Tải bản đầy đủ
Nghiên cứu các biện pháp nâng cao năng suất xúc bốc đất đá của máy xúc -5A

Nghiên cứu các biện pháp nâng cao năng suất xúc bốc đất đá của máy xúc -5A

Tải bản đầy đủ

Qua công thức trên cho ta thấy, để nâng cao năng suất
của máy xúc cần rút ngắn thời gian chu kỳ xúc, nâng cao hệ số
sử dụng thời gian () và nâng cao chất lợng đống đá nổ mìn.
* Rút ngắn thời gian chu kỳ xúc bằng cách :
- Thực hiện các thao tác xúc song song, các thao tác phụ hạ
gầu, co duỗi tay gầu, đóng mở nắm đáy gầu đợc phối hợp
đồng thời với các thao tác cơ bản, xúc quay đến vị trí để đổ
và quay lại gơng xúc.
- Chuẩn bị tốt công tác kiểm tra bảo dỡng thiết bị trớc khi
xúc, dọn đờng, san mặt bằng làm việc.
- Phối hợp tốt các khâu vận tải đủ xe, xe đỗ đúng vị trí
để rút ngắn vòng quay của máy xúc.
- Thứ tự xúc hợp lý, chiều rộng luồng xúc đảm bảo.
* Nâng cao hệ số sử dụng thời gian bằng các biện pháp
sau :
- Giảm thời gian vô ích cho những nguyên nhân chủ quan.
- Cung cấp đủ số lợng thiết bị vận tải cần thiết.
- Sử dụng các biện pháp và các phơng tiện vận tải có dung
tích thùng xe phù hợp với dung tích gầu xúc theo tỷ số hợp lý V o/E.
- Phối hợp tốt với khâu khoan nổ để giảm bót số lần di
chuyển tránh mìn.
- Nâng cao chất lợng đống đá nổ mìn nhằm rút ngắn thời
gian chu kỳ xúc và nâng cao hệ số xúc đầy của máy xúc, đống
đá nổ mìn cần đảm bảo kích thớc về chiều cao và chiều rộng
theo đúng yêu cầu, đất đá phải có cỡ hạt đều, ít đá quá cỡ.
- Nâng cao hệ số chú ý đến ảnh hởng của công nghệ xúc
(KCN) bằng cách lựa chọn công nghệ xúc bốc hợp lý kết hợp với
chất lợng đống đá nổ mìn theo đúng yêu cầu.
4.1.1. Chất lợng khâu chuẩn bị đất đá :
- Để nâng cao năng suất của máy xúc thì chất lợng của
khâu chuẩn bị đất đá phải đảm bảo các yêu cầu sau :
a) Kích thớc cục đá :

- Kích thớc cục đá sau khi nổ mìn là tiêu chuẩn để đánh
giá trình độ chuẩn bị đất đá ở gơng, nó quyết định tới hệ số
nở rời của đất đá (Kr), hệ số xúc đầy gầu và cả thời gian chu
kỳ xúc thực tế (thông qua mức độ khó xúc của đất đá) cỡ hạt
càng nhỏ thì năng suất máy xúc càng cao vì chu kỳ giảm và
hệ số xúc (Kx) tăng và ngợc lại.
Nhng nếu cỡ hạt càng nhỏ thì chi phí nổ mìn lại tăng dẫn
đến hiệu quả kinh tế chung của mỏ giảm. Việc nâng cao năng
suất của máy xúc không còn ý nghĩa. Do vậy ta phải các định
đợc kích thớc trung bình của cỡ hạt hợp lý để tổng chi phí cho
các khâu công nghệ là nhỏ nhất.
- Theo tiêu chuẩn của Liên Xô (cũ) thì kích thớc trung bình
của cục đá là:
dtb = 0,25 ữ 0,30 (m).
Theo tiêu chuẩn của Việt Nam thì khi E = 5m 3/gàu, số
hàng mìn trong mt blôc từ 2-5 hàng thì kích thớc trung bình
hợp lý của cục đá là :
dtb = 0,35ữ0,5 (m).
- Ngoài ra kích thớc cục đá phải đảm bảo cho thiết bị vận
tải tiếp nhận đợc.
Đối với mỗi loại thiết bị có một kích thớc cực đại cho phép
vợt quá kích thớc đó gọi là quá cỡ (Pq).
Đối với máy xúc -5A thì :
3

dmax = (0,7 ữ 0,8)

