Giải pháp giám sát lượng nhiên liệu trong khai thác mỏ: Theo dõi từng lít dầu diesel được sử dụng một cách rõ ràng

Việc sử dụng nhiên liệu cho thiết bị khai thác mỏ hoàn toàn khác biệt so với các đội xe thông thường.

Chi phí diesel hàng tháng cho một chiếc xe tải khai thác mỏ, máy xúc lật hạng nặng hoặc máy đào cỡ lớn thường lên tới vài chục nghìn nhân dân tệ; khi số lượng thiết bị tăng lên, chi phí nhiên liệu rất dễ trở thành khoản chi phí khó quản lý nhất tại khu mỏ. Do xe di chuyển qua nhiều khu vực khai thác khác nhau, các trạm tiếp nhiên liệu phân tán và khoảng cách vận chuyển xa, nếu chỉ dựa vào việc ghi chép thủ công, nhiều vấn đề sẽ chỉ được phát hiện khi đối chiếu sổ sách vào cuối tháng: không rõ đã nạp bao nhiêu nhiên liệu, không giải thích được tại sao mức tiêu thụ nhiên liệu của một số xe lại cao bất thường, cũng như không thể xác định được lý do tại sao lượng nhiên liệu lại giảm khi thiết bị không hoạt động.

Giải pháp giám sát lượng nhiên liệu tại mỏ của FOFN, thông qua cảm biến mức nhiên liệu, thiết bị định vị GPS, hàng rào điện tử và nền tảng quản lý, giúp liên kết các thông tin “đã nạp bao nhiêu nhiên liệu, đã tiêu thụ bao nhiêu, tiêu thụ ở đâu và có hiện tượng thất thoát bất thường hay không”. Các nhà quản lý không cần phải đến khu mỏ hàng ngày để đọc chỉ số đồng hồ nhiên liệu, mà có thể xem trực tiếp trên nền tảng các thông tin như biểu đồ mức nhiên liệu, hồ sơ nạp nhiên liệu, mức tiêu thụ nhiên liệu, thời gian hoạt động và vị trí của từng thiết bị.

Các tình huống áp dụng

Giải pháp này phù hợp với các tình huống vận hành tại các mỏ và thiết bị hạng nặng sau đây:

• Mỏ than lộ thiên
• Khai thác khoáng sản kim loại
• Mỏ đá, nhà máy sản xuất cát và sỏi
• Hoạt động khai thác đá và san lấp mặt bằng
• Xe tải tự đổ dùng trong khai thác mỏ, xe tải thân rộng, máy xúc lật, máy đào, máy xúc gầu, máy lu
• Xe bơm nhiên liệu tại khu mỏ, bồn chứa nhiên liệu cố định và trạm bơm nhiên liệu tạm thời

Nếu thiết bị được đưa xuống hầm mỏ, khu vực khai thác đã cạn hoặc các khu vực khác có yêu cầu chống cháy nổ, trước khi bắt đầu dự án, cần xác nhận trước cấp độ chống cháy nổ theo yêu cầu tại hiện trường, các tiêu chuẩn lắp đặt và các tài liệu chứng nhận. Cảm biến mức nhiên liệu thông thường không thể thay thế trực tiếp cho các sản phẩm chống cháy nổ; do đó, việc lựa chọn loại sản phẩm phải tuân thủ các yêu cầu an toàn của khu mỏ.

Quản lý nhiên liệu tại các mỏ khai thác: Những khó khăn chính nằm ở đâu?

1. Mức tiêu thụ nhiên liệu của từng thiết bị cao, nên bất kỳ sự bất thường nào cũng sẽ rất dễ nhận thấy

Thiết bị khai thác mỏ thường phải hoạt động với tải trọng cao trong thời gian dài, dẫn đến mức tiêu thụ dầu diesel lớn. Vấn đề không nhất thiết là do “dầu bị đánh cắp”, mà có thể xuất phát từ thời gian chạy không tải quá lâu, thói quen vận hành khác nhau của tài xế, sự thay đổi lộ trình vận chuyển hoặc tình trạng bảo dưỡng thiết bị kém đi.

