Tổng quan nghiên cứu

Nhu cầu tiêu thụ than nội địa của Việt Nam đang bước vào giai đoạn tăng trưởng mạnh mẽ với mục tiêu tổng nhu cầu sử dụng than tăng từ 47,5 triệu tấn năm 2016 lên 86,4 triệu tấn vào năm 2020 và chạm mốc 156,6 triệu tấn vào năm 2030 theo Quyết định số 403/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ. Riêng ngành nhiệt điện, lượng than tiêu thụ dự kiến tăng từ 33,2 triệu tấn năm 2016 lên mức kỷ lục 131,1 triệu tấn vào năm 2030. Để đáp ứng sản lượng này trong bối cảnh các mỏ than lộ thiên dần cạn kiệt, ngành than buộc phải đẩy mạnh hoạt động khai thác than hầm lò xuống các tầng sâu địa chất phức tạp.

Thực tiễn từ các mỏ khai thác than hầm lò cho thấy, việc áp dụng cơ giới hóa và tự động hóa giúp sản lượng khai thác tăng trên 1,6 lần, đồng thời năng suất lao động tăng vượt bậc gấp 3,6 lần so với phương thức thủ công. Tuy nhiên, hơn 75% trữ lượng than tại các vùng mỏ lớn như Quảng Ninh nằm ở các vỉa dốc không ổn định, có độ ẩm cao trên 90% và tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ khí mêtan nghiêm trọng. Vấn đề đặt ra là hệ thống chính sách công nghệ hiện hành chưa thực sự tạo đủ xung lực để khuyến khích các doanh nghiệp mỏ đầu tư vào công nghệ tự động hóa chuyên biệt.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Quản lý Khoa học và Công nghệ tập trung phân tích thực trạng hệ thống chính sách công nghệ trong lĩnh vực tự động hóa ngành khai thác than hầm lò giai đoạn từ năm 2012 đến năm 2018. Trên cơ sở khảo sát thực chứng tại Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV), trọng tâm là Công ty Than Khe Chàm và Công ty Than Uông Bí, nghiên cứu đề xuất hệ thống giải pháp hoàn thiện chính sách, thúc đẩy áp dụng tự động hóa nhằm nâng cao năng suất, tiết giảm chi phí sản xuất và bảo đảm an toàn tính mạng cho người lao động.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết chu trình chính sách (Policy Cycle) kết hợp mô hình điều khiển học để xem xét toàn diện tiến trình chính sách từ khâu xác định vấn đề, hoạch định, thẩm định phê duyệt, triển khai thực hiện đến đánh giá tác động và tiếp nhận phản hồi thực tế. Khung phân tích cấu trúc chính sách 4 tầng (Triết lý, Hệ quan điểm, Hệ chuẩn mực và Hệ khái niệm) được vận dụng để làm rõ mối quan hệ tương hỗ giữa mục tiêu chính sách và các công cụ thực thi.

Bên cạnh đó, luận văn tiếp cận khung cấu trúc công nghệ 4 thành phần thiết bị (Technoware), con người (Humanware), thông tin (Infoware) và tổ chức (Orgaware) để đánh giá mức độ tương thích của hạ tầng kỹ thuật ngành than. Bốn khái niệm công cụ cốt lõi được chuẩn hóa trong nghiên cứu bao gồm:

  1. Công nghệ: Giải pháp, quy trình, bí quyết kỹ thuật có kèm hoặc không kèm công cụ, phương tiện dùng để biến đổi nguồn lực thành sản phẩm theo Luật Chuyển giao Công nghệ năm 2017.
  2. Chính sách: Tập hợp các biện pháp được thể chế hóa do chủ thể quản lý ban hành nhằm kích thích động cơ và định hướng hành vi của các nhóm xã hội hướng tới mục tiêu ưu tiên.
  3. Chính sách công nghệ: Tổng thể các biện pháp, giải pháp định hướng và điều phối 4 thành phần thiết bị, con người, thông tin, tổ chức nhằm phát triển tiềm lực công nghệ.
  4. Tự động hóa sản xuất: Quá trình kết hợp các yếu tố kỹ thuật để thu thập, xử lý thông tin và điều khiển hệ thống vận hành theo mục tiêu xác định mà không cần sự can thiệp trực tiếp của con người.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu thứ cấp gồm các văn bản quy phạm pháp luật (Luật Khoa học và Công nghệ năm 2013, Luật Chuyển giao Công nghệ năm 2017, Quyết định số 418/QĐ-TTg, Quyết định số 347/QĐ-TTg) và báo cáo kỹ thuật giai đoạn 2012-2018 của gần 100 đơn vị thành viên thuộc TKV.

Đối với dữ liệu sơ cấp, nghiên cứu áp dụng phương pháp chọn mẫu có chủ đích (purposive sampling) khảo sát thực địa tại Công ty Than Khe Chàm và Công ty Than Uông Bí. Cỡ mẫu này được lựa chọn vì đây là 2 doanh nghiệp tiêu biểu của TKV có điều kiện địa chất đặc thù và đi đầu trong việc thử nghiệm áp dụng hệ thống tự động hóa giám sát, thông tin mỏ.

Phương pháp phân tích tài liệu kết hợp phương pháp chuyên gia (phỏng vấn sâu các nhà khoa học thuộc Hội Khoa học và Công nghệ Mỏ, Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa - VIELINA, cùng các nhà quản lý tại Cục Công nghiệp - Bộ Công Thương) được lựa chọn. Phương pháp này giúp đối chiếu trực tiếp giữa quy định pháp lý trên giấy tờ với rào cản kỹ thuật tại hiện trường mỏ hầm lò, bảo đảm tính khách quan và khoa học cho các kết luận.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích thực trạng ứng dụng công nghệ và chính sách giai đoạn 2012-2018 mang lại 4 phát hiện trọng tâm:

  1. Đột phá về năng suất và sản lượng: Việc đưa cơ giới hóa và tự động hóa vào các khâu khai thác tại một số mỏ than đã giúp tăng sản lượng khai thác lên hơn 1,6 lần (tăng 60%) và nâng cao năng suất lao động lên 3,6 lần (tăng 260%) so với các gương lò thủ công. Các thiết bị tự hành và trạm biến tần phòng nổ công suất 55 kW điện áp 380/660V đã bước đầu chứng minh hiệu quả giảm tải sức lao động nặng nhọc.

  2. Áp lực nguồn cung năng lượng và rào cản địa chất mỏ: Dự báo nhu cầu than thương phẩm nội địa sẽ tăng vọt lên mức 86,4 triệu tấn vào năm 2020 và 156,6 triệu tấn vào năm 2030. Tuy nhiên, gần 75% trữ lượng than hầm lò nằm ở các vỉa dốc không ổn định, độ ẩm trung bình vượt 90%, nồng độ bụi cao và thường xuyên đối mặt với hiểm họa tích tụ khí mêtan. Mọi thiết bị tự động hóa bắt buộc phải đáp ứng tiêu chuẩn an toàn tia lửa điện và phòng nổ nghiêm ngặt theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7079.

  3. Tác động tích cực từ hành lang pháp lý chung: Các chính sách KH&CN vĩ mô đã tạo động lực đưa chỉ số sản xuất toàn ngành công nghiệp (IIP) đạt mức tăng trưởng 9,4%, đồng thời giúp chỉ số đổi mới sáng tạo toàn cầu (GII) của Việt Nam tăng 12 bậc (từ vị trí 59/128 lên vị trí 47/127 nền kinh tế). Nhiều công nghệ giám sát điện mỏ, truyền thông cứu hộ và nhận dạng tiếng nói tiếng Việt trong môi trường nhiễu đã được nghiên cứu thành công.