E

dmax = (1,19 ữ1,36) m
Với xe và HD 320 thì V = 18m3
3

dmax = 0,5

V

dmax = 1,3 m
Tuy nhiên với những cục đá có kích thớc lớn nh vậy thì máy
xúc và ô tô vẫn tiếp nhận đợc, nhng muốn xúc đợc cục đá lớn sẽ
mất nhiều thời gian
(Tc sẽ tăng lên). Do đó để máy xúc đạt
năng suất cao thì trong đống đá nổ mìn tỷ lệ đá có kích thớc lớn nh vậy không đợc vợt quá 3%.

Với các cục đá quá cỡ máy không xúc đợc phải mất một thời
gian gom chúng lại dẫn đến năng suất máy xúc giảm. Để đảm
bảo cho năng suất ca của máy xúc đạt trên 1000 m 3/ca thì chất
lợng đống đá sau khi nổ mìn thì tỷ lệ đá quá cỡ (P q) không đợc vợt quá 0,3%. Mối quan hệ giữa kích thớc trung bình của cục
đá với năng suất ca của máy xúc đợc thể hiện qua đồ thị 5-1.
Tóm lại để nâng cao năng suất máy xúc thì kích thớc cục
đá trung bình trong đống đá đã nổ mìn phải thỏa mãn yêu
cầu :
dtb = 0,3 ữ 0,5 m và tỷ lệ đá quá cỡ Pq 0,3%. xt = 0,5
b) Xử lý mô đá chân tầng :
Để góp phần nâng cao năng suất của máy xúc thì công
tác nổ mìn phải đảm bảo yêu cầu mặt tầng sau khi nổ mìn
phải bằng phẳng, không để lại mô chân tầng, hạn chế thời
gian vào việc gạt nền khoan. Nếu có mô chân tầng biện pháp
để khử mô chân tầng là dùng lỗ mìn xiên.
+ Chiều sâu khoan thêm hợp lý Lkt = (10-15)dk; tức là từ
2,5-3,75 m. Với đất đá khó nổ vừa ta chọn Lkt = 2,8 m.
+ Chiều sâu lỗ khoan:
Lk = h + Lkt; Lk = 15 +2,8 = 17,8 (m).
+ Chiều cao cột bua Lb = (20-35) dk . Chiều cao cột bua
hợp lý là 7,5 m, chất liệu bua là cát và phoi khoan.
c) Kích thớc đống đá :
* Chiều cao đống đá nổ mìn (Hđ) :
Để nâng cao năng suất của máy mà vẫn đảm bảo điều
kiện an toàn thì chiều cao đống đá nổ mìn phải thoả mãn
điều kiện sau :
Hđ 1,5Hxmax
Đối với -5A có Hxmax = 10,5m thì Hđ 15,45m.
Để máy xúc luôn xúc đầy gầu thì chiều cao đống đá nổ
mìn phải thỏa mãn điều kiện Hđ 2/3Ht.
Trong đó : Hx là chiều cao trục tựa tay gầu với máy xúc
-5A thì
Hx = 7,5m. Ta có Hđ 5m

Vậy chiều cao hợp lý của đống đá đã nổ mìn để cho
máy xúc làm việc an toàn và năng suất cao phải đảm bảo theo
điều kiện sau :
5m Hđ 15,45m
* Chiều rộng đống đá nổ mìn (Bđ)
Chiều rộng đống đá hợp lý phải là số nguyên lần chiều
rộng luồng xúc :
Bđ = n . A
Trong đó :

n là số luồng xúc, áp dụng n= 2.