Nếu không có dữ liệu liên tục về lượng nhiên liệu, các nhà quản lý chỉ có thể tham khảo phiếu nạp nhiên liệu và tổng mức tiêu thụ nhiên liệu vào cuối tháng, do đó rất khó để xác định thiết bị nào thực sự gặp vấn đề về năng suất thấp và mức tiêu thụ cao.

2. Các trạm tiếp nhiên liệu phân tán, gây khó khăn cho việc đối chiếu sổ sách

Tại khu mỏ có thể có các bồn chứa nhiên liệu cố định, xe bơm nhiên liệu lưu động, hoặc có thể tiến hành bổ sung nhiên liệu tạm thời tại các mặt khai thác khác nhau. Khi thời gian nạp nhiên liệu, vị trí nạp nhiên liệu, lượng nhiên liệu nạp và mức thay đổi thực tế trong bình chứa của thiết bị không khớp nhau, việc truy xuất thông tin qua sổ sách thủ công thường rất khó khăn.

3. Thiết bị không được tập trung tại một địa điểm, dẫn đến chi phí kiểm kê thủ công cao

Các khu mỏ lộ thiên có diện tích rộng lớn, thiết bị được phân bố tại các khu khai thác, bãi thải, đường vận chuyển và khu bảo trì. Việc hàng ngày phải cử người đi ghi số liệu không chỉ tốn thời gian mà còn dễ dẫn đến sai sót. Đặc biệt là vào ca đêm và thời điểm chuyển ca, việc xác minh sự thay đổi mức nhiên liệu càng trở nên khó khăn hơn.

4. Trong điều kiện vận hành tải nặng, việc chỉ xem xét mức tiêu thụ nhiên liệu tổng thể là không có ý nghĩa

Cùng một lượng 100 lít dầu diesel, nhưng tùy thuộc vào việc một chiếc xe đã chở được bao nhiêu tấn quặng, hoạt động trong bao nhiêu giờ và có để động cơ chạy không tải trong thời gian dài hay không, kết quả thu được sẽ hoàn toàn khác nhau. Điều mà các mỏ khai thác cần quan tâm hơn cả là “mối quan hệ giữa mức tiêu thụ nhiên liệu, sản lượng và số giờ làm việc”, chứ không chỉ đơn thuần là lượng nhiên liệu còn lại trong bình.

Giải pháp được cấu thành như thế nào?

Một hệ thống giám sát lượng nhiên liệu cơ bản trong mỏ thường bao gồm các thành phần sau:

Cảm biến mức nhiên liệu

Thiết bị được lắp đặt bên trong hoặc bên ngoài thùng nhiên liệu, dùng để thu thập liên tục dữ liệu về sự thay đổi mức nhiên liệu. Sau khi hiệu chuẩn thùng nhiên liệu, dữ liệu mức nhiên liệu có thể được chuyển đổi thành dữ liệu lượng nhiên liệu dễ hiểu hơn.

Nó có thể giúp nhận diện:

• Mức tiêu thụ nhiên liệu liên tục trong quá trình vận hành bình thường
• Mức nhiên liệu tăng nhanh khi đang đổ xăng
• Mức nhiên liệu giảm bất thường ngoài giờ làm việc
• Tình trạng xe chạy không tải trong thời gian dài hoặc tiêu thụ nhiên liệu cao
• Thiết bị có mức nhiên liệu trong bình luôn ở mức thấp trong thời gian dài

Thiết bị định vị GPS

Thiết bị đầu cuối GPS sẽ bổ sung thông tin về thời gian, vị trí, trạng thái vận hành và trạng thái đánh lửa cho từng dữ liệu về lượng nhiên liệu. Nhờ đó, khi các nhà quản lý phát hiện một trường hợp bất thường về lượng nhiên liệu, họ không chỉ thấy thông báo “thiếu nhiên liệu” mà còn có thể biết được thiết bị đang ở đâu vào thời điểm đó, liệu thiết bị có đang hoạt động hay không, và liệu thiết bị có rời khỏi khu vực quy định hay không.

Hàng rào điện tử tại khu mỏ

Trên nền tảng này, quý vị có thể thiết lập các rào cản điện tử để phân chia các khu vực khai thác, khu vực bốc hàng, khu vực dỡ hàng, khu vực bảo trì, trạm tiếp nhiên liệu, khu vực đỗ xe, v.v.

