thiết kế thi công đoạn m100 đến m200 lò bằng xuyên vỉa vận tải khu nam II mỏ than dương huy

Lựa chọn kết cấu chống cho đờng lò:Do đờng lò thiết kế thi công đào qua đất đá có tính chất cơ lý nh sau: Bột Hình 2.1: Sơ đồ lựa chọn loại hình kết cấu chống giữ hợp lý cho công trình n

Lời mở đầu

Trong thời kỳ công nghiệp hóa và hiện đại hóa của đất nớc ngày nay, thìnhu cầu về nguyên liệu, nhiên liệu ngày càng tăng, do đó các ngành khaithác khoáng sản nói chung, ngành khai thác than nói riêng đang đợc đầu t

và ngày càng mở rộng quy mô sản xuất để đáp ứng kịp thời nhu cầu pháttriển kinh tế xã hội của đất nớc

Đứng trớc yêu cầu trên để công tác khai thác, sản xuất đợc liên tục thìviệc quy hoạch, thiết kế, xây dựng các đờng lò chuẩn bị cho công tác khaithác khoáng sản sau này phải đảm bảo yêu cầu kinh tế, kỹ thật, tiến độ làrất quan trọng Trong đó việc thiết kế và thi công các đờng lò bằng xuyênvỉa vận tải trong các khu mỏ ảnh hởng lớn tới công tác khai thác khoángsản sau này

Sau một thời gian dài học tập tại trờng Đại học Mỏ - Địa chất, chuyênngành Xây dựng công trình ngầm và mỏ, cũng nh đợc sự giúp đỡ của cơ sởthực tập tốt nghiệp là Công ty than Dơng Huy và các thầy cô giáo trongkhoa Xây dựng công trình ngầm và mỏ, đặc biệt là sự chỉ bảo, hớng dẫn tậntình của thầy giáo GS.TS Nguyễn Quang Phích Em đã hoàn thàn bản đồ

tải mức - 100 khu Nam II (N.II) mỏ than Dơng Huy ”

án đợc hoàn thiện hơn

Hà Nội 3/2011

Sinh viên: Phạm Trung Khoa

Chơng 1: nhiệm vụ thiết kế và các dữ liệu thiết kế 1.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội công ty than Dơng Huy:

1.1.1 Vị trí địa lý khu mỏ:

Khoáng sàng than Khe Tam - Công ty TNHH 1TV than Dơng Huy -TKVthuộc xã Dơng Huy thị xã Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh, cách trung tâm thị xãCẩm Phả khoảng 8 km về phía Tây Bắc

* Ranh giới toạ độ khoáng sàng Khe Tam:

- Giới hạn bởi toạ độ:

X: 26.500 ữ 30.500

(Theo hệ toạ độ, độ cao nhà Nớc năm 1972)

* Ranh giới địa lý của khu Trung tâm:

- Phía Bắc: Giáp xã Dơng Huy và Xí nghiệp Xây Dựng mỏ

- Phía Nam: Giáp xí nghiệp E35,X86 thuộc Công ty than Đông Bắc

- Phía Đông: Giáp Công ty than Khe Chàm, Cao Sơn Tây Bắc Đá Mài

- Phía Tây: Giáp xí nghiệp than 148, khu Ngã Hai và xí nghiệp Than KheTam

* Ranh giới địa chất khu Trung tâm:

- Phía Bắc là đứt gãy Bắc Huy

- Phía Đông là giới hạn toạ độ 423.000

1.1.2 Địa hình khu vực:

Địa hình Khu mỏ là những đồi núi nối tiếp nhau, ngăn cách phía Nam làdãy núi Khe Sim có độ cao nhất + 344m với sờn phía Bắc chiếm hầu hếtphạm vi phía Đông nam Khe Tam Phần trung tâm là hệ thống núi chạy theohớng Tây Nam - Đông Bắc, đỉnh cao nhất là Bao Gia (+306,6m), độ caogiảm dần từ Nam lên Bắc, thoải dần tới thung lũng Dơng Huy, phía tâykhoáng sàng và tiếp cận tới vùng đất trũng Ngã Hai Độ cao thấp nhất làkhu vực Tây Bắc Léc Mỹ +25m, độ cao trung bình địa hình từ +150m đến+250m