A là luồng xúc
Để máy xúc làm việc có năng suất cao thì ta phải chọn dải
khấu bình thờng, nghĩa là : A = (1,5 ữ 1,7) Rxt = 16,5 ữ 18,7m
và toàn bộ đống đá đợc xúc hết sau 2 luồng xúc. Chiều rộng
luồng xúc A chọn là 16 m là hợp lý.
Khi đó chiều rộng đống đá hợp lý sẽ là :
Bđ = 32 ữ 37,4m. chọn Bđ = 32 m.
d) Khối lợng đống đá nổ mìn :
Khối lợng đống đá nổ mìn cần đảm bảo để máy xúc
làm việc một cách liên tục trong một thời gian nhất định, thông
thờng thì máy xúc đạt năng suất cao khi khối lợng đống đá đợc
xúc hết trong khoảng thời gian từ 10 ữ 15 ngày đạt trên 20 ngày
là tốt nhất.
- Với chiều rộng và chiều cao đống đá đợc xác định nh
Qmthì
.T 3600
.K .K CN .Tđống
. 3600
.5.0,hợp
9.0,86lý.8.là
0,75:
phần Ltrên
đá
= chiềuxd dài
=
x =
A.H

A.H .K r

16.15.1,4

= 248,8 (m).

Vậy chiều dài hợp lý của đống đá là : Lx = Lmin = 250m.
Khối lợng đống đá nổ mìn tối thiểu
Vđmin = Lx.H.Bđ = 250.15.32 = 120000 m3.
Nh vậy để đáp ứng khâu chuẩn bị đất đá nh trên thì
khâu nổ cần tiến hành các biện pháp sau :
- Liên hệ phối hợp với các ngành trắc địa, địa chất khảo
sát kiểm tra lại tính chất cơ lý của đất đá, mức độ khó nổ và

các yêu cầu về chất lợng nổ mìn để tính toán lợng thuốc nổ
hợp lý cho từng bãi mìn.
- Sử dụng phơng pháp nổ mìn mạng nổ tam giác đều
để tăng mức độ điều khiển vùng đập vỡ đất đá.
- Sử dụng phơng pháp nổ mìn vi sai qua hàng - qua lỗ để
tăng mức độ đập vỡ và đồng đều của đất đá.
- Sử dụng các loại thuốc nổ, phơng tiện nổ và sơ đồ nổ
mới, hiện đại để nâng cao chất lợng đống đá nổ mìn.
* Chọn đờng kính lỗ khoan là một thông số căn cứ vào cỡ
hạt đất đá nổ, thông số mạng khoan.Với H= 15 m thì đờng
kính lỗ khoan là 200 -250 mm. Qua nghiên cứu tính chất cơ lý
của đất đá và đặc tính kỹ thuật của máy khoan, để phù hợp
với điều kiện sản xuất hiện tại của Công ty than Cọc Sáu vẫn
chọn máy khoan xoay cầu CB-250, loại máy khoan này có đờng
kính lỗ khoan là 243mm, chiều sâu khoan tối đa là 32m, máy
có thể khoan xiên khi máy có hớng khoan so với phơng đứng là
00 , 150 , 300.
e, Loại thuốc nổ và phụ kiện nổ:
Do đất đá của công ty than Cọc Sáu có độ kiên cố vừa,
nên công ty dùng các loại thuốc và phụ kiện nổ nh sau:
- Loại thuốc nổ: ANFO thờng (14kg/túi hoặc 25kg/bao);
ANFO chịu nớc (loại 10kg hoặc 14 kg/túi); NT13 (loại 24kg/hòm);
AD1 (32).
- Phụ kiện nổ: Các loại mồi nổ: MN 31 (850g/mồi), VE-05
(400g/mồi), MPĐ (700g/quả).
Ngòi nổ KTM loại: 9m x 17 ms; 9m x 42 ms.
Ngòi KXL: loại 12 m x 400 ms; 18 mx 400ms.
Kíp đốt số 8, kíp điện của Bộ Quốc phòng, dây điện
VN, dây cháy chậm QP, dây nổ QP.
* Chọn phơng pháp nạp mìn :

