Hoàn thiện công nghệ, chế tạo phụ tùng cho thiết bị mỏ hầm lò

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









BÁO CÁO TỔNG KẾT DỰ ÁN SXTN

HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO PHỤ TÙNG
CHO THIẾT BỊ MỎ HẦM LÒ

Chủ nhiệm Dự án: CAO NGỌC ĐẨU











6783-1
12/4/2008

HÀ NỘI – 2007




1
BỘ CÔNG THƯƠNG
TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP THAN – KHOÁNG SẢN VIỆT NAM
VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ- TKV



BÁO CÁO TỔNG KẾT DỰ ÁN SXTN

TÊN DỰ ÁN:
HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO
PHỤ TÙNG CHO THIẾT BỊ MỎ HẦM LÒ

MÃ SỐ: 01DT-06


TẬP I
THUYẾT MINH BÁO CÁO


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

Chủ nhiệm Dự án



Cao Ngọc Đẩu
Duyệt Viện





Hà Nội, 2007

2
MỤC LỤC
Phần 1: CÁC THÔNG TIN CHUNG VỀ DỰ ÁN 4
Phần 2: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ THỰC HIỆN DỰ ÁN 7
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VÀ PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM 7
I.
TỔNG QUAN 7
II.
SẢN PHẨM CỦA DỰ ÁN 10
CHƯƠNG II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI DỰ ÁN 13
I.
NỘI DUNG 13
II.
PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI 13
CHƯƠNG III. HOÀN THIỆN THIẾT KẾ VÀ CÔNG NGHỆ NÂNG
CAO CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 16

I.
HOÀN THIỆN THIẾT KẾ VÀ CÔNG NGHỆ 16
II.
CÁC PHƯƠNG ÁN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG VÀ CẢI TIẾN CÔNG
NGHỆ …………… 16
CHƯƠNG IV. CHẾ TẠO, CUNG CẤP SẢN PHẨM PHỤC VỤ KHAI
THÁC THAN HẦM LÒ 27
I.CHẾ
TẠO, THỬ NGHIỆM SẢN PHẨM 27
II.
TỔ CHỨC CHẾ TẠO, CUNG CẤP SẢN PHẨM 27
CHƯƠNG V. PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ CỦA DỰ ÁN 28
I.
TÌNH HÌNH SỬ DỤNG KINH PHÍ 28
II.
HIỆU QUẢ KINH TẾ - XÃ HỘI 28
CHƯƠNG VI. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 29
I.
KẾT LUẬN 29
II.
KIẾN NGHỊ 29
TÀI LIỆU THAM KHẢO 30
CÁC PHỤ LỤC 31





3
LỜI CÁM ƠN

Nhóm dự án xin cảm ơn Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công thương),
Lãnh đạo Tập đoàn Than – Khoáng sản Việt Nam, các Công ty than Mạo
Khê, Công ty Than Hà Lầm, Công ty than Vàng Danh, Công ty Than Dương
Huy, các đơn vị hợp tác cùng tất cả các chuyên gia và đồng nghiệp trong và
ngoài Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều
kiện cho nhóm thực hiện hoàn thành được các nội dung đã đặt ra của dự án
này.

4
Phần 1: CÁC THÔNG TIN CHUNG VỀ DỰ ÁN
1. Tên Dự án: Hoàn thiện công nghệ, chế tạo phụ tùng cho thiết bị mỏ
hầm lò.
2. Số đăng ký: 01DT-06
3. Cơ quan quản lý: Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công Thương)
4. Thời gian thực hiện: 24 tháng, từ tháng 01/2006 đến hết tháng 12/2007
5. Kinh phí thực hiện dự kiến: 7.555.511.000 đồng
Trong đó, từ Ngân sách sự nghiệp khoa học: 2.000.000.000đồng
6. Thu hồi: Kinh phí đề nghị thu hồi: 1.400.000.000đồng (70 %
kinh phí hỗ trợ từ ngân sách SNKH).
Thời gian đề nghị thu hồi: 6/2008.
7. Tổ chức đăng ký chủ trì thực hiện Dự án:
Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV;
Địa chỉ: 565 Nguyễn Trãi - Thanh Xuân - Hà Nội;
Điện thoại: 04.8545224
Fax: 04.8543154
8. Cá nhân đăng ký chủ nhiệm Dự án:
Ông. Cao Ngọc Đẩu
Học vị: Kỹ sư
Chức vụ: Viện trưởng
Địa chỉ: 565 Nguyễn Trãi - Thanh Xuân- Hà Nội.
Điện thoại: 04.8543346;
Fax: 04.8543154;
Email: iemm@ vnn.vn.
9. Cơ quan phối hợp chính:
- Công ty Than Mạo Khê;
- Công ty Than Hà Lầm;
- Công ty Than Vàng Danh;

- Công ty Than Dương Huy.


5
10. Danh sách cá nhân tham gia dự án:
TT Họ và tên Học vị, chuyên môn
1 Trần Đức Thọ ThS. Công nghệ cơ khí
2 Nguyễn Hữu Liên TS. Công nghệ Chế tạo Máy
3 Hoàng Văn Vĩ KS. Chế tạo máy mỏ
4 Đỗ Trung Hiếu ThS. Công nghệ Cơ khí
5 Đàm Hải Nam KS. Công nghệ Chế tạo Máy
6 Phạm Văn Mùi KS. Luyện kim
7 Lê Thái Hà KS.Công nghệ hàn, Cử nhân Kinh tế
8 Đặng Đức Lăng KS. Chế tạo máy Mỏ
9 Nguyễn Kế Vinh KS. Công nghệ Chế tạo Máy
10 Nguyễn Văn Chiến KS. Công nghệ Chế tạo Máy
11 Đỗ Văn Minh KS. Chế tạo máy mỏ
12 Hà Thị Thuý Vân Kỹ sư Kinh tế
13 Vũ Thị Hồng Vân KS. Cơ khí