1.1.3 Hệ thống sông suối:

Giữa các dãy núi phía Nam và trung tâm là thung lũng Khe Tam, mở rộngdần về phía Tây và Đông, tiếp cận với thung lũng Khe Chàm, Ngã Hai Dọctheo các thung lũng là các hệ thống suối lớn, các suối này bắt nguồn từmiền đồi Khe Sim chảy về trung tâm rồi theo hớng Đông chảy ra suối KheChàm, theo hớng Tây chảy ra suối Léc Mỹ Ngoài ra còn một số hệ thốngsuối Tây Bắc, xuất phát từ sờn núi Bao Gia, chảy về vùng Dơng Huy Những

hệ thống suối này có nớc chảy thờng xuyên, vào mùa ma thờng gây ra ngậplụt ở một số nơi

1.1.4 Khí hậu:

Khí hậu khu mỏ thuộc vùng nhiệt đới, chia làm hai mùa rõ rệt, độ ẩmcao Mùa ma kéo dài từ tháng 4 tới tháng 10, ma nhiều nhất vào tháng 8,tháng 9 Lợng ma cao nhất trong ngày lên tới 268.00mm/ngđ (Ngày14/6/1974), lợng ma trung bình 144mm/ngđ Mùa khô kéo dài từ tháng 11tới tháng 3 năm sau

về mùa ma 81% - 91%

1.1.5 Điều kiện kinh tế, xã hội:

Trong vùng hiện nay dân c chủ yếu là cán bộ công nhân viên của cáccông ty và xí nghiệp khai thác than Ngoài ra ở vùng ngoại vi phía Bắc còn

có ngời Sán Rừu, sống lâu đời bằng sản xuất nông, lâm nghiệp

1.1.6 Điều kiện giao thông liên lạc:

Mạng lới giao thông ở đây rất phát triển Từ khu Trung tâm Khe Tam tớicác cơ sở kinh tế quanh vùng và vùng than Cẩm Phả đợc nối với nhau bằng

hệ thống đờng ô tô và đờng sắt theo các hớng Tuyến đờng bê tông nối với

km6 Quang Hanh

1.2 Khái quát về đờng lò thiết kế:

Đờng lò cần thiết kế tổ chức thi công là đoạn từ M100 đến M200 đờng lòxuyên vỉa vận tải khu Nam II (N.II) mức -100 là bộ phận trong tổng thể sơ

đồ mở vỉa khai thác bằng cặp giếng nghiêng của công ty than Dơng Huy từmức +40 xuống -350

1.2.1 Vị trí công trình, Quy mô thiết kế:

Lò xuyên vỉa vận tải khu Nam NII mức -100 bắt đầu từ ngã ba số 34 N.Ikhu Nam mức -100 và kết thúc là đoạn chuyển tiếp từ lò xuyên vỉa khuNam N.II mức -100 sang lò dọc vỉa mức -100 Vỉa 8 khu Nam Với tổngchiều dài đờng lò xuyên vỉa khu Nam N.II là 365m Đoạn tiến hành thiết kế

tổ chức thi công trong đồ án này từ đoạn M100 đến M200, với chiều dài100m

560 30

TT-14-2

LòưvậnưtảiưlòưchợưTT-14-2,ưL=ư455ưm

LòưthôngưgióưlòưchợưTT-14-2

TT-7- 1 TT-6-1

Lòưxuyênưvỉaưvậnưtảiưmứcư-100ưkhuưN.I

Gaưchấtưtảiưlòưxuyênưvỉaưmứcư-100ưkhuưN.III

Lòưdọcưvỉaưthôngưgióư+38ưV.9ư(ưĐoạnưlòưtừưngãưbaư11ư-:-ư12ư(+38)ư) Lòưxuyênưvỉaưthôngưgióư+38ưkhuưTT.I

Lòưxuyênưvỉaưvậnưtảiưmứcư+38-I

Lòưxuyênưvỉaư-ưIIIưmứcư+38 Lòưdọcưvỉaưđáưmứcư+38/V.9

Gaưtránhưlòưdọcưvỉaưthôngưgió mứcư+38ưlòưchợưTT-7-1

αư=ư27°,ưLư=ư135m

Lò vận tải 1 đ Ường xe (Nhánh có tải)

Lò vận tải 2 đ ờng xe (Nhánh có tải)