  4. Bất cập trong cơ chế chính sách chuyên ngành: Hệ thống chính sách hiện hành thiếu các công cụ khuyến khích đặc thù cho khai thác hầm lò. Chi phí đầu tư hệ thống tự động hóa chuyên biệt rất lớn, trong khi cơ chế ưu đãi thuế, tín dụng đầu tư đổi mới công nghệ và quỹ phát triển khoa học công nghệ của doanh nghiệp chưa được vận hành linh hoạt, gây tâm lý ngại rủi ro tại các đơn vị khai thác.

Thảo luận kết quả

Các phát hiện phản ánh rõ nét sự thiếu đồng bộ giữa mục tiêu chính sách và phương tiện thực thi. Khi so sánh với các nghiên cứu tổng thể về tự động hóa trong các ngành công nghiệp mũi nhọn của Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa (VIELINA), chính sách tự động hóa trong ngành than bộc lộ tính chất phân tán và cục bộ. Dữ liệu nghiên cứu cho thấy khoảng trống lớn giữa định hướng quy hoạch sản lượng than đạt trên 75 triệu tấn vào năm 2030 với khả năng hấp thụ công nghệ thực tế của các đơn vị khai thác mỏ.

+-------------------------------------------------------------------------+
|                  PARADIGMA CHÍNH SÁCH TỰ ĐỘNG HÓA HẦM LÒ                |
+-------------------------------------------------------------------------+
| MỤC TIÊU CHIẾN LƯỢC                     CÔNG CỤ THỰC THI HIỆN TẠI       |
| - Sản lượng: >75 triệu tấn (2030)  <--> - Thiếu tín dụng ưu đãi chuyên biệt |
| - Năng suất: Tăng gấp 3,6 lần      <--> - Cơ chế trích lập quỹ KH&CN hẹp    |
| - An toàn: Giảm thiểu tai nạn nổ khí <-> - Nhân lực công nghệ cao thiếu hụt |
+-------------------------------------------------------------------------+

Bảng tổng hợp cân đối mục tiêu và phương tiện trên làm sáng tỏ nguyên nhân khiến chính sách chưa đi sâu vào đời sống sản xuất:

  • Rào cản tài chính: Suất đầu tư cho một dây chuyền tự động hóa phòng nổ thường gấp nhiều lần thiết bị thông thường, vượt quá năng lực vốn tự có của các công ty than thành viên.
  • Nhân lực vận hành: Tỷ lệ lao động thủ công chiếm đa số, trong khi đội ngũ kỹ sư có năng lực làm chủ, bảo dưỡng và xử lý sự cố thiết bị điều khiển tự động dưới hầm sâu còn quá mỏng.
  • Tâm lý e ngại chuyển đổi: Nỗi lo mất việc làm của người lao động thủ công cùng tâm lý sợ gián đoạn chu kỳ sản xuất của cấp quản lý đã tạo ra lực cản vô hình đối với việc tiếp nhận công nghệ mới.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm giải quyết triệt để các điểm nghẽn và hiện thực hóa mục tiêu hiện đại hóa ngành mỏ, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược:

  1. Hoàn thiện cơ chế quản trị và pháp lý: Bộ Công Thương chủ trì phối hợp với Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành quy chuẩn kỹ thuật bắt buộc về tự động hóa giám sát khí mỏ và kiểm soát an toàn theo tiêu chuẩn TCVN 7079 cho 100% các mỏ hầm lò trước năm 2025. Cắt giảm 30% thời gian thẩm định công nghệ và hoàn thiện cơ chế nghiệm thu các đề tài nghiên cứu thử nghiệm thiết bị tự động hóa mỏ.

  2. Thiết lập cơ chế ưu đãi tài chính và thuế: Bộ Tài chính và Ngân hàng Nhà nước thiết lập gói tín dụng ưu đãi với mức lãi suất vay đầu tư thiết bị tự động hóa thấp hơn từ 2% đến 3% so với lãi suất thương mại thông thường. Cho phép các doanh nghiệp than trích tối đa 10% thu nhập tính thuế thu nhập doanh nghiệp để lập Quỹ phát triển KH&CN, đồng thời miễn thuế nhập khẩu đối với các linh kiện, cảm biến phòng nổ chuyên dụng phục vụ tự động hóa hầm lò giai đoạn 2020-2030.

