Thiết kế môn Học:quản lý khai thác cảng

lời mở đầu
Biển toàn thế giới chiếm khoảng 71% toàn bộ bề mặt bao phủ trái đất.
Từ hàng nghìn năm nay, xã hội loài ngời đã tiền hành nhiều hoạt động kinh
tế biển dới nhiều lĩnh vực khác nhau nhng có thể chia thành 6 chuyên ngành
chính là: kinh tế cảng, kinh tế đóng tàu, kinh tế khai thác dầu khí và khoáng
sản biển, đánh bắt hải sản, du lịch biển và cuối cùng là lấn biển. Trong 6
ngành trên thì kinh tế cảng là chủ đạo, nó chi phối 5 ngành còn lại.
Nếu dựa theo các ngành kinh tế biển thì hệ thống cảng biển toàn thế
giới đợc phân thành nhiều loại, trong đó có cảng thơng mại. Cảng thơng mại
có một vai trò vô cùng to lớn không những cho riêng kinh tế biển mà cho
chung xã hội loài ngời.
Ta có thể tóm tắt vai trò của cảng biển, cảng sông trong sự phát triển
kinh tế xã hội nh sau: đối với vận tải, cảng biển là trung tâm thơng mại quốc
tế (xuất nhập khẩu), trung tâm của mạng lới phân phối nội địa, và trung tâm
vận chuyển hành khách trên biển. Đối với công nghiệp, cảng biển là bộ mặt
của các hoạt động hạt nhân công nghiệp, là cơ sở sản xuất, cung cấp năng lợng và cơ sở kho - bãi chứa, cơ sở cung cấp vật liệu xây dựng và cơ sở cung
cấp thực phẩm và hàng chế biến. Đối với sự sống hàng ngày và bộ mặt cho
sự phát triển mới, cảng biển cũng có vai trò vô cùng quan trọng.
Nớc ta có 329.000 km2 diện tích đất liền, có vùng lãnh hải và vùng đặc
quyền kinh tế ở biển Đông với diện tích hơn 1 triệu km 2. Mặc dù biển và đại
dơng chiếm 3/4 diện tích bề mặt trái đất, song trên thế giới không phải bất cứ
quốc gia nào cũng có biên giới là biển. Do đó chỉ riêng việc Việt Nam là đất
nớc có biển đã là sự u dãi đặc biệt của thiên nhiên đối với nớc ta. Hơn nữa
hải phận Việt Nam nằm sát các tuyến hàng hải quốc tế nối liền Thái Bình Dơng với ấn Độ Dơng; châu á với châu úc và Trung Đông.
Vì vậy việc phát triển kinh tế cảng biển là điều vô cùng quan trọng đối
với nớc ta.
Sau đây, chúng ta sẽ nghiên cứu các vấn đề liên quan đến đầu t cho
một cảng biển.
Sinh viên: Trần Thị Hoà

nằm dọc tả ngạn bờ sông Cấm, là một nhánh của sông Thái Bình cách cửa
biển Nam Triệu 30 Km. Cảng hải phòng có toạ độ địa lí 20 0 51p vĩ độ Bắc và
1060 kinh Đông tiếp xúc với biển Đông qua cửa biển Nam Triệu.
Cảng Hải Phòng nằm trên đầu mối giao thông nối liền các khu vực
kinh tế, các trung tâm công nghiệp của cả nớc và các trung tâm công nghiệp
của Trung Quốc. Cảng có đờng giao thông lối liền với Hà Nội và các tỉnh
phía Bắc. Cảng có vùng biển thuận lợi với các vũng vịnh cho tầu neo đậu.
Cảng có đầy đủ hệ thống giao thông, bến bãI và hệ thống đờng sắt dẫn đến
ga phân loại. Điểm đón hoa tiêu của Cảng ở 20 0 40 ' N-106 0 51 ' E.
Luồng hàng hảI nối Cảng HảI Phòng với vùng biển sâu vịnh Bắc Bộ,
dài trên 36 km, đI qua các trạm sông Cấm, sông Bạch Đằng với cửa Nam
Triệu với chiều rộng trung bình khoảng 100m, độ sâu của luồng chỉ đạt
6,7m-6,9m ảnh hởng đến việc ra vào Cảng của cac tàu có trọng tảI lớn. Cảng
có thể tiếp nhận đợc tàu có trọng tảI lớn nhất là 10.000 DWT tại cầu tàu và
40.000 DWT tại khu chuyển tảI.
* Do đó:Cảng Hải phòng chiếm một vị trí kinh tế quan trọng , là đầu
mối giao thông chiến lợc, trung tâm giao lu hàng hoá lớn nhất nớc ta. Cảng
Hải phòng có nhiệm vụ bốc xếp khối lợng hàng hoá đủ chủng loại, phục vụ
mọi mặt và đặc biệt là các công trình quốc gia. Nơi đây nối liền với tất cả các
nớc có mối liên hệ đờng biển với nớc ta. Một trong những xí nghiệp thành
phần của cảng là xí nghiệp xếp dỡ Hoàng Diệu có sản lợng thông qua chiếm
từ 40 đến 50% sản lợng toàn cảng, do đó góp phần không nhỏ trong phấn
đấu thực hiện nhiệm vụ của toàn Cảng.

