MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Các thiết bị trong hệ thống sàng tuyển than Công ty cổ phần than Tây
Nam Đá Mài đều sử dụng cấp điện áp 380V. Khi khả năng khai thác ngày
càng phát triển sản lượng than ngày một tăng nhanh, các dây chuyền sàng và
tuyển than sẽ phải đầu tư lắp đặt nhiều để đáp ứng khâu sàng và tuyển than.
Với sản lượng của công ty cổ phần than Tây Nam Đá Mài năm 2015 sản xuất
1.800.000 tấn than/ năm thì điện năng cho khâu chế biến và sàng tuyển than
theo tính toán là 1.100.000 kWh. Đặc biệt về quy mô mở rộng các dây chuyền
sàng tuyển những năm tiếp theo phải lắp đặt các thiết bị gia công than như
máy đập hàm, máy nghiền than có công suất lớn từ (75 -:- 160) kW. Do vậy
tổn hao điện năng và tổn hao điện áp trên đường dây truyền tải tăng, ảnh
hưởng trực tiếp đến điều kiện làm việc bình thường và điều kiện khởi động
của động cơ, làm giảm năng suất của máy và tuổi thọ của thiết bị, các động cơ
có thể bị quá tải. Khi đó chi phí điện năng trong máy biến áp và trên đường
dây cũng tăng cao, ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành sản phẩm.
Để khắc phục những nhược điểm của các thiết bị trong hệ thống sàng
tuyển than tại Công ty cổ phần than Tây Nam Đá Mài và đáp ứng nhu cầu của
tổng sơ đồ phát triển ngành than của các mỏ lộ thiên, Công ty cổ phần than
Tây Nam Đá Mài cần phải tiến hành đổi mới, áp dụng cơ giới hóa và tự động
hóa trong công nghệ khai thác. Trong giá thành sản phẩm, tỷ trọng về chi phí
điện năng cho khâu sàng tuyển than tương đối cao, vì vậy việc nghiên cứu đề
xuất các giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng trong
các hệ thống sàng tuyển mang tính cấp thiết, cóý nghĩa khoa học và thực tiễn.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống sàng tuyển than tại Công ty
cổ phần than Tây Nam Đá Mài.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu tình hình tiêu thụđiện năng
1
của lưới điện hạ áp trong hệ thống sàng tuyển than tại Công ty cổ phần than
Tây Nam Đá Mài.

với các kinh nghiệm của các nước có công nghiệp sàng tuyển phát triển.
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng nhằm giảm chi phí sử dụng điện
năng là một chủ trương lớn của Đảng và Chính Phủ. Trong giá thành chế biến
và sàng tuyển một tấn than thì chi phí điện năng chiếm một tỷ trọng đáng kể
vì vậy việc tìm các giải pháp nhằm sử dụng hiệu quả điện năng ở mạng điện
của hệ thống sàng tuyển than tại Công ty cổ phần than Tây Nam Đá Mài sẽ
mang tính cấp thiết, có tính khoa học và thực tiễn.
8. Cơ sở tài liệu
Luận văn được thực hiện dựa trên cơ sở các tài liệu sau:
+ Các số liệu về lưới điện cao áp và hạ áp của Công ty cổ phần than
Tây Nam Đá Mài.
+ Năng lượng tiêu thụ của hệ thống sàng tuyển than tại Công ty cổ
phần than Tây Nam Đá Mài trong những năm gần đây.
9. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm 3 chương, 29 bảng, 20 hình vẽ, luận văn được hoàn
thành tại Bộ môn Điện khí hoá, trường Đại học Mỏ- Địa chất dưới sự hướng
dẫn khoa học của: TS. Bùi Đình Thanh.
Trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ
chân thành và nhiệt tình của các nhà khoa học, Tiến sĩ, các kỹ sư của công ty
cổ phần tư vấn Đầu tư mỏ và Công nghiệp - Vinacomin, Viện khoa học công
nghệ mỏ - Vinacomin và các cán bộ giảng dạy trong Bộ môn Điện khí hoá,
Phòng đào tạo sau đại học, Phòng cơ điện Công ty cổ phần than Tây Nam Đá
Mài.
Nhân dịp này tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS. Bùi
Đình Thanh, người trực tiếp hướng dẫn khoa học, các tập thể, cá nhân, các
nhà khoa học và các đồng nghiệp về những đóng góp quý báu trong quá trình
3
thực hiện đề tài.
Chương 1

