Khoa học công nghệ ngành Công Thương

Thứ hai, 29/04/2024 | 00:43

Thứ hai, 29/04/2024 | 00:43

Kết quả nhiệm vụ KHCN

Cập nhật lúc 08:10 ngày 23/02/2024

Làm chủ hệ thống điện - điều khiển quạt thông gió trong mỏ hầm lò

Trung tâm Nghiên cứu Cơ điện mỏ (Trường Đại học Mỏ - Địa chất) đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo hoàn thiện hệ thống điện – điều khiển tự động quạt thông gió cục bộ phục vụ khai thác mỏ hầm lò” thuộc Chương trình KH&CN trọng điểm cấp QG phục vụ đổi mới, hiện đại hóa công nghệ khai thác và chế biến khoáng sản đến năm 2025”. Đề tài do PGS.TS. Đỗ Như Ý làm chủ nhiệm và được thực hiện trong thời gian 3 năm.
Từ thực tiễn cấp bách...
Thông gió trong khai thác mỏ hầm lò là một công việc quan trọng cấp thiết, đây là công việc liên quan rất lớn tới công tác an toàn nên có những quy định rất nghiêm ngặt trong việc lắp đặt vận hành thiết bị thông gió trong khai thác mỏ. Để đảm bảo công việc thông gió trong khai thác mỏ thì bắt buộc phải trang bị hệ thống thông gió, trong đó có thông gió tập trung và thông gió cục bộ. 
Phần điện sử dùng trong quạt thông gió cục bộ là các động cơ điện để biến đổi điện năng thành cơ năng tạo ra lực hút lực đẩy trong quạt thông gió cục bộ. Các động cơ điện sử dụng trong quạt thông gió cục bộ chủ yếu là các động cơ không đồng bộ phòng nổ. Để giảm điện năng tiêu thụ cho các khâu này đã có nhiều các công trình nghiên cứu đề xuất và đưa ra sử dụng động cơ hiệu suất cao. Qua phân tích nhận thấy rằng việc sử dụng động cơ hiệu suất cao cho quạt thông gió cục bộ sẽ mạng lại hiệu quả lớn.
Hệ thống điện - điều khiển tự động quạt thông gió cục bộ (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)
a) Phần điện; b) Phần điều khiển
Việc sử dụng kỹ thuật và công nghệ hiện đại để tính toán thiết kế động cơ phòng nổ có hiệu suất cao IE2 cho hệ thống quạt thông gió mỏ, làm tiền đề cho sự phát triển các hệ thống thiết bị khác trong công tác khai thác mỏ, hiện đại hóa công nghệ khai thác, thay thế thiết bị nhập ngoại, tiết kiệm ngoại tệ là nhu cầu bức thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn phù hợp với đề án của chương trình hiện đại hóa công nghệ khai thác và chế biến khoáng sản.
"Để thuận lợi trong quá trình vận hành quạt thông gió mỏ cần thiết phải trang bị thiết bị đóng cắt điều khiển đi kèm. Đối với các thiết bị đóng cắt điều khiển (aptomat, khởi động từ, tủ điện...) trong khai thác mỏ theo quy định bắt buộc phải trang bị các hình thức bảo vệ, như: ngắn mạch, quá tải, kiểm tra liên động rò điện trước khi khởi động... Hiện nay các hợp bộ bảo vệ này trong khai thác mỏ cơ bản là thiết bị ngoại nhập việc này gây ra lãng phí ngoại tệ, gây nên phụ thuộc hàng hóa nước ngoài, ngoài ra việc không làm chủ được công nghệ gây khó khăn trong quá trình vận hành sửa chữa thay thế thiết bị", chủ nhiệm đề tài Đỗ Như Ý cho biết.
Từ vấn đề trên, nhận thấy việc hoàn thiện công nghệ thiết kế và công nghệ chế tạo hệ thống điện – điều khiển tự động cho quạt thông gió cục bộ để đạt được hiệu suất cao (IE2) và trang bị thiết bị đóng cắt, bảo vệ và điều khiển quá trình làm việc của quạt thông gió trong hầm lò theo yêu cầu có nhiều ý nghĩa thực tiễn và cấp thiết, góp phần làm chủ công nghệ, giảm chi phí, nội địa hóa sản phẩm.
...Đến làm chủ công nghệ
Mặc dù môi trường khai thác mỏ là môi trường có điều kiện khí hậu khắc nghiệt luôn tiềm ẩn nguy hiểm cháy nổ mỏ. Các thiết bị trong mỏ hầm lò làm việc trong những điều kiện nặng nhọc hơn nhiều so với các điều kiện làm việc của các thiết bị cố định hoặc các thiết bị trên mặt đất. Công tác nghiên cứu, thiết kế các thiết bị đóng cắt điều khiển trong mỏ hầm lò phải thỏa mãn những yêu cầu cao hơn so với các thiết bị thông thường. 
Tuy nhiên, sau 03 năm thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo hoàn thiện hệ thống điện – điều khiển tự động quạt thông gió cục bộ phục vụ khai thác mỏ hầm lò” đã hoàn thành toàn bộ các nội dung đạt chất lượng theo đúng kế hoạch và thời gian quy định. Các nội dung của đề tài đã được thực hiện đầy đủ. Các sản phẩm của đề tài, các hồ sơ, các báo cáo được thực hiện nghiêm túc, đề tài đã đưa ra được sản phẩm mẫu được chế tạo trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu kết cấu và nghiên cứu công nghệ.
