Trong những năm qua, để đa dạng hoá hoạt động khai thác than, nhiều công ty than đã đẩy mạnh quá trình khai thác vào sâu trong lòng đất. Mặc dù công tác an toàn lao động trong sản xuất luôn được Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam và các công ty khai thác chú trọng, tuyên truyền, kiểm tra định kỳ nhưng việc khai thác sâu vẫn luôn tiềm ẩn những sự cố bất ngờ, đáng tiếc xảy ra bất cứ lúc nào.

Xuất phát từ thực tế đó, các nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa (VIELINA) đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thiết kế chế tạo bộ liên lạc hữu tuyến hầm lò trong lực lượng cứu hộ, cứu nạn mỏ” nhằm chế tạo ra thiết bị có khả năng truyền tải thông tin từ vị trí sự cố dưới hầm lò lên trung tâm điều hành, giúp cơ sở kịp thời nắm rõ tình hình đang xảy ra, để hướng dẫn xử lý tình huống, điều động nhân lực, thiết bị hỗ trợ các chiến sĩ cứu hộ hoàn thành nhiệm vụ. Đây là đề tài cấp Bộ Công Thương do ThS. Nguyễn Xuân Đồng làm chủ nhiệm. 

Với mục tiêu làm chủ công nghệ chế tạo bộ liên lạc hữu tuyến hầm lò cung cấp cho ngành khai thác than trong nước. Đồng thời, chế tạo nội địa hóa bộ liên lạc hữu tuyến hầm lò tương thích với thiết bị nhập ngoại, kiểm định, thử nghiệm thực tế. Nhóm tác giả đã tập trung nghiên cứu các nội dung: tổng quan về thiết bị, hệ thống ứng dụng trong công tác cứu hộ, cứu nạn trong hầm lò; giải mã công nghệ bộ liên lạc hữu tuyến UGOLEK-2M của Nga; thiết kế chế tạo nội địa hóa máy cơ sở và máy tiểu đội; thiết kế chế tạo bộ sạc pin cho máy cơ sở và máy tiểu đội. 

Trên cơ sở đó, tiến hành thử nghiệm phòng thí nghiệm và thử nghiệm thực tế bộ liên lạc hữu tuyến hầm lò kết hợp và so sánh với bộ liên lạc hữu tuyến UGOLEK-2M. Từ đó, lập hồ sơ kiểm định bộ liên lạc hữu tuyến theo tiêu chuẩn TCVN-7079.

Theo nghiên cứu, bộ liên lạc hữu tuyến UGOLEK-2M gồm hai máy (một máy tiểu đội và một máy chỉ huy) với thiết kế thân vỏ giống nhau (đai cao su màu đen/ hoặc đỏ là máy chỉ huy và đai cao su màu vàng là máy tiểu đội). Thiết bị có cấp bảo vệ vỏ máy IP54. Trong quá trình làm việc, tại máy tiểu đội khi muốn cảnh báo khẩn cấp hoặc yêu cầu được trả lời, người sử dụng ấn và giữ nút phát thì một tín hiệu báo động với tần số 1kHz sẽ được gửi đến máy chỉ huy, lúc này loa trên máy chỉ huy và máy tiểu đội sẽ phát âm thanh kéo dài để báo hiệu cho trung tâm chỉ huy.

UGOLEK-2M được thiết kế chế tạo là thiết bị an toàn tia lửa, được cấp nguồn an toàn tia lửa từ pin 3.7V. Sử dụng pin Liion, dung lượng 700mAh. Nguồn pin này dùng để cung cấp cho thiết bị, đầu ra được hàn nối tiếp với cầu chì tự hồi phục 200mA. Sau đó tất cả cùng được đổ đầy epoxy, nên đầu ra an toàn tia lửa. Nguyên lý sạc như sau: Pin Li-ion được nhà sản xuất tích hợp mạch điều khiển quá trình sạc và xả đóng kín pin. Khi sạc pin đầy đến 4.2V thì sẽ tự động ngắt không cho dòng điện chảy vào pin nữa.

Sau quá trình phân tích thiết kế bộ đàm hữu tuyến UGOLEK-2M của Nga, nhóm đề tài đã xây dựng sơ đồ khối cho bộ liên lạc hữu tuyến hầm lò VIELINALHT có cấu trúc giống với sơ đồ khối của bộ UGOLEK-2M gồm máy chỉ huy và máy tiểu đội. Các module cũng được thiết kế với kích thước tương đương với các module trong bộ liên lạc hữu tuyến UGOLEK-2M của Nga để dễ dàng trong việc thay thế một - một khi bị hỏng. Tuy nhiên để đảm bảo tiêu chuẩn TCVN7079 cho các thiết bị điện sử dụng trong môi trường hầm lò tại Việt Nam thì nhóm thiết kế bổ sung thêm 2 khối an toàn tia lửa đường truyền và khối an toàn tia lửa nguồn pin.