Căn cứ vào thiết bị khoan đã chọn và các phơng pháp nổ
mìn ta chọn phơng pháp nạp mìn cấu trúc lợng thuốc phân
đoạn không khí là phù hợp.
- Phơng pháp nổ mìn này là thay đổi cấu tạo lợng thuốc
liên tục trong lỗ khoan thành 2 hay nhiều đoạn thuốc, lợng thuốc
nổ sẽ phân bố đều hơn, áp lực mặt đầu song giảm, đồng
thời tăng đợc thời gian tác dụng nổ, giảm tác dụng chấn động
địa chấn, tăng mức độ đập vỡ đất đá, làm giảm khối lợng nạp
bua và cải thiện đợc thành phần cỡ hạt.
Qua thực nghiệm cho thấy hệ số sử dụng năng lợng có ích
cao hơn các phơng án khác, tỷ lệ giữa chiều cao cột không khí
và chiều cao cột thuốc là 0,17 ữ 0,4; tỷ số giữa khối lợng thuốc
chính và phụ là 0,3 ữ 0,45
* Chọn phơng pháp điều khiển nổ :
Theo kết quả nghiên cứu các phơng pháp nổ ta chọn phơng pháp nổ mìn vi sai là phơng pháp rất có hiệu quả đợc áp
dụng rộng rãi trong ngành mỏ hiện nay. Phơng pháp này là nổ
thứ tự từng lợng thuốc hoặc từng nhóm lợng thuốc với một
khoảng thời gian giãn cách bằng phần nghìn giây.
Qua nghiên cứu ở Công ty than Cọc Sáu thực tế cho thấy với
chiều sâu khai thác lớn nh hiện nay đã ảnh hởng rất nhiều tới
công tác khoan nổ, bởi độ cứng của đất đá tăng, đất đá
ngậm nớc lớn, độ nứt nẻ giảm, độ ổn định bờ mỏ suy yếu dẫn
đến khả năng trợt lở của bờ mỏ tăng, khả năng để lại mô chân
tầng tăng lên. Để khắc phục những khó khăn trên ta áp dụng
một số lỗ khoan xiên và sử dụng hợp lý một lợng thuốc nổ chịu
nớc (Anfo chịu nớc) hoặc có thể sử dụng thuốc nổ và phơng
tiện nổ của hãng ICI (úc). Đây là phơng pháp nổ vi sai với phơng pháp nổ tiện lợi, an toàn, điều khiển nổ vi sai một cách
linh hoạt, phát huy tác dụng vi sai tối đa, chấn động nhỏ, đống
đá nổ mìn gọn, thuận tiện cho máy xúc làm việc.
4.1.2. Các biện pháp về công nghệ xúc bốc:
Để nâng cao năng suất của máy xúc, cần áp dụng các biện
pháp công nghệ sau :

a) Kiểu gơng xúc :
Do kiểu gơng xúc bên hông là kiểu gơng xúc điển hình
đối với máy xúc tay gầu khi xúc đất đá trong đống nên ta vẫn
chọn và sử dụng kiểu gơng xúc này cho máy xúc -5A, để
đảm bảo hiệu quả nâng cao năng suất máy xúc.
b) Lựa chọn kiểu dải khấu :
Khi xúc đất đá trên tầng thì máy xúc làm việc theo kiểu
dải khấu dọc tầng. Dải khấu dọc tầng là dải khấu có hớng xúc
của máy song song với phơng của tầng máy xúc, xúc hết đống
đá sau một hay hai luồng xúc, kiểu dải khấu này có hiệu quả
cả khi gặp chiều rộng mặt tầng hẹp, chiều rộng đống đá hạn
chế.
Nh vậy đối với mặt tầng công tác hẹp nh ở Công ty than
Cọc Sáu hiện nay thì việc sử dụng sơ đồ xúc ngang tầng là
bất hợp lý. Còn kiểu dải khấu dọc tầng thì máy xúc mất ít thời
gian di chuyển và lợi xoay máy, việc bố trí xe vào nhận tải
thuận lợi do đó giảm đợc thời gian cho các công tác phụ, giảm
đợc thời gian đợi xe, góp phần nâng cao năng suất máy xúc. Bởi
vậy để nâng cao năng suất máy xúc ta sử dụng kiểu dải khấu
dọc tầng cho công tác xúc bốc ở Công ty than Cọc Sáu.
Nh vậy áp dụng kiểu gơng xúc bên hông, dải khấu dọc
tầng là hợp lý. Khi đó máy xúc tay gầu tiến hành xúc luồng
ngoài (dải khấu ngoài với A=1/2 B) để tiến nhanh về cuối đống
đá nổ mìn. Sau đó quay lại xúc dải trong (luồng trong) tạo
điều kiện cho việc bố trí máy khoan vào khoan từ trong ra, hạn
chế việc máy khoan chờ xúc hết bãi mìn mới vào làm việc, rút
ngắn thời gian chờ bãi khoan. Máy xúc khi xúc đồng thời phải
làm tốt mặt phẳng tần cơ bản để giảm việc dùng máy gạt để
gạt nền khoan.
c) Xác định chiều rộng dải khấu hợp lý :
Đối với Công ty than Cọc Sáu, công tác xúc bốc đất đá chủ
yếu là xúc đất đá đã nổ mìn. Vì vậy ta xác định chiều rộng
của dải khấu theo điều kiện nổ mìn:
A = W + (n-1).b ; m

