Đánh giá thời gian làm việc hiệu quả tới sản lượng lò chợ cơ giới hóa vỉa 11 mỏ than Hà Lầm

tới sản lượng lò chợ cơ 
giới hóa vỉa 11 mỏ than Hà Lầm 
Nguyễn Phi Hùng 1, *, Bùi Mạnh Tùng 1, Vũ Thái Tiến Dũng 1, Nguyễn Thị Mỹ Hạnh2 
1 Khoa Mỏ , Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam 
2 Phòng Xuất bản, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam 
THÔNG TIN BÀI BÁO 
TÓM TẮT 
Quá trình: 
Nhận bài 18/5/2020 
Chấp nhận 13/6/2020 
Đăng online 31/8/2020 
 Lò chợ cơ giới hóa vỉa 11, mỏ than Hà Lầm được thiết kế với công suất 
600.000 t/năm. Trên thực tế, do ảnh hưởng tiêu cực của các yếu tố địa chất 
cũng như sự bất hợp lý của công tác tổ chức sản xuất ban đầu dẫn đến sản 
lượng khai thác của lò chợ không đạt được theo công suất thiết kế. Bài báo 
đề xuất phương pháp xác định thời gian làm việc hiệu quả của chu kỳ sản 
xuất lò chợ thực tế dựa trên từng công đoạn thành phần. Từ đó đánh giá ảnh 
hưởng của thời gian làm việc hiệu quả đến sản lượng khai thác lò chợ cơ 
giới hóa, có tính toán trong điều kiện cụ thể tại vỉa 11, mỏ than Hà Lầm. 
Phương pháp kéo dài thời gian làm việc hiệu quả lên sản lượng khai thác 
thu được, đã được thảo luận trong nghiên cứu này. Tốc độ dòng trung bình 
của luồng khai thác được coi là một yếu tố định hướng của hàm tuyến tính, 
mô tả mối quan hệ giữa sản lượng hàng ngày và hiệu quả. Mối quan hệ này 
được coi là động lực đặc biệt đối với nhân viên giám sát, vì nó cho thấy những 
lợi thế do kéo dài thời gian này, cũng như nguy cơ giảm sản lượng hàng ngày 
khi thời gian làm việc hiệu quả bị rút ngắn. 
© 2020 Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Tất cả các quyền được bảo đảm. 
Từ khóa: 
Chu kỳ sản xuất. 
Hà Lầm, 
Lò chợ dài, 
Sản lượng, 
Thời gian làm việc hiệu 
quả. 
1. Mở đầu 
Công nghệ cơ giới hóa tại mỏ than Hà Lầm 
được lựa chọn dựa trên sự phù hợp với điều kiện 
địa chất nhằm đem lại hiệu quả cao nhất trong sản 
xuất (Nông Việt Hùng, 2018). Hiệu quả hoạt động 
của lò chợ cơ giới hóa bị tác động bởi nhiều yếu tố 
khác nhau, có thể phân chia thành 3 nhóm yếu tố 
cơ bản (Cai Zhuangyang và Zhou Wei, 2014): 
 - Nhóm các yếu tố địa chất: điều kiện đá vách, 
đá trụ, thủy văn, ...; 
 - Nhóm các yếu tố kỹ thuật: kích thước hình 
học của vỉa, mức độ tương thích của các tổ hợp 
thiết bị, hệ thống công trình phụ trợ, ...; 
 - Nhóm các yếu tố công nghệ: sự phối hợp giữa 
các tổ hợp thiết bị, khả năng cung ứng nguyên 
nhiên liệu, động lực,  
Khi các yếu tố trên có mức độ tác động tiêu cực 
không đáng kể cũng đồng nghĩa với việc hiệu quả 
sản xuất trong lò chợ đạt mức cao và ngược lại 
(Nguyễn Văn Dũng, 2019). 
Nếu sử dụng các nhân tố đơn lẻ như đã thống 
kê ở trên để đánh giá mức độ hiệu quả sẽ không 
