Cấu Hình Bơm Sump Thoát Nước Hầm Lò Mỏ Thiếc-Vonfram: Chọn Bơm Cho Đại Từ Và Nghệ An

Đăng ngày 11/09/2026 · Bởi Coolair Group Engineering · 10 phút đọc

Mỏ thiếc-vonfram vùng Đại Từ (Thái Nguyên) và Quỳ Hợp, Nghệ An khai thác theo phương pháp hầm lò, độ sâu phổ biến từ 80 đến 180 m. Lượng nước thấm vào hầm dao động mạnh theo mùa: mùa khô 25 đến 60 m³/giờ, mùa mưa có ngày lên tới 150 m³/giờ. Bài viết tổng hợp cách tính lưu lượng, cột áp cho bơm sump hầm lò thiếc-vonfram, cách chọn vật liệu cánh bơm phù hợp với điều kiện nước bẩn chứa cát mịn và vụn đá, cùng lịch bảo trì thực tế đang áp dụng tại các mỏ ngầm Đại Từ.

1. Đặc Điểm Nước Hầm Lò Mỏ Thiếc-Vonfram

Khác với mỏ than Quảng Ninh (nước chủ yếu từ tầng chứa nước trong đá), nước hầm lò mỏ thiếc-vonfram vùng Đại Từ chủ yếu là nước mặt thấm qua các đường đứt gãy và khe karst trong đá vôi. Tính chất nước thay đổi theo chiều sâu:

• Tầng trên (0 đến 50 m): nước chứa nhiều cát thô, bùn đỏ từ tầng phong hóa, pH 5,5 đến 6,5 (hơi axit do oxy hóa quặng sunfua).
• Tầng giữa (50 đến 120 m): nước trong hơn, ít cát, có chứa ion florua và asen từ quặng wolframit và cassiterit. pH trung tính 6,8 đến 7,2.
• Tầng dưới (120 đến 200 m): nước nóng 28 đến 35°C, độ khoáng cao, ít cát. Bơm chạy ở tầng này phải chịu nhiệt độ cao hơn bình thường.

Hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) trong nước hầm dao động 800 đến 4.500 mg/L tùy mùa. Sau các đợt khoan nổ, TSS có thể vọt lên 8.000 đến 12.000 mg/L trong 2 đến 4 giờ, đây là lúc bơm sump chịu tải nặng nhất.

Một đặc điểm hay bị bỏ qua: nước hầm lò thiếc-vonfram thường chứa mùn cưa và vụn gỗ từ văng chống lò bằng gỗ. Bơm sump tại Đại Từ thường lắp thêm rổ lọc thô ở miệng hút, kích thước mắt lưới 15 đến 20 mm.

2. Tính Lưu Lượng Bơm Sump

Lưu lượng bơm sump được tính theo công thức:

Q(bơm) = 1,5 × Q(thấm) × hệ số mùa

Trong đó Q(thấm) là lưu lượng nước thấm đo được trong hầm, hệ số mùa bằng 1,0 cho mùa khô và 1,3 đến 1,5 cho mùa mưa. Hệ số 1,5 phía trước để có dự phòng cho cao điểm và bù hao hút.

Tại mỏ Kẻm Đại Từ, đo lưu lượng thấm thực tế:

Mẹo chọn bơm: chọn model có điểm làm việc tối ưu ở Q thiết kế mùa mưa, vì mùa khô bơm sẽ chạy non tải ở 35 đến 50% điểm thiết kế.

3. Chọn Model Bơm Và Cột Áp

Bơm sump hầm lò thiếc-vonfram không yêu cầu cột áp quá lớn, thường chỉ 8 đến 18 m. Nhiệm vụ chính là đẩy nước từ đáy hố sump lên ngăn tập trung trung gian, sau đó bơm ly tâm đa cấp trên mặt đất đảm nhận phần còn lại.

Ba model phù hợp:

Bơm sump có cấu tạo khác bơm ly tâm bùn thông thường: trục đứng hoặc trục ngang, cánh bơm bán mở (semi-open) hoặc hở hoàn toàn (open), phớt cơ khí đơn hoặc kép. Đặc tính này cho phép bơm xử lý nước có lẫn vụn rắn mà không bị tắc thường xuyên.

Một lưu ý tại các mỏ Đại Từ: chiều sâu hố sump thường chỉ 1,5 đến 2,5 m. Bơm sump trục đứng đặt chìm trong hố chiếm ít diện tích, nhưng phớt cơ khí phải chịu áp lực nước lớn và dễ rò rỉ. Mỏ Kẻm chọn phương án trục ngang, mỏ Tân Thượng chọn trục đứng.

4. Vật Liệu Cánh Bơm Và Liner

Cát mịn và bùn đá vụn trong nước hầm lò thiếc-vonfram có độ cứng Mohs 5 đến 6 (thạch anh, felspat). Tốc độ mài mòn phụ thuộc lớn vào vật liệu cánh bơm.

Cánh bơm cao su polyurethane

Phù hợp với nước hầm lò chứa cát mịn dưới 3 mm. Ba ưu điểm:

1. Chịu mài mòn đều. Cao su không bị xước rãnh như kim loại, hiệu suất giảm chậm và có thể dự báo trước.
2. Giá thành thấp hơn 30%. Cánh polyurethane cho bơm sump 3/2 khoảng 4,5 đến 6 triệu VNĐ.
3. Thay nhanh. Thời gian thay cánh khoảng 1,5 đến 2 giờ, không cần máy cân trục, phù hợp với điều kiện chật hẹp trong hầm lò.

Tuổi thọ cánh polyurethane tại Đại Từ đạt 1.800 đến 2.500 giờ, tương đương 4 đến 6 tháng vận hành. Khi hết tuổi, cánh bị mòn đều ở các mép, có thể đo bằng thước kẹp và so sánh với kích thước danh nghĩa.

Cánh bơm kim loại A05/A07

Dùng khi bùn chứa sỏi trên 5 mm hoặc cần cột áp cao trên 30 m. Tuổi thọ kim loại A05 trong nước hầm lò thiếc-vonfram đạt 1.200 đến 1.800 giờ. Kim loại A07 (chrome cao 27%) chịu mài mòn tốt hơn 20 đến 30% nhưng giá cao hơn 50%.

Quy tắc chọn vật liệu: dưới 3 mm cỡ hạt → polyurethane; 3 đến 8 mm → kim loại A05; trên 8 mm hoặc có sỏi cạnh sắc → kim loại A07 hoặc lắp thêm cánh cắt phía trước.

5. Phụ Tùng Dự Trữ Tại Mỏ

Bơm sump hầm lò ngừng hoạt động đồng nghĩa với nguy cơ ngập hầm, mất an toàn. Mỗi mỏ ngầm Đại Từ và Quỳ Hợp duy trì bộ phụ tùng dự trữ tại hiện trường cho ít nhất 2 lần thay cánh và 1 lần đại tu vòng bi.

Phụ tùng hạng A — dự trữ tại mỏ

• Cánh bơm polyurethane: 2 bộ cho mỗi model đang chạy
• Liner cao su volute: 1 bộ
• Phớt cơ khí: 3 bộ (1 dùng, 2 dự phòng)
• Vòng bi trục: 1 bộ cho mỗi bơm
• Van chân kiểu bóng: 2 chiếc
• Rổ lọc thô miệng hút: 3 chiếc (dễ bị rách)

Phụ tùng hạng B — dự trữ kho tỉnh

• Throat bush: 2 bộ
• Frame plate liner: 2 bộ
• Trục bơm (shaft): 1 chiếc cho mỗi model
• Bộ coupling: 1 bộ

Phụ tùng hạng C — đặt hàng khi cần

• Motor điện (đặt trước 30 ngày)
• Tủ điều khiển kèm rơ-le mức nổi
• Ống hút và ống đẩy (đặt theo đợt 6 tháng)

Một vấn đề thường gặp: phớt cơ khí của bơm sump trục đứng hay bị rò rỉ do áp lực nước trong hố sump thay đổi liên tục. Nên dự trữ thêm 1 đến 2 bộ phớt và thay ngay khi thấy rò rỉ nhỏ.

6. Vận Hành Thực Tế Tại Đại Từ

Bốn điểm tinh tế trong vận hành bơm sump hầm lò thiếc-vonfram mà sách hướng dẫn thường bỏ qua.

Đặt rổ lọc thô đúng cao độ

Rổ lọc miệng hút phải đặt cách đáy hố sump 15 đến 20 cm, không chạm đáy. Vụn đá nặng lắng dưới đáy, nếu rổ chạm đáy thì cát và bùn hút lên liên tục, cánh bơm mòn nhanh gấp 2 lần.

Không để bơm chạy không tải quá 60 giây

Khi mức nước trong hố sump xuống dưới van chân, bơm chạy không tải. Phớt cơ khí không được bôi trơn bằng nước sẽ vỡ mặt carbon trong vòng 30 đến 90 giây. Cài đặt rơ-le mức nổi sao cho bơm dừng khi mực nước xuống dưới 20% chiều cao hố sump. Nếu bơm không có cảm biến, kiểm tra mắt thường mỗi ca.