A = 8,5 + (2-1) . 7,5 = 16 m (chơng 5)
Kiểm tra chiều rộng đống đá theo điều kiện nổ mìn :
Bđ = Kn . Kv. q. h + b(n-1) ; m
Trong đó :
Kn = 4,5; Kv = 0,9 (chơng V)
q : lấy bằng 0,4 kg/cm3
ta có Bđ = 4,5 . 0,9 . 0,4 . 15 + 7,5 (2-1) = 31,8
m 32 m.
Bđ = 32 m phù hợp với điều kiện : Bđ = 32 ữ
37,4m
Nh vậy chiều rộng dải khấu hợp lý sẽ là 16 m.
4.1.3. Các biện pháp về công nghệ khâu vận tải.
Các yếu tố trong khâu vận tải đất đá có ảnh hởng không
nhỏ đến năng suất xúc đất đá đó là:
- Năng suất của ô tô:.
Năng suất của ô tô phụ thuộc vào các yếu tố:
+ Sức chở của ô tô (dung tích thùng xe) và hệ số sử dụng
sức chở của ô tô: Sức chở của ô tô hợp lý với dung tích gàu xúc,
với thông số kỹ thuật của hệ thống khai thác; đồng thời nâng
cao hệ số sức chở của ô tô (không chất tải quá vơi hoặc quá
đầy) sẽ nâng cao đợc năng suất của máy xúc.
+ Thời gian làm việc của ô tô: Ô tô đảm bảo đợc thời gian
làm việc trong ca, ngày, năm sẽ giảm đợc thời gian chờ xe của
máy xúc.
+ Thời gian chu kỳ một chuyến xe: Thời gian chu kỳ thực
hiện 1 chuyến xe phụ thuộc vào thời gian xúc đầy ô tô, thời
gian dỡ tải, đợi máy xúc, thời gian xe chậy có tải và thời gian xe
chạy không tải. Các thông số này càng giảm thì thời gian chu
kỳ của ô tôt thấp, làm tăng năng suất máy xúc. ảnh hởng đến
các thông số của thời gian chu kỳ là cung độ và chất lợng đờng
vận tải, công nghệ xúc, điều kiện thuận lợi ở bãi thải đất đá.
- Sơ đồ giao nhận tải: Sơ đồ giao nhận tải của ô tô phải
hợp lý để máy xúc làm việc liên tục, an toàn, phối hợp hiệu quả.
Sơ đồ hợp lý là sơ đồ quay đảo chiều, ô tô nhận tải từng cặp
hai bên máy (hai máng xúc) sẽ nâng cao năng suất máy xúc.
4.1.4. Kết luận
Để nâng cao năng suất máy xúc cho Công ty than Cọc Sáu:
Về mặt công nghệ ta cần tiến hành các biện pháp sau:
- Sử dụng kiểu gơng xúc bên hông
- áp dụng kiểu dải khấu dọc tầng