  3. Xây dựng mạng lưới liên kết đổi mới sáng tạo: Tập đoàn TKV ký kết chương trình hợp tác chiến lược với các viện nghiên cứu đầu ngành như VIELINA, Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ, đặt hàng thiết kế chế tạo hệ thống tự động hóa tích hợp mang thương hiệu Việt Nam. Đặt mục tiêu tự chủ ít nhất 60% thiết bị giám sát và cảnh báo an toàn hầm lò vào năm 2030, giảm dần phụ thuộc vào công nghệ ngoại nhập.

  4. Đẩy mạnh đào tạo nhân lực và hợp tác quốc tế: Đổi mới chương trình đào tạo tại các trường đại học mỏ và cơ điện, mở rộng các khóa đào tạo lại cho 100% công nhân kỹ thuật vận hành hệ thống tự động. Chủ động tiếp nhận chuyển giao công nghệ điều khiển tự động tiên tiến từ Ba Lan, Nga, Đức, phấn đấu nâng tỷ lệ tự động hóa trong các khâu vận tải than, thông gió và thoát nước mỏ đạt trên 80% vào năm 2025.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về KH&CN và công nghiệp: Cán bộ hoạch định chính sách tại Bộ Khoa học và Công nghệ, Bộ Công Thương, Cục Công nghiệp. Tài liệu cung cấp cơ sở dữ liệu thực chứng và khung lý thuyết đánh giá chính sách để xây dựng các thông tư, quy hoạch phát triển công nghiệp hỗ trợ và chính sách công nghệ cao chuyên ngành.

  2. Lãnh đạo và nhà quản lý doanh nghiệp ngành mỏ: Ban điều hành Tập đoàn TKV, ban giám đốc các công ty khai thác than hầm lò (Khe Chàm, Uông Bí, Mạo Khê, Vàng Danh). Cung cấp bức tranh toàn cảnh về hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của việc ứng dụng tự động hóa, giúp xây dựng lộ trình đầu tư công nghệ tối ưu hóa năng suất và giảm thiểu rủi ro vận hành.

  3. Các viện nghiên cứu, chuyên gia và kỹ sư tự động hóa: Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, các nhà sáng chế thiết bị cơ điện mỏ. Nghiên cứu chỉ rõ các phân khúc công nghệ ưu tiên cần tập trung nghiên cứu chế tạo (trạm biến tần phòng nổ, hệ thống định vị thợ mỏ, thiết bị cảm biến không dây).

  4. Giảng viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh: Người nghiên cứu chuyên ngành Quản lý Khoa học và Công nghệ, Quản lý Kinh tế, Kỹ thuật Mỏ. Cung cấp phương pháp luận chuẩn mực về phân tích chu trình chính sách, phương pháp chọn mẫu khảo sát thực địa và kinh nghiệm xử lý dữ liệu định tính - định lượng kết hợp.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao tự động hóa trong khai thác than hầm lò lại đòi hỏi tiêu chuẩn an toàn khắt khe hơn các ngành công nghiệp khác? Môi trường khai thác than hầm lò có độ ẩm thường xuyên trên 90%, nhiều bụi và đặc biệt là sự xuất hiện của khí mêtan dễ cháy nổ khi gặp tia lửa điện. Do đó, các thiết bị tự động hóa bắt buộc phải đáp ứng tiêu chuẩn an toàn tia lửa điện và phòng nổ nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn TCVN 7079 để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho tính mạng thợ mỏ.