được quốc hội khóa X thông qua ngày 12 /6 /1999.
5
Công ty hoạt động theo nguyên tắc tự nguyện, bình đẳng, dân chủ và tôn
trọng pháp luật.
Cơ quan quyết định cao nhất của công ty là Đại hội đồng cổ đông.
1.1.2. Điều kiện vật chất kỹ thuật của sản xuất
1.1.2.1. Điều kiện địa chất tự nhiên
1. Vị trí địa lý
Văn phòng công ty được đặt tại phường Cẩm Sơn – thành phố Cẩm Phả
- tỉnh Quảng Ninh, cách trung tâm thành phố 3km về phía Đông. Nằm cạnh
quốc lộ 18A, cho nên giao thông và liên lạc rất thuận lợi cho việc sản xuất
kinh doanh.
- Cụm công trường của công ty nằm tại tọa độ:
X = 26.700 -:- 28.900, Y = 424.700 -:- 425.900
- Cụm công trường của công ty có đầy đủ công trình vật kiến trúc giúp
công tác nghiệp vụ tại công trường được thuận lợi, có khu mặt bằng công
nghiệp rộng rãi để bố trí kho bãi chứa than, nhà xưởng sửa chữa. Công trường
của công ty có nhà ăn tại công trường giúp cho công tác ăn giữa ca được đảm
bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.
- Cụm cảng của Công ty cổ phần than Tây Nam Đá Mài nằm tại Km 6
cạnh biển và đường giao thông cho nên công tác tiêu thụ sản phẩm được
thuận lợi.
2. Địa hình
Địa hình khu mỏ tương đối phức tạp chủ yếu đồi núi bị phân cách bởi
thung lũng và khe suối xen lẫn nhau.
3.Khí hậu
Mỏ nằm trong khu vực khí hậu đặc trưng của vùng duyên hải nên chịu
ảnh hưởng rõ rệt của khí hậu nhiệt đới gió mùa. Nhiệt độ trung bình hàng năm
từ 23 ÷ 22°C. Lượng mưa trung bình hàng năm 180 mm, độ ẩm bình quân
hàng năm là 67%.

Độ ẩm (W)
%
Chất bốc (V)
%
Lưu huỳnh (h)
%
Nhiệt lượng (Q)
Kcal /Kg
0,64 ÷ 3,58 1,25 ÷ 1,1 3,9 ÷ 9,67 0,18 ÷ 91 5590 ÷ 8590
1.1.2.2 Chức năng, nhiệm vụ, mặt hàng sản xuất kinh doanh của
công ty
Công ty cổ phần than Tây Nam Đá Mài là đơn vị sản xuất kinh doanh có
tư cách pháp nhân, tổ chức sản xuất kinh doanh, hoạch toán độc lập theo luật
doanh nghiệp nhà nước. Mặt hàng sản xuất kinh doanh chủ yếu của công ty là
than thành phần các loại: than cám, than củ các loại.
Ngành nghề kinh doanh: khai thác chế biến và kinh doanh than, cung
ứng vật tư hàng hoá dịch vụ khai thác mỏ, xuất nhập khẩu hàng hóa, vật tư
phục vụ khai thác mỏ
1. Công nghệ khai thác
7
Công ty cổ phần than Tây Nam Đá Mài là mỏ than khai thác lộ thiên có
công nghệ hoàn chỉnh. Dây chuyền công nghệ chính của công ty được mô tả
như sau:
2. Vận tải than.
Than khai thác được bốc xúc bằng máy thủy lực gầu thuận CAT 350 có
dung tích gầu 2.6m³ lên ô tô và vận chuyển về kho của công trường chế biến
sàng tuyển.
1.1.2.3. Chế độ làm việc
Công ty cổ phần than Tây Nam Đá Mài thực hiện chế độ làm việc liên
tục ( cả thứ 7 và chủ nhật) thay nhau nghỉ phiên. Đối với các khối sản xuất

Phân xưởng cơ điện vận tải
Tổ chức thực hiện tốt kế hoạch sửa chữa thường xuyên, sửa chữa lớn cho
các máy móc thiết bị, đảm bảo quy trình, quy phạm quản lý máy móc thiết bị
tối thiểu hóa thời gian ngừng việc chờ sửa chữa của máy móc thiết bị, nâng
cao năng lực sản xuất.
- Tổ sữa chữa máy và thiết bị: chuyên sữa chữa phục hồi gia công các
chi tiết phục vụ cho khối khai thác lộ thiên, như bơm nước,máy nén khí, ,
băng tải các máy khai thác (máy xúc, xe oto, máy gat, máy khoan ).
-Tổ hàn, gò: chuyên sữa chữa gia công cơ khí , hàn đắp các chi tiết lắp
ghép mòn hỏng, gồm hàn hơi và hàn điện.
9
- Tổ sửa chữa điện: chuyên sửa chữa các lưới điện và các thiết bị về điện.
- Tổ trực trạm: chuyên vận hành bảo dưỡng các thiết bị về điện.
- Tổ phục vụ: cẩu xe nâng hạ và phục vụ vệ sinh trong xưởng.
1.2. H th ng cung c p i n cao áp c a Công tyệ ố ấ đệ ủ
M ng i n cung c p i n cho công ty c ph n than Tây Nam á M iạ đệ ấ đệ ổ ầ Đ à
c cung c p i n t h th ng i n qu c gia c th nh sau:đượ ấ đệ ừ ệ ố đệ ố ụ ể ư
- c cung c p i n t c ng dây 35kV s 377 tr m 110kV MôngĐượ ấ đệ ừ đườ ố ạ
D ng - C m Ph c d n v tr m bi n áp trung gian chính 35/6kV c aươ ẩ ả đượ ẫ ề ạ ế ủ
công ty.
Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp chính 35/6kV của Công ty CP than Tây
Nam Đá Mài được thể hiện trên hình vẽ 1.1.
10
Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV công ty cổ phần than Tây Nam Đá Mài
11
Bảng 1.3. Đặc tính kĩ thuật của máy biến áp trung gian 35/6kV Công ty CP
than Tây Nam Đá Mài- Vinacomin
Mã hiệu
Tổ đấu
dây

0,4kV-600kVA.
Các ph t i c a h th ng s ng tuy n than g m: máy s ng, máy p,ụ ả ủ ệ ố à ể ồ à đậ
b ng nh t tay v các thi t b ph tr khác s ng than, ă ặ à ế ị ụ ợ để à
Các ph t i i n 0,4kV c a h th ng s ng tuy n than c a Công ty CPụ ả đệ ủ ệ ố à ể ủ
than Tây Nam á M i-VinacominĐ à
Máy biến áp 560kVA-6/0,4 kV Động cơ các loại
Số lượng
Công suất định
mức, (kVA)
Số lượng
Tổng công suất
định mức, (kW)
01 560 21 383,5
1.3.1. Dây chuyền sàng số 1 và sàng số 2
12
Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ của hệ thống băng sàng số 1 và số 2.
1-ô tô chở than nguyên khai. 6- Băng tải than ron.
2-Bunke chứa cấp liệu. 7-Băng tải cỡ hạt
3-Băng tải cấp liệu.
4-Sàng rung.
5- Băng tải than cám
Than nguyên khai được vận chuyển bằng ôtô đổ vào bunke cấp liệu (số
2), hai máy cấp liệu cho băng tải cấp liệu (số 3), chuyển qua sàng rung số 4,
sàng lọc thành các cỡ hạt (tuỳ theo yêu cầu cỡ hạt để đặt lưới sàng có kích
thước phù hợp). Than sạch xuống băng cám (số 5) đưa ra bãi chứa. Phần cỡ
hạt còn lại được đưa xuống băng tải (số 6) hoặc (số 7) sau đó bã sàng được
ôtô chuyển ra bãi chứa
* Bun ke cấp liệu (số lượng 02)
- Ghi lọc đá quá cỡ +250 mm. S=5800x5000 mm; a=0,25m; α=0
o