_____________________ 
*Tác giả liên hệ 
E - mail: nguyenphihung@humg. edu.vn 
DOI: 10.46326/JMES.2020.61(4).10 
 Nguyễn Phi Hùng và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(4), 95 - 101 97 
thể có được kết quả chính xác, cần thiết phải xác 
định thông qua một tham số đó là thời gian làm 
việc hiệu quả (Te). Đây là thời gian mà trong đó 
quá trình sản suất có thể được thực hiện liên tục, 
tức là loại trừ đi thời gian bị gián đoạn do việc 
dừng, hạ và tiến hành sửa chữa công nghệ được sử 
dụng trong các lò chợ. Việc gia tăng thời gian làm 
việc hiệu quả tất yếu sẽ dẫn đến sự gia tăng sản 
lượng của gương lò chợ (Snopkowsk và Napieraj, 
2012). 
Xây dựng hệ thống các yếu tố ảnh hưởng đến 
thời gian làm việc hiệu quả của lò chợ giúp cho 
người điều hành, quản lý và công nhân lao động 
trực tiếp có thể nắm được ý nghĩa của chúng, từ đó 
đề ra các biện pháp sản xuất thực tế phù hợp 
nhằm gia tăng thời gian làm việc hiệu quả nói trên 
(Snopkowski và Sukiennik, 2012). 
2. Mô hình xác định thời gian làm việc hiệu 
quả và cường độ khấu 
Để xác lập được mô hình tính toán cần biết tốc 
độ di chuyển và khoảng cách của từng thiết bị 
trong tổ hợp thiết bị lò chợ (máy khấu, máng cào, 
giàn chống). 
Mỗi lò chợ cơ giới hóa sử dụng công nghệ khai 
thác khác nhau sẽ được đặc trưng bởi thông số chỉ 
tiêu cường độ khấu khác nhau (Snopkowski và 
Sukiennik, 2013). Đối với mỗi công nghệ áp dụng 
trong gương lò chợ, có thể xác định được chính xác 
cường độ khấu thu được trong thời gian một chu 
kỳ sản xuất, nó phụ thuộc vào sản lượng khai thác 
theo chu kỳ, thời gian chu kỳ và chế độ làm việc 
của máy khấu. Cường độ khấu là một yếu tố quan 
trọng được sử dụng để đánh giá, tính toán sự ảnh 
hưởng của thời gian làm việc hiệu quả của lò chợ 
tới sản lượng khai thác được. 
Hiện tại, lò chợ cơ giới hóa vỉa 11, mỏ than Hà 
Lầm sử dụng máy khấu mã hiệu MG 150/375 - W, 
đây là loại máy khấu có 2 tang khấu. Thời gian làm 
việc hiệu quả của lò chợ cơ giới hóa vỉa 11 mỏ than 
Hà Lầm xác định dựa trên mô hình tổ chức sản 
xuất cho lò chợ sử dụng máy khấu 2 tang điển hình 
được xây dựng như trên Hình 1 (Vayenas và Yurij, 
2007). Trong Hình 1 các giá trị x1, x2, x3 là khoảng 
cách thi công và hoạt động của hệ thống máy khấu, 
máng cào, giàn chống, (m); t1, t2, ..., t6 là thời gian 
thực hiện các công đoạn của chu kì sản xuất, phút. 
Như vậy, tổng thời gian chu kỳ sản xuất tương 
ứng là: 
 =  +  +  +  +  +  , phút (1) 
Trong đó: 
+ t1 - thời gian di chuyển máy khấu không tải 
khi khám: 
Hình 1. Mô hình khấu của máy khấu hai tang (Vayenas và Yurij, 2007). 
98 Nguyễn Phi Hùng và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(4), 95 - 101 
 =
1

.  −  = 2, 5 phút (2) 
Vcz - tốc độ di chuyển của máy khấu ở trạng thái 
không tải, Vcz= 5 (m/phút); xp - chiều dài khám; xp= 
13, 5 m; dk - chiều dài máy khấu, dk= 11 m; 
+ t2 - thời gian di chuyển luồng tại khám chân, 
t2= 30 phút; 
+ t3 - thời gian khấu của máy khấu: 
 =
1

.  −  = 34, 8 ℎú (3) 
Vr - tốc độ di chuyển của máy khấu khi khấu, 
Vr= 3 m/phút; L - chiều dài lò chợ, L= 118 m. 
+ t4 - thời gian di chuyển của máy khấu trong 
quá trình tạo khám: 
 =
1

( +  +  − ), ℎú (4) 
Vz - tốc độ di chuyển của máy khấu trong quá 
trình tạo khám, Vz= 2 m/phút; 
 =  +  = 26  (5) 
s - khoảng cách từ vị trí di chuyển vì chống đến 
máy khấu, s= 15 m; x2 - khoảng cách từ vị trí sang 
máng đến vì chống đang di chuyển, x2=15 m; 
 =  +  = 21, 5  (6) 
p - khoảng cách nhỏ nhất từ vị trí sang máng tới 
máy khấu, p= 10, 5 m; t4= 25, 75 phút. 
+ t5 - thời gian di chuyển luồng khu vực đầu lò 
chợ (khám đầu): t5= 30 phút. 
+ t6 - thời gian di chuyển của máy khấu ở trạng 
thái không tải: 
 =
1

( +  +  − )
= 10,3 
, phút (7) 
Thay thế vào công thức (1), ta có: Tc= 131, 35 
phút. 
Chỉ tiêu cường độ của luồng khấu khi áp dụng 
công nghệ khấu 2 chiều f2k được xác định theo 
công thức: 
 =


= 
. . . . 

, /ℎú (8) 
Trong đó: H - chiều cao gương lò: H= 2, 6 m; z 
- chiều sâu cắt (bước khấu): z= 0, 63 m; γ - tỷ trọng 
than: γ= 1, 65 T/m3; ρ - hệ số khấu: ρ= 0, 95. 
Thay số vào ta được: f2k = 2, 3 (T/phút). 
3. Đánh giá ảnh hưởng của thời gian làm việc 
hiệu quả gương lò chợ dài tới sản lượng khai 
thác 
Sản lượng khai thác trong một ca sản xuất 
được xác định theo công thức: 
 = . , / (9) 
Trong đó: Te - thời gian làm việc hiệu quả cho 
từng ca, (phút/ca); ƒ2k - chỉ tiêu cường độ của 
luồng khấu, ƒ2k= 2, 3 (T/phút). 
Biểu đồ phản ánh sự phụ thuộc của sản lượng 
ngày với chỉ tiêu cường độ khấu và thời gian làm 
việc hiệu quả được trình bày trong Hình 2. 
Giá trị cực đại được giả định ở mức độ hoạt 
động hiệu quả tối đa của thiết bị vận tải lò chợ ở 
tốc độ lý tưởng, thời gian làm việc hiệu quả có thể 
được xác định tương ứng là 220 phút. Khi đó, sản 
lượng đầu ra hàng ca của gương lò chợ được xác 
định theo công thức (9) là Azm= 507 t/ca. 
Trên thực tế, các giá trị này thường thấp hơn 
đáng kể. Tuy nhiên, biểu đồ đưa ra được sự đánh 
giá tương đối về ảnh hưởng của chỉ tiêu cường độ 
khấu và thời gian làm việc hiệu quả đến sản lượng 
khai thác của lò chợ. 
Trong những phương pháp đã được phát triển, 
có những thành tựu cụ thể so sánh, đánh giá thời 
gian làm việc hiệu quả (thời gian thực) cho nhiều 
điều kiện khác nhau đối với gương lò chợ dài. Sự 
đánh giá này cần sử dụng các thông số, dữ liệu thu 
thập từ các báo cáo và quan điểm của các chuyên 
viên giám sát. Từ đó xác định được thời gian làm 
việc hiệu quả thực tế Ter. 
Dựa vào chỉ tiêu cường độ của luồng khấu ƒ2k và 
thời gian làm việc hiệu quả thực tế Ter có thể xác 
định được sản lượng thực tế của gương lò chợ dài 
theo công thức: 

 = 
. 
 , / (10) 
Do đó, Azmr có thể được coi là sản lượng khai 
thác đầu ra của mỏ trong một ca sản xuất trên một 
khoảng thời gian làm việc hiệu quả Ter không đổi. 
Để xác định mức độ thuận lợi hay khó khăn của 
công tác sản xuất trong gương lò chợ cơ giới hóa, 
việc xây dựng biểu đồ thể hiện sự thay đổi về mặt 
sản lượng khai thác của lò chợ dưới sự ảnh hưởng 
của thời gian làm việc hiệu quả đã được nghiên 
cứu và phát triển. Khu vực sản lượng được đánh 
dấu trên biểu đồ là khu vực sản lượng có thể đạt 
được (Hình 2). Sản lượng này được xác định dựa 
trên các yếu tố đầu ra liên quan trực tiếp đến 
 Nguyễn Phi Hùng và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(4), 95 - 101 99 
gương lò chợ trong trường hợp thời gian làm việc 
hiệu quả trên thực tế có thể dài hoặc ngắn hơn. 
4. Tính toán thời gian làm việc hiệu quả cho 
lò chợ cơ giới hóa mỏ Hà Lầm 
Trong phần này, các tính toán được xây dựng 
cho 1 gương lò chợ dài cơ giới hóa đồng bộ, sử 
dụng công nghệ khấu 2 chiều. Thay các công thức 
từ (1) đến (6) vào công thức (7) ta có chỉ tiêu 
cường độ luồng khấu k2k , đơn vị là t/phút được 
xác định theo công thức (11): 

