Ngành công nghiệp khai thác và chế biến than đòi hỏi độ chính xác và sự phối hợp cao giữa nhiều hạng mục kỹ thuật phức tạp như nhà tuyển chính, bể cô đặc, hệ thống lọc ép – sấy than hay kho than nguyên khai. Để đáp ứng yêu cầu đó, mô hình BIM 3D (Building Information Modeling) trở thành giải pháp trọng tâm giúp số hóa toàn bộ quá trình thiết kế, thi công và vận hành công trình. Theo Quyết định 258/QĐ-TTg (17/03/2023) và Nghị định 175/2024/NĐ-CP, việc áp dụng BIM đã được quy định bắt buộc trong hồ sơ thiết kế, cấp phép và nghiệm thu công trình, đánh dấu bước tiến quan trọng trong chuyển đổi số ngành xây dựng. Đón đầu xu thế này, Công ty TNHH Công nghệ cao Hài Hòa đã tiên phong triển khai mô hình BIM 3D toàn diện cho các dự án công nghiệp trọng điểm trong lĩnh vực công nghiệp khai thác và hạ tầng phụ trợ.
Những khó khăn khi xây dựng khu tổ hợp sàng tuyển than
Việc xây dựng khu tổ hợp sàng tuyển than là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự phối hợp chính xác giữa nhiều bộ môn kỹ thuật khác nhau. Không chỉ dừng lại ở quy mô lớn, công trình này còn bao gồm hàng loạt hạng mục chuyên biệt – từ nhà chuẩn bị, nhà tuyển chính, hệ thống bể cô đặc, lọc ép, sấy than đến kho than nguyên khai và kho than cám khô. Chính điều đó tạo ra nhiều thách thức trong thiết kế, thi công và quản lý tổng thể dự án.
Cấu trúc phức tạp và nhiều hạng mục liên kết
Khu sàng tuyển than là tổ hợp của nhiều công trình công nghệ và hạ tầng kỹ thuật có mối liên hệ chặt chẽ – từ hệ thống băng tải vận chuyển than, đường ống dẫn nước tuần hoàn, cho đến các thiết bị lọc, sấy và xử lý bùn. Mỗi hạng mục đều yêu cầu không gian lắp đặt riêng, nhưng vẫn phải đảm bảo đồng bộ với dây chuyền công nghệ tổng thể. Điều này khiến việc bố trí mặt bằng và thiết kế không gian 3D trở nên phức tạp, dễ phát sinh sai lệch nếu chỉ dựa trên bản vẽ 2D truyền thống.
Khó khăn trong phối hợp đa bộ môn
Một dự án sàng tuyển than thường có sự tham gia của nhiều nhóm thiết kế: kết cấu, cơ điện (MEP), công nghệ tuyển, và hạ tầng phụ trợ. Mỗi bộ môn sử dụng tiêu chuẩn và phần mềm khác nhau, gây khó khăn trong việc phối hợp và kiểm soát xung đột. Nếu không có công cụ mô hình hóa chung, các va chạm giữa đường ống, kết cấu và thiết bị công nghệ rất dễ xảy ra trong giai đoạn thi công, làm tăng chi phí và kéo dài tiến độ.
Yêu cầu cao về độ chính xác và an toàn
Nhà máy sàng tuyển than hoạt động trong môi trường công nghiệp nặng, với thiết bị lớn và điều kiện vận hành khắt khe. Vì vậy, mọi bản vẽ thiết kế phải đạt độ chính xác cao và tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt. Việc sai lệch dù nhỏ trong thiết kế hoặc thi công đều có thể ảnh hưởng đến hiệu suất vận hành hoặc gây mất an toàn lao động.
Hạn chế của mô hình thiết kế 2D truyền thống
Trong các dự án quy mô lớn, bản vẽ 2D không thể hiện đầy đủ không gian và mối quan hệ giữa các hệ thống. Việc đọc hiểu và kiểm tra bản vẽ gặp nhiều khó khăn, đặc biệt khi cần phối hợp nhiều đơn vị thiết kế. Điều này khiến việc quản lý thông tin trở nên rời rạc, dễ xảy ra sai sót trong thi công hoặc xung đột giữa các bộ môn mà chỉ được phát hiện muộn tại công trường.
→ Những thách thức trên chính là lý do BIM 3D trở thành giải pháp toàn diện, giúp đồng bộ dữ liệu thiết kế, kiểm soát xung đột, nâng cao chất lượng và hiệu quả thi công cho các dự án sàng tuyển than quy mô lớn.
Ứng dụng mô hình BIM 3D cho khu tổ hợp sàng tuyển than và hạ tầng phụ trợ
Trực quan hóa toàn bộ công trình trong không gian 3D
Thay vì phụ thuộc vào bản vẽ 2D rời rạc, mô hình BIM 3D giúp tái hiện toàn bộ khu tổ hợp sàng tuyển than – bao gồm nhà tuyển chính, nhà chuẩn bị, bể cô đặc, hệ thống lọc ép – sấy than, kho than nguyên khai và khu hạ tầng phụ trợ – trong không gian ba chiều. Điều này giúp các kỹ sư, nhà thầu và chủ đầu tư dễ dàng hình dung cấu trúc tổng thể, nhận diện các điểm giao cắt phức tạp và xử lý kịp thời các xung đột thiết kế ngay từ giai đoạn đầu.
Tăng cường phối hợp đa bộ môn và hạn chế sai sót
Trong các dự án quy mô lớn, việc phối hợp giữa các bộ môn kết cấu, cơ điện, công nghệ và hạ tầng thường gặp khó khăn do thiếu công cụ chung. BIM 3D cho phép tích hợp dữ liệu của mọi bộ môn vào cùng một mô hình, giúp nhóm thiết kế phối hợp nhịp nhàng, đồng thời phát hiện và giải quyết xung đột (clash detection) sớm trước khi ra hiện trường.
Quản lý khối lượng, tiến độ và chi phí hiệu quả
Nhờ liên kết trực tiếp giữa mô hình và dữ liệu khối lượng, BIM giúp tự động thống kê vật tư, dự báo khối lượng thi công và lập tiến độ chính xác hơn. Các thay đổi trong thiết kế được cập nhật tức thì trên toàn hệ thống, đảm bảo tính đồng bộ và giúp chủ đầu tư kiểm soát tốt hơn chi phí cũng như kế hoạch thi công.
Mô phỏng và tối ưu hiệu quả vận hành
BIM 3D không chỉ hữu ích trong giai đoạn thiết kế mà còn hỗ trợ mô phỏng quy trình vận hành của các hệ thống công nghệ như lọc ép, sấy, hay vận chuyển than. Việc mô phỏng này giúp kỹ sư đánh giá khả năng hoạt động thực tế, bố trí thiết bị hợp lý, tối ưu hiệu suất năng lượng và dễ dàng bảo trì sau khi công trình đi vào hoạt động.
Năng lực và kinh nghiệm triển khai của Hài Hòa
Với kinh nghiệm nhiều năm trong lĩnh vực BIM khai thác khoáng sản, Hài Hòa đã triển khai thành công nhiều dự án quy mô lớn, trong đó nổi bật là hai dự án trọng điểm của Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (TKV): Nhà máy sàng tuyển than Nam Mẫu và Nhà máy sàng than Mạo Khê. Cả hai dự án đều đòi hỏi mức độ chi tiết cao, sự phối hợp chặt chẽ giữa nhiều bộ môn và yêu cầu nghiêm ngặt về kỹ thuật, an toàn và vận hành.
🏗️ Dự án: Mô hình BIM 3D nhà máy sàng tuyển than Nam Mẫu (Quảng Ninh)
- Loại, cấp công trình: Công trình công nghiệp – Cấp II
- Chủ đầu tư: Chi nhánh Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (TKV) – Công ty than Nam Mẫu
- Quy mô: 16,85 ha
Mặt bằng xây dựng được chia làm hai khu chức năng chính:
- Khu phía Tây: Gồm hệ thống kho than cám khô và kho than nguyên khai, đóng vai trò là khu lưu trữ và trung chuyển chính của nhà máy.
- Khu phía Đông: Bao gồm các hạng mục nhà chuẩn bị, nhà tuyển chính, hệ thống bể cô đặc, lọc ép, sấy than và các công trình phụ trợ.
Trong dự án này, Hài Hòa đảm nhận việc dựng mô hình BIM 3D toàn bộ khu tổ hợp, phối hợp liên bộ môn kết cấu – cơ điện – kiến trúc
Nhờ đó, mô hình BIM không chỉ hỗ trợ thiết kế chính xác mà còn trở thành công cụ quản lý, kiểm soát xung đột và lập kế hoạch thi công tối ưu, đảm bảo tính khả thi và hiệu quả cho toàn bộ dự án.
⚙️ Dự án: Mô hình BIM 3D nhà máy sàng than Mạo Khê
Chủ đầu tư: Chi nhánh Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (TKV) – Công ty than Mạo Khê
Đối với dự án này, Hài Hòa triển khai mô hình BIM từ hiện trạng đến hoàn thiện, bao gồm:
- Lập mô hình hiện trạng công trình, thu thập dữ liệu từ khảo sát thực tế để tạo nền tảng chính xác cho thiết kế.
- Dựng mô hình các công trình xây dựng và hạ tầng kỹ thuật, đảm bảo tính nhất quán và tương thích giữa các bộ môn.
- Thực hiện kiểm tra xung đột đa bộ môn (Clash Detection) và tổng hợp mô hình hoàn chỉnh , phục vụ cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thi công.
Với hai dự án này, Hài Hòa đã chứng minh năng lực ứng dụng BIM chuyên sâu trong lĩnh vực công nghiệp khai thác – chế biến than, từ mô hình hóa 3D chi tiết, phối hợp đa bộ môn góp phần nâng cao hiệu quả đầu tư và tối ưu quy trình quản lý dự án cho TKV.