11. Quyết định giao nhiệm vụ: Số 4022/QĐ-KHCN ngày 08/12/2005 của
Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công Thương).
12. Hợp đồng triển khai thực hiện dự án: Số 01.06.SXTN/HĐ-KHCN, ký
ngày 26/01/2006 giữa Bộ Công nghiệp và Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ.
Nội dung, tiến độ và kết quả thực hiện dự án SXTN theo Phụ lục 1 của Hợp
đồng.
Những mục tiêu chính của dự án là:
- Mục tiêu trướ
c mắt:
+ Hoàn thiện tài liệu thiết kế và công nghệ chế tạo sản phẩm;

+ Ổn định từng bước và nâng cao chất lượng sản phẩm;
+ Chế tạo phụ tùng phục vụ sửa chữa thiết bị, thay thế nhập khẩu;
- Mục tiêu lâu dài:
+ Lập bộ tài liệu thiết kế, chế tạo thiết bị;

6
+ Chế tạo thiết bị, phụ tùng đáp ứng nhu cầu trong nước, thay thế nhập khẩu
và tiến tới xuất khẩu;
Các nội dung chính cần thực hiện:
- Xây dựng phương án sản phẩm;
- Hoàn thiện thiết kế và quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm;
- Tổ chức chế tạo thử nghiệm và tiêu thụ sản phẩm;
- Tổng kết, nghiệm thu dự án;
- Quyế
t toán nộp kinh phí thu hồi;

7
Phần 2: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ THỰC HIỆN DỰ ÁN
Chương I. TỔNG QUAN VÀ PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM
I. TỔNG QUAN
I.1. Chiến lược phát triển ngành than 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
KTXH ở từng vùng. Phát triển ngành than phải lấy mục tiêu hiệu qu
ả kinh tế,
giảm tổn thất tài nguyên, an toàn lao động, bảo vệ môi trường sinh thái, đáp
ứng tối đa nhu cầu than cho phát triển KTXH của đất nước. Thị trường hoá
ngành than để thu hút nguồn lực của mọi thành phần kinh tế vào đầu tư phát
triển ngành; đặc biệt là thu hút đầu tư nước ngoài vào thăm dò, khai thác than
ở vùng đồng bằng sông Hồng với quy mô lớn sau 2020.
I.2. Mục tiêu phát triển sản lượng than
Sản lượng than khai thác
đạt khoảng 46 ÷ 50 triệu tấn vào năm 2010;
khoảng 50 ÷ 55 triệu tấn vào năm 2015; khoảng 57 ÷ 63 triệu tấn vào năm
2020 và 59 ÷ 66 triệu tấn vào năm 2025; Tốc độ tăng sản lượng khai thác đạt

3,15%/năm trong giai đoạn 2006 ÷ 2015 và 1,76%/năm trong giai đoạn 2016
÷ 2025. Sản lượng than theo quy hoạch được thể hiện trong Bảng 1-1.

Bảng 1-1: Sản lượng than theo quy hoạch
Sản lượng năm (Triệu tấn)
TT Tên gọi
2007 2008 2009 2010 2015 2020
1 Than nguyên khai 35,33 36,71 40,525 44,64 50,185 54,755
1.1 Lộ thiên 19,77 19,46 19,785 18,57 18,615 18,155
1.2 Hầm lò 15,56 17,25 20,740 26,07 31,570 36,600
Nguồn: Quy hoạch phát triển ngành Than Việt Nam



8
I.3. Quy hoạch phát triển khai thác than hầm lò
I.3.1. Tình hình khai thác than hầm lò thời gian qua
Kể từ năm 1998 đến nay, công nghệ khai thác than hầm lò ở nước ta đã
có những bước phát triển vượt bậc. Áp dụng thử nghiệm thành công lò chợ
khấu than bằng máy com bai tay ngắn, chống lò chợ bằng giàn thuỷ lực tự
hành cho năng suất đạt 2500tấn/ngày tại Công ty Than Khe Chàm đã mở ra
hướng đi mới có tính khả thi cho các công ty khai thác hầm lò. Hầu hết các
công ty khai thác hầm lò đã áp dụng thành công cột chống thuỷ lực đơn và giá
thuỷ lực di động để chống lò chợ cho các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khá và đặc
biệt là an toàn lao động được nâng cao. Với khoảng 80% lò chợ được trang bị
cột thuỷ lực và giá thuỷ lực di động.
Song song với công tác đổi mới công nghệ chống giữ lò chợ, công tác
vận tải cũng được trang bị các hệ thống vậ
n tải liên tục (máng cao + băng tải),
các thiết bị có công suất lớn đã giúp các công ty khai thác đạt năng suất cao.

Để đạt được sản lượng khai thác hầm lò như hiện nay công tác đào lò
chuẩn bị cũng đóng một vai trò hết sức quan trọng. Công ty Than Vàng Danh
đã đưa máy vào bốc xúc đá ở lò nghiêng, Công ty Than Mông Dương, Uông
Bí đã đưa máy liên hợp AM-50 vào đào lò than cho tiến độ lò chống thép có
tiết diện trên 12m
2
đạt 250m/tháng là một bước đột phá trong công nghệ đào lò.
Đã có 18 máy AM50 và AM45 được đưa vào các mỏ hầm lò.
Từ trước đến nay việc chống giữ các đường lò chủ yếu bằng thép.
Nhưng với sự mạnh dạn của cán bộ kỹ thuật Việt Nam, công nghệ chống lò
bằng vì neo các loại đã được áp dụng thành công ở hầu hết các công ty, đã
góp phần giảm đáng kể chi phí chống lò.
Ngoài nhữ
ng tiến bộ nêu trên, công nghệ khai thác hầm lò vẫn chưa
tương xứng với tiềm năng và yêu cầu phát triển, trình độ cơ giới hoá và tự
động hoá các khâu trong khai thác hầm lò chưa cao và chưa rộng rãi, đó cũng
là nguyên nhân năng suất lao động chưa cao.
I.3.2. Định hướng khai thác than hầm lò
TKV đang tập trung đầu tư cải tạo, mở rộng các mỏ hầm lò hiện có và
đầu tư các mỏ mới theo hướng hiện
đại để tăng sản lượng từ 16,55 triệu
tấn/năm (năm 2005) lên 26,07 triệu tấn vào năm 2010 và đạt khoảng 36,6
triệu tấn vào năm 2020. Việc đẩy mạnh quá trình hiện đại hoá công nghệ khai