Luân phiên bơm chính và dự phòng mỗi ca

Hai bơm sump lắp song song nên luân phiên mỗi 6 đến 8 giờ, không để một bơm chạy liên tục cả ngày. Cách này giúp cả hai bơm có tuổi thọ đồng đều, đồng thời kịp phát hiện hỏng hóc của bơm dự phòng khi đến lượt chạy.

Kiểm tra nhiệt độ vòng bi mỗi ca

Vòng bi bơm sump nóng bất thường (>70°C) là dấu hiệu sớm của hỏng bạc đạn. Dùng súng bắn nhiệt hồng ngoại đo ở gối đỡ trục mỗi 4 giờ.

Tại Đại Từ, đội bảo trì ghi nhận: bơm sump polyurethane đạt tuổi thọ trung bình 5 tháng nếu đo nhiệt vòng bi đúng cách và thay cánh theo định mức.

Bơm sump hầm lò thiếc-vonfram Đại Từ hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt nhưng không phức tạp nếu nắm rõ đặc tính nước hầm, chọn đúng model bơm và vật liệu cánh, duy trì phụ tùng dự trữ hợp lý.

Câu hỏi thường gặp

Bơm sump thoát nước hầm lò mỏ thiếc-vonfram cần lưu lượng bao nhiêu?

Lưu lượng bơm sump phụ thuộc vào lượng nước thấm vào hầm lò. Tại các mỏ thiếc-vonfram vùng Đại Từ và Quỳ Hợp, lưu lượng trung bình 25 đến 60 m³/giờ trong mùa khô và 60 đến 150 m³/giờ trong mùa mưa.

Tại sao bơm sump mỏ ngầm hay bị tắc và cháy phớt?

Hầm lò mỏ thiếc-vonfram có nhiều mảnh vụn gỗ, rễ cây, và đá cạnh từ việc khoan nổ. Các mảnh này theo nước chảy vào hố sump, dễ mắc kẹt ở cánh bơm và phớt cơ khí. Phớt bị cháy khi bơm chạy không tải (mức nước dưới van chân), mặt phớt quay khô dẫn đến vỡ mặt carbon hoặc silicon carbide. Bơm sump mỏ ngầm cần lắp thêm rổ lọc thô ở miệng hút và van chân kiểu bóng có lưới bảo vệ.

Nên dùng cánh bơm cao su hay kim loại cho bơm sump hầm lò thiếc-vonfram?

Với nước hầm lò chứa cát mịn và bùn đá vụn cỡ dưới 3 mm, cánh bơm cao su polyurethane chịu mài mòn tốt hơn kim loại và không bị xước rãnh. Tuổi thọ cánh cao su đạt 1.800 đến 2.500 giờ, cao hơn 30 đến 40% so với cánh kim loại A05 trong cùng điều kiện. Kim loại chỉ nên dùng khi bùn chứa sỏi trên 5 mm hoặc cần cột áp cao trên 30 m.

Bơm sump hầm lò có cần bơm dự phòng không?

Bắt buộc phải có. Một hầm lò ngập nước phải dừng khai thác, nguy cơ sập hầm và mất an toàn nghiêm trọng. Khi bơm chính sự cố, bơm dự phòng khởi động trong vòng 30 giây nhờ rơ-le mức nổi.

Cột áp bơm sump mỏ thiếc-vonfram Đại Từ bao nhiêu là đủ?

Cột áp cần đạt tùy thuộc độ sâu hầm lò và chiều cao đẩy nước lên mặt đất qua hệ thống ống. Tại Đại Từ, độ sâu hầm phổ biến 80 đến 180 m, cột áp tổng cộng khoảng 90 đến 200 m nước. Tuy nhiên bơm sump chỉ đẩy nước từ đáy hố lên ngăn sump trung gian (cột áp 8 đến 15 m), phần còn lại do bơm ly tâm đa cấp đặt trên mặt đất đảm nhiệm. Phân chia nhiệm vụ giúp giảm hao mòn và dễ bảo trì.

Sản phẩm liên quan:

• Cánh bơm sump polyurethane chịu mài mòn
• Liner volute cao su cho bơm sump hầm lò
• Phớt cơ khí cho bơm sump trục đứng và ngang
• Phụ tùng thay thế bơm bùn các model Warman
• Phụ tùng tương thích Warman AH và SP