Luận án tiến sĩ: Tối ưu hóa sự phối hợp giữa máy xúc và ô tô cho mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh

• Tác giả: Đoàn Trọng Luật
• Người hướng dẫn: PGS.TS Bùi Xuân Nam
• Trường học: Trường Đại học Mỏ - Địa chất
• Chuyên ngành: Khai thác mỏ
• Đề tài: Tối ưu hóa sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô cho các mỏ khai thác than lộ thiên vùng Quảng Ninh
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG PHỐI HỢP GIỮA MÁY XÚC VÀ ÔTÔ TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH
• 1.1. HIỆN TRẠNG KHAI THÁC THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH
• 1.1.1. Khái quát về tiềm năng than và định hướng phát triển tại vùng Quảng Ninh. Vị trí địa lý của các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh
• 1.1.2. Hiện trạng khai thác tại các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh
• 1.2. HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG MÁY XÚC TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH
• 1.2.1. Hiện trạng sử dụng máy xúc tại mỏ than Đèo Nai
• 1.2.2. Hiện trạng sử dụng máy xúc tại mỏ than Cao Sơn
• 1.2.3. Hiện trạng sử dụng máy xúc tại mỏ than Cọc Sáu
• 1.2.4. Đánh giá chung về hiện trạng sử dụng máy xúc tại 3 mỏ Đèo Nai, Cao Sơn và Cọc Sáu
• 1.3. HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ÔTÔ TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH
• 1.3.1. Hiện trạng sử dụng ôtô tại mỏ than Đèo Nai
• 1.3.2. Hiện trạng sử dụng ôtô tại mỏ than Cao Sơn
• 1.3.3. Hiện trạng sử dụng ôtô tại mỏ than Cọc Sáu
• 1.4. HIỆN TRẠNG PHỐI HỢP GIỮA MÁY XÚC VÀ ÔTÔ TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH
• 1.4.1. Hiện trạng đồng bộ thiết bị tại các mỏ than Đèo Nai, Cao Sơn và Cọc Sáu
• 1.4.2. Hiện trạng phối hợp máy xúc - ôtô trên các mỏ Đèo Nai, Cao Sơn và Cọc Sáu
• 1.4.3. Một số bất cập trong sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô tại các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh
• 1.4.4. Một số giải pháp nâng cao hiệu quả đồng bộ máy xúc - ôtô tại các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh
• 1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ THUẬT TOÁN TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN ĐỒNG BỘ MÁY XÚC - ÔTÔ TRÊN CÁC MỎ LỘ THIÊN
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ THUẬT TOÁN TRONG NƯỚC DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN ĐỒNG BỘ MÁY XÚC - ÔTÔ
• 2.1.1. Cân đối số lượng thiết bị trong dây chuyền xúc bốc, vận tải trên các mỏ lộ thiên bằng bài toán kinh tế
• 2.1.2. Xác định năng suất tổ hợp ôtô - máy xúc trong các mỏ lộ thiên có tính tới độ tin cậy
• 2.1.3. Xác định số ôtô phục vụ cho một máy xúc trong các mỏ lộ thiên
• 2.1.4. Xác định mối quan hệ giữa máy xúc và ôtô trong mỏ lộ thiên dựa trên dung tích gầu máy xúc, tải trọng ôtô và quãng đường vận chuyển