ưLư=ư11x2=22m, α =26°

ưLư=ư140m, α =ư30°

45 50 15

(Đoạnưlòưquaưphay)

981 100 cá

Ngã ba số 8 (+38)

Ngã ba số 9 (+38) Ngã ba số 10 (+38)

Ngã ba số 3 (+38)

Ngã ba số 4 (+38) Ngã ba số 5 (+38) Ngã ba số 6 (+38)

-20

+38 +30

+0 -20

+36 +33 +34 +34 +34 +36 +28 +15 +15 +28 +34

-23 -26 -30

-65 -54 -50

-25

+30

-25

-5 -25

Thư ợngưxuốngưthanư-30ưữư-100ưV.7 L=150m, α =ư28°

Lò đặt băng tải -90.II (Đoạn lò tính vào sân ga)

30

30 335

Ngã ba số 34 (-100)

LòưdọcưvỉaưthôngưgióưlòưchợưTT-8-1 GaưtránhưlòưdọcưvỉaưthôngưgióưlòưchợưTT-8-1

Ga tránh lò xuyên vỉa +38-IV, L= 90m

Hình 1.2: Mặt bằng tuyến đờng lò xuyên vỉa khu Nam N.II mức -100 ( Tỷ lệ 1: 5.000 )

1.2.2 Chức năng nhiệm vụ và thời gian tồn tại:

Nhiệm vụ chính của đờng lò xuyên vỉa mức -100 khu Nam NII là phục

vụ công tác vận tải than, đất đá trong quá trình khai thác và thi công các ờng lò chuẩn bị của các vỉa 8 vỉa 9 vỉa 10 của khu Nam khu vực khai thác

đ-từ mức +38 xuống -100 với sản lợng khai thác là 280.000 tấn/năm

Thời gian tồn tại của đờng lò là 9 năm

1.2.3 Đặc điểm địa chất công trình:

* Sạn kết:

Sạn kết có màu xám sáng đến xám nâu, diện phân bố hẹp, thờng ở trên

* Cát kết:

Là loại đá phân bố rộng và nhiều trong khu mỏ, chiếm tỷ lệ 47,98% Cátkết có màu xám tro, xám trắng Thành phần chủ yếu là cát Thạch anh, gắnkết bởi xi măng Silíc, cấu tạo khối và phân lớp

Chiều dày biến đổi trong phạm vi lớn từ vài mét đến hàng chục mét Cát

* Bột kết:

Là loại đá có mặt phổ biến trong khu mỏ, chiếm tỷ lệ 40,20% Bột kết cómàu xám đen đến xám tro, có mặt hầu hết trong các nhịp trầm tích chứathan, phân bố chủ yếu ở vách, trụ các vỉa than Càng xuống sâu bột kếtchiếm tỷ lệ càng lớn hơn Thành phần hạt chủ yếu là cát, xi măng Sét Chiềudày lớp thay đổi từ 0,30m đến hàng chục mét

Nam N.II mức -100 đào qua các lớp đất đá sau:

Sạn kết có màu xám sáng đến xám nâu, với hệ số kiên cố trung bình là

6 và chiếm tỷ lệ lớn khi thi công đờng lò

Từ các tài liệu khoan khảo sát và phân tích đất đá của công ty Địa Chất

Mỏ Khu vực đờng lò đào qua theo Deere phơng pháp chỉ số chất lợng đá

đá Sạn kết có RMR = 50, theo phơng pháp phân loại đá của Bieniawki [1].Tính chất cơ lý của đất đá đờng lò đào qua đợc thể hiện trong bảng 1.1

)4.45 0.37 1

Đ ờng lò xuyên vỉa NII mức -100

Đoạn lò xuyên vỉa thiết kế thi công

LK-971-C 328.70

514.30

43.40

)4.45 0.37 1

Đất phủ

Sét kết

Cát kết Bột kết

Than bẩn Sét than Than

Lỗ KHOAN ĐịA CHấT

Lò xuyên vỉa khu NII mức -100

Hình 1.3: Trắc dọc đờng lò xuyên vỉa vận tải khu NII mức -100 (tỷ lệ 1: 1.000)

Bảng 1.1: Tính chất cơ lý đất đá đờng lò đào qua.