- Sử dụng ô tô vào nhận tải theo sơ đồ quay đảo chiều và
nhận tải từng cặp, sử dụng sơ đồ vận tải theo chu trình hở,
dích dắc và đảm bảo số xe phục vụ cho một máy xúc.
4.2. Cácgiải pháp kinh tế và tổ chức
Cần tiến hành một số giải pháp kinh tế và tổ chức để
góp phần nâng cao năng suất máy xúc.
4.2.1. Công tác định mức:
- Cần phải định mức năng suất cho từng máy xúc cụ thể,
chính xác, phù hợp với tình trạng thiết bị hiện có và điều kiện
cụ thể của từng khu vực đang khai thác.
- Những khu vực đang khai thác trên tầng cao đất đá
mềm, thiết bị mới phải có định mức cao hơn các khu vực khai
thác xuống sâu đất đá cứng, thiết bị cũ.
4.2.2. Chế độ trả lơng, thởng.
- Cần phải trả lơng theo sản phẩm, chế độ khoán và
nghiệm thu sản phẩm đồng thời có cơ chế khen thởng hợp lý
nhằm nâng cao năng suất lao động.
4.2.3.Cung cấp năng lợng, nguyên vật liệu.
- Việc cung cấp điện phải đảm bảo cho máy xúc làm việc
liên tục trong mọi điều kiện, không để xảy ra sự cố mất điện
khi máy xúc đang làm việc.
- Nguyên vật liệu phải cung cấp đầy đủ, kịp thời luôn có dự
trữ, dự phòng sẵn.
4.2.4. Tổ chức sản xuất.
- Cần tổ chức, chỉ đạo tốt công tác xúc bốc tại công trờng
cũng nh ngay tại tổ máy xúc.
- Đảm bảo sự quản lý, điều hành sản xuất phải đợc thực
hiện một cách nghiêm túc trôi chảy.
- Vấn đề tổ chức sửa chữa thiết bị phải đợc tiến hành tốt,
đảm bảo cho máy xúc làm việc với chất lợng cao, thời gian ngừng
máy, sửa chữa phải là ít nhất.

- Hàng năm cần tổ chức việc bồi dỡng nâng cao tay nghề
và thi nâng bậc cho công nhân vận hành máy xúc, ngoài ra
còn chăm lo đời sống vật chất tinh thần cho CBCN.

Chơng 5
Đánh giá hiệu quả
5.1. Năng suất của máy xúc
Khi thực hiện triệt để các biện pháp đã nêu đặc biệt là
các biện pháp đảm bảo chất lợng đống đá đã nổ mìn theo
yêu cầu thì theo tính toán thực nghiệm, các thành phần nh
thời gian, chu kỳ xúc sẽ giảm xuống và các hệ số xúc đầy gầu,
hệ số chú ý đến ảnh hởng của công nghệ xúc, hệ số sử dụng
thời gian sẽ tăng lên. Các giá trị của các thành phần đó đạt đợc
khi thực hiện các biện pháp đã nêu là :
- Khi đó năng suất kỹ thuật của máy xúc sẽ là :
QKT =

3600.E
.K x .K CN
Tc

; m3/h

Với:
E là dung tích gàu xúc; E= 5m3.
Tc là thời gian 1 chu kỳ xúc. Do giảm bớt thời gian ngừng
máy vì các lý do nâng cao chất lợng đống đá nổ mìn nên Tc
= 35 sec giảm xuống Tc= 33 sec;
Kxđ: Do nâng cao chất lợng đống đá nổ mìn, công nhân
vận hành có tay nghề cao khai xúc đống đá thao tác từ dới lên 1
lần đầy gầu; đất đá tơi vụn dới đáy gầu, đất đá có kích cỡ
hạt lớn hơn ở trên gầu nên ta nâng đợc kệ số xúc đầy từ 0,75
lên Kxđ = 0,8.
Kr hệ số nở rời của đất đá; Kr = 1,4 m3/m3.
Vì vậy Kx là hệ số xúc và Kx = Kxđ/Kr = 0,57.
KCN là hệ số kể đến công nghệ xúc; và đợc nâng lên từ
KCN=0,77 (Phần chung) lên KCN= 0,8.
QKT =

Thay số vào ta có :

3600.5
.0,57.0,8
33

=248 m3/h.

- Năng suất thực tế của máy xúc:
Qca = QKT. T. ;
m3/ca
T là thời gian làm việc 1 ca; T = 8 giờ.