- Móng cột BTCT, hệ khung sàn, lan can thép
* Băng tải cỡ hạt + 35mm B800 (số lượng 02: băng)
- Băng tải vận chuyển than cỡ hạt + 35mm; công suất Q=130T/h; v=1,2
m/s; L≤21m; α=15
o
; ; động cơ điện có công suất P=15kW, tốc độ quay
n=1460v/ph với vận tốc và chiều dài băng.
- Móng cột BTCT, hệ khung sàn, lan can thép
14
1.3.2. Hệ thống băng nhặt tay
Hình 1.3. Sơ đồ công nghệ của hệ thống băng nhặt tay.
1-Phễu cấp than 6- Băng thu cục xô.
2-Băng nhặt tay.
3-Băng cục xô.
7-Băng xít
8- Băng vỡ vụn
4-Phễu than cục.
5- Băng thu xít
* Bun ke đá (số lượng: 01)
Móng cột BTCT, khung dầm, bunke, cầu thang thép
* Băng tải nhặt tay (số lượng: 01)
- Băng tải nhặt than cục +35; B=1000mm; công suất Q=150 T/h; v=0,4
m/s; L= 60 m; α=0
o
; ; động cơ điện có công suất P=37,5kW, tốc độ quay
n=1460v/ph.
15
* Băng thu cục xô (số lượng: 01)
- Băng tải thu than cục +35; B=650mm; công suất Q=90 T/h; v=1,2m/s;
L≤57 m; α=0

n=1460v/ph.
1.3.3. Hệ thống máy nghiền 50T/h
16
Hình 1.4. Sơ đồ công nghệ của hệ thống máy nghiền 50T/h.
1-Phễu cấp than
2- Băng cấp liệu
3-Băng cám.
* Phễu cấp than (số lượng: 01)
Móng cột BTCT, khung dầm, phễu cấp than, cầu thang thép
* Máy nghiền (số lượng: 01)
- Công suất Q=50 T/h; động cơ điện có công suất P=55kW, tốc độ
quay n=1460v/ph.
* Băng cấp liệu nghiền (số lượng: 01)
- Băng tải cấp than ; B=650mm; công suất Q=50 T/h; v=0,2m/s; L= 12
m; α=15
o
; ; động cơ điện có công suất P=7,5kW, tốc độ quay n=1460v/ph.
* Băng cám (số lượng: 01)
- Băng tải vận chuyển than cám B=650mm; công suất Q=50T/h; v=0,6
m/s; L= 15m; α=15
o
;
- Động cơ điện công suất P=7,5KW, tốc độ quay n=1460v/ph.
1.4. K t lu nế ậ
Qua các số liệu thống kê có thể rút ra các nhận xét như sau:
17
- Hệ thống cung cấp điện với cấp điện áp 35kV gồm hai tuyến đường
dây, đảm bảo được tính cung cấp điện liên tục cho trạm biến áp chính 35/6 kV
của Công ty gồm một máy biến áp.
- Hệ thống sàng 500T/h, máy nghiền 50T/h, băng nhặt tay được cấp

Ngày theo dõi Ap

(kWh) Aq (kVAr)
18 - 10 - 2014 42320 21390
19 - 10 - 2014 40160 20500
20 - 10 - 2014 42900 21939
21 - 10 - 2014 45080 22500
22 - 10 - 2014 41311 21440
23 - 10 - 2014 42389 22880
24 - 10 - 2014 43188 21200
Giá trị trung bình 42478 21692
Theo bảng tính toán nhận thấy, ngày 23/10/2014 có giá trị xấp xỉ bằng
giá trị trung bình của 7 ngày khảo sát, nên lấy làm điển hình. các chỉ số đồng
hồ trong 24 giờ ngày 23/10/2014 tại trạm được thống kê trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Số liệu phụ tải ngày điển hình.
Giờ P, kW
Q,
kVAr
Giờ P, kW
Q,
kVAr
Giờ P, kW
Q,
kVAr
1 2000 945 9 2300 1056 17 2120 829
2 2200 1060 10 2160 950 18 2060 875
3 2100 910 11 2110 950 19 2060 800
4 2400 1080 12 1732 850 20 1750 850
5 2300 1070 13 1700 890 21 1770 856
6 2310 1060 14 2050 895 22 1696 820