Tên

Các chỉ tiêuDung

Tỷtrọng

Độ bền

k

σ(MPa)

Lựcdính kếtC(MPa)

1.2.4 Đặc điểm địa chất thủy văn:

Đặc điểm nớc dới đất:

- Nớc trong tầng Đệ tứ (Q): phân bố rộng rãi trên diện tích khu mỏ.Thành phần lớp đất phủ là cát, cát pha sét, chiều dày tầng từ 0,5m đến8,5m Lu lợng nớc quan trắc đợc từ 0,01l/s đến 9,55 l/s và cạn dần vào mùakhô Nớc trong tầng này không ảnh hởng đối với khai thác

d-ới than Đây là một phức hệ chứa nớc áp lực nằm trong điệp chứa than HònGai - Cẩm Phả Đất đá có mặt trong phức hệ này bao gồm cuội, sạn, cát,bột, sét kết và các vỉa than

Thành phần hoá học của nớc ngầm thuộc loại Bicacbonat Canxi Magiehoặc ở dạng hỗn hợp Bicacbonat Clorua Natri Magie Độ tổng khoáng hoá

không ăn mòn

1.3 Độ chứa khí:

Công tác nghiên cứu khí ở khoáng sàng khu trung tâm Khe Tam nói riêng

và ở khoáng sàng Khe Tam nói chung còn sơ lợc và mới chỉ đạt ở mức độtìm kiếm tỉ mỉ Qua công tác thăm dò và nghiên cứu ta có kết quả độ chứakhí của khoáng sàng thể hiện trong bảng 1.2

Bảng 1.2: Độ chứa khí của khoáng sàng.

Kết quả nghiên cứu hàm lợng và độ chứa khí tự nhiên ở khoáng sàng khutrung tâm Khe Tam cho thấy độ chứa khí tăng dần theo chiều sâu kết hợpvới kiểm tra thực tế trong quá trình khai thác hầm lò mức +150 đến lộ vỉa,tạm thời xếp phần khai thác bằng lò bằng từ mức +38 đến lộ vỉa vào loại cókhí bụi nổ loại I về khí Mêtan Còn phần trữ lợng lò giếng có thể dự báo

năm 2005)

1.4 Trang thiết bị hiện có của công ty:

Bảng 1.3: Trang thiết bị hiện có phục vụ thi công

B¶ng 1.4: §Æc tÝnh kü thuËt cña goßng UVG_3,3.

B¶ng 1.6: §Æc tÝnh qu¹t giã YBT 600-2

Chơng 2: thiết kế kỹ thuật 2.1 Lựa chọn kết cấu chống cho đờng lò:

Do đờng lò thiết kế thi công đào qua đất đá có tính chất cơ lý nh sau: Bột

Hình 2.1: Sơ đồ lựa chọn loại hình kết cấu chống giữ hợp lý cho công

trình ngầm theo Cummings & Kendorski 1982

Qua việc đánh giá các điều kiện địa chất, địa chất thủy văn, thời gian tồntại công trình, các chỉ tiêu đánh giá chất lợng khối đá xung quanh đờng lò

và dựa vào sơ đồ (hình 2.1) ta lựa chọn kết cấu chống cho đờng lò nh sau: Nhóm 1: Có RMR = 38 có thể chống giữ bằng khung thép nhẹ hoặckhung chống gỗ trung bình, vỏ kín và từ điều kiện vật t trang thiết bị hiện

có trong thi công của công ty, ta sử dụng khung thép SVP-22 linh hoạt vềkích thớc và tấm chèn bê tông cốt thép để chống giữ cho đoạn đờng lò đàotrong đá bột kết

Nhóm 2: Có RMR = 45 với đá Cát kết; RMR = 50 với đá Sạn kết, ta cóthể chống giữ đờng lò bằng neo dày bê tông phun lới thép, trong ít trờnghợp khung thép hoặc gỗ vậy ta sử dụng neo và bê tông phun để chống giữcho đoạn đờng lò đào qua đá Cát kết và đá Sạn kết

2.2 Tính toán khung chống cho đoạn đờng lò đào qua đá nhóm 1:

RMR

Đờng lò cần thiết kế là lò bằng xuyên vỉa với nhiệm vụ chính là vận tảithan và đất đá thải các vỉa 8, 9, 10 của khu Nam công ty than Dơng Huy.Với sản lợng khai thác là 280.000 T/năm.

Ta có tổng khối lợng vận chuyển qua đờng lò trong 1 năm là:

Q = A + 0,3A (2:1)

trong đó:

A_ sản lợng khai thác hàng năm của khu mỏ; A = 280.000 T/năm

0,3A_lợng đá thải trong quá trình khai thác

Thay các giá trị trên vào công thức (2:1) nhận đợc:

Q = 280.000 + 0,3 280.000 = 364.000 T/năm

Vậy sản lợng cần thông qua đờng lò là 364.000 T/năm

Khối lợng vận chuyển qua đờng lò trong 1 ngày đêm là:

N

trong đó:

Q_ sản lợng cần thông qua đờng lò trong 1 năm; Q = 364.000T/năm

N_ số ngày làm việc trong năm; N = 300 ngày

Thay các giá trị vào công thức (2: 2) nhận đợc:

300

000

Từ các thông số kỹ thuật của phơng tiện vận tải sử dụng ta xác định kíchthớc mặt cắt ngang đờng lò theo phơng tiện vận tải và khoảng cách an toàntheo quy định

Ta thiết kế kỹ thuật đờng lò xuyên vỉa với mặt cắt ngang đờng lò tờngthẳng vòm bán nguyệt có một đờng xe và nối ngời đi lại với các khoảng các

an toàn đợc thể hiện trong hình 2.2: Sơ đồ tính toán mặt cắt ngang đờng lòtheo phơng tiện vận tải và khoảng các an toàn

Ray P-24

A

m n

Hình 2.2: Sơ đồ tính toán mặt cắt ngang đờng lò (tỷ lệ 1:500).

Trong đó:

A_chiều rộng lớn nhất của phơng tiện vận tải; A = 1365mm

h_chiều cao lớn nhất của phơng tiện vận tải từ mức đỉnh ray; h = 1603mm

m A n n

A+ − + + =

2

500 1365 1000

1000 2

a = 1190mm

c_khoảng cách từ kết cấu chống tới tim đờng xe tại điểm cao nhất của

ph-ơng tiện vận tải bên nối ngời đi lại;

2

500 1365

c = 1690mm

B_chiều rộng đờng lò tại điểm cao nhất của phơng tiện vận tải;

B = n + A + m = 1000 + 1365 + 500 = 2865mm ta lấy B = 2870mm

Thay các giá trị vào công thức tính chiều rộng khai đào nhận đợc:

x_chiều rộng của rãnh thoát nớc; x = 450mm

y_ chiều cao của rãnh thoát nớc; y = 400mm

d_khoảng cách từ kết cấu chống tới tim rãnh nớc; d = 500mm

e_khoảng cách từ tim rãnh nớc và tim đờng lò; e = 1290mm

a1_khoảng cách từ kết cấu chống tới tim đờng xe tại nền lò bên không cónối ngời đi lại;

250

1540

250 2040

1190 1690

Hình 2.3: Kích thớc mặt cắt ngang đờng lò (tỷ lệ 1:500)

Ta có:

2.2.2 Kiểm tra diện tích sử dụng đờng lò theo điều kiện thông gió:

Sau khi xác định kích thớc đờng lò theo phơng tiện vận tải và khoảngcách an toàn theo quy định, ta cần kiểm tra lại tiết diện đờng lò vừa xác

định theo điều kiện thông gió trong đờng lò

Vận tốc gió trong đờng lò đợc xác đinh theo công thức sau:

v =

SD

S N

q Q k

60

.

N_số ngày làm việc trong năm; N = 300 ngày

thay các giá trị trên vào công thức (2:3) nhận đợc:

v =

8 300 60

25 , 1 280000

5 ,

Vậy kích thớc mặt cắt ngang ta tính toán bên trên là thỏa mãn điều kiệnthông gió trong đờng lò.

2.2.3 Tính toán áp lực đất đá tác dụng lên kết cấu chống:

bảo an toàn cho công tác tính toán áp lực đất đá và tính toán kết cấu chốnggiữ cho đờng lò sau này Vậy ta lấy giá trị hệ số kiên cố của đá bột kết f = 4

để tính toán áp lực tác dụng lên khung chống đoạn đờng lò đào qua đá Bộtkết

2.2.3.1 áp lực đất đá nóc lò:

Theo Tximbarevich thì sau khi đào, phía nóc khoảng trống hình thànhvòm sụt lún dịch chuyển thẳng về phía khoảng trống Khối đá ở phía ngoàivòm sụt lún ở trạng thái cân bằng ổn định Trọng lợng đá vòm sụt lún lànguyên nhân gây ra áp lực đá phía nóc lên khung, vỏ chống nh (hình 2.4)[2]

Hình 2.4: Sơ đồ tính toán áp lực nóc đờng lò theo Tximbarevich

h_chiều cao đờng lò; h = 3,150m

Hình 2.5: Sơ đồ tính toán áp lực sờn đờng lò.

Theo Tximbarevich áp lực sờn đờng lò tính theo công thức sau:

.

0 2 1

.

0 2 2

ϕ

trong đó:

h_ chiều cao đờng lò; h = 3,150m

ta có:

thay các giá trị trên vào công thức (2:7) nhận đợc:

59 , 0 5 , 26

' 0 0 2

74 , 3 5 , 26

' 0 0 2

Hình 2.6: Sơ đồ tính toán áp lực nền theo Tximbarevich

trọng lợng khung vỏ chống gây ra) khối đá ABC có thể dịch chuyển xuốngphía dới dọc theo AB coi AC là tờng chắn giả định mặt AC chịu tác dụng

2

2 0 0

2

γ

tg X p

2

2 0

ϕ

Do đá nóc, sờn và nền là nh nhau (đồng nhất), nếu có thể bỏ qua trọng

2

90 ).

(

0 4

0 4 1

ϕ

ϕ

tg

tg b h

(2: 9)

trong đó:

h_chiều cao đờng lò; h = 3,150m

thay các giá trị trên vào biểu thức (2:8) nhận đợc:

2

57 75 90

59 , 0 15 , 3

' 0 0 4

' 0 0 4

Hình 2.7: Sơ đồ tính toán nội lực trong khung chống

Do đặc điểm liên kết là khung cứng với 2 gối tựa bậc 2, vì vậy hệ là siêu tĩnh bậc 1 Ta đa hệ siêu tĩnh bậc 1 trên thành hệ cơ bản bằng cách thay liên

đợc thể hiện trong (hình 2:8)

2.2.4.2 TÝnh to¸n néi lùc trong khung chèng:

§Çu tiªn ta ®i tÝnh gi¸ trÞ cña ph¶n lùc thõa vµ c¸c gi¸ trÞ ph¶n lùc cña gèitùa:

2 3

4 3

2 2 3

4 4

3 3

2 4 3

2

) 3

2 4

3 3 2

4

1 ( ).

4 (

R R

h R h h

q R R

h R

h R h h

q R R h R

π π

π π

π

+ +

+

+ +

+ +

− +

3 3 2

4

1

2 4 3

2

R R

h R h

thay c¸c gi¸ trÞ trªn vµo c«ng thøc trªn ta cã:

R = 1,790 +

2

11 ,

Thay các giá trị trên vào các công thức ta có:

3 84 , 1 1 , 1 3 84 , 1 1 , 1 2 1 , 1 4

Từ các giá trị trên ta có:

X =

56 , 32

05 , 35 27 ,

Giá trị của X âm thể hiện chiều của X ngợc với chiều giả định

Từ hình 2.8 ta thấy hệ có tính đối xứng trục ta có:

Hình 2.9: Sơ đồ tính nội lực trong tờng

Mô men trong tờng:

2

2

y + XA.yLực dọc trong tờng:

2 ϕ

-3,72L 3,90L 4,07L 4,42L 4,59L 4,68L 2,28L 7,72L 10,29L

9,43L

5,59L 0

10,40L 6,69L 1,80L 2,68L

5,18L

4,62L 4,16L 3,26L 1,56L 0,77L

+

6,28L

28,78L

28,78L 28,78L

3,72L 3,90L 4,07L 4,42L 4,59L 4,68L

5,59L 9,43L 10,29L 7,72L 2,28L

11,78L 10,40L 6,69L

1,80L

2,68L

5,18L

4,62L 4,16L 3,26L 1,56L 0,77L

28,78L

28,78L

28,78L

28,78L 28,78L

Hình 2.11: Biểu đồ nội lực trong khung chống

2.2.5 Tính toán kết cấu chống, hộ chiếu chống:

2.2.5.1 Kiểm tra bền cho khung chống thép:

Ta sử dụng khung thép SVP-22 linh hoạt về kích thớc và tấm chèn bêtông cốt thép để chống giữ cho đờng lò Do đó sau khi xác định nội lựctrong khung chống ta tiến hành kiểm tra bền cho khung chống thép

Điều kiện kiểm tra bền cho cho vật liệu:

N W

F_diện tích tiết diện ngang; do ta sử dụng thép SVP-22 có

28 , 6 10

8 , 74

78 , 11

Để đảm bảo an toàn ta lấy bớc chống L = 0,8m

Vậy khung thép ta sử dụng là bền

2.2.5.2 Tính toán tấm chèn bê tông cốt thép:

Ta sử dụng tấm chèn chiều dầy h = 5cm và chiều rộng b = 20cm Nh trên

ta có bớc chống của khung chống L = 0,8m, chiều dài tấm chèn là:

Giả thiết chiều dầy lớp bê tông bảo vệ a = 2cm ta có chiều cao làm việc

b_chiều rộng của tấm chèn; b = 20cm

thay các giá trị vào công thức (2:14) ta đợc:

3 20 130

Diện tích cốt thép cho tấm chèn tính theo công thức sau:

γ

. 0

max

h R

Thay các giá trị trên vào công thức (2:15) ta đợc:

885 , 0 3 2300 4700

Tra bảng 9 phụ lục [3] ta đợc số thanh thép trong tấm chèn 2 thanh φ7.

cách giữa các cốt đai lấy bằng 150mm tơng ứng với 7 cốt đại

Cấu tạo tấm chèn bê tông cốt thép thể hiện hình(2:14)

Hình 2.14: Cấu tạo tấm chèn bê tông cốt thép (tỷ lệ 1:200)

2.2.5.3 Thiết kế kết khung chống thép:

=8

150

20902150

20 G«ng nèi

vÞ lîng 1 chitiÕt Toµn bé

B¶ng 2.4: B¶ng thèng kª vËt liÖu cho mét bé mèi nèi v× chèng

1190 1690

H×nh 2.16: Hé chiÕu chèng lß b»ng khung thÐp (tû lÖ 1:200)

2.3 Thiết kế chống giữ neo bê tông phun cho đoạn đờng lò đào qua đá loại 2:

2.3.1 Xác định kích thớc bên ngoài vỏ chống:

Đoạn đờng lò đào qua đá Cát kết và Sạn kết đợc chống giữ bằng neo và

bê tông phun, kích thớc mặt cắt ngang đờng lò khai đào đợc xác định nhsau:

Chiều rộng khai đào đờng lò là:

2.3.2 Tính toán neo:

ta tiến hành chống giữ bằng neo bê tông cốt thép và bê tông phun Để đảmbảo an toàn trong tính toán và thiết kế cũng nh trong thời gian sử dụng đờng

lò sau này ta lấy giá trị hệ số kiên cố f = 6 để tính toán neo và bê tông phuncho đờng lò

k c

k

.

.

Bảng 2.5: Giá trị hệ số giảm bền cấu trúc

Khoảng cách trung bình giữa các

0,5 ữ 1,0 0,6

à

à λ

25 , 0

8 , 0 4 , 0 13938

k c

n

.

.

8 , 0 4 , 0 76171

= 1,15

Từ giá trị tính toán hệ số an toàn của đá vách và đá hông ở trên và dựa

TT Giá trị cáchệ số Tính chất đất đá quanh lò và hớng xử lý

giác trợt gây ra

Theo bảng đánh giá hệ số an toàn ở trên thì đoạn đờng lò phải chống vàchống neo bê tông cốt thép là phù hợp

3 Chiều cao vòm phá hủy:

Chiều cao vòm phá hủy tính theo công thức sau:

2.3.2.2 Tính toán các thông số neo:

1 Chiều dài neo:

Chiều dài tính toán thanh neo đợc xác định theo công thức sau:

trong đó:

1,5_hệ số dự trữ

thay các giá trị trên vào công thức (2:22) ta đợc:

Lntt = 0,35 + 1,5.0,4 + 0,07 = 1,02m.

chiều dài thực tế của neo đợc xác định theo công thức sau:

02 ,

80 sin

02 ,

Chiều dài lỗ khoan neo:

P

n

q

(2:23)trong đó:

a Khả năng chịu lực của thanh neo:

Khả năng chịu lực của thanh neo đợc xác định theo công thức sau:

Thay các giá trị trên vào công thức (2:24) ta đợc:

Khả năng chịu lực của thanh neo theo điều kiện bám dính của bê tông và

đất đá đợc xác định theo công thức sau:

Thay các giá trị trên vào công thức (2:26) ta đợc:

5 , 1 27 , 9

Khoảng cách giữa các neo đợc xác định theo công thức sau:

thay các giá trị trên vào công thức (2:27) ta đợc:

1

84 ,

Khoảng cách thực tế giữa các neo trong một vòng là:

6

84 ,

Căn cứ vào kết quả tính toán, điều kiện địa chất, chiều dài phần khoá neonằm sâu trong vùng đất đá bị ảnh hởng do quá trình nổ mìn phải đạt ít nhất0,5m cũng nh khoảng cách giữa các thanh neo phải lớn hơn 3 lần khoảngcách giữa các khe nứt phá huỷ.Cho nên cần lựa chọn nh sau :

Để đảm bảo an toàn và thuận tiện cho công tác thi công, ta có khoảng

2.3.3 Tính toán chiều dầy lớp bê tông phun:

Lớp bê tông phun với u điểm tạo nên mặt biên công trình trơn phẳng,chèn lấp đầy những lồi lõm trên mặt biên đờng lò, có tác dụng điều chỉnh

và phân bố lại ứng suất tập trung trên biên công trình vì vậy nó đợc sử dụng

k q

m_hệ số làm việc; m = 0,8 khi sử dụng bê tông phun và vì neo

Thay các giá trị trên vào công thức (2:28) ta đợc:

1000 8 , 0

5 , 1 37 ,

Chi phí bê tông phun cho 1m dài đờng lò đợc tính theo công thức sau:

0,3V_thể tích bê tông phun lấp nhét và rơi vãi khi phun

Thay các giá trị vào công thức (2:29) nhận đợc:

2.3.4 Hé chiÕu chèng neo bª t«ng phun:

Chơng 3: thiết kế thi công 3.1 Lựa chọn sơ đồ thi công và sơ đồ công nghệ:

3.1 Sơ đồ thi công áp dụng:

Từ giá trị RMR = 38 với đá Bột kết chống bằng khung thép có chiềurộng khai đào là 3,94m RMR = 45 với đá Cát kết, RMR = 50 với đá Sạnkết chống bằng neo bê tông phun có chiều rộng khai đào là 3,71m Dựa vàobiểu đồ đánh giá mức độ ổn định không chống của khối đá xung quanh đ-ờng lò theo GS.Bieniawski đã xây dựng, thể hiện trên hình 3.1 ta có thể xác

định đợc thời gian ổn định không chống của đờng lò theo cách sau Từ giátrị chiều rộng khai đào đờng lò trên trục tung “trục chiều rộng khai đàocông trình”, kẻ đờng thẳng song song với trục hoành “trục thời gian ổn

định không chống”, đờng thẳng đó cắt đờng thẳng giá trị RMR của đá tạimột điểm Từ điểm đó ta kẻ đờng thẳng song song với trục tung “trục chiềurộng khai đào đờng lò” cắt trục hoành “trục thời gian ổn định không chống”

ở đâu, thì đó là thời gian ổn định không chống của đờng lò Ta có thời gian

ổn định không chống của các lại đá đờng lò đào qua đợc khoanh tròn thểhiện trên hình 3.1

Hình 3.1: Mối liên hệ giữa giá trị RMR với thời gian ổn định

3.1.2 Sơ đồ công nghệ sử dụng cho thi công:

Sơ đồ công nghệ sử dụng trong thi công là: Phá vỡ đất đá tại gơng lòbằng khoan nổ mìn, xúc bốc đá bằng máy xúc lật sau 1PPN-5 và vận tải đábằng tàu điện và goòng 3 tấn, chống giữ cố định cho đờng lò bằng khungthép SVP-22 linh hoạt về kích thớc và tấm chèn bê tông cốt thép với đoạn đ-