Sinh viên: Trần Thị Hoà

3

Lớp: KTB45_ĐH1



Tính chất
Mùa xám
Nhiều màu
Oxít Sắt

Điều kiện địa chất có ảnh hởng đến việc xây dựng cảng và thiết kế các công
trình đặt tại cảng cũng nh việc bố trí các loại thiết bị trên tuyến cầu tàu, kho
bãI và khu nớc neo đậu của tàu và mạng lới giao thông của cảng.
3./ Điều kiện thuỷ văn:
Cảng Hải phòng có chế độ Nhật chiều thuần khiết chỉ có 12 ngày
trong năm là có chế độ bán nhật chiều.
Từ tháng 10 năm trớc tới tháng 3 năm sau nớc lên vào ban đêm. Thời
gian thuỷ triều lên và rút là 3R. Mực nớc triều cao nhất là 4,0m, đặc biệt cao
4,23m. Mực nớc triều thấp nhất là 0,48m đặc biệt thấp nhất là 0,23m. Với
điều kiện thuỷ triều nh vậy sẽ ảnh hởng đến tầm với của các thiết bị xếp dỡ
và ảnh hởng đến việc tàu bè ra vào Cảng, từ đó ảnh hởng đến năng suất xếp
dỡ hàng hoá. Ngoài ra yếu tố về dòng chảy cũng làm ảnh hởng đến việc neo
đậu của tàu bè gây khó khăn cho công tác bố trí tàu và xếp dỡ hàng hoá.
4. Điều kiện khí hậu
a./ Thời tiết:

Sinh viên: Trần Thị Hoà

4

Lớp: KTB45_ĐH1


Thiết kế môn Học:quản lý khai thác cảng

Cảng rất khó khăn nhất là những máng làm hàng trong mạn rất khó cập
mạng sà Lan vào tàu. Có khi lũ lớn gây ảnh hởng đến công tác xếp dỡ hàng
Sinh viên: Trần Thị Hoà

5

Lớp: KTB45_ĐH1


Thiết kế môn Học:quản lý khai thác cảng

hoá. Do ảnh hởng của lũ lụt, hàng năm Cảng phải ngừng sản xuất từ 3 đến 5
ngày.
II: sơ đồ cơ giới hoá xếp dỡ
1. lu lợng hàng hoá dến cảng

a) Tính chất, đặc điểm của quặng:
* Tính chất:
- Có dung trọng và tỉ trọng lớn.
- Góc nghiêng tự nhiên lớn, có thể có hơi nớc và các chất khí nh CH4,
CO2, N2, SO2 các chất này chủ yếu dễ cháy, nổ, độc.
- Có tính hút ẩm, hoá rắn, trong đó hút ẩm mạnh nhất là loại quặng có
kích thớc từ 0,3 đến 0,5 mm.
- Có tính dễ bay bụi và ăn mòn, gây rỉ.
*Đặc điểm:
- Tỉ trọng của hàng quặng Apatit là: =2,8
- Chiều cao cho phép của đống hàng là: [H]=3,5 m
- áp lực cho phép xuống 1m 2 diện tích kho: [P]=10 T/m 2
b) Lu lợng hàng hoá đến cảng:
+ Lợng hàng đến cảng trong năm



