Xây dựng định mức năng suất thiết bị khai thác phù hợp điều kiện sản xuất tại các mỏ bauxit thuộc TKV

Nội dung text: Xây dựng định mức năng suất thiết bị khai thác phù hợp điều kiện sản xuất tại các mỏ bauxit thuộc TKV

1. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ XÂY DỰNG ĐỊNH MỨC NĂNG SUẤT THIẾT BỊ KHAI THÁC PHÙ HỢP ĐIỀU KIỆN SẢN XUẤT TẠI CÁC MỎ BAUXIT THUỘC TKV ThS. Lê Bá Phức, KS. Đỗ Văn Triều Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin Biên tập: TS. Lưu Văn Thực Tóm tắt: Các mỏ bauxit thuộc TKV đã đi vào hoạt động và đạt công suất thiết khai thác từ nhiều năm nay Tuy nhiên, công tác quản lý kinh tế – kỹ thuật của TKV đối với các mỏ bauxit trên cơ sở bộ định mức năng suất thiết bị tạm thời do các mỏ tự xây dựng và vận dụng định mức năng suất thiết bị hiện hành của TKV áp dụng cho các đơn vị khai thác than lộ thiên. Bộ định mức mỏ tự xây dựng chỉ áp dụng cục bộ chưa không mang tính phổ quát cho các mỏ bauxit thuộc TKV, bộ định mức năng suất thiết bị hiện hành TKV xây dựng và sử dụng cho các mỏ than lộ thiên chưa phù hợp với điều kiện khai thác mỏ bauxit, gây ra không ít khó khăn trong công tác quản lý kỹ thuật, cũng như đối với công tác quản trị chi phí. Bài báo đề xuất xây dựng định mức năng suất thiết bị, phù hợp với điều kiện tự nhiên, kỹ thuật, trình độ công nghệ của các mỏ bauxit thuộc TKV, mức năng suất xây dựng tiên tiến, hợp lý, đảm bảo chi phí sản xuất các khâu công nghệ tối ưu. 1. Đặt vấn đề thác, tuyển quặng bauxit (tạm thời) do Công ty Theo Quy hoạch phân vùng thăm do, khai thác, TNHH MTV nhôm Lâm Đồng – TKV (LDA) xây chế biến, sử dụng quặng bauxit giai đoạn 2007- dựng, và được TKV thông qua, ban hành theo 2015, có xét đến năm 2025 đã được Thủ tướng quyết định số 54/QĐ-TKV ngày 15/01/2019 (Định Chính phủ phê tại Quyết định số 167/2007/QĐ- mức 54) và vận dụng Định mức lao động và năng TTg ngày 01/11/2007. Đến năm 2025 sản lượng suất một số thiết bị chủ yếu khai thác than lộ thiên alumin vùng Tây Nguyên là 12-15 triệu tấn. ban hành theo Quyết định số 2411/QĐ-TKV ngày Thực hiện Quy hoạch trên, Tập đoàn Công 31/12/2019 của Tổng giám đốc Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV) đã nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (gọi tắt Định tiến hành ĐTXD Dự án Tổ hợp Bauxit - Nhôm mức 2411). Lâm Đồng và Dự án Nhà máy sản xuất Alumin Định mức 54 do LDA xây dựng cho các thiết bị Nhân Cơ, với cùng công suất thiết kế 650.000 tấn khai thác đang hoạt động tại mỏ bauxit Tây Tân alumin/năm. Đến nay, cả 2 Dự án đều đã hoàn Rai, Định mức 2411 phù hợp cho các mỏ than thành công tác ĐTXD và đi vào vận hành thương lộ thiên thuộc TKV, việc áp dụng 02 bộ định mức mại, dây chuyền thiết bị của cả 2 Dự án vận hành cho công tác lập và xét duyệt kế hoạch kinh tế kỹ ổn định, chất lượng sản phẩm đảm bảo và sản thuật cũng như nghiệm thu thanh quyết toán chi lượng SX đạt theo thiết kế, đem lại hiệu quả cho phí hàng năm trong công đoạn khai thác các mỏ Chủ đầu tư, đồng thời tạo việc làm, thu nhập cho bauxit là chưa phù hợp hàng ngàn lao động và đóng góp đáng kể cho ngân Từ đó, cần thiết phải xây dựng bộ Định mức sách địa phương và Nhà nước. Tổng khối lượng năng suất thiết bị trong khai thác quặng bauxit, khai thác quặng bauxit nguyên khai hàng năm của đảm bảo được sự tiên tiến trong hệ thống định 02 mỏ Tây Tân Rai và mỏ Nhân Cơ khoảng 7,5 mức, phù hợp với điều kiện tổ chức sản xuất, dây triệu tấn. chuyền công nghệ khai thác quặng bauxit chung Hiện nay, công tác quản lý kinh tế – kỹ thuật toàn ngành, làm cơ sở để trả công lao động, của TKV đối với các mỏ bauxit thực hiện trên cơ khoán chi phí sản xuất, xây dựng kế hoạch phối sở bộ Định mức định mức lao động và năng suất hợp sản xuất kinh doanh giữa TKV và các đơn vị một số thiết bị cơ giới vận tải chủ yếu trong khai đúng và đủ. KHCNM SỐ 3/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN 17
2. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ 2. Đặc điểm tự nhiên - kỹ thuật mỏ quặng 2.1.3. Đặc điểm địa chất khu mỏ bauxit 2.1.3.1. Cấu trúc và thế nằm của thân quặng 2.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên Các thân quặng bauxit thế nằm chỉnh hợp 2.1.1. Đặc điểm địa hình với địa hình, các vỉa quặng bị phủ lớp đất mỏng Các mỏ bauxit Tây Tân Rai, Nhân Cơ nằm trên có chiều dày từ 0,1÷5,5m, trung bình từ 0,5 đến khu vực cao nguyên, bị phân cắt tương đối mạnh, 2,5m. Các thân quặng bauxit ở phần đỉnh có góc tạo các vùng đan xen giữa thung lũng, cao nguyên dốc trung bình từ 1÷6o thuộc vỉa dốc thoải, ở phần và núi cao. Địa hình phần lớn có dạng đồi lượn sườn có góc dốc trung bình từ 5÷150 thuộc vỉa sóng thoải, độ chênh cao độ trung bình từ 30÷80 dốc thoải đến vỉa dốc xiên. Chiều dầy vỉa quặng m, chia thành 02 phần: Phần đỉnh plato và phần thay đổi từ 1÷10m, trung bình từ 3,8÷7,5 m. Mặt rìa plato. Phần đỉnh của plato thường khá bằng cắt địa chất đặc trưng mỏ bauxit được thể hiện phẳng với góc dốc từ 1÷60. Rìa plato thường tạo trên hình 1. thành đường viền rõ rệt, nhiều chỗ có khi bị phần 2.1.3.2. Tính chất cơ lý đất quặng chia bởi các thung lũng trẻ. Độ dốc của sườn plato Đặc điểm địa chất công trình lớp đất, quặng tại rất khác nhau từ thoải 5÷150, cá biệt có những vị các mỏ bauxit nằm trong đới vỏ phong hóa, theo trí dốc trên 400 [2] [4]. thứ tự từ trên xuống dưới, gồm: Lớp đất phủ, lớp 2.1.2. Đặc điểm khí hậu quặng Laterit-bauxit; Lớp sét litoma (lớp đất trụ); Khu vực mỏ có khí hậu nhiệt đới, chia làm 2 Lớp bazan phong hoá; Lớp Bazan gốc (Bảng 1). mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, 2.2. Đặc điểm điều kiện kỹ thuật khai thác mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Lượng 2.2.1. Quy trình khai thác bauxit và trình tự mưa trung bình hàng năm từ 2.356÷2.900 mm. khai thác Mùa khô lượng mưa không đáng kể chỉ bằng 20% - Quy trình khai thác quặng bauxit tại các mỏ lượng mưa trong năm. Trong mùa mưa, lượng được thể hiện trên hình 2. mưa đạt trên 2.000 mm. Nhiệt độ trung bình năm - Hệ thống khai thác (HTKT) áp dụng HTKT khoảng 21,7-23,40C. không xuống sâu, có vận tải, đổ bãi thải trong kết Thống kê tại mỏ bauxit trong các tháng 5, 10, hợp với hoàn thổ môi trường [3] [5]. thời gian mưa một ngày từ 6÷8 giờ; tháng 6, 9 - Công nghệ khai thác: Công tác bóc đất phủ, từ 14÷16 giờ; tháng 7 ,8 mưa suốt cả ngày. Số khai thác quặng được xúc trực tiếp bằng máy xúc ngày ngừng làm việc do mưa trong mùa mưa mỏ lên ô tô, đối với lớp đất phủ, lớp quặng ≤ 0,5m, Tân Rai khoảng 124 ngày, mỏ Nhân Cơ khoảng hoặc lớp đất phủ sát vách, lớp quặng sát trụ có 97 ngày. chiều dày 0,3m sử dụng máy gạt để gạt gom sau đó dùng máy xúc để xúc lên ôtô. Trong quá trình Hình 1. Mặt cắt địa chất tuyến 99 khu Đăk Sin mỏ Nhân Cơ 18 KHCNM SỐ 3/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN
3. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Bảng 1. Tổng hợp tính chất cơ lý đất, quặng các mỏ bauxit [9], [10] Thể Khối lượng thể Góc ma Lực dính Lớp đất, TT Khu mỏ trọng, tích tự nhiên sát trong kết C, kG/ quặng 3 3 g/cm γw, g/cm φ, độ-phút m2 Tây Tân Rai 1,34 1,78 19o30’ 0,2 1 Lớp đất phủ Nhân Cơ (Kiến Thành) 1,34 1,706 10o25’ 0,223 Nhân Cơ (Đăk Sin) 1,34 1,632 8o29’ 0,142 Lớp quặng 2 laterit-bauxit Tây Tân Rai 1,85 1,84 21o13’ 0,29 kết tảng Tây Tân Rai 1,70 1,78 23o45’ 0,23 Lớp quặng 3 Nhân Cơ (Kiến Thành) 1,69 1,78 16o27’ 0,296 bauxit laterit Nhân Cơ (Đăk Sin) 1,69 1,818 9o04’ 0,163 Tây Tân Rai 1,675 1,78 19o47’ 0,22 Lớp sét 4 Nhân Cơ (Kiến Thành) 1,679 1,675 9o28’ 0,188 litoma Nhân Cơ (Đăk Sin) 1,679 1,691 10o27’ 0,177 Hình 2. Sơ đồ công nghệ khai thác quặng bauxit KHCNM SỐ 3/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN 19
4. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ xúc quặng nguyên khai nở rời, khi gặp quặng kết chuyển đất phủ, quặng sử dụng đồng bộ: Máy xúc tảng tiến hành xử lý bằng máy xúc trước khi xúc dung tích gầu E = 4,0 m3 + ô tô khung cứng, khung bốc [3] [5]. động tải trọng q = 36 tấn; Công tác gạt sử dụng - Trình tự khai thác: Lấy khu vực Nhà máy máy gạt có công suất từ 180÷240HP [3]. tuyển quặng làm trung tâm, khai thác những khu Đối với mỏ Nhân Cơ, công tác xúc bốc, vận vực gần nhà máy tuyển trước, sau đó phát triển chuyển quặng nguyên khai sử dụng đồng bộ: Máy về các khu vực khai thác khác trong mỏ. Để công xúc dung tích gầu E = 3÷4,0 m3 + ô tô tải trọng q tác điều hoà chất lượng quặng thuận lợi, trong các = 30÷36 tấn; Công tác xúc, vận chuyển đất phủ, năm khai thác bố trí đồng thời gương xúc phần quặng sử dụng đồng bộ: Máy xúc dung tích gầu E đỉnh và gương xúc phần sườn đồi [3] [5]. = 1,5÷2 m3 + ô tô tải trọng q = 20÷25 tấn; Công tác Hiện trạng sơ đồ công nghệ bóc đất phủ và gạt sử dụng máy gạt có công suất từ 180÷240HP khai thác quặng bauxit phần đỉnh được thể hiện [5]. trên hình 3. 2.2.3. Nhận xét 2.2.2. Đồng bộ thiết bị (ĐBTB) khai thác quặng bauxit Qua phân tích đánh giá đặc điểm điều kiện tự - Đồng bộ thiết bị đang hoạt động: Hiện nay, nhiên, hiện trạng khai thác tại các mỏ bauxit cho mỏ các bauxit Tây Tân Rai, Nhân Cơ đang sử thấy: dụng tổ hợp máy xúc có dung tích gầu E = 1,4÷4,0 - Với đặc điểm địa hình mỏ bauxit dạng bề mặt, m3 kết hợp với ô tô có trọng tải 13÷39 tấn của đơn địa hình dốc thoải, độ chênh cao địa hình thấp, vị thuê ngoài để tiến hành công tác xúc bốc, vận đồng thời đất quặng thuộc loại đất mềm, tơi xốp, chuyển đất quặng. Máy gạt có công suất 180÷240 dễ dàng xúc, gạt trực tiếp, rất thuận lợi cho khai HP thực hiện công tác gạt công nghệ và gạt phụ thác mỏ, cũng như nâng công suất khai thác. trợ. - Khu vực mỏ có khí hậu nhiệt đới, chia làm 2 - ĐBTB khai thác quặng bauxit theo các Dự án mùa rõ rệt. Mùa khô, ít mưa rất thuận lợi cho quá mỏ đã phê duyệt: trình nâng công suất khai thác mỏ. Tuy nhiên, vào Theo dự án khai thác mỏ bauxit Tây Tân Rai, mùa mưa, với lương mưa nhiều, thời gian mưa công tác xúc bốc, vận chuyển quặng nguyên khai sử dụng đồng bộ: Máy xúc dung tích gầu E = 5,2 kéo dài kết hợp với tính tơi xốp và khả năng chứa m3 + ô tô tải trọng q = 55 tấn; Công tác xúc, vận ẩm của đất, quặng, mưa thấm dã vào đất quặng 1 - Máy xúc, 2 - Ô tô tự đổ, 3 - Máy gạt; Hp: Chiều cao lớp đất phủ; Hq: Chiều cao lớp quặng Hình 3. Sơ đồ công nghệ khai thác quặng bauxit 20 KHCNM SỐ 3/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN
5. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ gây ra hiện tượng dính bết, trơn trượt, sình lầy cho hoạt động khai thác mỏ bauxit chung trong ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động khai thác mỏ, TKV. làm giảm năng suất các thiết bị khai thác hoạt 3.2. Định mức lao động và năng suất một số động trong khâu công nghệ và tăng khối lượng thiết bị chủ yếu khai thác lộ thiên công việc duy tu, bảo dưỡng đường mỏ. Tại mỏ bauxit Nhân Cơ, công tác quản lý kinh - Quy trình khai thác, trình tự khai thác, HTKT tế - kỹ thuật trong công đoạn khai thác đang vận và công nghệ khai thác đang sử dụng tại các mỏ dụng Định mức 2411. Định mức đã xây dựng năng phù hợp thông số thiết kế theo các Dự án đã được suất thiết bị khai thác, phụ trợ hoạt động trong dây phê duyệt. chuyền sản xuất các mỏ lộ thiên than, gồm các Sơ đồ công nghệ thiết bị hoạt động, vận hành khâu: Khoan nổ, xúc bốc, vận tải, thải đá. Đất đá trong các khâu công nghệ chính và khâu phụ trợ có độ cứng f = 1÷20, từ đất đá mềm xúc trực tiếp được xây dựng phù hợp điều kiện tự nhiên, điều đến đất đá cứng phải làm tơi bằng nổ mìn trước kiện kỹ thuật mỏ. khi xúc. - Công tác xúc bốc, vận chuyển đất phủ, quặng Do sự khác biệt cơ bản giữa quá trình khai thác nguyên khai, các mỏ bauxit đang sử dụng tổ hợp quặng bauxit và khai thác than, việc vận dụng Định máy xúc E=1,4÷4,0 m3 + ô tô q = 10÷40 tấn cơ mức 2411 cho công tác khai thác quặng bauxit là bản là phù hợp với ĐBTB đã được phê duyệt, tuy chưa phù hợp, dẫn đến việc lập và xét duyệt kế nhiên chưa đầy đủ, thiếu