Các nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học và Tự động hóa (Bộ Công Thương) đã nghiên cứu, phát triển hệ thống tự động giám sát trạm quạt thông gió chính trong khai thác than. Nghiên cứu được nhận định có tính ứng dụng cao, giúp đảm bảo điều kiệm an toàn cho con người khi hoạt động trong môi trường khắc nghiệt.
Cụ thể, ThS. Đinh Đức Tùng cùng các cộng sự tại Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học và Tự động hóa đã cùng nhau thực hiện đề tài cấp Bộ Công Thương “Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống tự động giám sát trạm quạt thông gió chính trong khai thác than hầm lò”, mã số ĐTKHCN.082.19.
Yêu cầu cấp thiết
Hiện nay, nhiều mỏ than hầm lò tại Việt Nam đã tiến hành khai thác ở mức sâu hơn so với mực nước biển và dần xuống tới mức -300m. Càng xuống sâu không gian hầm lò càng hẹp và nguy hiểm, không khí trong lò càng ít, lượng ôxi (O2) trong không khí không đảm bảo điều kiện làm việc. Bên cạnh đó, trong lò còn có các chất khí gây độc hại cho cơ thể con người như oxit cácbon (CO), ôxit nitơ (NO2), sulfua hiđrô (H2S)… và đặc biệt là khí mêtan (CH4) rất dễ gây cháy và nổ mỏ. Do đó, để bảo đảm điều kiện làm việc an toàn cho con người và cho sản xuất, việc thông gió mỏ đóng vai trò quan trọng trong khai thác than hầm lò.
ThS. Đinh Đức Tùng - Chủ nhiệm đề tài cho biết, để đảm bảo lượng khí độc trong lò không vượt quá mức cho phép và nồng độ bụi và tốc độ gió trong giới hạn an toàn, các công ty than khai thác hầm lò hiện nay thường áp dụng giải pháp lắp đặt các trạm quạt gió chính tại cạnh miệng giếng hoặc cửa lò.
Yêu cầu các trạm quạt đảm bảo hoạt động điều tiết lưu lượng gió trong hầm lò một cách liên tục, đồng nghĩa với việc động cơ của trạm quạt phải luôn theo dõi và đáp ứng được tính dự phòng khi có sự cố hay bảo trì.
Theo ThS. Đinh Đức Tùng, trong quá trình vận hành, cung cấp gió cho khai thác than hầm lò, trạm quạt thông gió thường gặp một số sự cố, yêu cầu có cảnh báo để khắc phục như: lưu lượng và áp lực không đủ hoặc quá cao; quạt gió chính rung chân quá mạnh; nhiệt độ vòng bi động cơ điện, nhiệt độ cuộn dây stato tăng quá cao; dòng điện động cơ quá lớn. Tuy nhiên, hầu hết các thông số này đều đang giám sát thủ công hoặc chưa được giám sát tại các công ty.
“Do chưa được trang bị các thiết bị giám sát nên việc theo dõi tình trạng của thiết bị, các thông số gió của trạm quạt thông gió chính gặp nhiều khó khăn. Cụ thể, trong việc theo dõi tình trạng của động cơ để kịp thời bảo trì, bảo dưỡng làm tăng tuổi thọ động cơ, hay theo dõi lưu lượng gió sạch cung cấp cho mỏ. Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo một hệ thống tự động giám sát các thông số chính của trạm quạt thông gió cho khai thác hầm lò là một vấn đề cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn.” - ThS. Đinh Đức Tùng nói.
Hệ thống tự động giám sát trạm quạt gió chính đầu tiên tại Việt Nam
Mục tiêu của nhóm khi thực hiện nghiên cứu là làm chủ được công nghệ thiết kế, chế tạo hệ thống tự động giám sát trạm quạt gió chính ứng dụng trong khai thác than hầm lò. Để đạt được những mục tiêu trên, nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu, khảo sát phạm vi ứng dụng thực tế của sản phẩm để từ đó xác định rõ các yêu cầu cụ thể trong thiết kế; phân tích tình hình thực tế các trạm thông gió chính trong mỏ hầm lò của Việt Nam và các công trình trong và ngoài nước thuộc nội dung liên quan; tham khảo phương pháp thực hiện, giải mã cấu tạo các thiết bị điều khiển hiện có cũng như cấu trúc hệ thống từ đó ứng dụng để nghiên cứu thiết kế sản phẩm.
Tủ giám sát VIELINA-DKG.01. (Nguồn ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Sau quá trình nghiên cứu và phát triển, nhóm đã cho ra đời sản phẩm tủ giám sát VIELINA-DKG.01 có khả năng giám sát các thông số gồm: nhiệt độ, áp suất hạ áp, tốc độ giió, lưu lượng gió, độ rung ngang, độ rung dọc và điện áp, dòng điện của động cơ quạt.
Tủ giám sát có trọng lượng 100kg, được trang bị bộ nhớ CPU 100KB và màn hình màu kích thước 7 inch. Ngoài ra, tủ sử dụng nguồn cung cấp 220/380 VAC, có đèn, còi để phát tín hiệu cảnh báo.
Cũng trong khuôn khổ đề tài, nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công bộ phần mềm tự động giám sát có chức năng giám sát, hiển thị và lưu trữ toàn bộ các thông tin về trạm quạt thông gió mỏ, cảnh báo sự cố cũng như cài đặt hệ thống.
“Đây là lần đầu tiên, một hệ thống tự động giám sát trạm quạt gió chính trong khai thác than hầm lò được nghiên cứu thiết kế và chế tạo tại Việt Nam, cho phép quản lý giám sát từ xa tại phòng điều hành trung, ngoài ra hệ thống hỗ trợ xây dựng cơ sở dữ liệu hỗ trợ điều hành sản xuất hay bảo trì trạm quạt gió chính” - ThS. Đinh Đức Tùng cho hay.
Trạm quạt thông gió chính tại cửa lò giếng. (Nguồn ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Cũng theo ThS. Đinh Đức Tùng, hệ thống tự động giám sát trạm quạt gió chính cho phép người quản lý, vận hành viên, cán bộ kỹ thuật, cán bộ bảo trì có thông tin đầy đủ, nhanh chóng và toàn diện về hệ thống sản xuất của công ty, trên cơ sở đó đưa ra các quyết định, xử lý đúng đắn và kịp thời nhằm nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất, đảm bảo an toàn cho người lao động và máy móc. Do đó, hệ thống rất có ý nghĩa trong ngành khai thác than nói chung, khai thác than hầm lò nói riêng.Kết quả của đề tài nếu được ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn cũng sẽ góp phần hiện đại hóa trong công tác vận hành, điều khiển, giám sát, gia tăng sự an toàn lao động trong khai thác than tại Việt Nam.
| Từ những thành công trên, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục mở rộng và tích hợp thành hệ thống tự động điều khiển, giám sát trạm quạt thông gió chính trong khai thác than hầm lò để có thể tự động hóa hoàn toàn. |
Nhật Quang