Thiết kế môn Học:quản lý khai thác cảng

Thời gian nghỉ do thời tiết

Ttt

Ngày

9%Tcl

32,85

Thời gian kinh doanh

Tn

Ngày

Tcl - Ttt

332,15

Hệ số lu kho



_


Q
Q

n

ng

1,3

ng

Tấn

_

800.000

Tấn/ngày

Q
T

2408,55

n

n

max
ng


Khối lợng hàng hoá
theo quá trình 1 (lợng hàng
chuyển thẳng trong năm)

Q1

Tấn

(1 ) Q n

480.000

Khối lợng hàng hoá
theo quá trình 2

Q2

Tấn

Q

320.000

Số ca trong ngày

nca

Ca


2. Sơ đồ cơ giới hoá
Biện luận để chọn sơ đồ cơ giới hoá thích hợp: Việc

lựa chọn sơ đồ cơ
giới hoá thích hợp nhằm tối đa hoá công tác khai thác của cảng, để đạt đợc
hiệu quả cao nhất cho công tác xếp dỡ và đảm bảo giảI phóng tàu nhanh.
Sinh viên: Trần Thị Hoà

7

Lớp: KTB45_ĐH1


Thiết kế môn Học:quản lý khai thác cảng

Việc lựa chọn sơ đồ cơ giới hoá phụ thuộc vào các yếu tố nh: lu lợng hàng
hoá đến cảng, chiều của luồng hàng, đặc trng của hàng hoá, điều kiện địa
chất, điều kiện thuỷ văn, điều kiện khí hậu, kho và vị trí xếp dỡ của kho, các
phơng tiện đến cảng.
Do tính chất của hàng quặng Apatit ta có thể đa ra 3 sơ đồ cơ giới hoá
sau:
1. Sơ đồ 1: Cơ giới hoá cần trục kết hợp với máy xúc

Phân tích sơ đồ:
- u điểm: có thể làm việc theo nhiều quá trình xếp dỡ, vốn đầu t chi phí
cho công tác xếp dỡ nhỏ.
- Nhợc điểm: vì làm việc với máy xúc nên cha đạt hiệu quả kinh tế cao
nhất vì nâng suất làm việc của máy xúc nhỏ

2. Sơ đồ 2: Cần trục giao nhau:

- Nhợc điểm: vốn đầu t lớn, cồng kềnh, chỉ làm việc một chiều hàng
nhập.
Kết luận: qua việc phân tích u nhợc điểm của từng sơ đồ nh ở trên ta
chọn sơ đồ 2 là phơng án tối u.

3.Lựa chọn phơng tiện vận tải đến cảng:

*phơng tiện vận tảI thuỷ
Đặc trng kỹ thuật của tàu Vĩnh phớc
Các đặc trng
Sinh viên: Trần Thị Hoà

Ký hiệu
10

Đơn vị

Số liệu

Lớp: KTB45_ĐH1


Thiết kế môn Học:quản lý khai thác cảng

Trọng tải toàn bộ

DWT

Tấn



m

128,89

Chiều dài hai đờng vuông góc

LBP

m

116

Chiều rộng tính toán

B

m

20

Chiều cao tàu

Ht

m

11

T (d)


_

_

4

Số nắp hầm hàng

_

_

4

Số lợng cần cẩu

_

_

4

Chiều chìm

*phơng tiện vận tảI bộ
Theo yêu cầu của đề bài phơng tiện vận tảI bộ đến cảng là ôtô. Do loại
hàng đến cảng là quặng Apatit nên đây là loại xe thùng có thành nhng không
có mui, là ôtô tự đổ.
Đặc trng kỹ thuật của ôtô: M93-205


Chiều cao của ôtô

m

h

2,5

Khoảng cách từ mặt đất đến sàn ôtô

m

d

1

Trọng lợng toàn bộ

T

_

30

Tự trọng

T

_

12

Lớp: KTB45_ĐH1


Thiết kế môn Học:quản lý khai thác cảng

Nâng: 125 kW
Thay đổi tầm với: 16 kW
Di chuyển: 11,4 kW
*Tốc độ:
Nâng: 52 m/ phút
Thay đổi tầm với: 42 m/phút
Quay: 1,5 vòng/ phút
Di chuyển: 32,7 m/ phút
*Tầm với:
Tầm với max: 30 m
Tầm với min: 8 m
*Chiều cao nâng: 25m
*Chiều cao hạ: 20m
*Chiều rộng chân đế: 10,5 m
*Số bánh xe di chuyển: 16 chiếc
*Số bánh xe chủ động: 8 chiếc
*Trọng lợng toàn bộ cần trục: 229T


thiết bị phụ:

Trong sơ đồ cơ giới hoá xếp dỡ này chúng ta không sử dụng thiết bị xếp
dỡ tuyến phụ.