  2. Việc ứng dụng cơ giới hóa và tự động hóa mang lại mức tăng trưởng năng suất thực tế ra sao tại các mỏ than Việt Nam? Số liệu thực tế từ các mỏ khai thác than hầm lò cho thấy, khi ứng dụng đồng bộ cơ giới hóa và hệ thống tự động hóa vào sản xuất, sản lượng khai thác của đơn vị tăng hơn 1,6 lần và năng suất lao động của công nhân tăng gấp 3,6 lần so với phương pháp khai thác thủ công truyền thống.

  3. Rào cản lớn nhất hiện nay khiến các công ty than e ngại triển khai tự động hóa quy mô lớn là gì? Chi phí đầu tư ban đầu cho các hệ thống tự động hóa hầm lò chuyên dụng rất cao, trong khi nguồn vốn tự có của các công ty còn hạn chế. Bên cạnh đó, các chính sách ưu đãi về vốn vay, miễn giảm thuế và cơ chế chia sẻ rủi ro từ ngân sách nhà nước chưa đủ mạnh để khuyến khích doanh nghiệp mạnh dạn đổi mới.

  4. Nhu cầu tiêu thụ than của Việt Nam dự báo sẽ tăng trưởng như thế nào đến năm 2030? Theo Quyết định số 403/QĐ-TTg, tổng nhu cầu sử dụng than trong nước được dự báo tăng mạnh từ 47,5 triệu tấn năm 2016 lên 86,4 triệu tấn năm 2020, đạt 121,5 triệu tấn năm 2025 và chạm mốc 156,6 triệu tấn vào năm 2030, trong đó ngành nhiệt điện chiếm tỷ trọng tiêu thụ lớn nhất với 131,1 triệu tấn.

  5. Chính sách công nghệ cần ưu tiên giải pháp tài chính nào để thúc đẩy tự động hóa ngành mỏ? Cần ưu tiên ban hành gói tín dụng ưu đãi với lãi suất thấp hơn lãi suất thương mại từ 2% đến 3% dành riêng cho các dự án đổi mới công nghệ mỏ. Đồng thời, cho phép doanh nghiệp trích tối đa 10% thu nhập chịu thuế để lập Quỹ phát triển KH&CN và miễn thuế nhập khẩu thiết bị, linh kiện tự động hóa phòng nổ.

Kết luận

  • Tự động hóa là con đường tất yếu giúp ngành than Việt Nam hiện thực hóa mục tiêu sản xuất trên 75 triệu tấn than thương phẩm vào năm 2030 trong điều kiện mỏ xuống sâu.
  • Cơ sở thực tiễn khẳng định công nghệ tự động hóa nâng cao năng suất lao động gấp 3,6 lần, tăng sản lượng 1,6 lần và ngăn ngừa tai nạn khí mỏ nghiêm trọng.
  • Hệ thống chính sách công nghệ cần chuyển hướng từ hỗ trợ chung sang các công cụ ưu đãi đặc thù về vốn tín dụng, thuế và liên kết nghiên cứu chế tạo thiết bị phòng nổ TCVN 7079.
  • Đào tạo đội ngũ nhân lực kỹ thuật cao và giải tỏa tâm lý e ngại đổi mới của người lao động là điều kiện tiên quyết để hấp thụ thành công công nghệ mới.
  • Luận văn đóng góp khung giải pháp toàn diện về quản lý KH&CN, tạo tiền đề vững chắc cho việc hoàn thiện thể chế phát triển công nghiệp mỏ hiện đại và bền vững.

Giai đoạn 2020-2025 là thời điểm then chốt để các cơ quan quản lý nhà nước cùng Tập đoàn Than - Khoáng sản Việt Nam chuẩn hóa quy chuẩn kỹ thuật và ban hành các gói ưu đãi tài chính. Đến giai đoạn 2025-2030, ngành cần tập trung vận hành đồng bộ hệ thống tự động hóa tại tất cả các mỏ than hầm lò. Các nhà hoạch định chính sách, lãnh đạo doanh nghiệp và các viện nghiên cứu cần bắt tay triển khai ngay các cơ chế liên kết đổi mới sáng tạo, đưa tự động hóa trở thành động lực cốt lõi bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia.