Trong những năm qua, ngành khai thác mỏ đã triển khai áp dụng nhiều các giải pháp kỹ thuật để tiết kiệm năng lượng trong khai thác mỏ như sử dụng biến tần để điều chỉnh quá trình làm việc, sử dụng khởi động mềm, sử dụng hệ thống giám sát đo đếm điện năng ...Các giải pháp trên cũng đã phần nào phát huy và có hiệu quả trong việc sử dụng năng lượng hiệu quả. Tuy nhiên, phần lớn điện năng tiêu thụ trong khai thác mỏ thuộc về các hệ truyền động điện. Động cơ điện là thiết bị động lực được dùng để tạo ra các hệ truyền động của các khâu khai thác mỏ. Ở Việt Nam, điện năng tiêu thụ bởi các hệ truyền động chiếm hơn 75% tổng điện năng tiêu thụ của mỏ.

Trong khai thác mỏ, quạt thông gió mỏ là phụ tải loại một, nguồn điện được cấp cho quạt gió được cấp từ hai nguồn, đi kèm quạt thông gió hoạt động bao giờ cũng phải có thiết bị đóng cắt bảo vệ đi kèm. Ngoài ra, ở các mỏ vùng Quảng Ninh, hiện tại việc thao tác vận hành quạt thông gió cục bộ khi sự cố do mất nguồn hoặc do sự cố hỏng hóc được thực hiện thủ công: Khi mất nguồn điện lưới hoặc khi sự cố hỏng hóc người vận hành phải di chuyển quãng đường dài tới vị trí đặt quạt để chuyển nguồn cung cấp, làm tăng nhân lực trong vận hành, đôi khi không đáp ứng kịp thời và có thể dẫn tới mất an toàn, gây cháy nổ mỏ. Để khắc phục điều này, có thể dựa vào hệ thống tự động khởi động quạt khi được cấp nguồn trở lại, nghĩa là sau khi quạt thông gió đã được chuyển đổi cấp nguồn, hoặc có điện trở lại thì người công nhân không cần di chuyển quãng đường xa để khởi động quạt.

Đối với các thiết bị đóng cắt điều khiển (aptomat, khởi động từ, tủ điện...) trong khai thác mỏ theo quy định bắt buộc, phải trang bị các hình thức bảo vệ, như: ngắn mạch, quá tải, kiểm tra liên động rò điện trước khi khởi động...Hiện nay, các bộ bảo vệ kết hợp này trong khai thác mỏ cơ bản là thiết bị ngoại nhập việc này gây ra lãng phí ngoại tệ, dẫn đến phụ thuộc vào hàng hóa nước ngoài, ngoài ra việc không làm chủ được công nghệ gây khó khăn trong quá trình vận hành sửa chữa thay thế thiết bị.

Do vậy, việc hoàn thiện công nghệ thiết kế và công nghệ chế tạo hệ thống điện - điều khiển tự động cho quạt thông gió cục bộ để đạt được hiệu suất cao (IE2) và trang bị thiết bị đóng cắt, bảo vệ và điều khiển quá trình làm việc của quạt thông gió theo yêu cầu có nhiều ý nghĩa thực tiễn và cấp thiết cao. Đó là lý do nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Cơ điện mỏ do PGS. TS. Đỗ Như Ý dẫn đầu, đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thiết kế chế tạo hoàn thiện hệ thống điện - điều khiển tự động quạt thông gió cục bộ phục vụ khai thác mỏ hầm lò” trong thời gian từ năm 2021 đến năm 2023.

Đề tài nhằm mục tiêu làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo hệ thống điện - điều khiển tự động quạt thông gió cục bộ phục vụ khai thác mỏ hầm lò; và thiết kế và chế tạo được 01 hệ thống điện - điều khiển tự động quạt thông gió cục bộ đạt các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật.

Sản phẩm của đề tài là hệ thống điện - điều khiển quạt gió trong mỏ hầm lò bao gồm động cơ phòng nổ hiệu suất cao đạt IE2 theo tiêu chuẩn IEC60034-30 và tủ điều kiển phòng nổ đảm bảo các tính năng kỹ thuật theo đăng ký trong thuyết minh của đề tài cũng như đảm bảo tính năng an toàn nổ theo TCVN7079.

Sản phẩm của đề tài đã được đánh giá thử nghiệm các thông số kỹ thuật tại Phòng thí nghiệm của trường Đại học Mỏ - Địa chất, Trung tâm đo lường kỹ thuật 1 (Quatest 1) -Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng, Trung tâm Kiểm định Công nghiệp 1, Trung tâm mô trường và sản xuất sạch thuộc cục kỹ thuật an toan môi trường và công nghiệp và Công ty 35, Chi nhánh tổng Công ty Đông Bắc để thực hiện thử nghiệm đánh giá độc lập các thông số kỹ thuật của động cơ. Kết quả sản phẩm đã đạt được các thông số kỹ thuật theo như đăng ký ban đầu.

Việc thực hiện đề tài cũng tạo điều kiện để các nhà khoa học, các tiến sỹ, các chuyên gia, các thợ lành nghề cùng phối hợp nghiên cứu giúp đỡ cơ quan chủ trì và nhóm đề tài đem kiến thức, kinh nghiệm đóng góp cho sự phát triển, nâng cao năng lực chế tạo của ngành sản xuất thiết bị điện cho các mỏ ở nước ta.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 23347/2023) tại Cục thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

N.P.D (NASATI)