I. Giới thiệu về đề tài
Đề tài 'Thiết kế chế tạo máy đo tốc độ gió cầm tay cho khai thác hầm lò - An toàn lao động' được thực hiện bởi Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa (VIELINA) dưới sự chủ trì của TS. Nguyễn Thế Truyện. Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế và chế tạo một máy đo tốc độ gió cầm tay phục vụ cho công tác an toàn lao động trong khai thác hầm lò. Đề tài được thực hiện trong 12 tháng, từ tháng 1/2008 đến tháng 12/2008, với sự phối hợp của Công ty than Khe Chàm. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho công nhân khai thác than, đặc biệt là trong môi trường hầm lò nguy hiểm.
1.1. Bối cảnh và nhu cầu
Trong ngành khai thác than hầm lò, việc đảm bảo an toàn lao động là ưu tiên hàng đầu. Các vụ tai nạn như cháy nổ khí mêtan, sập lò, và bục nước thường xảy ra do hệ thống thông gió không đạt yêu cầu. Máy đo tốc độ gió đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát thông gió, giảm thiểu rủi ro. Tuy nhiên, các thiết bị hiện có tại Việt Nam chủ yếu nhập khẩu từ nước ngoài, chưa đáp ứng đầy đủ nhu cầu. Do đó, việc nghiên cứu và chế tạo máy đo tốc độ gió cầm tay là cần thiết để nâng cao hiệu quả an toàn lao động.
1.2. Mục tiêu đề tài
Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế và chế tạo một máy đo tốc độ gió cầm tay đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và an toàn trong khai thác hầm lò. Thiết bị cần đảm bảo độ chính xác cao, dễ sử dụng, và phù hợp với điều kiện làm việc khắc nghiệt. Đề tài cũng hướng đến việc thay thế các thiết bị nhập khẩu, giảm chi phí và tăng cường khả năng tự chủ trong sản xuất thiết bị công nghiệp.
II. Thiết kế và chế tạo máy đo tốc độ gió
Quá trình thiết kế máy đo gió được thực hiện dựa trên các công nghệ đo tốc độ gió hiện đại, kết hợp với yêu cầu đặc thù của khai thác hầm lò. Thiết bị được thiết kế với các module chính bao gồm cảm biến tốc độ gió, mạch xử lý tín hiệu, và màn hình hiển thị. Phần mềm điều khiển được phát triển để đảm bảo độ chính xác và ổn định của thiết bị. Quá trình chế tạo bao gồm việc lựa chọn vật liệu, lắp ráp, và hiệu chỉnh để đảm bảo thiết bị đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn và kỹ thuật.
2.1. Lựa chọn công nghệ
Các công nghệ đo tốc độ gió hiện nay bao gồm phương pháp đo bằng cánh quạt, cảm biến siêu âm, và cảm biến áp suất. Đề tài lựa chọn công nghệ cảm biến tốc độ gió dựa trên nguyên lý đếm xung, đảm bảo độ chính xác và độ bền trong môi trường khắc nghiệt. Công nghệ này cũng cho phép tích hợp thêm các tính năng như đo nhiệt độ và độ ẩm, phù hợp với yêu cầu của khai thác hầm lò.
2.2. Thiết kế phần cứng và phần mềm
Phần cứng của máy đo tốc độ gió được thiết kế với sơ đồ khối gồm cảm biến, mạch xử lý, và màn hình hiển thị. Phần mềm được phát triển trên nền tảng vi xử lý, đảm bảo xử lý tín hiệu nhanh chóng và chính xác. Quá trình thiết kế cũng chú trọng đến việc đảm bảo an toàn tia lửa và độ ổn định của thiết bị trong môi trường dễ cháy nổ.
III. Ứng dụng và thử nghiệm
Sau khi hoàn thiện, máy đo tốc độ gió cầm tay được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và tại các mỏ than thực tế. Kết quả thử nghiệm cho thấy thiết bị đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và an toàn, với độ chính xác cao và khả năng hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt. Thiết bị đã được kiểm định và đánh giá bởi Trung tâm An toàn Mỏ, đảm bảo tính ứng dụng thực tế trong khai thác hầm lò.
3.1. Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm
Thiết bị được thử nghiệm trong điều kiện mô phỏng môi trường hầm lò, với các thông số như nhiệt độ, độ ẩm, và tốc độ gió được kiểm soát chặt chẽ. Kết quả cho thấy máy đo tốc độ gió hoạt động ổn định, với sai số nằm trong phạm vi cho phép. Các tính năng như đo nhiệt độ và độ ẩm cũng được đánh giá cao.
3.2. Thử nghiệm thực tế
Thiết bị được đưa vào sử dụng tại các mỏ than thuộc Tập đoàn Công nghiệp Than và Khoáng sản Việt Nam (TKV). Kết quả thử nghiệm thực tế cho thấy thiết bị đáp ứng tốt yêu cầu của người sử dụng, giúp cải thiện hiệu quả công tác an toàn lao động. Các phản hồi từ công nhân và kỹ sư đều tích cực, khẳng định tính ứng dụng và hiệu quả của thiết bị.
IV. Kết luận và hướng phát triển
Đề tài 'Thiết kế chế tạo máy đo tốc độ gió cầm tay cho khai thác hầm lò - An toàn lao động' đã thành công trong việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo một thiết bị đo tốc độ gió đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và an toàn. Thiết bị không chỉ giúp cải thiện hiệu quả công tác an toàn lao động mà còn góp phần giảm chi phí nhập khẩu thiết bị. Trong tương lai, đề tài hướng đến việc cải tiến thiết kế, tích hợp thêm các tính năng mới, và mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực khác như khí tượng thủy văn và nông nghiệp.
4.1. Giá trị thực tiễn
Thiết bị máy đo tốc độ gió cầm tay mang lại giá trị thực tiễn cao trong việc đảm bảo an toàn lao động tại các mỏ than. Thiết bị giúp kiểm soát tốt hệ thống thông gió, giảm thiểu nguy cơ cháy nổ và tai nạn lao động. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả và an toàn trong khai thác hầm lò.
4.2. Hướng phát triển
Trong tương lai, đề tài hướng đến việc cải tiến thiết kế để tăng độ chính xác và độ bền của thiết bị. Các tính năng mới như đo lường đa thông số (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất) cũng được nghiên cứu để tích hợp vào thiết bị. Ngoài ra, việc mở rộng ứng dụng của máy đo tốc độ gió trong các lĩnh vực khác như khí tượng thủy văn và nông nghiệp cũng là một hướng phát triển tiềm năng.