Dung tích gầu

V

M3

_

3,5

Trọng lợng gầu

Gc

Tấn

_

4,2

Tỷ trọng hàng



Tấn/m3

2 ữ 2,9

2,8


_

Gn < 16T

thoả mãn

Chỉ tiêu

Điều kiện: Gn < sức nâng cần trục

5.Công trình bến:

Yêu cầu của đề bài:
- Cầu tàu thẳng đứng.
- Chiều cao cầu tàu: 11 m.
- Mực nớc cao nhất: 10,5 m
- Mực nớc thấp nhất: 8,5 m

Sinh viên: Trần Thị Hoà

14

Lớp: KTB45_ĐH1


Thiết kế môn Học:quản lý khai thác cảng

Công trình bến trọng lực:
5
1

Các bộ phận chính của công trình bến trọng lực:

1. Kết cấu phần trên:
Có nhiệm vụ nối liền các bộ phận dới nớc thành một tổng thể và tiện cho
việc lắp ráp các thiết bị bên trên. Kết cấu phần trên thờng làm bằng bêtông
toàn khối hoặc lắp ghép. Hình thức kết cấu giống nh một tờng chắn đất và đợc neo vào kết cấu phần dới. Kích thớc mặt cắt ngang đợc quyết định bởi
tính ổn định trợt theo mặt đỉnh kết cấu phần dới và do yêu cầu cấu tạo.
2. Kết cấu phần dới (bộ phận chịu lực chính):
Nhiệm vụ: chịu tất cả các tải trọng tác động lên trên bến và truyền tải
trọng từ kết cấu phần trên xuống cho lớp đệm.
Thông thờng hình thức kết cấu phần dới quyết định hình thức kết cấu cơ
bản của công trình. Đỉnh của kết cấu phần dới tức là đáy của kết cấu phần
trên thờng lấy cao hơn mực nớc trung bình từ 40 đến 50 m. ở những cảng hở
(không có đê chắn sóng) lấy cao hơn mực nớc trung bình từ 70 đến 100 m.
3. Tầng đệm:
Có cấu tạo bằng đá hộc, khối lợng viên đá 15 kg.
Vai phía trớc của tầng đệm 2 m, vai phía sau của tầng đệm 1 m, chiều
dày của tầng đệm 1 m để đảm bảo thoát nớc.
Nhiệm vụ:
- Phân bố tải trọng từ công trình truyền đến lên một diện tích lớn hơn để
giảm bớt ứng suất nền, làm tăng ổn định cho công trình.
- Tạo ra mặt bằng phẳng để đặt bộ phận chịu lực chính lên trên.
- Thoát nớc ngầm phía sau công trình.
- Liên kết chặt chẽ công trình với đất nền.
4. Đất lấp phía sau tờng:
4a: Khối đá giảm tải.
4b: Tầng lọc ngợc.
Sinh viên: Trần Thị Hoà

16

Eh: dung lợng kho tính theo hàng hoá (T).
[P] = 10T/m2: áp lực cho phép xuống 1m2 nền kho.
- Diện tích xây dựng kho:
FXD=(1,3ữ1,45)ìFh(m2)
Lấy: FXD=1,45ìFh(m2)
- Chiều dài kho:
LK=(0,95ữ0,97)ìLct(m)
Chiều dài cầu tàu: Lct=Lt+L (m)
Chiều dài tàu Lt
Khoảng cách dự trữ giữa 2 đầu tàu so với cầu tàu: L=10ữ15m
Lấy: LK=0,95ìLct(m)
L=10m
- Chiều rộng kho:
Bk =

Fxd
+ 2 H d cot g n (m)
Lk

Hđ chiều cao đống hàng cho phép(m)
n: góc nghiêng của đống hàng
- Chiều cao kho: phụ thuộc vào chiều cao của đống hàng xếp trong kho
với hàng quặng đợc bảo quản ngoài bãi thì Hk=Hđ=3,5m
2. Kiểm tra lại áp lực thực tế của kho:

P tt =
Sinh viên: Trần Thị Hoà

G ìT
F

Ký hiệu

Đơn vị

Số liệu

Dung lợng kho theo hàng

Eh

T

16281,798

áp lực cho phép xuống 1m2 nền kho

[P]

T/m2

10

Sinh viên: Trần Thị Hoà

18

Lớp: KTB45_ĐH1


Thiết kế môn Học:quản lý khai thác cảng


10

Chiều dài cầu tàu

Lct

M

138,89

Chiều dài kho

LK

M

131,46

Chiều cao đống hàng cho phép

Hđ

M

3,5

Góc nghiêng của đống hàng

n

max
ng

Trọng lợng đống hàng trong ngày
căng thẳng nhất

G

T/ngày

1252,446

Thời gian bảo quản

Tbq

Ngày

13

áp lực thực tế

Ptt

T/m2

9,8

áp lực thực tế Ptt

Lớp: KTB45_ĐH1


Thiết kế môn Học:quản lý khai thác cảng

Trong lợc đồ chỉ có 1 loại thiết bị xếp dỡ là cần trục tuyến tiền.
II: tính toán năng suất của các thiết bị trên sơ đồ
Trên sơ đồ trong bài tính toán chỉ có thiết bị tuyến tiền, do đó ta có:
1: Năng suất giờ của thiết bị tuyến tiền:

P

hi

=

3600

T

G

hi

(T/máy giờ)

CKi

Ghi: trọng lợng 1 lần nâng của thiết bị tuyến tiền làm việc ở quá trình i(T)

Sinh viên: Trần Thị Hoà

21

Lớp: KTB45_ĐH1


Thiết kế môn Học:quản lý khai thác cảng

n: tốc độ quay (vòng/phút)
kq:hệ số sử dụng tốc độ quay kq= 0,7ữ0,9
Tính toán chiều cao nâng hạ của các quá trình:
Quá trình 1: Tàu - Ôtô TT.

Hn=(Ttb-Ht/2) + (Hct-MNTB) + d + h + 0,5 (m)
Hh = h + 0.5 (m)
Trong đó: Ttb là mớn nớc trung bình của tàu: Ttb=

Tch + Tkh
(m)
2

Tch: mớn nớc của tàu khi tàu có hàng (m)
Tkh: mớn nớc của tầu khi không có hàng (m)
Ht: là chiều cao tầu (m)
Hct: là chiều cao cầu tàu (m)
MNTB =

MNCN + MNTN
2

Hh

0.5

Hn

h
MNTB

Hđ

d

Hn = Hđ/2 + 0,5
Sinh viên: Trần Thị Hoà

23

Lớp: KTB45_ĐH1


Thiết kế môn Học:quản lý khai thác cảng

Hh = h/2 +0,5

2: Năng suất ca của thiết bị tuyến tiền
Pcai= Phi * (Tca + Tng) (T/ M-ca)
Tca: là thời gian trong 1 ca.
Tng: là thời gian ngừng việc trong 1 ca nó bao gồm thời gian chuẩn kết,
thời gian phục vụ, thời gian nhu cầu, thời gian nghỉ giữa ca nếu có:

S
S
S
S
S
S
S
T
T/máy-h

Sinh viên: Trần Thị Hoà

i=1
4,57
1,25
0,9
20
35
30
11
17
5
5
17
11
135,9
7,84
207,68

i=2

126,9
7,84
222,41
Lớp: KTB45_ĐH1


Thiết kế môn Học:quản lý khai thác cảng

Pca
Pn

T/máy-ca
T/máy-ngày

934,56 779,67
3738,24 3118,68

1000,85
4003,4

III: khả năng thông qua của tuyến tiền phơng
1. Các tham số cơ bản:
_ Hệ số lu kho lần 1:
=

Q2
Q1 + Q2

Trong đó: Q2: khối lợng hàng xếp dỡ theo quá trình 2.
Q1: khối lợng hàng xếp dỡ theo quá trình 1.

bị tuyến tiền:
3. Số lợng thiết bị tuyến tiền tối thiểu bố trí trên toàn tuyến cầu tàu:

Sinh viên: Trần Thị Hoà

25

Lớp: KTB45_ĐH1