Ví dụ:

• Khi thiết bị rời khỏi khu mỏ hoặc đi vào khu vực không thuộc phạm vi hoạt động, hệ thống sẽ kích hoạt cảnh báo vượt ranh giới;
• Các bản ghi chép về việc nạp nhiên liệu tại các trạm nạp cố định có thể được đối chiếu với sổ sách ghi chép việc nạp nhiên liệu;
• Nếu thiết bị được đỗ tại khu vực đỗ xe nhưng vẫn xuất hiện hiện tượng rò rỉ nhiên liệu rõ rệt, quý vị nên ưu tiên kiểm tra;
• Thời gian làm việc, mức tiêu thụ nhiên liệu và hiệu suất vận hành của các khu vực khai thác khác nhau có thể được thống kê riêng biệt.

Nền tảng quản lý và báo cáo

Nền tảng này cho phép xem đồng thời vị trí thiết bị, biểu đồ mức nhiên liệu, lịch sử nạp nhiên liệu, thời gian làm việc và các sự kiện trong vùng giới hạn. Các nhà quản lý có thể xuất báo cáo theo thiết bị, tổ công tác, ngày tháng và khu vực hoạt động, tạo thuận lợi cho việc lập báo cáo tài chính hàng tháng.

Cách thức hoạt động thực tế của hệ thống giám sát lượng nhiên liệu tại mỏ

Sau khi thiết bị được lắp đặt hoàn tất và đã qua quá trình hiệu chuẩn bình nhiên liệu, dữ liệu về lượng nhiên liệu sẽ được tải lên nền tảng liên tục.

Trong điều kiện hoạt động bình thường, đường cong mức nhiên liệu sẽ giảm một cách từ từ; khi thiết bị được nạp nhiên liệu, đường cong sẽ tăng rõ rệt trong một khoảng thời gian ngắn; nếu xảy ra hiện tượng giảm nhanh bất thường trong các trường hợp dừng xe, tắt máy hoặc ngoài giờ làm việc, nền tảng có thể đánh dấu các sự kiện này để ban quản lý kiểm tra.

Một bản ghi nhiên liệu hợp lệ thường phải bao gồm các thông tin sau:

• Số hiệu thiết bị
• Thời gian xảy ra
• Vị trí tại thời điểm đó
• Dữ liệu trước và sau khi lượng nhiên liệu thay đổi
• Hiện đang ở trạng thái khởi động, đang di chuyển hay đang đỗ xe
• Sự việc có xảy ra tại trạm xăng, khu đỗ xe hay bên ngoài khu mỏ hay không
• Tương ứng với các tổ công tác, tài xế hoặc khu vực hoạt động
• Có cần phải rà soát lại không?

Nhờ đó, việc quản lý nhiên liệu sẽ chuyển từ việc “chỉ xem một bảng tổng hợp vào cuối tháng” sang việc “có thể theo dõi quá trình hàng ngày”.

Tính năng nổi bật thứ nhất: Theo dõi mức tiêu thụ nhiên liệu theo số giờ làm việc, thay vì chỉ dựa vào mức nhiên liệu trong bình

Hiệu suất sản xuất của thiết bị khai thác mỏ không thể chỉ được đánh giá dựa trên lượng nhiên liệu được nạp vào mỗi ngày.

Dựa trên dữ liệu về thời gian hoạt động của thiết bị, trạng thái vận hành và mức tiêu thụ nhiên liệu, có thể thực hiện các phân tích gần với thực tế hơn:

• Mức tiêu thụ nhiên liệu trung bình mỗi giờ làm việc là bao nhiêu;
• Liệu mức tiêu thụ nhiên liệu giữa các thiết bị cùng loại có chênh lệch quá lớn hay không;
• Một thiết bị nào đó có đang chạy không tải trong thời gian dài hay không;
• Liệu một tổ sản xuất nào đó có tình trạng năng suất thấp nhưng tiêu hao cao hay không;
• Liệu mức tiêu thụ nhiên liệu có được cải thiện trước và sau khi bảo trì thiết bị hay không;
• Lượng nhiên liệu tiêu thụ có cơ bản phù hợp với khối lượng vận chuyển và khối lượng công việc hay không.