0
tb
×=
∫
kWP
ttPttPttP
P
tb
tb
2042
24
)2324(1670 )12(1200)01(2000
24
)( )()(
232424122011
=
−++−+−×
=
−×++−×+−×
=
Phụ tải trung bình phản kháng
kVArQ
ttQttQttQ
Q
td
T
tQ
Q
tb
tb

tb
P
Q
=
2042
2,927
=0,46 vậy
tb
ϕ
cos
= 0,9
b, Phụ tải trung bình bình phương
Phụ tải tác dụng trung bình bình phương:
kWP
P
ttPttPttP
P
tdtP
T
P
tbtb
tbbp
tbbp
T
tbbp
47,2055
24
)2324(1670 )12(2200)01(2000
24
)( )()(

1
24
)( )()(
2324
2
2412
2
201
2
1
ttQttQttQ
Q
tbbp
−×++−×+−×
=
24
)2324(800 )12(1060)01(945
222
−×++−+−×
=
tbbp
Q
kVArQ
tbbp
7,931
=
c, Các hệ số đặc trưng của biểu đồ phụ tải
- Hệ số điền kín : k
đk
K

hdp
:
22
k
hdp
=
007,1
2042
47,2055
==
tb
tbbp
P
P
+ Hệ số hình dáng công suất phản kháng, k
hdq
:
k
hdq
=
005,1
2,927
7,931
==
tb
tbbp
Q
Q
- Hệ số sử dụng, k
sd

Q
tt
= Q
tbbp
= k
hdq
. Q
tb
= 1,005.927,2= 931,7kVAr
- Phụ tải toàn phần:
kVAQPS
tttttt
8,22567,93147,2055
2222
=+=+=
- Hệ số mang tải của máy biến áp, k
mt
:
k
mt
=
9,0
2500
8,2256
==
dm
tt
S
S
- Hệ số mang tải kinh tế, k

,
0
theo các
biểu thức sau:
5,4%
2%
5,21
3,3
0
0
=
=
=∆
=∆
n
n
u
i
kVArP
kWP
23
kVAr
u
SQ
kVAr
i
SQ
n
dmn
dm

lai còn phát triển theo sự mở rộng diện khai thác của Công ty.
2.1.2. Xác nh ph t i tính toán theo ph ng pháp công su t t v hđị ụ ả ươ ấ đặ à ệ
s yêu c uố ầ
Phụ tải điện của trạm biến áp chính bao gồm động cơ cao áp 6kV và
các máy biến áp 6/0,4kV; 6/0,69kV, vì thế phụ tải tính toán được xác định:
- Đối với động cơ cao áp:
P
tt
= k
yc
ΣP
đm
, (kW)
Q
tt
= P
tt
.tgϕ
tb
, (kVAr)
- Đối với máy biến áp 6/0,4 kV:
P
tt
= k
yc
.S
đm
.cosϕ
tb
Q

tt.nh
, Q
tt.nh
- công suất tác dụng và phản kháng tính toán của nhóm.
Với điều kiện mỏ hầm lò việc phân nhóm phụ tải được thực hiện theo
24
nhóm phụ tải trong một khởi hành.
Công suất biểu kiến tính toán:
2
tt
2
ttcđtt
QP.kS +=
, (kVA)
Với k
cđ
= 0,85 - hệ số kể đến phụ tải cực đại của các nhóm trùng nhau.
Kết quả tính toán phụ tải theo phương pháp này được trình bày trong
các bảng từ 2.3
Bảng 2.3. Công suất tính toán của công ty
TT Tên nhánh
Công suất tính toán
P
tt
(kW) Q
tt
(kVAr)
1 Nhánh số 1 1545 927
2 Nhánh số 2 393,2 236
Cộng 1938,2 1163