Công tác phòng nổ trong hầm mỏ hiện nay
Hiện nay, hệ thống cung cấp điện của các đơn vị khai thác hầm mỏ bao gồm các cấp điện áp từ 6-35 kV và hạ áp từ 0,4-0,6 kV, được bao phủ trên một diện tích rộng với địa hình phức tạp, cả trên mặt bằng và trong hầm mỏ. Không giống như trên mặt bằng, hệ thống cung cấp điện hầm mỏ có những nét đặc trưng riêng, trong đó các phụ tải ở khu vực khai thác mỏ phân tán trên một phạm vi rộng và ở các độ sâu khác nhau dẫn đến các TBAPN cũng được biên chế phù hợp (mỗi TBAPN có nhiệm vụ cung cấp điện cho một nhóm các phụ tải trong một khu vực nhất định). Với sự phân bố phức tạp của hệ thống TBAPN thì công tác vận hành thủ công hiện nay của các mỏ không đáp ứng được yêu cầu sản xuất khi có sự cố gây mất điện, việc xác định nguyên nhân cũng như tìm các vị trí gây sự cố để khắc phục gặp rất nhiều khó khăn.
Từ thực tiễn khảo sát trạm biến áp chính và trạm biến áp dưới mỏ hầm lò của 3 công ty khai thác than (Khe Chàm, Nam Mẫu, Hòn Gai) cho thấy, các công ty than không chỉ muốn giám sát điều khiển tập trung riêng trạm biến áp mà còn muốn tích hợp hệ thống giám sát điều khiển tập trung TBAPN với các hệ thống khác như: hệ thống các trạm phân phối điện trung áp và hạ áp; hệ thống giám sát khí mỏ hầm lò; hệ thống giám sát điều khiển tự động cửa gió mỏ hầm lò; hệ thống giám sát hình ảnh…
Bên cạnh đó, công tác quản lý các thông số trạm, mạng điện trong lò, sự cố... đang được nhiều công ty khai thác hầm mỏ thực hiện thủ công, dẫn đến hiệu quả quản lý chưa cao. Việc ứng dụng hệ thống giám sát điều khiển tập trung trạm điện của các công ty khai thác than là một trong những nội dung quan trọng và có nhu cầu cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả, an toàn cho công tác vận hành, bảo trì, đồng thời là nguồn cung cấp thông tin kịp thời phục vụ cho các bài toán quản lý, điều hành sản xuất của mỏ.
Đảm bảo an toàn cho công tác khai thác hầm mỏ
Từ thực tiễn nghiên cứu cho thấy, hệ thống mạng vòng Ethernet công nghiệp hiện đang được nghiên cứu ứng dụng nhiều trong ngành khai thác than hầm mỏ vì có nhiều ưu điểm như tốc độ cao, khoảng cách truyền xa, có tính dự phòng nóng… Ngoài ra, công nghệ này có thể tích hợp được nhiều hệ thống như: hệ thống giám sát môi trường mỏ, hệ thống giám sát trạm điện hầm mỏ, hệ thống giám sát hình ảnh camera phòng nổ..., nên đã được các nhà khoa học của VIELINA lựa chọn để thiết kế cấu trúc hệ thống.
Nhiều giải pháp an toàn đã được áp dụng tại các công ty khai thác hầm lò trong đó có hệ thống giám sát điều khiển tập trung TBAPN.
Đây là một cấu trúc với giải pháp tổng quát áp dụng cho nhiều công ty khai thác than, có thể tích hợp nhiều hệ thống tự động hóa khác trong phạm vi của mỏ để tạo thành một hệ thống giám sát điều khiển tập trung toàn diện. Giải pháp truyền tin trong hệ thống được xây dựng trên nền tảng hệ thống mạng vòng Ethernet tốc độ cao với các thiết bị mạng vòng phòng nổ VIELINA-WS do VIELINA chế tạo tích hợp. Trong thiết kế cấu trúc hệ thống, tại mỗi TBAPN có một tủ khu vực phòng nổ (VIELINA-GSDK.PN) để đo lường các thông số (dòng điện, điện áp, công suất, nhiệt độ, hình ảnh...) và điều khiển trạm; hệ thống VIELINA-GSDK.PN được kết nối với tủ giám sát điều khiển trạm biến áp VIELINA-SCS1.2 đặt trên phòng điều hành trung tâm của mỏ thông qua mạng vòng Ethernet cáp quang với giao thức Profinet nhằm đáp ứng tính năng thời gian thực. Tại máy tính trên phòng điều hành trung tâm, người sử dụng có thể giám sát vận hành các TBAPN dưới hầm lò.
Đặc biệt, bên cạnh phần mềm WinScada được cài đặt sẵn trên máy tính, các nhà khoa học của VIELINA còn xây dựng và phát triển phần mềm WebScada với những giao diện trực quan hóa dữ liệu, giúp người sử dụng dễ dàng giám sát các TBAPN từ các thiết bị di động.
Có thể khẳng định, hệ thống giám sát điều khiển tập trung TBAPN dùng trong hầm lò với kiến trúc hệ thống tổng quát, nên áp dụng được cho các đơn vị khai thác than trong nước mà không cần thiết kế lại về cấu trúc. Hệ thống được thiết kế trên cơ sở kết hợp giữa khảo sát thực tế, tổng hợp những yêu cầu của các đơn vị sử dụng sản phẩm, tham khảo công nghệ tương tự của nước ngoài, áp dụng công nghệ hiện đại nên hệ thống giúp người vận hành dễ dàng giám sát các thông số của TBAPN, điều khiển đóng/cắt các TBAPN từ xa. Hệ thống đưa vào thực tế ứng dụng tại các công ty than: Khe Chàm, Nam Mẫu, Hòn Gai…, đã giúp các đơn vị khai thác than này nâng cao độ tin cậy trong cung cấp điện hầm lò, nâng cao hiệu quả trong công tác quản lý, điều hành và sản xuất của mỏ.
Nguyễn Thế Truyện