành thùng goòng kín. Khi cần dỡ tải (tại khu vực dỡ tải) cụm
móc khoá mở ra (nhờ tác động các cơ cấu lắp tại khu vực dỡ tải) đáy goòng mở
ra vật liệu đợc trút xuống dới. Quá trình dỡ tải thực hiện song song với di

chuyển với tốc độ cho phép. Khi tải trong thùng đợc tháo hết đáy goòng (cánh
cửa) đóng lên, cụm móc khoá đóng lại.













Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
24
Chơng II: Lựa chọn các thông số, Lập tài
liệu thiết kế sản phẩm
II.1. Lựa chọn các thông số.
II.1.1. Xác định các thông số chính.

Các thông số chính của goòng là sức chở, khối lợng bì, dung tích hình
học, vận tốc, sức cản chuyển động, cỡ đờng ray, cơng cự và các đại lợng dẫn
xuất của chúng nh hệ số bì, dung tích riêng, số trục, tải trọng từ cặp bánh xe tác
dụng lên đờng. Các thông số này đặc trng cho mức độ hoàn thiện về mặt kết
cấu và kỹ thuật. Chúng đợc lựa chọn theo công dụng của goòng, theo đặc tính
của vật liệu vận tải.

- Xác định dung tích thùng goòng:
Theo dung tích chứa của thùng goòng đợc chia ra làm 3 loại:
- Dung tích nhỏ: từ 0,65m
3
đến 2 m
3
.
- Dung tích trung bình: từ 2m
3
đến 3,3 m
3
.
- Dung tích lớn: từ 3,3,m
3
đến 5 m
3
.
Dung tích của goòng là yếu tố quyết định đến năng suất vận tải, hiện nay
tại các mỏ than hầm lò Việt Nam đang sử dụng các loại goòng có dung tích từ
1m
3
ữ 3,3m
3
, chế tạo tại các đơn vị Cơ khí than. Loại goòng B5 là loại goòng
có sức chở lớn nhất dung tích 3,3m
3
theo mẫu goòng của Nga.
Năng suất vận tải phụ thuộc vào dung tích của goòng. Nếu chọn goòng có
dung tích nhỏ, số lợng goòng phải tăng để tận dụng hết sức kéo đầu tầu. Với
điều kiện mỏ hầm lò nớc ta, chọn dung tích goòng 3m

3
.
- Xác định cỡ đờng ray:
Tại các mỏ than hầm lò Việt Nam hiện có 02 cỡ đờng ray: 600mm,
900mm. Nhóm đề tài chọn cỡ đờng để thiết kế goòng mở đáy là 900mm (phù
hợp với loại goòng B5 đang sử dụng).
- Xác định kích thớc cửa tháo đáy:
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo goòng chở vật liệu đổ tải bằng mở đáy

Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV
25
Kích thớc mở đáy quyết định thời gian dỡ tải và phải đảm bảo không bị
kẹt vật liệu, nó phụ thuộc vào cỡ hạt của vật liệu vận chuyển a
max
. Để tránh
không bị kẹt, tháo đợc vật liệu có cỡ hạt lớn, cửa tháo phải thiết kế lớn tối đa
trong điều kiện kết cấu cho phép.
Ngoài ra do vật liệu tháo qua đáy nên diện tích cửa tháo càng lớn thì thời
gian dỡ tải càng ngắn.
- Xác định cơng cự:
Cơng cự (khoảng cách giữa hai trục bánh xe) của goòng ảnh hởng đến
khả năng đi qua đờng vòng của goòng. Cơng cự càng lớn, bán kính đờng
vòng lớn và ngợc lại. Cơng cự goòng 3,3m
3
của Nga là 1100mm, goòng mở
đáy 2m
3
là 1500mm, chọn cơng cự goòng mở đáy thiết kế là 1500mm.
- Một số kích thớc khác:
Để đảm bảo áp dụng vào điều kiện và quy phạm an toàn tại các mỏ than

hầm lò Việt Nam, cũng nh điều kiện về công nghệ chế tạo goòng một số kích
thớc thiết kế của goòng dựa trên cơ sở goòng B5 nh đờng kính bánh xe
350mm, kích thớc bao (dài x rộng x cao), kích thớc đầu đấm,
II.1.2. Lựa chọn kết cấu.

- Cặp trục bánh xe:
Đối với các goòng dung tích lớn 5m
3
của Nhật (hình I-4) hoặc 8m
3
của
Nga sử dụng các giá chuyển hớng loại hai cặp trục. Sử dụng giá chuyển hớng
có lợi là giảm bán kính đờng vòng thông qua, do khoảng cách cặp trục trong
một số giá chuyển hớng nhỏ (380mm đối với goòng 5m
3
của Nhật), giảm tự
trọng lên cặp trục bánh xe. Đối với các loại goòng dung tích nhỏ hơn 3,3m
3

không sử dụng giá chuyển hớng, mà dùng 02 cặp trục bánh xe.
Đối với goòng thiết kế chọn kết cấu 02 cặp trục bánh xe. Kết cấu cặp trục
bánh xe dùng loại đang dùng cho goòng 3,3m
3
để dễ dàng thay thế, sửa chữa.
- Khung goòng:
Lựa chọn kết cấu tơng đơng goòng 3,3m
3
đang sử dụng, có dầm dọc,
gối đỡ và đầu đấm, đợc ghép bằng phơng pháp đinh tán.