Máy chỉ huy của VIELINALHT sẽ được đặt tại trung tâm chỉ huy và đội cứu hộ sẽ thực hiện kéo cáp tín hiệu từ vị trí này xuống khu vực xảy ra sự cố. Tại máy chỉ huy, các cán bộ điều hành có thể nghe liên tục các thông tin từ đội cứu hộ từ khi bật nguồn và đã kết nối 2 máy với nhau. Khi cần chỉ thị các yêu cầu đến đội cứu hộ thì cán bộ điều hành sẽ bấm nút phát trên máy chỉ huy là có thể truyền thông tin xuống đội cứu hộ đang cầm máy tiểu đội, đồng thời lúc này không thể nghe máy tiểu đội giao tiếp đến khi nhả nút phát.

Máy tiểu đội sẽ do trưởng nhóm cứu hộ sử dụng chính (gồm 5 người) trực tiếp cập nhật thông tin tình hình sự cố, các yêu cầu, các lệnh chỉ thị với trung tâm điều hành. Trưởng nhóm cứu hộ có thể giao tiếp liên tục với trung tâm điều hành (cầm máy chỉ huy) ngay khi bật nút nguồn, điều này giúp họ có thể rảnh tay hỗ trợ đội và làm các công việc khác.

Bộ sạc pin cho bộ liên lạc hữu tuyến hầm lò VIELINALHT có cấu trúc gồm: Khối chuyển đổi nguồn AC-DC có nhiệm vụ chuyển đổi từ điện áp 220Vac sang 5Vdc; Khối nạp pin có nhiệm vụ làm ổn định dòng điện để sạc cho pin. Khối nạp pin được đặt cùng với pin và được đổ epoxy để bảo vệ, mạch sử dụng IC LTC4054 để sạc cho các loại pin lithium có điện áp 3.7 ~ 4.2VDC; Khối hiển thị dung lượng pin sử dụng module hiển thị dạng led thanh đã tích hợp sẵn IC giải mã SPBKAS-10. Mạch hiển thị mức pin 4.2V là một module được dùng để đo dung lượng của pin 4.2V. 

Sau 20 tháng triển khai (từ tháng 4/2021-12/2022), đề tài đã nghiên cứu thiết kế, chế tạo đủ 02 bộ liên lạc hữu tuyến hầm lò VIELINA-LHT (mỗi bộ gồm một máy chỉ huy, một máy tiểu đội và một bộ sạc pin) theo thuyết minh đăng ký của đề tài. Sản phẩm có chức năng và thông số kỹ thuật tương đương với bộ liên lạc hữu tuyến UGOLEK-2M của Nga. Các thiết bị đã được kiểm định theo tiêu chuẩn an toàn TCVN7079 tại Trung tâm kiểm định Công nghiệp I và đã được thử nghiệm thực tế tại Trung tâm Cấp cứu mỏ - Vinacomin.

Ngoài ra, đề tài cũng đã hoàn thiện đầy đủ tài liệu thiết kế thiết bị, bản vẽ, giấy chứng nhận kiểm định theo tiêu chuẩn TCVN7079 với đầy đủ bản thiết kế chi tiết theo quy định và bộ tài liệu hướng dẫn sử dụng bộ liên lạc hữu tuyến hầm lò VIELINA-LHT. Sản phẩm đề tài đã được cấp bằng độc quyền kiểu dáng công nghiệp.

Nhóm nghiên cứu cho biết, đối với các vật tư, linh kiện cơ bản của sản phẩm, sẽ được nhập khẩu từ nước ngoài để lắp ráp; còn các thành phần chính trong sản phẩm đề tài như các mạch điều khiển trung tâm, các mạch an toàn tia lửa đường truyền, mạch an toàn tia lửa cho nguồn pin, … nhóm đề tài sẽ tự nghiên cứu thiết kế chế tạo. Do đó, mức độ làm chủ công nghệ tự đánh giá là trên 70%.

Trong thời gian tới, trên cơ sở các kết quả đạt được của đề tài và nhu cầu thực tế, nhóm nghiên cứu tại Viện nghiên cứu điện tử, tin học, tự động hóa mong muốn Bộ Công Thương tạo điều kiện đưa sản phẩm của dự án vào danh mục sản phẩm thiết bị sản xuất trong nước, hạn chế nhập khẩu để thúc đẩy việc thương mại hóa sản phẩm, nhanh chóng đưa sản phẩm vào thị trường.