Nghiệm thu cấp Tập đoàn đề tài nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống tự động xử lý khí tích tụ tại các đường lò độc đạo trong than

Ngày 27/3/2026, Hội đồng Khoa học và Công nghệ Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (TKV) đã tổ chức đánh giá, nghiệm thu đề tài cấp TKV: “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống tự động xử lý khí tích tụ tại các đường lò độc đạo trong than”, thuộc Chương trình tự động hóa, thông minh hóa sản xuất và chuyển đổi số doanh nghiệp.

Chủ trì hội nghị do ông Đỗ Hồng Nguyên – Phó Chủ tịch Hội đồng Khoa học và Công nghệ TKV chủ trì, với sự tham gia của các thành viên hội đồng, đại diện đơn vị chủ trì thực hiện đề tài và các chuyên gia trong lĩnh vực an toàn mỏ.

Các thành viên hội đồng nhận xét kết quả nghiên cứu của đề tài

Yêu cầu cấp thiết từ thực tiễn sản xuất hầm lò

Trong những năm gần đây, các mỏ than hầm lò của TKV ngày càng khai thác xuống sâu, điều kiện địa chất phức tạp hơn, lượng khí mêtan phát sinh lớn và khó kiểm soát. Tại các đường lò độc đạo và khu vực phá hỏa lò chợ, hiện tượng tích tụ khí mêtan thường xuyên xảy ra, đặc biệt trong các tình huống mất điện quạt cục bộ hoặc sự cố thông gió.

Khí mêtan tích tụ vượt ngưỡng cho phép luôn tiềm ẩn nguy cơ cháy, nổ, đe dọa trực tiếp đến an toàn người lao động và quá trình sản xuất. Trong khi đó, các giải pháp đang được áp dụng tại nhiều đơn vị chủ yếu vẫn dựa vào xử lý thủ công, mất nhiều thời gian, nhân lực và không thể xử lý kịp thời khi hàm lượng khí vượt giới hạn.

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, Tập đoàn TKV đã giao Viện Khoa học Công nghệ Mỏ – Vinacomin chủ trì triển khai đề tài nhằm nghiên cứu, thiết kế và chế tạo một hệ thống tự động có khả năng phát hiện sớm và xử lý ngay hiện tượng tích tụ khí mêtan tại các khu vực sản xuất trong mỏ hầm lò, đặc biệt tại các khu vực lò chuẩn bị đào trong than, lò chợ…

Làm chủ công nghệ xử lý khí tích tụ tự động

Sau thời gian nghiên cứu, nhóm thực hiện đề tài đã thiết kế, chế tạo thành công 01 hệ thống tự động xử lý khí tích tụ đồng bộ, gồm hai thành phần chính:

Thiết bị hút khí Ejector sử dụng khí nén để tạo áp suất âm nhằm hút và nhanh chóng đưa khí mêtan ra khỏi khu vực tích tụ.
Tủ điều khiển phòng nổ, được thiết kế theo tiêu chuẩn an toàn tia lửa Ex ia I, có khả năng tiếp nhận tín hiệu từ đầu đo khí mêtan và tự động kích hoạt hệ thống van điện từ xả khí nén cấp cho Ejector, xử lý khi nồng độ khí vượt ngưỡng cài đặt.

Hệ thống được đánh giá đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật và an toàn sử dụng trong môi trường mỏ hầm lò có khí, bụi nổ. Đặc biệt, toàn bộ quá trình phát hiện – cảnh báo – kích hoạt xử lý được thực hiện hoàn toàn tự động, giúp loại bỏ sự phụ thuộc vào thao tác của con người trong các tình huống khẩn cấp.

Về nguyên lý hoạt động, khi đầu đo phát hiện nồng độ khí mêtan tăng vượt ngưỡng an toàn, tín hiệu sẽ được truyền về tủ điều khiển. Tủ điều khiển lập tức kích hoạt van điện từ, đưa thiết bị Ejector vào hoạt động để hút và đưa lượng khí tích tụ ra khu vực gió thải chung, hòa loãng và nhanh chóng đưa môi trường khu vực trở lại trạng thái an toàn.

Thử nghiệm thực tế cho kết quả tích cực

Hệ thống đã được lắp đặt và vận hành thử nghiệm tại lò dọc vỉa mức -80, vỉa 10.3 khu Trung tâm, Công ty Than Quang Hanh – TKV. Kết quả theo dõi thực tế cho thấy thiết bị hoạt động ổn định, tin cậy và phù hợp với điều kiện sản xuất hầm lò. Trong quá trình thử nghiệm, hệ thống đã tự động xử lý thành công 02 lần khí mêtan tăng vượt ngưỡng do sự cố mất điện quạt cục bộ. Việc hệ thống kịp thời phát hiện và tự động kích hoạt xử lý đã góp phần ngăn ngừa nguy cơ tích tụ khí kéo dài, hạn chế khả năng xảy ra cháy nổ khí mêtan, đồng thời giảm đáng kể thời gian và nhân lực cần thiết để xử lý sự cố theo phương pháp truyền thống.

Đại diện đơn vị thử nghiệm, Ông Nguyễn Tuấn Anh, Phó trưởng phòng KCM, phụ trách công tác Thông gió và Quản lý khí mỏ của Công ty Than Quang Hanh đánh giá cao hệ thống, mong muốn Tập đoàn nhanh chóng đưa hệ thống áp dụng rộng rãi tại các khu vực khác của Công ty cũng như trong toàn Tập đoàn. Đây được xem là kết quả quan trọng, khẳng định tính khả thi của việc ứng dụng công nghệ tự động hóa trong công tác kiểm soát khí mỏ, phù hợp với định hướng chuyển đổi số và xây dựng “mỏ thông minh” của TKV.

Hội đồng đánh giá cao khả năng ứng dụng và nhân rộng

Tại cuộc họp nghiệm thu, Hội đồng Khoa học và Công nghệ TKV đánh giá đề tài có ý nghĩa thực tiễn cao, bám sát yêu cầu sản xuất và giải quyết được một trong những nguy cơ mất an toàn lớn nhất tại các mỏ than hầm lò hiện nay.

Các thành viên Hội đồng nhận định nhóm nghiên cứu đã làm chủ được công nghệ thiết kế, gia công và chế tạo hệ thống xử lý khí tích tụ, tạo tiền đề để sản xuất trong nước, giảm phụ thuộc vào thiết bị nhập khẩu.

Đề tài hoàn thành đầy đủ các mục tiêu đặt ra, sản phẩm đạt chất lượng tốt, có khả năng triển khai rộng rãi tại các mỏ hầm lò có nguy cơ phát sinh khí mêtan cao. Đặc biệt, hệ thống có thể phát huy hiệu quả trong các tình huống mất điện, sự cố quạt cục bộ hoặc các khu vực có điều kiện thông gió khó khăn.

Bên cạnh đó, Hội đồng cũng đề nghị đơn vị thực hiện tiếp tục hoàn thiện sản phẩm theo hướng:

Tích hợp khả năng giám sát và điều khiển tập trung cho toàn mỏ;
Kết nối dữ liệu với hệ thống giám sát khí mỏ hiện có;
Xây dựng phiên bản thương mại với độ ổn định và khả năng bảo trì cao hơn;
Đánh giá hiệu quả kinh tế – kỹ thuật khi triển khai trên diện rộng.

Hội đồng thống nhất thông qua đề tài và đề nghị Trung tâm An toàn mỏ khẩn trương hoàn thiện sản phẩm, xây dựng phương án thương mại hóa, báo cáo TKV để sớm triển khai áp dụng tại các đơn vị khai thác than hầm lò trong toàn Tập đoàn.

TS. Lê Trung Tuyến, chủ nhiệm đề tài, tiếp thu ý kiến của hội đồng nghiệm thu

Góp phần hiện thực hóa mục tiêu “mỏ thông minh”

Việc nghiên cứu và chế tạo thành công hệ thống tự động xử lý khí tích tụ không chỉ giúp nâng cao mức độ an toàn trong khai thác hầm lò, mà còn đánh dấu bước tiến quan trọng trong quá trình làm chủ công nghệ của ngành Than Việt Nam, lấp được khoảng trống về công nghệ kiểm soát khí mỏ đối với chủ trương tự động hóa các quá trình sản xuất của Tập đoàn.

Trong bối cảnh TKV đang đẩy mạnh tự động hóa, số hóa và phát triển mô hình mỏ thông minh, các giải pháp như hệ thống xử lý khí tích tụ tự động sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu rủi ro, bảo vệ người lao động, duy trì sản xuất ổn định và nâng cao hiệu quả khai thác. Đây cũng là cơ sở để tiếp tục nghiên cứu, phát triển các hệ thống an toàn thông minh khác trong mỏ hầm lò, hướng tới xây dựng môi trường sản xuất hiện đại, an toàn và bền vững.

Phòng TG&ATM