tổ hợp máy xúc E= 5,2 hoạch kinh tế kỹ thuật cũng như nghiệm thu thanh quyết toán chi phí hàng năm trong công đoạn khai m3 + ô tô tải trọng q= 36÷55 tấn). Công tác gạt: sử thác các mỏ bauxit sẽ bất hợp lý. dụng máy gạt công suất 180÷240HP phù hợp theo 4. Xây dựng định mức năng suất thiết bị thiết kế và thực tế sản xuất tại các mỏ bauxit. khai thác phù hợp với điều kiện sản xuất tại 3. Đánh giá thực trạng hệ thống định mức các mỏ bauxit thuộc TKV đang áp dụng 4.1. Cơ sở xây dựng định mức 3.1. Định mức lao động và năng suất một số - Định mức lao động và năng suất một số thiết bị thiết bị cơ giới vận tải chủ yếu trong khai thác, chủ yếu khai thác than lộ thiên ban hành kèm theo tuyển quặng bauxit (Định mức 54) Quyết định số 2411/QĐ-TKV ngày 31/12/2019 của Sau 3 năm đi vào mỏ bauxit Tây Tân Rai đi TKV; vào sản xuất ổn định, trên cơ sở cập nhật lại dây - Tài liệu thăm dò, khảo sát; Hồ sơ Dự án đầu chuyền công nghệ khai thác (sử dụng gầu xúc làm tư XDCT khai thác mỏ bauxit Tân Rai, Nhân Cơ; tơi quặng kết tảng thay thế phương pháp khoan - Các Định mức nội bộ tại LDA, DNA; nổ mìn), các thiết bị khai thác hiện có của mỏ, thợ - Báo cáo kết quả thành lập bản đồ cơ lý đất đá vận hành thiết bị có trình độ kỹ thuật của cấp bậc mỏ Tây Tân Rai được TKV thông qua tại văn bản qui định được tuyển dụng, có biện pháp thi công số 6499/TKV-TN ngày 27/12/2019. và dây chuyền sản xuất tương đối hợp lý, Công - Điều kiện tự nhiên: Địa hình, địa chất thủy ty TNHH MTV nhôm Lâm Đồng – TKV (LDA) xây văn – công trình, điều kiện thời tiết, khí hậu và kết dựng Định mức 54 để phục vụ cho công tác quản quả quan trắc lượng mưa hàng năm tại khu mỏ lý kinh tế - kỹ thuật của khâu khai thác và phục trợ 4.2. Phương pháp tính định mức trong dây chuyền sản xuất của mỏ. - Phương pháp khảo sát thực tế: xác định Định mức 54 được xây dựng đảm bảo cơ sở thành phần công việc, quan sát hiện trường, chụp khoa học, đầy đủ nội dung, kết cấu so với yêu cầu ảnh bấm giờ, hao phí lao động, cho các công tác của bộ định mức tương tự, đang sử dụng hiện không thể sử dụng công thức tính toán. hành của TKV (Định mức 2798). Tuy nhiên, Định - Phương pháp kế thừa: Kế thừa các kết quả mức 54 do LDA xây dựng để sử dụng nội bộ trong nghiên cứu đề tài, định mức cùng loại đã được bổ Công ty, công tác xây dựng chủ yếu theo phương sung, chỉnh sửa và ban hành áp dụng trong TKV. pháp thống kê, bấm giờ, chụp ảnh, phụ thuộc vào - Phương pháp tính toán: Trên cơ sở điều kiện yếu tố chủ quan, chưa mang tính khách quan và tự nhiên, các thông số kỹ thuật, công nghệ và thiết Định mức 54 chưa mang tính phổ quát để áp dụng bị sử dụng các mỏ quặng bauxit, sử dụng công KHCNM SỐ 3/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN 21
6. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ thức tính toán để xác định mức năng suất cho các 1. Thời gian chu kỳ xúc (Tck): thiết bị chủ yếu trong khâu khai thác. Gồm thời gian thực hiện các thao tác chính, 4.3. Xây dựng tổ hợp đồng bộ thiết bị máy phụ. Trong đó: xúc - ô tô phù hợp cho các mỏ bauxit - Thời gian thực hiện các thao tác chính: là chi Trên cơ sở tổ hợp ĐBTB xúc bốc, vận tải hiện phí thời gian cho xúc, quay đổ, và quay lại gương có các mỏ bauxit Tây Tân Rai, Nhân Cơ và tổ hợp xúc, được xác định trên cơ sở số liệu khảo sát ĐBTB xúc bốc, vận tải được lựa chọn theo các dự bấm giờ, chụp ảnh theo sơ đồ công nghệ xúc bốc án khai thác mỏ đã được cấp thẩm quyền thông đất quặng điển hình (Hình 4). qua (Mục 2.2.2). Theo kết quả nghiên cứu và kinh Khi xúc quặng nguyên khai bở rời, đất trụ, đất nghiệm rút ra từ hoạt động thực tiễn của ĐBTB phủ có chiều dầy >0,5m theo gương xúc dọc tầng, xúc bốc, vận tải trên các mỏ lộ thiên trong và ngoài chiều rộng luồng xúc hạn chế, vào mùa khô áp nước, đề xuất theo các tổ hợp ĐBTB xúc bốc, vận dụng sơ đồ xúc Hình 4a, vào mùa mưa áp dụng tải hợp lý, để xây dựng định mức năng suất máy sơ đồ Hình 4b. Khi xúc quặng kết tảng áp dụng sơ xúc, ô