=
. . . . 
1

 −  +
1

 −  + 
1

+
1


× ( +  +  + ) +  +  
, 
phút 
(11)
Đối với lò chợ cơ giới hóa vỉa 11, mỏ than Hà 
Lầm, các thông số đầu vào được sử dụng bao gồm: 
- Giàn chống: ZF4400/1, 6/2, 6 (giàn trung 
gian); ZF4400/1, 6/2, 8 (giàn chống quá độ); 
- Máy khấu: MG 150/386 WD; 
- Máng cào (trước và sau): SGZ 630/264. 
- Cầu chuyển tải: SZZ 630/110. 
- Chiều cao gương lò: H= 2, 6 m; 
- Chiều dài lò chợ: L= 118 m; 
- Chiều sâu cắt (bước khấu): z= 0, 63 m; 
- Tỷ trọng than: γ= 1, 63 t/m3; 
- Hệ số khấu: ρ= 0, 95;
- Chiều dài khám: 
 Khám lò đầu, lò chân: xp= 0, 7 m/khám; 
 Khám máy khấu: xp= 13, 5 m; 
- Chiều dài máy khấu: dk= 11 m; 
- Tốc độ di chuyển của máy khấu ở trạng thái 
không tải: Vcz= 0, 7÷5 m/phút; 
- Tốc độ di chuyển của máy khấu khi khấu: Vr= 
2÷4 m/phút; 
- Tốc độ di chuyển của máy khấu trong quá 
trình tạo khám: Vz= 1, 5÷2, 5 m/phút; 
- Khoảng cách từ vị trí sang máng đến vì chống 
đang di chuyển: x2= 15 m; 
- Khoảng cách nhỏ nhất giữa vị trí sang máng 
đến máy khấu: p= 10, 5 m; 
- Khoảng cách giữa máy khấu và vì chống đang 
di chuyển: s= 15 m; 
- Thời gian di chuyển luồng tại khám chân: t2= 
30 phút; 
- Thời gian di chuyển luồng khu vực đầu lò chợ 
(khám đầu): t5= 30 phút; 
- Thời gian di chuyển 1 dàn chống: 3 phút/giàn; 
- Thời gian di chuyển 1 cầu máng cào: 1 phút/ 
máng; 
- Số lao động trong 01 ngày đêm: 102 người. 
Sản lượng khai thác trong mối liên hệ với thời 
gian làm việc hiệu quả được xác định cho các điều 
kiện đối với gương lò chợ thử nghiệm được thể 
hiện trên Hình 3. 
Hình 2. Mối quan hệ giữa sản lượng khai thác hàng ngày, tốc độ lưu thông của luồng và thời gian làm việc 
có hiệu quả. 
100 Nguyễn Phi Hùng và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(4), 95 - 101 
Quan hệ giữa sản lượng khai thác Azm và thời 
gian làm việc hiệu quả Te là mối quan hệ tuyến tính 
và tỷ số giữa chúng là khoảng ≈ 10 phút. Giá trị của 
tỷ số này tương đương với chỉ số cường độ của 
luồng khấu đối với gương lò thử nghiệm. Giá trị 
này càng lớn sẽ làm gia tăng ảnh hưởng của thời 
gian làm việc hiệu quả đến sản lượng khai thác, 
thậm chí chỉ cần có sự thay đổi nhỏ về thời gian 
làm việc hiệu quả cũng sẽ dẫn đến những thay đổi 
lớn về sản lượng khai thác. Giá trị vượt mức của 
thời gian làm việc hiệu quả Ter được đánh dấu 
bằng màu xanh lá cây trên trục hoành. Nếu có thể 
tăng thời gian làm việc hiệu quả Ter trong gương lò 
chợ, sản lượng của lò chợ cũng tăng theo, khu vực 
màu xanh trên trục tung là khu vực thể hiện tiềm 
năng có thể đạt được về mặt sản lượng đối với 
gương lò chợ dài. Như trên Hình 3, khi kéo dài thời 
gian làm việc hiệu quả thêm 30 phút, kết quả đạt 
được là sản lượng lò chợ sẽ tăng lên 68 t/ca. 
Trong trường hợp thời gian làm việc hiệu quả 
thực tế nhỏ hơn thời gian tính toán Ter, sản lượng 
lò chợ sẽ giảm, không hứa hẹn và được biểu thị 
trong vùng đánh dấu bằng màu đỏ. 
5. Kết luận 
Như vậy, thời gian làm việc hiệu quả trong 
gương lò chợ là một trong những yếu tố quyết 
định mức độ sản lượng của lò chợ. Vấn đề then 
chốt nằm ở chỗ cần phải có những biện pháp thiết 
thực về tổ chức sản xuất nhằm gia tăng thời gian 
làm việc hiệu quả cho các hoạt động của các ca sản 
xuất. Phương pháp được trình bày trong nghiên 
cứu này có thể là công cụ hữu ích để đánh giá thời 
gian làm việc trong gương lò chợ và ảnh hưởng 
của tham số này đến sản lượng khai thác của lò 
chợ. 
Kết quả thực hiện tại lò chợ cơ giới hóa vỉa 11 
được xác định khi thời gian làm việc hiệu quả hơn 
30 phút sẽ kích hoạt tăng sản lượng khấu than 
tiềm năng vượt khoảng 68 t/ca. 
Tài liệu tham khảo 
Cai Zhuangyang, Zhou Wei, (2014). Reliability 
assessment method in underground mining 
system. China technology of mining university, 
China, 26-37. 
Nguyễn Văn Dũng, Vũ Thái Tiến Dũng, Đào Văn 
Chi, Bùi Mạnh Tùng, Nguyễn Phi Hùng, Vũ Tiến 
Quang, Đinh Thị Thanh Nhàn, (2019). Xây 
dựng mô hình điểm nút xác định các yếu tố ảnh 
hưởng và phương pháp tính thời gian làm việc 
hiệu quả trong cấu trúc tổ chức sản xuất lò chợ 
cơ giới hóa. Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa 
Hình 3. Mối liên hệ sản lượng lò chợ và thời gian làm việc hiệu quả. 
 Nguyễn Phi Hùng và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(4), 95 - 101 101 
chất 60(5), 31 - 37. 
Nông Việt Hùng, (2018). Nghiên cứu hoàn thiện 
một số thông số công nghệ khai thác lò chợ cơ 
giới hóa đồng bộ hạ trần than ở vỉa dày, dốc 
thoải và nghiêng tại các mỏ hầm lò vùng Quảng 
Ninh. Luận án tiến sĩ kỹ thuật. Trường Đại học 
Mỏ - Địa chất, 105. 
Snopkowski, R., Napieraj, A., (2012). Method of 
the production cycle duration time modeling 
within hard coal longwall faces. Arch. Min. Sci. 
57(3), 573-585. 
Snopkowski, R., Sukiennik, M., (2012). Selection of
 the longwall face crew with respect to 
stochastic character of the production process 
- part 1 - procedural description. Arch. Min. Sci. 
57(4), 107104-11088. 
Snopkowski, R., Sukiennik, M., (2013). Longwall 
face crew selection with respect to stochastic 
character of the production process - part 2 - 
calculation example. Arch. Min. Sci. 58(1), 227-
240. 
Vayenas, N., Yurij, G., (2007). Using Gen Rel for 
reliability assessment of mining equipment. 
Journal of Quality in Maintenance Engineering. 
Emerald 13(1).