Mô hình thử nghiệm máy phát trong phòng thí nghiệm (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Đề tài đã đạt được các mục tiêu theo đúng thuyết minh, ngoài ra cũng đã ứng dụng những kỹ thuật tiên tiến về công nghệ máy tính (sử dụng phần mềm matlab-simulink, sử dụng phần mềm anssy/maxoel, sử dụng phần mềm motor card, sử dụng phần mềm Multisim, Altium Designer) trong tính toán thiết kế, kiểm nghiệm thông số hệ thống. Sản phẩm của đề tài là hệ thống điện - điều khiển quạt gió trong mỏ hầm lò bao gồm động cơ phòng nổ hiệu suất cao đạt IE2 theo tiêu chuẩn IEC60034-30 và tủ điều khiển phòng nổ đảm bảo các tính năng kỹ thuật theo đăng ký trong thuyết minh của đề tài cũng như đảm bảo tính năng an toàn nổ theo TCVN7079.
Sản phẩm của đề tài đã được đánh giá thử nghiệm các thông số kỹ thuật tại Phòng thí nghiệm của trường Đại học Mỏ - Địa chất, Trung tâm đo lường kỹ thuật 1 (Quatest 1) - Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng, Trung tâm Kiểm định Công nghiệp 1, Trung tâm môi trường và sản xuất sạch thuộc cục kỹ thuật an toàn môi trường và công nghiệp và Công ty 35, Chi nhánh tổng Công ty Đông Bắc để thực hiện thử nghiệm đánh giá độc lập các thông số kỹ thuật của động cơ. Kết quả sản phẩm đã đạt được các thông số kỹ thuật theo như đăng ký ban đầu.
Mô hình thử nghiệm hệ thống điều khiển trong phòng thí nghiệm (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Bên cạnh đó, công tác nghiên cứu của đề tài đã góp phần đào tạo đội ngũ kỹ sư trẻ, thạc sỹ, tiến sĩ. Và góp phần nâng cao năng lực quản lý chuyên môn nghiệp vụ, của cán bộ, giảng viên Trung tâm nghiên cứu cơ điện mỏ, trường Đại học Mỏ - Địa chất. Trung tâm và nhà trường được trang bị thêm các thiết bị chuyên dùng, đồ gá, các quy trình công nghệ, đặc biệt hệ thống thử nghiệm góp phần đáng kể trong việc nâng cao năng lực nghiên cứu đào tạo, thiết kế chế tạo ra dòng sản phẩm mới phục vụ công tác khai thác mỏ, thực hiện đáp ứng theo chủ trương theo đề án đổi mới, hiện đại hóa công nghệ khai thác và chế biến khoáng sản của Chính phủ.
Việc thực hiện đề tài cũng tạo điều kiện để các nhà khoa học, các tiến sĩ, các chuyên gia, các thợ lành nghề cùng phối hợp nghiên cứu giúp đỡ cơ quan chủ trì và nhóm đề tài đem kiến thức, kinh nghiệm đóng góp cho sự phát triển, nâng cao năng lực chế tạo của ngành sản xuất thiết bị điện mỏ của nước ta. Sự đúng đắn của việc lựa chọn đề tài, đề xuất các nội dung cần nghiên cứu của cơ quan quản lý và các nhà Khoa học đã tạo điều kiện cho Trung tâm nghiên cứu Cơ điện mỏ mạnh dạn thực hiện thành công đề tài có giá trị thực tiễn và ứng dụng cao đáp ứng được yêu cầu phát triển sản phẩm khoa học công nghệ nội địa hóa sản phẩm trong khai thác mỏ.
Trong thời gian tới, cơ quan chủ trì và nhóm đề tài mong muốn tiếp tục nghiên cứu về dự án mở rộng sản xuất ra nhiều chủng loại động cơ phòng nổ hiệu suất cao và các dạng tủ điện điều khiển phòng nổ cho các khâu công nghệ trong khai thác mỏ nhằm ứng dụng các kết quả đề tài vào thực tế sản xuất, góp phần nâng cao năng lực và phát triển ngành chế tạo thiết bị phòng nổ của các cơ sở sản xuất trong nước, đáp ứng được chương trình mục tiêu đổi mới, hiện đại hóa công nghệ khai thác và chế biến khoáng sản của Chính phủ.
Tiết kiệm năng lượng phát triển bền vững đối phó với nguy cơ cạn kiệt các nguồn nhiên liệu hóa thạch và tác hại ô nhiễm môi trường đang trở thành vấn đề cấp thiết đối với các quốc gia trên toàn thế giới trong đó có Việt Nam. Trong những năm qua, ngành công nghiệp nói chung và ngành khai thác mỏ nói riêng đã triển khai áp dụng nhiều các giải pháp kỹ thuật để tiết kiệm năng lượng như sử dụng biến tần để điều chỉnh quá trình làm việc, sử dụng khởi động mềm, sử dụng hệ thống giám sát đo đếm điện năng ...Các giải pháp trên cũng đã phần nào phát huy và có hiệu quả trong việc sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả.
Tố Uyên
lên đầu trang