Nghiên cứu khảo sát kỹ thuật mô nô ray dùng trong mỏ than hầm lò

Đồng thời khảo sát các loại mô nô ray trong hầm lò, lập bản vẽ kết cấu, nghiên cứu thiết kế mẫu nhằm cải tiến thiết bị với mục đích nâng cao năng suất lao động, cải thiện điều kiện lao động, giảm thiểu tai nạn lao động trong hầm mỏ.

Trong khai thác mỏ hàm lò, do sự đa dạng về điều kiện ứng dụng (địa chất, địa hình, môi trường...) và đa dạng về đối tượng vận chuyển (than, đất đá, người, máy móc thiết bị...) mà có rất nhiều loại thiết bị và hệ thống vận tải khác nhau. Theo vị trí lắp đặt, sử dụng, gồm thiết bị vận tải trong gương lò-vận tải tại các đường lò trung gian-vận tải từ các điểm trung gian ra bên ngoài hoặc về sân giếng với các mỏ giếng tải, trục hàng từ sân giếng lên mặt bằng. Theo loại hình vận tải, có tuyến vận tải chính để vận tải đá, khoáng sản; tuyến vận tải phụ để vận tải máy móc thiết bị, người và nguyên vật liệu. Theo thiết bị vận tải, có hai loại: thiết bị vận tải liên tục như băng tải, máng cào, tời vô cực; thiết bị vận tải theo chu kỳ như tời trục, vận tải bằng đường sắt (tầu điện, tời kéo goòng...).

Tại Việt Nam, đa phần các hầm mỏ lò hiện nay đều đã và đang áp dụng và kết hợp các hình thức nêu trên. Các thiết bị vận tải trên đều có mặt trong các khâu vận tải của mỏ. Ưu điểm của cách sử dụng kết hợp các hình thức vận tải này là đơn giản, có thể linh hoạt, bố trí cho từng đoạn đường lò có địa hình, địa chất khác nhau. Nhược điểm là hệ thống phức tạp, phân tán của các tuyến vận tải, phải qua nhiều chỗ rẽ, ngoặt nên không đảm bảo an toàn và phải lắp nhiều thiết bị phụ trợ như ghi chuyển hướng trong vận tải đường sắt, con lăn chuyển hướng trong tời kéo, khiến chi phí về thiết bị, vật tư, nhân công lao đông tăng lên.

Theo quy hoạch phát triển của ngành than, sản lượng khai thác than hầm lò ngày càng cao. Công suất và công nghệ khai thác than hầm lò ngày càng được nâng cao, hiện đại. Việc lựa chọn được hình thức vận tải hợp lý, kinh tế sẽ nâng cao năng lực vận tải, đảm bảo về điều kiện an toàn vận chuyển và môi trường... đóng một vai trò rất lớn.

Đã triển khai thực tế

Hiện các hầm lò như Hà Lầm, Nam Mẫu đã áp dụng hình thức vận tải mới để vận chuyển người, máy móc và thiết bị có tên là thiết bị mô nô ray.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống mô nô ray tại Hà Lầm: Máy bơm chính được đặt trong cụm điện thủy lực và được truyền động lực trực tiếp từ động cơ điện. máy bơm này sẽ đưa dầu thủy lực tới động cơ thủy lực lắp đặt nên các cụm truyền động. Trong các động cơ thủy lực, dầu có áp suất cao khi đi qua sẽ chuyển thành mômen quay cho bánh xe truyền động . Nhờ có sự liên kết răng cưa giữa bánh xe và thanh răng của ray cho nên đầu kéo chuyển động trên tuyến ray treo. Trước khi cụm truyền động di chuyển thì sẽ có một áp suất tương ứng tới cụm phanh để mở phanh ra.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống mô nô ray tại Nam Mẫu: động cơ diesel làm việc, dẫn động cho bơm dầu, dầu cao áp được dẫn đến các mô tơ thủy lực của các cặp bánh chủ động làm quay các cặp bánh này để sinh lực kéo. Tùy theo chiều chuyển động của đoàn tàu mà ta điều khiển hệ thống van phân phối để xác lập chiều quay của mô tơ. Để tăng khả năng kéo của đầu tàu, các cặp bánh công tác này được đẩy éo vào thân mô nô ray thông qua các xy lanh thủy lực, nhờ đó làm tăng lực bám dính, tăng khả năng kéo.

Tạo bước phát triển của ngành than

Mô nô ray là thiết bị vận tải hoạt động theo chu kỳ, dùng chở người, vật liệu, máy móc thiết bị trong mỏ hầm lò và được đánh giá cao với nhiều tính năng ưu việt như: đầu tầu diesel kéo các toa xe chạy trên hệ thống ray đơn bằng thép I 155 hoặc động cơ điện - thủy lực kéo các toa xe trên thanh răng dạng treo DLZ110F được sản xuất bởi công ty Ferrit s.r.o với lực căng max là 120 kN, công suất 81 kW, tốc độ lớn nhất 7,2 km/h, điện áp 24 V, áp thủy lực lớn nhất là 34 MPa. Chiều dài làm việc của thiết bị này không giới hạn, linh hoạt, kể cả trong đường lò có tiết diện nhỏ và độ dốc đến 30o. Thể tích chiếm dụng không gian nhỏ so với tàu điện, tời, trục tải,... Có khả năng chịu được các tác động của yếu tố ngoại cảnh như độ ẩm, bụi,... Có thể dùng vận chuyển các thiết bị siêu trường tốt. Cự ly vận tải là không giới hạn. tuy nhiên, cần phải đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ , xử lý khí thải do sử dụng đầu kéo diesel, động cơ dễ bị nóng, gây ồn, bị hạn chế khi vận chuyển người ở đầu ca và cuối ca.

Theo khảo sát đánh giá trong và ngoài nước, hệ thống mô nô ray có thể cơ bản giải quyết được các vấn đề cơ hóa vận chuyển người và máy móc thiết bị trong mỏ than hầm lò. Thiết bị này dùng tại hai hầm lò Hà Lầm, Nam Mẫu đều đạt hiệu quả cao trong khai thác. Việc áp dụng thiết bị hiện đại vào trong sản xuất khai thác than tại các mỏ than sẽ nâng cao mức độ an toàn trong sản xuất, cải thiện điều kiện làm việc cho thợ mỏ, giảm ô nhiễm môi trường, giảm tổn thất than và các chi phí sản xuất, bảo đảm ngành than sản xuất kinh doanh bền vững và hiệu quả. Đồng thời tạo ra bước phát triển mới bền vững của ngành than trong công cuộc xây dựng đất nước.

P.T.T - NASATI