Đối với các mỏ có dữ liệu sản xuất, quý vị còn có thể tiến hành phân tích “mức tiêu thụ nhiên liệu trên mỗi tấn quặng”. Nói một cách đơn giản, đó là việc so sánh lượng dầu diesel mà thiết bị tiêu thụ với sản lượng thực tế. Mức tiêu thụ nhiên liệu trên mỗi tấn quặng liên tục ở mức cao không nhất thiết ngay lập tức cho thấy thiết bị có vấn đề, nhưng chắc chắn cần phải kiểm tra kỹ lưỡng hơn về tổ chức hoạt động, tình trạng thiết bị và thói quen vận hành.

Tính năng chính thứ hai: Đối chiếu ba bên giữa điểm tiếp nhiên liệu, lượng nhiên liệu và bình chứa của thiết bị

Trong công tác quản lý tiếp nhiên liệu tại các mỏ, điều đáng lo ngại nhất là dữ liệu giữa hai bên không khớp nhau.

Hệ thống có thể thiết lập các bể chứa nhiên liệu cố định, điểm đỗ xe bồn chở nhiên liệu di động hoặc khu vực tiếp nhiên liệu tạm thời thành hàng rào điện tử. Khi thiết bị đi vào khu vực tiếp nhiên liệu và lượng nhiên liệu tăng lên rõ rệt, nền tảng có thể tạo ra một bản ghi tiếp nhiên liệu tương đối đầy đủ.

Các quản lý có thể tổng hợp các nội dung sau đây để đối chiếu:

• Lượng nhiên liệu trên phiếu nạp nhiên liệu
• Thời điểm diễn ra việc tiếp nhiên liệu
• Điểm tiếp nhiên liệu
• Lượng nhiên liệu thực tế được bổ sung vào bình chứa của thiết bị
• Vị trí và trạng thái của thiết bị trước và sau khi tiếp nhiên liệu

Hình dạng bình nhiên liệu, góc nghiêng của phương tiện và sự dao động của mức nhiên liệu đều có thể ảnh hưởng đến dữ liệu; do đó, cần tiến hành hiệu chuẩn sau khi lắp đặt tại hiện trường. Việc hiệu chuẩn càng được thực hiện kỹ lưỡng thì quá trình đối chiếu lượng nhiên liệu nạp vào và xác định các trường hợp bất thường sau này sẽ càng đáng tin cậy.

Tính năng nổi bật thứ ba: Hàng rào điện tử tại khu mỏ và cảnh báo vượt ranh giới

Thiết bị tại khu mỏ thường không được phép rời khỏi khu vực làm việc được chỉ định một cách tùy tiện.

Thông qua tính năng hàng rào điện tử, các nhà quản lý có thể thiết lập:

• Hàng rào bao quanh toàn bộ khu mỏ
• Hàng rào khu vực khai thác được chỉ định
• Hàng rào tại trạm xăng
• Hàng rào khu vực bảo trì
• Hàng rào khu vực đỗ xe
• Khu vực cấm vào

Khi thiết bị vượt qua ranh giới quy định, dừng lại trong thời gian dài tại khu vực không thuộc phạm vi hoạt động, hoặc xảy ra hiện tượng giảm lượng nhiên liệu bất thường tại khu vực đỗ xe, các nhà quản lý có thể nhanh chóng xác định thiết bị cần kiểm tra.

Hàng rào điện tử không nhằm mục đích “giám sát tài xế”, mà là để cung cấp bối cảnh thực tế cho việc phân tích mức tiêu thụ nhiên liệu và sự biến động về lượng nhiên liệu. Khi biết được vị trí của thiết bị tại thời điểm đó, nhiều vấn đề sẽ dễ dàng được xác định hơn.

Tính năng nổi bật thứ tư: Phân tích tình trạng tải cao và thời gian chạy không tải kéo dài

Thiết bị khai thác mỏ đòi hỏi phải hoạt động ở công suất cao, nhưng công suất cao không đồng nghĩa với hiệu suất cao.

Hệ thống giám sát mức nhiên liệu, thông qua việc kết hợp trạng thái đánh lửa, thời gian vận hành và sự thay đổi mức nhiên liệu, có thể giúp phát hiện:

• Động cơ đã hoạt động trong thời gian dài nhưng thiết bị không thực sự hoạt động;
• Nếu thiết bị liên tục hoạt động với mức tiêu thụ nhiên liệu cao, liệu có cần kiểm tra tình trạng bảo dưỡng hay không;
• Các thiết bị cùng mẫu có sự chênh lệch quá lớn về mức tiêu thụ nhiên liệu khi thực hiện các nhiệm vụ tương tự;
• Liệu mức tiêu thụ nhiên liệu có bất thường hay không trong các ca làm việc ban đêm, khi chuyển ca, cũng như trước và sau khi bảo trì;
• Sau khi điều chỉnh lộ trình vận chuyển, liệu mức tiêu thụ nhiên liệu trên mỗi đơn vị giờ làm việc có tăng lên hay không.

Các dữ liệu này không thể thay thế cho công tác quản lý tại hiện trường, nhưng có thể giúp công tác quản lý tại hiện trường có cơ sở vững chắc hơn.

Giá trị của giải pháp

Đảm bảo có dữ liệu để tra cứu về “mức tiêu thụ nhiên liệu trên mỗi tấn quặng”

Việc xem xét đồng thời mức tiêu thụ nhiên liệu, thời gian làm việc và sản lượng sẽ giúp các mỏ khai thác xác định được những thiết bị hoặc tổ công tác có năng suất thấp nhưng tiêu thụ nhiều. Từ đó, các hoạt động tiếp theo như điều phối, bảo trì hay đánh giá hiệu suất sẽ không còn chỉ dựa vào kinh nghiệm cá nhân nữa.

Giảm thiểu tình trạng thất thoát nhiên liệu và tiêu thụ không hiệu quả

Các hoạt động như đổ xăng, tiêu thụ nhiên liệu, đỗ xe và tình trạng giảm lượng nhiên liệu bất thường đều được ghi lại. Đối với các sự cố bất thường rõ rệt, các nhà quản lý có thể kiểm tra kịp thời, thay vì phải đợi đến cuối tháng mới phát hiện ra sự chênh lệch trong sổ sách nhiên liệu.

Giảm thiểu việc đọc chỉ số thủ công và di chuyển đến hiện trường

Nền tảng này cho phép người dùng xem đồng bộ lượng nhiên liệu, vị trí và trạng thái hoạt động của nhiều thiết bị. Đối với các dự án có thiết bị phân tán và khu vực khai thác rộng lớn, điều này giúp giảm đáng kể khối lượng công việc kiểm kê thủ công.

Tối ưu hóa việc bố trí xe bơm nhiên liệu và phân phối nhiên liệu

Sau khi nắm rõ lượng nhiên liệu của từng thiết bị, quý vị có thể sắp xếp việc tiếp nhiên liệu theo thứ tự ưu tiên, nhằm tránh tình trạng xe chở nhiên liệu phải đi lại nhiều lần hoặc thiết bị phải tạm ngừng hoạt động. Đối với các khu mỏ hẻo lánh, việc sắp xếp lộ trình tiếp nhiên liệu hợp lý cũng giúp giảm thiểu tổn thất nhiên liệu trên đường đi.

Cung cấp cơ sở lâu dài cho việc quản lý thiết bị

Dữ liệu được tích lũy liên tục có thể được sử dụng để đánh giá sự thay đổi về mức tiêu thụ nhiên liệu của thiết bị, hiệu quả bảo trì, hiệu suất hoạt động và sự khác biệt giữa các tổ công tác. Đây không chỉ là một công cụ chống trộm nhiên liệu, mà còn là nền tảng dữ liệu cho công tác quản lý vận hành hàng ngày.

Phương án triển khai được khuyến nghị

Đối với những khách hàng lần đầu tiên triển khai quản lý lượng nhiên liệu tại mỏ, chúng tôi khuyến nghị nên chọn một lô thiết bị nhỏ có tính đại diện để chạy thử, ví dụ như:

• 2–3 chiếc xe tải khai thác mỏ
• 1 máy xúc lật hoặc máy đào
• 1 trạm nạp nhiên liệu cố định hoặc 1 xe bồn chở nhiên liệu

Trước tiên, quý vị hãy hoàn tất việc hiệu chuẩn bình nhiên liệu, đối chiếu lượng nhiên liệu nạp vào và thiết lập hàng rào điện tử; sau khi hệ thống hoạt động liên tục trong một khoảng thời gian, hãy điều chỉnh ngưỡng cảnh báo bất thường và phạm vi báo cáo dựa trên dữ liệu thực tế. Cách làm này sẽ giúp giải pháp được triển khai vững chắc hơn, đồng thời tránh được tình trạng mở rộng quy mô quá lớn ngay từ đầu dẫn đến việc quản lý không theo kịp sau này.