9
thác hầm lò đã được lãnh đạo TKV quan tâm đúng mức gắn với việc đầu tư
đồng bộ hệ thống vận tải, sàng tuyển chế biến và phụ trợ; đảm bảo các mỏ
than hầm lò khai thác than hợp lý, hiệu quả, an toàn và thân thiện với môi
trường.
Giai đoạn từ nay đến năm 2015, tăng cường hợp tác với nước ngoài

nghiên cứu công nghệ và khả năng khai thác (công nghệ khai thác h
ầm 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 5
triệu tấn/năm vào năm 2020. Giai đoạn sau năm 2020 hoàn thiện công nghệ
khai thác và chế biến để có thể nâng cao sản lượng khai thác, góp phần đảm
bảo an ninh năng lượng quốc gia.
Phát triển khai thác than các mỏ nội địa gắn liền với tiêu thụ trong
vùng, do hạn chế về trữ l
ượng than nâng công suất hợp lý để đáp ứng nhu cầu
tại chỗ. Sản lượng khai thác than hầm lò được trình bày trong Sơ đồ 1-1.
Sơ đồ 1-1: Sản lượng than hầm lò dự kiến khai thác
Sản lượng khai thác than Hầm lò
2007-2015- PA Cơ sở
0
10000
20000
30000
40000
50000
Sản lượng
18400 19850 22100 24850 27105 28900 31950 33850 35550 36715 36925 37580 38750 40750 44220
Năm
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2025
123456789101112131415

Nguồn: Quy hoạch phát triển ngành Than Việt Nam
Để đạt được sản lượng khai thác như trên thì một trong các biện pháp là
phải đổi mới, hiện đại hoá công nghệ và thiết bị, thực hiện cơ giới hoá đồng
bộ các khâu trong dây truyền sản xuất.

I.4. Nhu cầu về trang thiết bị phục vụ khai thác hầm lò
Trong các mỏ than hầm lò lớn ở Việt Nam trước đây đều do Liên Xô (cũ)
thiết kế
hoặc thiết kế mở rộng và trang bị các thiết bị đồng bộ do Liên Xô, Ba
SL 10
3
T

10
Lan và các nước XHCN sản xuất, gần đây một số thiết bị cũng được nhập từ
Trung Quốc với kết cấu và các đặc tính kỹ thuật tương đương của Liên Xô (cũ).
Trang thiết bị trong ngành công nghiệp Mỏ nhất là các trang bị cho mỏ
than hầm lò phải làm việc trong điều kiện hết sức khắc nghiệt mà điển hình là:
Nhiệt độ môi trường dao động khá l
ớn, trung bình từ 5-40
0
C; có độ ẩm không
khí cao; có môi trường nước nhỏ giọt ngày đêm; có các chất khí, hơi và bụi
nguy hiểm cháy nổ; có các hóa chất (axit, kiềm) gây ăn mòn cao; có không
gian làm việc chật hẹp, tải trọng thay đổi, chịu nhiều va đập và điều kiện bôi
trơn khó khăn.
Ngoài việc phải thực hiện các giải pháp nâng cao tuổi thọ các thiết bị
làm việc trong môi trường kể trên, các phụ tùng thay thế phải được chế tạo
theo các quy trình hết sức nghiêm ngặt để đảm bảo được chất lượng: tức là để
đảm bảo hệ số thời gian sửa chữa và thay thế nhỏ nhất.
Cùng với sự phát triển của ngành Than thì nhu cầu phụ tùng thay thế sửa
chữa các thiết bị ngày càng tăng. Vấn đề đặt ra là chất lượng sản phẩm chế tạo
phải đảm bảo được yêu cầu chất lượ
ng của thiết bị làm việc phù hợp với yêu
cầu sản xuất tức là: đạt được chất lượng tương đương với sản phẩm của nước

ngoài đã cung cấp. Vì vậy, yêu cầu về vật liệu chế tạo cũng như qui trình công
nghệ gia công đòi hỏi khá cao nhằm đáp ứng được các vấn đề về kỹ thuật.
II. SẢN PHẨM CỦA DỰ ÁN
Qua nghiên cứu tổng quan về tình hình khai thác than hầm lò trong các
năm gần đây cũng như định hướng quy hoạch cho các năm tiếp theo, chúng ta
nhận thấy rằng sản lượng than hầm lò sẽ ngày một gia tăng, chính vì vậy nhu
cầu về phụ tùng, thiết bị phục vụ cho khai thác hầm lò cũng rất lớn, đa dạng
thuộc nhiều chủng loại khác nhau. Nhu cầu thiết bị phục vụ khai thác than hầm
lò đượ
c trình bày trong Bảng 1-2. Qua bảng trên ta thấy, nhu cầu phụ tùng cho
các mỏ than hầm lò là rất lớn. Việc hình thành một dự án SXTN để ổn định
công nghệ, cung cấp sản phẩm ổn định cho thị trường là hướng đi đúng.
Đối tượng của dự án tập trung vào 03 dạng sản phẩm sau:
- Phụ tùng máng cào: Tập trung vào các phụ tùng mau mòn chóng
hỏng có nhu cầu thay thế thường xuyên như:
+ Tang lai xích;
+ Tang đuôi;