tô trong hoạt động khai thác mỏ bauxit như đồ xúc Hình 4c (Mùa khô ô tô đứng dưới mức máy đứng, mùa mưa ô tô đứng cùng mức). Sơ đồ xúc sau: Máy xúc dung tích gầu E = 1,4÷1,9 m3 + ô 3 quặng kho tương tự sơ đồ xúc mùa khô hình 4a. tô tải trọng q = 10,8÷17,82 tấn; E = 2,7 m + q = Từ số liệu khảo sát thực tế của máy xúc cho 3 13÷21 tấn; E = 3,3÷4,0 m + q = 17÷40 tấn; E = 5,2 từng ca để lựa chọn chu kỳ xúc theo tiêu chí có 3 m + q = 39÷55 tấn. thời gian xúc ngắn nhất và đúng quy trình, quy 4.4. Các thông số tính toán định mức phạm, có tính đến yếu tố liên tục. 4.4.1. Các thông số phụ thuộc điều kiện tự - Thời gian thực hiện các thao tác phụ là: Thời nhiên gian để di chuyển máy theo gương xúc, làm vệ Gồm: Hệ số đầy gầu (Kđg), hệ số sử dụng gầu sinh gầu xúc, chuẩn bị gương xúc. xúc(Ksd), khả năng chứa tối đa đất đá trong thùng 2. Vận tốc trung bình của xe ô tô (km/h): xe (Va). Được xác định trên cơ sở các báo cáo * Vận tốc trung bình ô tô vào mùa khô (Vk): thăm dò địa chất, báo cáo cơ lý đất đá của khu Vận tốc trung bình ô tô vào mùa khô được xác vực mỏ Tây Tân Rai, mỏ Nhân Cơ năm 2019, hiện định theo công thức sau [7]: trạng chủng loại thiết bị khai thác đang sử dụng Vk = (Vct+Vkt)/2, km/h (1) trong mỏ và phương pháp xác định các thông số Trong đó: trên trong định mức năng suất thiết bị hiện hành - Vct: Vận tốc trung bình có tải ô tô, km/h; của TKV. - Vkt:: Vận tốc trung bình không tải ô tô, km/h 4.4.2. Các thông số theo điều kiện kỹ thuật, tổ * Vận tốc trung bình ô tô vào mùa mưa (Vm): chức sản xuất: Vận tốc trung bình ô tô vào mùa mưa được xác a) b) c) Hình 4. Sơ đồ phối hợp máy xúc ô tô trong công tác khai thác mỏ bauxit 22 KHCNM SỐ 3/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN
7. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ định theo công thức [14]: hạ lưỡi gạt, to = 0,03 phút; tq: Thời gian quay, dừng máy gạt, t = 0,06-0,07, phút. V = 3,6 × 12,81 ×+ t 2 6,51 × SD − 3,94 × t ,km/h(2) q m ( ) Vận tốc gạt có tải, không tải được xác định trực tiếp bằng phương pháp khảo sát bấm giờ, chụp Trong đó: ảnh cho từng loại hình công việc và từng cự ly gạt - SD: Khoảng cách dừng an toàn khi ô tô lưu điển hình (Hình 5, 6). thông trên tuyến đường gặp vật cản, m; Các thông số khác, bao gồm: Thời gian thực - t: Thời gian tính từ khi lái xe phát hiện vật cản hiện các thao tác phụ, thời gian làm việc ra sản đến khi lực ma sát thực tế xuất hiện tại bánh xe, phẩm trong ca, trong năm của các thiết bị trong giây; các khâu công nghệ, được xác định trên căn cứ 3. Thời gian thực hiện một chu kỳ gạt (T ) ckg khảo sát thời gian làm việc của các ca, có bổ sung Thời gian chu kỳ gạt được xác định theo công điều chỉnh cho phù hợp với tình hình sản xuất thực thức sau [8]: tế của các mỏ bauxit vùng Tây Nguyên. LLct kt 4.5. Tính toán năng suất thiết bị Tck =+++22 ttq o , phút (3) VVct kt 4.5.1. Năng suất ca của máy xúc - Năng suất ca xúc đất phủ, đất trụ được xác Trong đó: L : Cự ly gạt có tải, m; L : Cự ly gạt ct kt định theo công thức 4a, xúc quặng nguyên khai bở không tải, m; V : Vận tốc gạt có tải, m/phút; V : ct kt rời, kết tảng, quặng kho được xác định theo công Vận tốc gạt không tải, m/phút; t : Thời gian nâng o thức 4b [8]: a) b) a) Gạt ở phần đỉnh; b) Gạt ở phần sườn; Hp- Chiều dầy lớp phủ; Hq- Chiều dầy lớp quặng; h1=0,3m- chiều dầy lớp phủ giáp quặng; α- Góc dốc vỉa quặng Hình 5. Sơ đồ hoạt động máy gạt khi gạt gom đất phủ, gạt phẩm cấp mặt vách, gạt máng xúc phủ Hình 6. Sơ đồ hoạt động máy gạt khi gạt hoàn thổ KHCNM SỐ 3/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN 23
8. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ gom đất phủ, gạt chọn lọc mặt vách vỉa, gạt dọn 345 3 Nqca = × o , m /ca (4a); nền tầng vách vỉa, gạt hoàn thổ hoặc gạt gom VTa× ck +Tcd quặng, gạt chọn lọc mặt trụ vỉa, gạt dọn nền tầng EK××60 sd trụ vỉa và gạt quặng đổ kho nguyên khai, tấn (m3); T - Thời gian làm ra sản phẩm trong ca; T = 345 345 sp sp NVca = × a , tấn/ca (4b) phút; k- Hệ số tính đến điều kiện làm việc (k =1 với VTa× ck +Tcd điều kiện làm việc bình thường, đất, quặng tơi); EK××sd 60 Tck- Thời gian thực hiên 1 chu kỳ, phút. Trong đó: Va - Khả năng chứa tối đa đất, quặng 4.6. Kết quả tính toán 3 nguyên khối trong thùng xe, m ; Tck - Thời gian một Kết quả tính toán năng suất thiết bị xúc bốc tại 3 chu kỳ xúc, phút; E- Dung tích gầu xúc, m ; qo- một số tổ hợp đồng bộ thiết bị hợp lý thể hiện ở Trọng tải của xe theo thiết kế, tấn; Tcđ- Thời gian bảng 2. Năng suất ca máy gạt theo cự ly gạt từ máy xúc chờ ô tô, phút; Ksd - Hệ số sử dụng gầu 10 đến 50 m thể hiện bảng 3. Năng suất ô tô hoạt xúc; động trên cung độ điển hình từ 0,5-3km thể hiện 4.5.2. Năng suất ca của ô tô ở bảng 4. - Năng suất ca vận chuyển đất phủ, đất trụ xác 5. Kết luận định theo công thức 5a, vận chuyển quặng nguyên Phương pháp xây dựng định mức được xây khai, kết tảng, quặng kho theo công thức 5b [8]: dựng dựa trên cơ sở điều kiện tự nhiên, các thông 345 số kỹ thuật, công nghệ và thiết bị sử dụng các mỏ Nca = xV , m3/ca (5a); 120xL a quặng bauxit, sử dụng công thức tính toán để xác + Tx + Tm + Tc® định mức năng suất cho các thiết bị hoạt động V trong các khâu công nghệ khai thác quặng bauxit. 345 Nca = xq Kết quả xây dựng định mức năng suất thiết bị 120xL o , tấn/ca (5b) + Tx + Tm + Tc® khai thác thể hiện đầy đủ, chi tiết các công đoạn V khai thác quặng bauxit và khi áp dụng kết quả Trong đó: L- Cung độ vận chuyển, km; V- Vận vào thực tế sản xuất sẽ đáp ứng yêu cầu trong tốc trung bình của ô tô; km/h; T - Thời gian xúc công tác lập, thẩm định, phê duyệt/thông qua Kế x hoạch Kỹ thuật công nghệ; Kế hoạch Phối hợp đầy một xe ô tô, phút; Tcđ - Thời gian chờ máy xúc, phút; T - Thời gian thực hiện các thao tác kinh doanh; nghiệm thu khối lượng trong các công m đoạn sản xuất tại các Đơn vị liên quan đến các phụ, Tm; Va - Khả năng chứa tối đa đất đá (dạng nguyên khối) trong thùng xe tính theo trọng tải; m3; hoạt động về khai thác, tuyển quặng bauxit, sản xuất alumin của TKV. qo- trọng tải của xe theo thiết kế (tấn); 4.5.3. Năng suất ca của máy gạt Tài liệu kham khảo: Năng suất ca gạt gom đất phủ, gạt chọn lọc [1]. Định mức lao động, năng suất một số thiết mặt vách vỉa, gạt dọn nền tầng vách vỉa và gạt bị chủ yếu (Hội đồng quản trị Tổng công ty than hoàn thổ được xác định theo công thức 6a, gạt Việt Nam ban hành theo Quyết định số 2034/QĐ- gom quặng, gạt chọn lọc mặt trụ vỉa, gạt dọn nền HĐQT ngày 09/11/2004), Tổng công ty than Việt tầng trụ vỉa và gạt quặng đổ kho nguyên khai được Nam, 2004. xác định theo công thức 6b [8]: [2]. Báo cáo chuyển đổi cấp trữ lượng và cấp tài nguyên khu Tây mỏ Bauxit Tân Rai - Bảo Lâm GT×× k – Lâm Đồng (Hội đồng đánh giá trữ lượng khoáng Q = sp , m3/ca (6a); ca sản công nhận theo quyết định số 15/CĐ-HĐTL Tck ngày 12/01/2007), Công ty cổ phần Tin học, Công nghệ, Môi trường Than – Khoáng sản Việt Nam, GT××sp k Qca = ×γ , tấn/ca (6b) 2006. T ck [3]. Điều chỉnh thiết kế cơ sở Mỏ - Tuyển, dự Trong đó: G - Khối lượng đất đá trước bàn gạt án Tổ hợp Bauxit – Nhôm Lâm Đồng công suất 24 KHCNM SỐ 3/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN
9. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Bảng 2. Năng suất ca của máy xúc Dung Trọng Quặng NK bở Quặng kết Quặng kho Đất phủ, m3/ca Đất trụ, m3/ca tích tải rời, tấn/ca tảng, tấn/ca NK, tấn/ca gầu, ôtô, Mùa Mùa Mùa Mùa Mùa Mùa Mùa Mùa Mùa Mùa khô m3 tấn khô mưa khô mưa khô mưa mưa khô mưa 1,4 10,8 1.298 962 1.298 991 940 717 822 610 1,6 13 1.440 1.047 1.497 1.142 1.084 779 912 664 1,7 13 1.459 1.073 1.574 1.201 1.096 798 924 680 17 1.670 1.192 1.805 1.334 1.255 885 1.060 757 1,9 17,82 1.681 1.199 1.818 1.342 1.264 890 1.067 762 2,7 21 2.028 1.471 1.135 937 2.324 1.708 1.515 1.115 1.287 935 3,3 21 2.264 1.640 1.318 1.080 2.480 1.791 1.740 1.266 1.435 1.041 39 2.733 1.998 1.772 1.432 2.815 2.041 2.096 1.577 1.739 1.272 4,0 40 2.740 