Câu hỏi thường gặp

Tại các khu mỏ nơi mạng không ổn định, liệu vẫn có thể thực hiện giám sát mức nhiên liệu được không?

Được, nhưng cần thiết kế dựa trên điều kiện mạng tại hiện trường. Tại các khu vực có tín hiệu 4G tốt, dữ liệu có thể được tải lên theo thời gian thực; tại các khu vực có vùng phủ sóng không ổn định, thiết bị có thể lưu trữ dữ liệu trước và tải lên bổ sung sau khi kết nối mạng được khôi phục. Đối với các khu vực làm việc hẻo lánh hoàn toàn không có mạng di động, quý vị cũng có thể lựa chọn giải pháp có bộ nhớ cục bộ hoặc giải pháp thu thập dữ liệu qua Bluetooth tùy theo yêu cầu của dự án.

Cảm biến mức nhiên liệu trong mỏ có thể phát hiện hành vi trộm cắp nhiên liệu không?

Hệ thống có thể giúp phát hiện các sự cố nghi ngờ mất nhiên liệu bất thường; tuy nhiên, để xác định cuối cùng liệu đó có phải là hành vi trộm cắp nhiên liệu hay không, cần phải đối chiếu và xác minh dựa trên thời gian, vị trí, tình trạng phương tiện, mức độ biến động lượng nhiên liệu cũng như tình hình thực tế tại hiện trường. Vai trò của hệ thống là kịp thời sàng lọc các sự cố đáng ngờ, giúp các nhà quản lý không phải dựa vào phỏng đoán.

Tại sao dữ liệu mức nhiên liệu lại cần phải hiệu chuẩn bình nhiên liệu?

Hình dạng bình nhiên liệu của các thiết bị khác nhau, do đó sự thay đổi mức nhiên liệu tương tự không nhất thiết phản ánh sự thay đổi tương ứng về lượng nhiên liệu. Chỉ sau khi được hiệu chuẩn, dữ liệu mức nhiên liệu mới có thể được quy đổi chính xác hơn thành đơn vị lít, phục vụ cho việc đối chiếu khi nạp nhiên liệu và phân tích mức tiêu thụ nhiên liệu.

Có thể lắp đặt thiết bị giám sát mức nhiên liệu thông thường trong các mỏ dưới lòng đất không?

Không thể áp dụng một cách chung chung. Tại các khu vực dưới lòng đất, khu vực khai thác đã cạn kiệt hoặc môi trường dễ cháy nổ thường có các quy định an toàn và yêu cầu chống cháy nổ rõ ràng; do đó, việc lựa chọn sản phẩm và phương thức lắp đặt phải được xác định dựa trên các quy định pháp luật tại địa phương nơi triển khai dự án, các tiêu chuẩn của khu mỏ và các yêu cầu chứng nhận thiết bị.

Có thể tính toán mức tiêu thụ nhiên liệu trên mỗi tấn quặng được không?

Được. Hệ thống có nhiệm vụ cung cấp dữ liệu về mức tiêu thụ nhiên liệu và thời gian làm việc với độ tin cậy cao; nếu mỏ có thể cung cấp dữ liệu về khối lượng vận chuyển, khối lượng xếp dỡ hoặc sản lượng, thì có thể tính toán thêm mức tiêu thụ nhiên liệu trên mỗi tấn quặng, nhằm phân tích hiệu quả sản xuất và chi phí vận hành thiết bị.

Ngoài xe tải khai thác mỏ, thiết bị này còn có thể được sử dụng cho những loại thiết bị nào khác?

Các loại máy như máy xúc lật, máy đào, máy xúc gầu, máy ủi, máy lu, máy khoan, máy phát điện, xe bơm nhiên liệu và bồn chứa nhiên liệu cố định, v.v., đều có thể được cấu hình giải pháp phù hợp dựa trên điều kiện bình nhiên liệu và cách thức sử dụng.