• 2.2. TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ THUẬT TOÁN NGOÀI NƯỚC TRONG VIỆC TÍNH TOÁN ĐỒNG BỘ MÁY XÚC - ÔTÔ
• 2.2.1. Thuật toán xếp hàng
• 2.2.2. Thuật toán Monte Carlo và ứng dụng của nó trên các mỏ lộ thiên
• 2.2.3. Nhóm các phương pháp dựa trên việc nghiên cứu các hoạt động của thiết bị trong đồng bộ
• 2.2.4. Nhóm các phương pháp sử dụng trí tuệ nhân tạo
• 2.2.5. Nhóm các phương pháp nghiên cứu của các nhà khoa học mỏ Liên Xô cũ
• 2.2.6. Nhóm các phương pháp nghiên cứu dựa trên các chương trình phần mềm tính toán có sẵn
• 2.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA SỰ PHỐI HỢP GIỮA MÁY XÚC VÀ ÔTÔ CHO CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN
• 3.1. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI HIỆU QUẢ PHỐI HỢP GIỮA MÁY XÚC VÀ ÔTÔ TRÊN CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH
• 3.1.1. Sử dụng nhiều chủng loại thiết bị khác nhau
• 3.1.2. Cung độ vận tải chưa được cập nhật theo bước dịch chuyển của gương khai thác. Sử dụng các thiết bị đã cũ, năng suất thấp. Sơ đồ xúc bốc, nhận tải chưa hợp lý
• 3.1.3. Ảnh hưởng của vận tốc xe chạy đến chu kỳ vận tải
• 3.1.4. Ảnh hưởng của chất lượng đường vận tải
• 3.1.5. Ảnh hưởng của loại vật liệu xúc bốc, vận tải
• 3.1.6. Ảnh hưởng của chu trình vận tải trên mỏ
• 3.2. CÁC GIẢI PHÁP TỐI ƯU HÓA SỰ PHỐI HỢP GIỮA MÁY XÚC VÀ ÔTÔ TRÊN CÁC MỎ LỘ THIÊN
• 3.2.1. Sử dụng ít chủng loại thiết bị khác nhau. Cập nhật cung độ vận tải định kỳ theo bước dịch chuyển của gương khai thác
• 3.2.2. Không sử dụng những thiết bị quá cũ. Tối ưu hóa các sơ đồ xúc bốc và nhận tải. Tối ưu hóa vận tốc xe chạy (có tải và không tải)
• 3.2.3. Nâng cao chất lượng đường vận tải
• 3.2.4. Sử dụng chu trình vận tải hở thay cho chu trình vận tải kín
• 3.3. XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA VÀ CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM LỰA CHỌN ĐỒNG BỘ MÁY XÚC - ÔTÔ CHO CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH
• 3.3.1. Xác định năng suất của máy xúc
• 3.3.2. Xác định năng suất của ôtô
• 3.3.3. Tính toán năng suất đồng bộ
• 3.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG
• 4. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THỬ NGHIỆM CHO MỘT SỐ MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH BẰNG CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM OST
• 4.1. TÍNH TOÁN THỬ NGHIỆM KHI XÚC BỐC, VẬN TẢI THAN CHO MỎ THAN CAO SƠN
• 4.1.1. Trường hợp 1
• 4.1.2. Trường hợp 2
• 4.1.3. Trường hợp 3
• 4.1.4. Trường hợp 4
• 4.2. TÍNH TOÁN THỬ NGHIỆM KHI XÚC BỐC, VẬN TẢI ĐẤT ĐÁ BÓC CHO MỎ THAN ĐÈO NAI
• 4.2.1. Trường hợp 1
• 4.2.2. Trường hợp 2
• 4.2.3. Trường hợp 3
• 4.2.4. Trường hợp 4
• 4.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA NCS
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tối ưu hóa máy xúc

Tối ưu hóa máy xúc là một yếu tố quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả khai thác than lộ thiên tại Quảng Ninh. Các mỏ than như Đèo Nai, Cao Sơn và Cọc Sáu đang sử dụng nhiều loại máy xúc khác nhau, từ máy xúc thủy lực gàu ngược đến các loại máy xúc truyền thống. Tuy nhiên, việc sử dụng các thiết bị cũ và không đồng bộ đã dẫn đến năng suất thấp. Để tối ưu hóa, cần tập trung vào việc cập nhật cung độ vận tải theo bước dịch chuyển của gương khai thác, sử dụng các thiết bị mới có năng suất cao hơn và tối ưu hóa các sơ đồ xúc bốc. Điều này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn giảm chi phí vận hành.

1.1 Hiện trạng sử dụng máy xúc

Hiện trạng sử dụng máy xúc tại các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh cho thấy sự đa dạng về chủng loại nhưng thiếu đồng bộ. Tại mỏ Đèo Nai, các máy xúc thủy lực gàu ngược được sử dụng phổ biến, trong khi mỏ Cao Sơn và Cọc Sáu lại sử dụng các loại máy xúc truyền thống. Sự không đồng bộ này dẫn đến hiệu quả làm việc không cao, đặc biệt khi khai thác xuống sâu với điều kiện địa chất phức tạp.

1.2 Giải pháp tối ưu hóa

Để tối ưu hóa máy xúc, cần áp dụng các giải pháp như sử dụng ít chủng loại thiết bị khác nhau, cập nhật cung độ vận tải định kỳ và không sử dụng các thiết bị quá cũ. Ngoài ra, việc tối ưu hóa các sơ đồ xúc bốc và nhận tải cũng là yếu tố quan trọng giúp nâng cao hiệu quả làm việc của máy xúc.

II. Ô tô khai thác than

Ô tô khai thác than đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển than từ các mỏ lộ thiên. Tại Quảng Ninh, các mỏ than như Đèo Nai, Cao Sơn và Cọc Sáu đang sử dụng nhiều loại ô tô khác nhau, từ loại nhỏ đến loại lớn. Tuy nhiên, việc sử dụng các ô tô cũ và không đồng bộ với máy xúc đã dẫn đến hiệu quả vận chuyển thấp. Để tối ưu hóa, cần tập trung vào việc nâng cao chất lượng đường vận tải, tối ưu hóa vận tốc xe chạy và sử dụng chu trình vận tải hở thay cho chu trình vận tải kín.

2.1 Hiện trạng sử dụng ô tô

Hiện trạng sử dụng ô tô tại các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh cho thấy sự đa dạng về chủng loại nhưng thiếu đồng bộ. Tại mỏ Đèo Nai, các ô tô loại nhỏ được sử dụng phổ biến, trong khi mỏ Cao Sơn và Cọc Sáu lại sử dụng các loại ô tô lớn hơn. Sự không đồng bộ này dẫn đến hiệu quả vận chuyển không cao, đặc biệt khi khai thác xuống sâu với điều kiện địa chất phức tạp.

2.2 Giải pháp tối ưu hóa

Để tối ưu hóa ô tô khai thác than, cần áp dụng các giải pháp như nâng cao chất lượng đường vận tải, tối ưu hóa vận tốc xe chạy và sử dụng chu trình vận tải hở thay cho chu trình vận tải kín. Ngoài ra, việc sử dụng các ô tô mới có năng suất cao hơn cũng là yếu tố quan trọng giúp nâng cao hiệu quả vận chuyển.

III. Phối hợp máy xúc và ô tô

Phối hợp máy xúc và ô tô là yếu tố then chốt trong việc nâng cao hiệu quả khai thác than lộ thiên tại Quảng Ninh. Sự đồng bộ giữa máy xúc và ô tô giúp tối ưu hóa quy trình khai thác, từ đó nâng cao năng suất và giảm chi phí. Tuy nhiên, hiện trạng phối hợp giữa máy xúc và ô tô tại các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh còn nhiều bất cập, đặc biệt là sự không đồng bộ về chủng loại thiết bị và cung độ vận tải. Để tối ưu hóa, cần tập trung vào việc xây dựng các mô hình toán học và phần mềm tính toán để lựa chọn đồng bộ thiết bị tối ưu.

3.1 Hiện trạng phối hợp

Hiện trạng phối hợp máy xúc và ô tô tại các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh cho thấy sự không đồng bộ về chủng loại thiết bị và cung độ vận tải. Điều này dẫn đến hiệu quả làm việc không cao, đặc biệt khi khai thác xuống sâu với điều kiện địa chất phức tạp.

3.2 Giải pháp tối ưu hóa

Để tối ưu hóa phối hợp máy xúc và ô tô, cần áp dụng các giải pháp như xây dựng các mô hình toán học và phần mềm tính toán để lựa chọn đồng bộ thiết bị tối ưu. Ngoài ra, việc sử dụng các thiết bị mới có năng suất cao hơn cũng là yếu tố quan trọng giúp nâng cao hiệu quả làm việc.