11
+ Cầu máng;
+ Gối đỡ trung gian.
- Phụ tùng băng tải: Tập trung vào hoàn thiện công nghệ chế tạo cho
các bộ phận thường xuyên phải thay thế, sửa chữa của các loại băng
tải B650, B800, B1000 như:
+ Con lăn đường kính và chiều dài khác nhau: φ89, φ108, φ130
+ Giàn con lăn định tâm trên và định tâm dưới;
+ Tang băng tải các loại.
- Phụ tùng máy xúc đá: Tập trung vào 02 cụm cơ bản có tính chất
quyết định đến tuổi thọ của máy xúc đá X.0,32 là:
+ Cụm tang nâng hạ;

+ Cụm tang di chuyển.
Sau khi kết thúc thời gian thực hiện dự án, Viện sẽ tiếp tục mở rộng
quy mô sản xuất, cung cấp sản phẩm hàng hóa cho các công ty than hầm lò và
các đơn vị khác ngoài ngành Than – Khoáng sản. Đồng thời xem xét mở rộng
chủng loại sản phẩm và quy mô sản xuất bằng việc chuyển giao công nghệ
cho các đơn vị
cơ khí của ngành Than – Khoáng sản và tiến tới chế tạo thiết
bị trọn bộ.

12
BẢNG 1-2: KHỐI LƯỢNG THIẾT BỊ PHỤC VỤ KHAI THÁC THAN HẦM LÒ GIAI ĐOẠN 2007 ÷ 2015 [2]
Khối lượng thiết bị theo năm (Tấn) TT Tên gọi
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
1 Máng cào các loại 693 782 812 832 851 871 891 911 941
2 Tời chở người 1 2 2 2 2 2 2 2 3
3 Tời kéo gòng 73 76 77 79 79 83 86 89 99
4 Tời phá hoả 5 7 7 7 8 8 9 10 11
5 Trục tải các loại 7 8 8 8 9 9 9 9 9
6 Máy cào vơ 13 15 17 17 17 17 17 17 18
7 Máy khấu than 5 11 17 21 26 33 43 50 59
8 Com bai đào lò 26 31 35 35 40 40 40 40 35
9 Tầu điện lò cần vẹt 86 97 108 110 121 121 121 121 110
10 Máy xúc đá hầm lò 530 570 610 660 710 750 800 920 1000
11 Tầu điện lò ắc quy 167 185 202 211 229 229 229 229 211
12 Búa khoan hơi 1 2 2 2 2 2 2 2 2
13 Búa khoan điện 2 3 3 3 3 3 3 3 3
14 Búa chèn 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0,3 0,2
15 Khoan thượng 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
16 Cột chống thuỷ lực đơn 634 693 733 792 851 891 931 950 990
17 Giá thuỷ lực di động 93 297 396 495 594 792 990 1188 1386

18 Giàn thuỷ lực di động 102 165 275 413 605 825 1100 1375 1650
19 Máy nén khí 79 92 102 119 125 125 125 125 125
20 Băng tải hầm lò 986 1038 1056 1091 1126 1162 1197 1232 1302
21 Quạt gió các loại 105 122 135 157 167 181 196 213 226
22 Khởi động từ phòng nổ 68 80 89 103 110 120 130 141 150
(Nguồn: Chiến lược và quy hoạch phát triển Cơ khí ngành Than giai đoạn 2005-2010)


13
Chương II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI DỰ ÁN
I. NỘI DUNG
I.1. Xây dựng phương án sản phẩm.
+ Khảo sát, phân tích nhu cầu thị trường và khả năng sản xuất trong nước.
+ Chọn phương án sản phẩm.
I.2. Hoàn thiện thiết kế và quy trình công nghệ chế tạo.
+ Chọn kết cấu và vật liệu phù hợp.
+ Lập bản vẽ thiết kế.
+ Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo phù hợp đạt chất lượng và hiệu
quả kinh tế.
I.3. Tổ chức chế tạo và tiêu thụ sản phẩm.
+ Tìm hiểu khả năng cung cấp, nguyên vật liệu, dụng cụ, đồ gá
+ Khảo sát, phân tích và chọn phương án tự sản xuất và hợp tác sản xuất
sản phẩm;
+ Sản xuất thử, thử nghiệm sản phẩm;
+ Hiệu chỉnh thiết kế và công nghệ chế tạo;
+ Sản xuất và bán sản phẩm theo hợp đồng;
+ Đánh giá chất lượng sản phẩm.
I.4. Tổng kết, nghiệm thu dự án.
+ Lập báo cáo tổng kết.
+ Đánh giá nghiệm thu các cấp

I.5. Quyết toán kinh phí, trả thu hồi.
II. PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI
II.1. Phương án tổ chức sản xuất thử nghiệm:
- Địa điểm thực hiện dự án:
Xưởng thực nghiệm Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV có gần 2000
m
2
nhà xưởng, có nhiều chủng loại thiết bị công nghệ và gia công cơ. Ngoài ra
Viện có khả năng hợp tác phối hợp với các đơn vị sản xuất cơ khí trong nước mà
đặc biệt là các đơn vị cơ khí trong Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản
Việt Nam. Như vậy không cần mở rộng và cải tạo nhà xưởng.

14
- Môi trường: Sử dụng nhà xưởng và thiết bị có sẵn. Quá trình sản xuất sản phẩm
không có những ảnh hưởng xấu đến môi trường.
- Vật tư, nguyên liệu, thiết bị cho dự án:
+ Sử dụng các vật tư, nguyên liệu trong nước và nhập ngoại sẵn có trên thị
trường Việt Nam.
+ Sử dụng các thiết bị hiện có, khai thác và phát huy năng lực sẵn có của Việ
n
và các đơn vị cơ khí trong nước.
- Nhân lực triển khai dự án:
+ Viện là đơn vị nghiên cứu chuyên ngành về cơ khí mỏ đã nhiều năm làm
công tác nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, áp dụng kỹ thuật tiến bộ vào sản xuất và
chuyển giao công nghệ.
+ Các cán bộ trưc tiếp tham gia dự án là những kỹ sư cơ khí chế tạo máy và
kỹ sư cơ khí mỏ được đ
ào tạo cơ bản về thiết kế cơ khí, công nghệ chế tạo và đặc
biệt đã kinh qua sản xuất cơ khí phục vụ ngành than, có khả năng tổ chức sản
xuất trong Viện cũng như hợp tác sản xuất trong và ngoài ngành.

II.2. Phương án tài chính:
- Tổng kinh phí cần thiết cho dự án: 7.555.511.000 đồng.
Trong đó: NSNN là: 2.000.000.000 đồng.
- Phương án huy động và phân bổ các nguồn vốn:
+ Sử dụng nguồn vốn vay phát triển sản xuất của Viện (vay các tổ chức tín
dụng, huy động vốn trong cán bộ công nhân viên của Viện).
+ Sử dụng vốn phát triển sản xuất của các đơn vị đặt hàng thông qua thoả
thuận trong hợp đồng kinh tế.
+ Sử dụng nguồn vốn hỗ trợ từ
NSNN cấp cho dự án theo đề cương được
duyệt.
+ Tổ chức sản xuất, bán sản phẩm quay vòng vốn. Trả kinh phí thu hồi 06
tháng sau khi kết thúc dự án.
Việc phân bổ và kế hoạch sử dụng các nguồn vốn xem Bảng 2-1.
II.3. Phương án tiêu thụ sản phẩm, quảng bá công nghệ để thị trường hoá kết
quả Dự án;
- Giá thành sản phẩm:
+ Giá bán tối đa bằng 80% giá nhập ngoại của sản phẩm cùng loại. Đảm bảo
giá cạnh tranh trong nước, hợp lý cho các đơn vị sử dụng.
- Danh mục các đơn đặt hàng:

15
+ Hiện tại, các sản phẩm dự án thực hiện chế tạo đang có nhu cầu rất lớn,
tuy nhiên quy mô dự án chỉ đáp ứng được một phần nhỏ của nhu cầu thị trường,
còn lại các đơn vị sản xuất vẫn phải nhập ngoại. Một số đơn vị đã sử dụng sản
phẩm của dự án như:
Công ty than Mạo Khê;
Công ty than Hà Lầm;
Công ty than Vàng Danh;
Công ty than Dương Huy

- Khả năng tham gia của các cơ quan tiếp nhận sản phẩm vào quá trình thực hiện
dự án:
+ Viện là đơn vị nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm, tư vấn và chuyển
giao công nghệ của Tập đoàn Than – Khoáng sản Việt Nam trong lĩnh vực cơ khí
đã nhiều năm hỗ trợ và cung cấp các sản phẩm cơ khí cho các đơn vị trong và
ngoài ngành than. Sả
n phẩm của Viện đã được các đơn vị sử dụng đánh giá tốt.
Khả năng hợp tác phát triển sản xuất của Viện là rất lớn cả về tài chính và nhân
lực. Doanh thu hàng năm của Viện tăng lên (năm 2002: 32.272 tr. đồng; năm
2003: 34.468 tr. đồng, năm 2004: 38.157 tr. đồng; năm 2005: 51.473 tr.đồng; năm
2006: 65.270 tr.đồng).

16
Chương III.
HOÀN THIỆN THIẾT KẾ VÀ CÔNG
NGHỆ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM
I. HOÀN THIỆN THIẾT KẾ VÀ CÔNG NGHỆ
Về thiết kế:
Dự án đã đi sâu vào hoàn thiện thiết kế cho các sản phẩm của dự án bao
gồm:
- Máng cào: Phụ tùng máng cào C14M (trừ Hộp giảm tốc);
- Máy xúc đá: Cụm nâng hạ và di chuyển
- Băng tải: Con lăn các loại, cơ cấu định tâm con lăn
Về công nghệ:
- Thay đổi công nghệ chế tạo để nâng cao chất lượng sản phẩm (tang lai
xích máng cào, các chi tiết của cơ cấu nâng hạ và di chuyển máy xúc đá).
- Cải tiến thiết kế kết cấu: (Con lăn băng tải, cầu máng cào)
II. CÁC PHƯƠNG ÁN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG VÀ CẢI
TIẾN CÔNG NGHỆ
II.1.Thay đổi kết cấu để giảm công suất điện của hệ thống.

Trong công thức tính toán công suất cho băng tải chở vật liệu, thì khối
lượng quay của con lăn (Bảng 3-1) cũng có ảnh hưởng khá lớn đến công suất. Vì
vậy, trong đề tài này chúng tôi đã đưa ra phương án thiết kế lại các con lăn,
nhằm mục tiêu giảm khối lượng phần quay của chúng để tiết kiệm công suất cho
động cơ. Trong tính toán động lực cần thiết cho băng tải: Việc tính toán động
l
ực cần thiết cho băng tải có cách tính cho băng tải ngắn và cách tính cho băng
tải dài. Theo phương pháp tính toán lực cản của băng tải mô tả qua công thức:
Tổng sức cản chính: F
M
= F
Mt
+ F
Md

Sức cản chính trên nhánh trên (nhánh có tải) [K], [DIN]:
(
)
[
]
(
)
{
}
β
+
±
ω
β
+

+= sin.qq.cos.qqq.g.LF
BVLtBVLCLtMt

Sức cản chính trên nhánh dưới (nhánh không tải) [K], [DIN]:
(
)
[
]
β
ω
β
+= sin.q.cos.qq.g.LF
BdBCLdMd
m
Trong đó:
- L là chiều dài của đoạn băng khảo sát, m;

17
-
β là độ dốc của đoạn băng khảo sát,
o
;
- q
B
là khối lượng của một mét dây băng, kg;
- q
CLt
và q
CLd
lần lượt là khối lượng quy đổi phần quay của các con lăn

tính trung bình cho một mét dây băng nhánh trên (có tải) và nhánh dưới
(không tải), kg/m;
-
ω
t
và ω
d
lần lượt là hệ số sức cản chuyển động nhánh trên và nhánh
dưới, luôn có
ω
t
≤ ω ≤ ω
d
và sự sai lệch về mặt giá trị giữa ba hệ số này thường
không đáng kể. Khi tính toán thiết kế sơ bộ có thể chọn:

ω
t
= ω
d
= ω
Giá trị của
ω được chọn trong phạm vi từ 0,017 đến 0,035 [DIN].
Dấu “+” và “–’’ trong các công thức trên lần lượt tương ứng với vận
chuyển lên dốc và xuống dốc.
1.1.1. Phương pháp thiết kế trước đây.
Trước đây, các cốc ổ của con lăn được chế tạo từ gang đúc có khối lượng
rất lớn; Vỏ con lăn làm từ thép ống; Trục làm từ thép C45. Các vòng bi lắp trên
trục, cốc ổ
được bôi trơn bằng mỡ và được che kín bảo vệ. Đối với các loại con

lăn khác nhau đều có khối lượng khác nhau tùy theo kích thước.













Hình 3-1: Kết cấu con lăn với cốc gang đúc
1. Trục con lăn 2. .Vỏ con lăn 3. Cụm cốc ổ - gang, nắp, phớt 4. Ổ bi
1234

18
Bảng 3-1: Trọng lượng phần quay của một số con lăn
Băng lòng máng Băng phẳng
Loại bình thường Loại nặng
Chiều rộng
băng
Đường
kính con
lăn, mm
Trọng
lượng, N
Đường

kính con
lăn, mm
Trọng
lượng, N
Đường
kính con
lăn, mm
Trọng
lượng, N
650 102 12,5 - - 102 10,5
800 89 85 - - 89 77
800 127 22,0 159 450 127 19,0
1000 127 250 159 500 127 215
1200 127 290 159 570 127 260
1400 159 500 194 1080 159 400
1600 159 600 194 1160 159 480

Bảng 3-2: Nêu ra khối lượng cốc ổ cho một số loại thông dụng.
TT Chủng loại
thông dụng
Khối lượng cốc ổ
gang đúc (kg)
Khối lượng cốc
ổ dập (kg)
Ghi chú
1
φ89
0,5 0,315
2
φ108

1,1 0,75
3
φ130
1,5 0,95

1.1.2. Phương án cải tiến.
Thay đổi kết cấu cốc ổ gang đúc có khối lượng lớn hơn bằng cốc ổ dập
bằng thép tấm mỏng và nhẹ hơn, với công nghệ này giảm được khối lượng con
lăn rất lớn, giảm thời gian gia công nhiều lần (điều này càng có ý nghĩa khi mà
tuyến băng tải càng dài). Kết cấu cốc ổ cũ và cốc ổ
cải tiến xem trong các bản vẽ
thiết kế con lăn băng tải các loại (trong tập bản vẽ thiết kế).
A. Thiết kế:
+ Vật liệu: Ct38s – TCVN1766-75.
Những vấn đề quan tâm trong thiết kế cốc ổ dập là:
- Bán kính dập các góc uốn theo tiêu chuẩn dập, riêng góc lượn ở vai tựa
ổ bi đảm bảo theo bán kính tiêu chuẩn tựa ổ bi.

19
- Đảm bảo dung sai lỗ lắp ổ theo quy định, dung sai mặt lắp với vỏ, độ
không đồng tâm cho phép của hai mặt lắp ghép này.
- Kết cấu cốc ổ dập dùng cho con lăn
φ89 được mô tả trên hình 3.2

Hình 3.2 - Bản vẽ cốc ổ dập dùng cho con lăn
φ89
B. Chế tạo
1. Tính lực dập yêu cầu của máy
Trước hết tính lực dập yêu cầu cho chi tiết:
Theo tài liệu (Б) lực dập vuốt cho yêu cầu của chi tiết

P
1
= P + Q
Trong đó:
P: lực dập vuốt.
Q: lực chặn phôi.
P= k
1
x П x d
1
x S x σ
b
(kG).
Tính lực dập cho bước dập đầu tiên có biên dạng lớn nhất.
d
1
- đường kính của chi tiết sau dập.
S: chiều dày thành vật dập (mm) S= 3mm.
σ
b
: giới hạn bền cho phép của vật liệu, kG/ mm
2
.
Theo bảng 85 (Б) với thép CT38s TCVN1765-75:
σ
b
= 41 kG/ mm
2
.
D: đường kính phôi ban đầu D = 160mm.

k
1
- hệ số phụ thuộc vào hệ số dập vuốt.
L
D
d
m 8,0
160
130
1
===

20
Bảng 86 (Б): k
1
= 0,4.
Lực dập vuốt: P= 0,4 x 3,14 x 130 x 3 x 41 = 20.094 kG ≈ 200.940N.
Lực chặn phôi: Q= F.q (kG).
F: diện tích phôi bị ép.
q: áp lực nén phụ thuộc chủ yếu vào chiều dày và tính chất vật liệu.
Đối với chi tiết dập vuốt tròn xoay lực chặn phôi được xác định:
[]
qrdD
H
Q
c
.)2(
4
2
1

2
+−=
(kG).
D: đường kính của chi tiết trước dập.
d
1
: đường kính của chiết sau dập.
r
c
: bán kính lượn ở thành dập.
Với bước dập thứ hai lực chặn phôi lớn nhất:
D = 160mm; d
1
= 56mm; r
c
= 6mm.
[]
kGQ 5,241025,0.)6.256(130
4
22
=+−=
π
≈ 24105N
q= 0,2-0,25 kG/mm
2

Đối với thép thường S> 0,5 mm.
Lực dập yêu cầu:
P
1

= P+Q= 20.094 + 2410,5 = 22.505 kG.
Lực máy yêu cầu:
Pmm≥ 1,25 – 1,3 P
1
= 1,28 x 22.505 kG = 28.806,4 kG.
2.
Khuôn dập vuốt.
Cốc ổ thuộc dạng chi tiết hình trụ có vành rộng.
Công nghệ dập vuốt cốc ổ sơ bộ gồm 3 bước:
* Cắt dập vuốt lần 1:
+ Vành Ф130mm.
+ Lõm Ф80; sâu 20mm.
1-
Dập vuốt lần 2:
+ Vành Ф130mm.
+ Lõm Ф52; sâu 39mm.
* Đột lỗ và lên vành
+ Vành Ф83mm.

21
+ Cuốn vành cao 19mm.
+ Đột lỗ Ф24.
* Tinh chỉnh lỗ Ф47M7 và vành Ф83h8.
Như vậy để có thể dập cốc ổ cần có 4 bộ khuôn tương ứng với 4 bước
công nghệ khác nhau.
Kết quả.
- Giảm được mô men quán tính quay của hệ thống, nhằm giảm tiêu hao
năng lượng cho cả hệ thống.
- Tuy thử nghiệm chế tạo ban đầu lớn, nhưng giảm được thời gian chế tạo
sản phẩm. Cụ thể các cốc ổ trước đây qua nhiều công đoạn Đúc -> Ủ -> làm

sạch -> gia công cơ, thì nay chỉ cần cắt phôi từ thép tấm theo hình khai triển sau
đó dập nguội là
được sản phẩm theo yêu cầu.
1.1.3. Nâng cao khả năng ổn định của băng tải.
Đối với kết cấu băng tải trong thời gian thực hiện dự án, còn cải tiến một
số thiết kế như: Đưa hệ thống con lăn tự định tâm vào các băng tải, nhằm tăng
cường độ ổn định cho tuyến băng.
Giàn con lăn định tâm dưới: mỗi giàn gồm 02 con lăn số 3; 02 con lăn
biên số 2 và 01 giá đỡ số 1 có 2 phần có thể quay tương đối với nhau. Nhờ tổ
hợp kết cấu đặc biệt này có thể tự động định tâm dây băng trên nhánh không tải
khi bị lệch. Các giàn con lăn được lắp trên khung bằng bu lông, đai ốc và được
bố trí với mật độ thích hợp.


Hình 3-2: Giàn con lăn định tâm dưới
1. Giá đỡ 2. Con lăn Φ108 x 150 3. Con lăn Φ108 x 465

1
3
2

22
Giàn con lăn định tâm trên:
1 2 3

Hình19. GIÀN CON LĂN ĐỊNH TÂM TRÊN
1. Giá đỡ 2. Con lăn
φ108 x 465 3. Con lăn φ108 x 150
Mỗi giàn gồm 03 con lăn đỡ: φ108 x 465; 02 con lăn biên φ108 x 150 và
01 giá đỡ có 2 phần có thể quay được tương đối với nhau. Nhờ tổ hợp kết cấu
đặc biệt này có thể tự động định tâm dây băng trên nhánh có tải khi bị lệch. Các
giàn con lăn được lắp trên khung bằng bu lông, đai ốc và được bố trí với mật độ
thích hợp.
II.2.Thay đổi kết cấu cầu máng cào để nâng cao tuổi thọ (chuyển từ loại cũ
sang loại mới)
Trong mỏ than hầm lò, máng cào được xem là các thiết bị vận tải chính
được áp dụng tại các gương lò. Trước đây các loại máng cào được sử dụng nhiều
nhất là SKAT80 của Ba Lan và C14M củaViện. Hiện tại, Viện đã làm chủ công
nghệ và chế tạo hàng loạt thiết bị nói trên để cung cấp cho các mỏ than. Trong
quá trình thực hiện dự án này, nhóm đề tài đã cải tiến kết cấu của cầu máng cho
phù hợp v
ới điều kiện làm việc, theo hướng nâng cao tuổi thọ của thiết bị và
giảm tiêu hao vật liệu (khối lượng cầu máng loại cũ là 113kg; khối lượng 01 cầu
máng loại cải tiến có khối lượng là 99,5kg), hạ giá thành sản phẩm đồng thời cải
thiện điều kiện làm việc cho người lao động.
Kết cấu của cầu máng trước đây được chế tạ
o từ thép hình và các kết cấu
kim loại khác (xem bản vẽ C14-02-00-000L loại cũ trong tập bản vẽ thiết kế sản
phẩm). Có nhược điểm: nặng, chóng mòn, gia công phức tạp. Cầu máng cào mới
có kết cấu được cải tiến như sau: thành bên được gia công từ thép tấm uốn theo

23
profile, sau đó được hàn tổ hợp trên đồ gá với các kết cấu kim loại khác, có tính
đến việc gia cường bằng các tấm thép chống mài mòn ở các vị trí cần thiết Kết
quả: giảm thiểu thời gian gia công, giảm khối lượng, nâng cao tuổi thọ, đặc biệt
là phù hợp với điều kiện vận chuyển trong lò (xem bản vẽ C14-02-00-000L loại
cải tiến trong tập bản vẽ thiết kế
sản phẩm).
II.3. Thay đổi vật liệu để nâng cao tuổi thọ cho tang lai máng cào (xác định vật
liệu thích hợp và các yêu cầu kỹ thuật).
Trước đây, tang lai xích được chế tạo từ thép 30XM tuy nhiên trong quá
trình sử dụng tang lai thường chóng mòn do vật liệu và qui trình công nghệ chưa
chặt chẽ. Thời gian thay thế thông thường là 04 tháng.
Trong khuôn khổ dự án, chúng tôi tiến hành nghiên cứu xác định lại kích
thước profile của tang đưa ra các yêu cầu đúc hợp lý, vật liệu được đổi thành
35XГСA, các chế độ xử lý nhiệt sau khi đúc được quản lý chặt chẽ. Từ đó, tuổi
th
ọ của đầu tang lai được nâng lên rõ rệt; nâng lên từ 30 đến 60 ngày. Khắc phục
một số hiện tượng gãy cục bộ hoặc tang lai ăn khớp lệch với xích. (Xem qui
trình công nghệ gia công tang lai xích máng cào).
II.4. Hoàn thiện công nghệ chế tạo
Trong dự án, chúng tôi đã tiến hành hoàn thiện thiết kế toàn bộ máy xúc
đá X.0,32 và đi sâu vào hoàn chỉnh công nghệ chế tạo cụm cơ cấu di chuyển và
cơ cấu nâng hạ gầu. Để có thể hoàn thiện, tối ưu hoá quy trình công nghệ chế
tạo, nhóm dự án đã tiến hành đi sâu nghiên cứu nguyên lý công tác của máy,
điều kiện làm việc và tình trạng hư hỏng của thiết bị, từ đó định hướng cho vi
ệc
nghiên cứu. Qui trình công nghệ được nêu rõ trong phần lập công nghệ chế tạo.
Nhờ hoàn thiện công nghệ chế tạo mà tuổi thọ sản phẩm được tăng lên trong
quá trình sử dụng.
•

Nguyên lý công tác của máy
Khi máy bắt đầu làm việc động cơ chính K32-6MK được khởi động.
Chuyển động được truyền qua hộp giảm tốc trụ- trụ i= 9,8 đến trục V của cụm
tang di chuyển, đồng thời qua bộ truyền xích ống con lăn t= 50,8 đến trục XI của
cụm tang nâng hạ gầu (xem bản vẽ lắp máy xúc đá).
Để di chuyển lên phía trước, điều khiển phanh hãm bánh phanh của bộ
hành tinh B, bánh răng trung tâm 18 truyền chuy
ển động cho 2 bánh hành tinh
19 đến vành răng định tinh 20. Do giá hành tinh gắn với tang phanh bị hãm, vì

24
vậy bánh răng hành tinh 19 quay xung quanh trục của nó và vành răng 20 quay
theo, làm cho bánh xích di chuyển, nhận chuyển động từ vành răng qua khớp
răng quay theo, cùng chiều tiến (chiều kim đồng hồ). Chuyển động sẽ tiếp tục
truyền đến đĩa xích gắn trên cặp bánh xe ray qua dây xích ống con lăn, làm cho
cặp bánh ray quay cùng chiều, máy được tiến lên phía trước.
Khi máy xúc đến gần gương lò, chốt hãm gầu khi di chuyển được tháo ra,
điều khiển nhả t
ừ từ phanh của cụm tang nâng hạ gầu, gầu xúc được hạ xuống vị
trí thấp nhất nhờ tự trọng, tang quấn xích quay nhả xích ra. Máy xúc tiếp tục tiến
lên phía trước, gầu xúc ăn sâu vào đất đá.
Khi đất đá trong gầu đủ, điều khiển phanh hãm hai tang phanh của cụm
tang nâng hạ gầu. Chuyển động từ bánh răng trung tâm 12 truyền qua cặp bánh
răng hành tinh 13. Do vành răng định tinh 14 bị hãm cùng vớ
i tang phanh, cặp
bánh răng hành tinh cùng giá hành tinh quay ngược chiều kim đồng hồ kéo theo
hai tang quấn xích nhận truyền động từ nó qua khớp răng quay cùng chiều, xích
gầu được quấn lại, gầu được nâng lên. Gầu chứa đầy đất đá nâng đến vị trí dỡ
tải, đất đá được đổ vào khoang chất tải của băng chuyền đã được hoạt động.
Băng chuyền dược truyền động từ

động cơ BAO-51-4 qua hộp giảm tốc
côn trụ i= 13,9 đến quay trục tang dẫn động XIII, kéo băng quay theo. Đất đá
theo băng chuyền đổ vào xe goòng chuyển ra ngoài.
Sự quay gầu về phía trái và phải ở phương nằm ngang được thực hiện bằng
việc kéo căng xích gầu trái hoặc phải (điều khiển phanh, hãm tang phanh trái
hoặc phải của cụm tang nâng hạ gầu). Nhờ sự quay gầu về hai phía ±50
o
mà máy
xúc có thể xúc trong tuyến rộng đến 4m.
Nhờ có các cơ cấu giảm chấn phù hợp mà ở các vị trí dỡ tải và chất tải gầu
được bảo vệ, tránh va đập mạnh.
Hệ thống lưới bảo vệ, bảo đảm không cho đất đá rơi vào người vận hành.
Hệ thống rập bụi bằng nước đảm bảo an toàn vệ sinh công nghiệp.
Khi muốn lùi máy lại, điề
u khiển phanh hãm tang phanh của bộ hành tinh
B
1
của cụm tang di chuyển, bánh răng trung tâm 15 truyền chuyển động cho cặp
bánh răng hành tinh 16. Bánh răng hành tinh 16 ăn khớp với vành răng định tinh
17. Do vành răng định tinh 17 bị hãm cùng với tang phanh, vì vậy cặp bánh răng
hành tinh 16 vừa quay quanh trục của nó vừa lăn trên vành răng 17 theo chiều
ngược chiều kim đồng hồ, kéo giá hành tinh quay theo. Cặp bánh xích di chuyển
tiếp chuyển động từ giá hành tinh qua khớp răng quay theo. Chuyển động được