2.002 1.775 1.435 2.822 2.046 2.102 1.580 1.744 1.275 5,2 55 3.480 2.458 2.454 1.900 3.480 2.458 2.587 1.811 2.216 1.567 Bảng 3. Năng suất ca máy gạt Máy gạt ≤ 180 CV Máy gạt > 180 CV Stt Nội dung Đvt Mùa khô Mùa mưa Mùa khô Mùa mưa I Gạt gom đất phủ; gạt chọn lọc mặt vách vỉa; gạt dọn nền tầng vách vỉa 1 Cự ly 10m m3/ca 1.281 1.114 1.545 1.270 2 Cự ly 20m m3/ca 819 708 936 748 3 Cự ly 30m m3/ca 649 560 707 552 4 Cự ly 40m m3/ca 567 489 589 450 5 Cự ly 50m m3/ca 524 452 519 394 II Gạt hoàn thổ 1 Cự ly 10m m3/ca 1.266 1.100 1.526 1.254 2 Cự ly 20m m3/ca 808 699 923 738 3 Cự ly 30m m3/ca 640 552 697 544 4 Cự ly 40m m3/ca 559 482 581 443 5 Cự ly 50m m3/ca 516 445 511 388 III Gạt quặng đổ kho nguyên khai 1 Cự ly 10m tấn/ca 2.133 1.854 2.572 2.111 2 Cự ly 20m tấn/ca 1.360 1.176 1.555 1.241 3 Cự ly 30m tấn/ca 1.076 930 1.173 916 4 Cự ly 40m tấn/ca 940 811 978 746 5 Cự ly 50m tấn/ca 869 750 860 653 IV Gạt gom quặng; gạt chọn lọc mặt trụ vỉa; gạt dọn nền tầng trụ vỉa. 1 Cự ly 10m tấn/ca 2.037 1.769 2.483 2.044 2 Cự ly 20m tấn/ca 1.296 1.124 1.508 1.200 3 Cự ly 30m tấn/ca 1.025 889 1.136 891 4 Cự ly 40m tấn/ca 896 775 944 724 5 Cự ly 50m tấn/ca 828 716 836 632 KHCNM SỐ 3/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN 25
10. 26 Bảng 4. Năng suất ca ô tô KHCNM SỐ 3/2021 *CÔNGNGHỆKHAI THÁC LỘ THIÊN Năng suất ca ô tô Dung Cung Quặng NK bở rời, tấn/ Quặng NK kết tảng, tấn/ 3 3 tích Quặng kho, tấn/ca Đất phủ, m /ca Đất trụ, m /ca độ, ca ca gầu, THÔNG TINKHOA HỌCCÔNGNGHỆMỎ Km m3 Mùa khô Mùa mưa Mùa khô Mùa mưa Mùa khô Mùa mưa Mùa khô Mùa mưa Mùa khô Mùa mưa Ch tấn Ch tấn Ch tấn Ch tấn Ch tấn Ch tấn Ch m3 Ch m3 Ch m3 Ch m3 Xe HD465-5 55 tấn 0,5 27 1.493 18 1.006 22 1.195 15 838 27 1.493 18 1.006 27 1.111 18 746 28 916 19 617 1,0 22 1.207 15 798 18 980 12 672 22 898 14 592 22 737 15 487 5,2 2,0 17 924 11 596 14 761 9 507 17 688 11 443 17 562 11 362 3,0 14 760 9 482 20 631 7 412 14 566 9 358 14 460 9 291 Xe HOVA đầu lệch 40 tấn 0,5 25 987 17 673 21 826 15 594 25 998 17 678 25 743 17 511 25 603 17 410 1,0 20 790 13 528 17 683 12 478 20 593 13 400 20 480 13 321 4,0 2,0 15 599 10 391 13 535 9 363 15 449 10 295 15 363 10 237 3,0 12 490 8 314 11 446 7 296 12 367 8 236 12 296 8 190 Xe Volvo A40E 39 tấn 0,5 29 1.141 20 777 24 930 17 674 30 1.155 20 784 30 860 20 592 30 699 20 476 1,0 24 917 16 611 20 776 14 545 24 690 16 463 24 559 16 372 4,0 2,0 18 698 12 452 16 613 11 415 18 524 12 341 18 424 12 274 3,0 15 572 9 363 13 514 9 339 15 429 9 273 15 346 9 220 Xe Scannia P310 21 tấn 0,5 33 685 22 460 27 563 19 401 34 704 22 471 33 515 22 346 33 417 22 279 1,0 25 530 16 344 22 454 15 310 25 398 17 258 26 321 17 208 3,3 2,0 19 390 12 243 17 347 11 226 19 292 12 182 19 235 12 147 3,0 15 313 9 191 14 285 9 180 15 234 9 143 15 189 9 115 Xe JAC 17,82 tấn 0,5 33 584 22 392 34 599 23 406 33 436 22 291 33 356 22 239 1,0 26 459 17 298 26 343 17 222 26 279 17 181 1,9 2,0 19 343 12 213 19 256 12 159 19 208 12 129 3,0 16 278 9 169 16 207 9 125 16 168 10 102
11. Năng suất ca ô tô Dung Quặng NK bở rời, tấn/ Quặng NK kết tảng, tấn/ 3 3 Cung tích Quặng kho, tấn/ca Đất phủ, m /ca Đất trụ, m /ca độ, ca ca gầu, Km m3 Mùa khô Mùa mưa Mùa khô Mùa mưa Mùa khô Mùa mưa Mùa khô Mùa mưa Mùa khô Mùa mưa Ch tấn Ch tấn Ch tấn Ch tấn Ch tấn Ch tấn Ch m3 Ch m3 Ch m3 Ch m3 Xe Shacman M3000, 17 tấn 0,5 34 579 23 391 35 595 24 405 34 433 23 291 35 353 23 238 1,0 26 434 17 281 26 324 17 209 26 263 17 170 1,9 2,0 19 322 12 200 19 240 12 149 19 195 12 121 KHCNMSỐ 3/2021*CÔNGNGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN 3,0 15 260 9 158 15 194 9 118 15 157 9 95 Xe Kamaz 55111, 13 tấn 0,5 34 444 23 299 35 454 24 309 34 332 23 223 35 270 23 182 THÔNG TINKHOA HỌCCÔNGNGHỆMỎ 1,0 26 344 17 224 27 257 17 167 27 209 17 135 1,7 2,0 20 254 12 158 20 189 12 118 20 153 12 95 3,0 16 204 10 124 16 152 10 92 16 123 10 74 Xe Howo 371; 10,8 tấn 0,5 37 401 25 274 37 401 26 277 37 296 25 204 38 244 26 167 1,0 29 313 19 205 29 232 19 153 29 190 19 124 1,4 2,0 21 232 13 145 21 172 13 108 22 140 13 87 3,0 17 187 10 113 17 139 10 84 17 113 11 68 27
12. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ 650.000 tấn alumin/năm (Hội đồng quản trị Tập [8]. Định mức định mức lao động và năng suất đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam một số thiết bị cơ giới vận tải chủ yếu trong khai phê duyệt theo quyết định số 1162/QĐ-HĐQT thác, tuyển quặng bauxit (tạm thời) của Công ty ngày 28/5/2009), Viện Khoa học và Công nghệ TNHH MTV Lâm Đồng – TKV (Tổng giám đốc Tập Mỏ - Luyện Kim, 2009. đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam [4]. Báo cáo thăm dò mỏ bauxit Nhân Cơ ban hành theo quyết định số 54/QĐ-TKV ngày – Tỉnh Đắk Nông (Hội đồng đánh giá trữ lượng 15/01/2019), Công ty TNHH MTV Lâm Đồng – khoáng sản công nhận theo quyết định số 848/ QĐ-HĐTLKS ngày 26/04/2012), Công ty cổ phần TKV, 2018. Tin học, Công nghệ, Môi trường Than – Khoáng [9]. Báo cáo kết quả “Thành lập bổ sung bản đồ sản Việt Nam, 2010. cơ lý đất đá năm 2019 khu vực mỏ Bauxit Tây Tân [5]. Dự án đầu tư xây dựng công trình (ĐTXDCT) Rai, Công ty TNHH MTV Nhôm Lâm Đồng-TKV”, Khai thác mỏ Bauxit Nhân Cơ-Đăk Nông (Tổng Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin, 2019. giám đốc Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng [10]. Báo cáo kết quả “Thành lập bổ sung bản sản Việt Nam phê duyệt theo quyết định số 192/ đồ cơ lý đất đá năm 2019 khu vực mỏ Bauxit Nhân QĐ-TKV ngày 14/02/2014 của), Công ty cổ phần Cơ, Công ty nhôm Đắk Nông-TKV”, Viện Khoa học Tư vấn đầu tư mỏ và công nghiệp-Vinacomin, Công nghệ Mỏ - Vinacomin, 2019. 2010. [11]. Hồ Sỹ Giao, Bùi Xuân Nam, Nguyễn [6]. Báo cáo tổng kết đề tài: “Xây dựng hệ Anh Tuấn (2009), Khai thác khoáng sản rắn bằng thống định mức kinh tế - kỹ thuật trong công tác phương pháp lộ thiên. Nhà xuất bản Khoa học và khai thác, sàng tuyển cho Công ty TNHH MTV Lâm Đồng – TKV”, Công ty TNHH MTV Lâm Đồng Kỹ thuật, Hà Nội. – TKV, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin, [12]. 2014 [13]. [7]. Định mức lao động và năng suất một số he-so-bam-truot.30015/ thiết bị chủ yếu khai thác than lộ thiên (Tổng giám [14]. Kaufman W.W. & Ault J.C. 1977. Design đốc Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản of surface mining haulage roads – a manual. Việt Nam ban hành theo quyết định số 2798/QĐ- U.S. Department of Interior, Bureau of Mines, TKV ngày 31/12/2015), Tập đoàn Công nghiệp Information Circular 8758. Than – Khoáng sản Việt Nam, 2015. [15]. Caterpillar Performance Handbook 47. Establishment of the efficiency norm of the mining equipment suitable to the production condition at bauxite mines of Vinacomin MSc. Le Ba Phuc, Eng. Do Van Trieu - Vinacomin – Instiute of Mining Science and Technology Abstract: The bauxite mines of Vinacomin have been operating and reached the design capacity for many years. However, the economic and technical management of Vinacomin to the bauxite mines is based on the set of the productivity norm on temporary equipment constructed by the mine and the current equipment capacity norms of Vinacomin for the opencast coal mining companies are applied. The self constructed mine norms are only applied locally but not universally for bauxite mines under Vinacomin. The current equipment productivity norms that Vinacomin establishes to the opencast coal mines are not suitable for the mining conditions of bauxite mines, which cause a lot of difficulties in the technical management and the cost management. The paper prososes to develop the equipment efficiency norms which are suitable to the natural and technical conditions, the technology level of bauxite mines under Vinacomin, the advanced efficient and suitable level of the establishment ensuring the production costs of the optimal technology stages. 28 KHCNM SỐ 3/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN