ĐỒ ÁN CÔNG TRÌNH NGẦM TRONG MỎ - GA CHỞ NGƯỜI

ở chơng I đã thiết kế đợc mặt cắt ngang đờng lò với kích thớc không quá lớn , đờng lò đào qua các lớp đất đá khá ổn định, do đó em chọn phơng pháp đào toàn tiết diện và sử dụng phơng phá

Tại chân lò thợng và đầu lò hạ, sân giếng nghiêng, thông thờng phải thiết kế

hệ thống sân ga dùng để tiếp nhận các loại goòng chở than đất đá ,dỡ tải các thùng skip hoặc dỡ tải cho các goòng bằng băng truyền tải Nó còn có thêm nhiệm vụ quan trọng nữa đó là nơi đa đón công nhân ra vào khu khai thác sau mỗi ca ở đây yêu cầu đặt ra là thiết kế ga chở ngời hai đơng xe xuyên vỉa đào qua ba lớp đất đá.

1.2Điều kiện địa chất bố trí công trình

+Công trình đào qua các lớp đất đá (khoáng sản)

vỉa (m) Hệ số kiên cố(f) Trọng lợng riêng(t/m3) Góc dốc vỉa(độ)

lò xuyên vỉa, và nằm trong vỉa bột kết có chiều dày 10 (m) và (f=5).và

ga tranh nằm trong đờng lò có chiều dài 800 (m)

+Chọn kích thớc mặt cắt ngang ga phụ thuộc vào các yếu tố

-Điều kiện thông gió

Sản lợng vận chuyển qua đờng lò trong một ngày:

Với n là số ngày làm việc trong một năm, n=300

Hc _năng suất của một công nhân trong một ca, Hc=8(T)

nca= 78 ( )

8

625

nguoi

Dựa vào số ngời vào trong một ca nca=78 (ngời)

Số chỗ ngồi của một goòng lgoòng=18 (chỗ)

Ta tính đợc số goòng cần thiết nh sau: ng= 5 ( )

Do bán kính vòng nhỏ nhất của tầu điện 4,5ARP-2M là 7m, nên ta chọn ghi

rẽ là ghi không đối xứng (ghi rẽ một phía) PO924-1/3-8 có các đặc tính sau:

Chiêu dai

từ mũi ghi đến tâm ghi a(mm)

Chiều dài tổng cộng của ghi

Khoảng cách giữa các đ- ờng(mm)

Trọng ợng(kg)

Chiều rộng theo chỗ nhô

ra(mm)

Chiều cao

từ đỉnh ray(mm)

Có đầu

đấm

Có xích móc

Mômen quán tính (cm 3 ) Chiều dài

một

Tiêu chuẩn GOST Chiều

cao Chiều rộng

đế ray

Chiều rộng

đỉnh ray

Chiều dày bụng ray

Chiều cao tâm lỗ

W y W x

R_24 24,04 107,0 92 51 10,5 45,5 32,7 468,0 87,2 87,6 8

6386-52

1.3.4 kiểm tra theo các điều kiện:

ω0 _hệ số sức cản chuyển động của đầu tầu , ω0 = 7

P _ trọng lợng dinh đầu tầu , P=4,5 ( T)

i _ độ dốc của đờng lò , i = 5%o

Q g _ trọng lợng đoàn goòng theo khả năng kéo của đầu tàu

⇒ Qg = 1 ) 85 , 5

5 7

24 , 0

* 1000 ( 5 ,

=

m m

m g

a i

P Q

* 108 5 05 , 10

24 , 0

* 1000 (

* 5 ,

+ +

=

+ Theo điều kiện đốt nóng động cơ kéo:

p

a i

F

+ +

=

108

] [

ld F

T

;

Tcd – Thời gian chuyển động của tầu trong chu kì vận tải

v

L

T cd = 2

L_chiều dài đờng lò mà đoàn tàu đi qua , L =900(m)

V _Vận tốc chuyển động của đầu tàu, lấy v=0,75.vnh

V=0,75.6,44 =4,83 (Km/h) =80,5 (m/ph)

⇒ Tcd =

36 , 23 5 , 80

36 ,

+

= τ

=> 0 , 618 ( )

53 , 0

* 25 , 1

5625 , 0

T

=> 32 , 78 ( )

05 , 0

* 108 5 7

618 , 0

* 1000

T

+ +

−

] [

54 1000

0

2

i L

v P Q

h d

h g

ω

ψ

;

vd – tốc độ tàu lúc bắt đầu hãm,vd=v=4,83(km/h)= 80,5(m/s);

[Lh] – quãng đờng hãm cho phép, [Lh] = 2.10( m);

ck

nd T

T

Tck = tc + td + tct + tkt + θ;

θ – thời gian dừng tầu trong chu kì để chờ đợi, θ = 20 phút;

90,67 m/ph,

Với chiều dài đờng lò bằng 900m, ta có quãng đờng chuyển động

của goòng là 900+100= 1000, (100 m cộng thêm là quãng ờng dỡ tải ở phía ngoài đờng lò);

Vì khi gần hết quãng đờng đoàn tầu phải chạy chậm dần lại do đó

thời gian đoàn tầu chạy khi có tải cà khi không tải đợc tính gần đúng nh sau:

13 , 23 ( )

6 , 90

* 5 , 0

1000

* 2 , 0 67 , 90

1000

* 8 , 0 5

, 0

2 , 0 8 , 0

phut V

L v

L v

CT ct

83 , 71

* 5 , 0

1000

* 2 , 0 83 , 71

1000

* 8 , 0 2 , 0 8 ,

kt

kt v

L v

18 =

=

1.3.4 kiểm tra khả năng thông qua của đoàn goòng

1.3.4.1Kiểm tra S sd theo điều kiện thông gió

+Chiều cao của lớp đá lát h=150 ( mm )

+chiều cao thanh ray làm dờng xe 107(mm)

+ Chiều cao lớn nhất của thiết bị vận tải 1450(mm)

H1= 1450+ 150+ 107= 1707 (mm) =1,707 (m)

Chiều cao lối ngời đi lại chọn theo quy phạm =1,8 (m).nhng để tiết kiệm diện tích sử dụng và áp dụng vào trong điều kiện làm việc của mỏ của nớc ta hiện nay ,Ta sẽ lấy chiều cao phần tờng lò là 1,60 (m)

+Chiều rộng của đờng lò

B = m + +2n +2 A

A: chiều rộng lớn nhất của thiết bị vận tải (A = 1320 mm)

m: khoảng cách từ vỏ chống đến mép ngoài của thiết bị vận tải ( lấy m =200mm )

n: khoảng cách lối ngời đi lại tính từ thiết bị vận tải đên đờng lò(n=1000)

* 14 ,

Ta kiểm tra theo điều kiện thông gió

Lợng không khí cần đa vào mỏ để đảm bảo điều kiện thông gió bình thờng đợc xác

định theo công thức:

h giữa cá Q=

N

q Km

Am :sản lợng hàng năm của mỏ, ( T/năm )

Km : hệ số dự trữ Km =1,5

q: lợng không khí cần đa vào mỏ theo điều kiện an toàn theo hạng mỏ về khí và

* 5 , 1

Q

*

39 , 12

* 60

L_chiều dài của Ga tránh (m)

Lđt_chiều dài của đầu tàu =3,3 (m)

L tx _chiều dài của toa xe (m)

Ta bố chí rãnh nớc nằm dới lối ngời đi lại và đợc phủ bằng tấm bê tông đúc sẵn

có chiều dày 0.05(m)

1.5.2 các đ ờng ống

Ta sẽ bố trí đờng ống ở phía tờng lò đối diện với lối ngời đi lại, các đờng ống sẽ

đợc treo vào tờng lò nhờ các móc treo

1.5.3 bình đồ trắc dọc và mặt cắt ngang

Hình1_bình đồ ga tránh tàu

(Tỷ lệ _1:5000)

cát kết (vách)

ga chở nguơì

lò xuyên vỉa

60(m) 20(m) 60(m)

Hình 1mặt cắt dọc ga chở ngời (Tỷ lệ _1:30000)

(Tỷ lệ _1:5000) ch ơng 2: áp lực đất đá và chống

I xác định áp lực đất đá lên kết cấu chống giữ:

+Lớp đất đá mà công trình đào qua có các thông số nh sau:

Trọng lợng thể tích : γ = 2,5 (T/m3)

Hệ số kiên cố của vỉa : ƒ = 5

Chiều dài của vỉa : l =10 (m)

- Kích thớc tính toán:ta tăg kich thớ trục trung hoà thêm 10%so với kích thớc tơng

đơng của tiết diện sủ dụng

Theo Prôtôđiacônốp và Tximbarevích chiều cao phá huỷ là một yếu tố quan trọng để xác

định áp lực đất đá lên xung quanh công trình và để xác định kích thớc của vỏ chống +nửa chiều rộng vòm phá hủy:

a – nửa chiều rộng tính toán của đờng lò , a =2,42

h- chiều cao của đờng lò bên ngoài vỏ chống , h = 4,02(m)

ϕ - góc ma sát trong của đất đá , ϕ = arctg(f) = arctg(5) = 780

hệ số kiên cố của đất đá , f = 5

b1 =

f

tg h

2

90 (

0 − ϕ +

5

1

* ) 2

78 90

* 02 , 4 42

+áp lực s ờn ( hông) phân bố trên một mét dài đ ợc xác định theo công thức sau:

Sau khi đào khoảng trống đá bị phá huỷ ở hai bên sờn, trợt về phía khoảng trống gây ra áp lực lên vỏ chống, do tải trọng từ phía nóc tác dụng lên lăng thể trợt ở bên sờn (hông)

lò bằng (γnb1 ), trong trờng hợp này nên tính quy đổi chiều cao vùng phá huỷ phía nóc với khối lợng thể tích của đá phía dới sờn lò ,để thuận tiện khi áp dụng lực sờn

+áp lực nền phân bố trên một mét

4 4

4 1

6 1

) 6 (

* ) 52 , 0 57 , 3 ( )

2

78 90 ( 1

) 2

78 90 (

=

tg

tg tg

tg b

h

Thấy rằng chiều sâu của lớp đất đá tham gia vào áp lực nền là quá nhỏ do đó áp lực nền là rất nhỏ, vậy có thể bỏ qua áp lực nền

II chọn vật liệu và kết cấu chống ga

Với đờng lò có tuổi thọ là 25năm, lợng nớc chảy vào là12m/h, em chọn vật liệu chống là thép lòng máng loại SPV 27, với bớc chống là 0,7m

Bảng 5:Các chỉ tiêu kỹ thuật của thép SPV 27

cho phép [σ]

Mô menquán tính

Mô menchống uốn

Mô menquán tính

Jy (cm4)

Mô menquán tính

SPV

III Tính toán kết cấu chống:

1.Sơ đồ tính toán và tải trọng tác dụng lên kết cấu chống:

Lập sơ đồ tính toán và tải trọng tác dụng lên kết cấuchống:

Khi tính toán nội lực trong các khung thì ta coi khung là một thanh và vị trí của thanh trong sơ đồ tính toán là tại giữa của thanh thép Ta có sơ đồ tính và tải trọng tác dụng lên kết cấu chống

Hình 4 :biểu đồ phân bố áp lục lên kết cấu chống

* 92 ,

Để tính phản lực nằm ngang tại gối tựa, ta sử dụng phơng pháp tính chuyển vị đơn vị của cơ học kết cấu để tính Sau khi tính chuyển vị đơn vị X=1 ta có kết quả tính phản lực theo công thức:

3 2

2 3

3 2

2 3

4

4 3

4 3

3

2 42

.2 3 4

33

24

.4

t t

t

t t

t

t s t

t n

h h

r h r r

r h r

h h r r

h q r h r r h

q

X

++

ππ

Qv = X.cosϕ + Va.sinϕ - qs.(h+rsinϕ)cosϕ-qnr.(1-cosϕ)sinϕ

Nv = X.sinϕ - Va.cosϕ - qs(h+r.sinϕ)sinϕ + qn.r.(1-cosϕ)cosϕ

Ta có y biến thiên (0; ht) và ϕ thay đổi (0; 900), ta có giá trị nội lực tại các điểm đặc biệt trong vòm

2.088 T.m

1.55 T.m 0.058 T.m

30

2,59 T

0,567 T 0,04 T

(+) (+)

Hình 6:biểu đồ nội lực trong kết cấu trống

3 Chọn thép và kiểm tra bền cho kết cấu

Từ biểu đồ nội lực ta thấy tại mặt cắt đỉnh vòm là mặt cắt nguy hiểm nhất có; Mô men; Mmax = 2,05 m2)

10

* 04 , 0 2 , 100

10

* 05 ,

ơng III : thiết kế thi công

3.1 – Khái quát về tổ chức thi công

3.1.1 Lựa chọn sơ đồ thi công–

Việc lựa chọn sơ đồ thi công đờng lò có ý nghĩa rất quan trọng Sơ đồ thi công hợp lý sẽ

đẩy nhanh tốc độ đào lò, qua đó giảm đợc giá thành đào lò Việc lựa chọn sơ đồ thi công dựa trên các đặc điểm sau:

+ Kích thớc tiết diện ngang đờng lò, chiều dài đờng lò và đảm bảo an toàn lao động

+ Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn xung quanh đờng lò

Dựa vào những đặc điểm nêu trên em chọn sơ đồ thi công phối hợp (công tác đào, chống

cố định đợc thực hiện trên cùng một chu kỳ)

3.1.2 Ph– ơng pháp đào gơng và phơng tiện phá vỡ đất đá.

ở chơng I đã thiết kế đợc mặt cắt ngang đờng lò với kích thớc không quá lớn , đờng lò

đào qua các lớp đất đá khá ổn định, do đó em chọn phơng pháp đào toàn tiết diện và

sử dụng phơng pháp khoan nổ mìn để phá vỡ đất đá

III.2 Khoan nổ mìn–

III.2.1 Chọn thiết bị khoan–

Đờng lò đợc đào qua các lớp đất đá khá ổn định, có hệ số kiên cố f=5, diện tích g ơng đào

là

Sđ = Bđ.hđ +

2

1.π.hvđ2 = 16 , 94 ( )

2

42 , 2

* 6 , 1

* 84 ,

Sử dụng chân chống khí nén T – 160 do Liên Xô cũ sản xuất:

III.2.2 Chọn thuốc nổ và ph– ơng tiện nổ

- Chọn chất nổ: đờng lò đợc đào trong đá có f = 5, với lợng nớc

chẩy vào 12 m 3 /h, mỏ không nguy hiểm về khí và bụi nổ hạng II nên chọn loại thuốc nổ

TNT-AD do Z131 sản xuất Đây là loại thuốc nổ đợc đóng từng thỏi trong vỏ giấy tẩm parafin dùng cho lỗ khoan có nớc.

Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ:

.Sức công nổ 310-330 cm 3

Đờng kính thỏi thuóc 32mm .Trọng lợng một thỏi thuốc 0,2 kg Mật độ thuốc nổ γ = 1,1 g/cm 3

Điện trởcủa kíp(Ω)

Dòng điện

đảm bảo

nổ (mA)

Đờng kínhngoài của kíp (mm)

Chiều dài kíp(mm)Kíp

f c : hệ số cấu trúc của đá trong gơng lò f c = 1,1.

v : hệ số nén ép hay hệ số sức cản của đất đá, do nổ mìn toàn tiết diện và có một mặt tự

do nên v xác định theo công thức :

v =

d S

5 , 6

= 1,57

94 , 16

5 ,

e : hệ số khả năng công nổ e =

c P

380

= 1 , 15 330

380 =

k d : hệ số ảnh hởng của đờng kính thỏi thuốc nổ, thỏi thuốc nổ có

d b = 32mm ⇒ k d = 1

Thay số ta đợc: q = 0,99(kg/m 3 )

b - đ ờng kính lỗ khoan

Có rất nhiều phơng pháp để xác định đờng kính lỗ khoan, song phơng pháp đơn giản nhất

là dựa trên đờng kính thỏi thuốc và khoảng hở cho phép, vậy đờng kính lỗ khoan đợc xác định theo công thức:

) 8 4

tr-=36ữ40 mm Để phù hợp với loại máy khoan TNT-AD, ta chọn đờng kính lỗ khoan dk = 38 mm

c– Chiều sâu lỗ mìn

Chiều sâu lỗ mìn là một thông số quan trọng có ảnh hởng tới chi phí nhân công cho tất cả các công việc của một chu kỳ đào chống lò, nó phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đá, diện tích gơng đào Đối với ga chở ng… ời 2 đờng xe dọc vỉaem chọn chiều sâu lỗ mìn theo quy pham của liên xô cũ :với f=4-6 và diện tích gơng đào ≥12m2 ,em chọn l=2,2(m)

+DiÖn tÝch phÇn g¬ng ph¶i næ theo yªu cÇu t¹o biªn

51 , 0

* 55

+Chän chiÒu dµi lîng n¹p lµ 1 (m) t¬ng øng víi 4 thái thuèc

+ChiÒu dµi n¹p bua

Khi nổ phá đá trên gơng không những đã có mặt tự do phụ mà còn nằm trong trạng thái

động do tác dụng của phần năng lợng d sau khi nổ đột phá truyền ra, do đó tính lợng thuốc nổ đơn vị khi phá theo điều kiện:

p p

p

q S S S q

S

N

γ γ

)).

( (

) 72 , 5 57 , 0 ( 94

=0,82 (m)

+Chiều sâu nạp thuốc của lỗ phá

lnp = an.lp = 0,55.2,11= 1,16 m

+Chọn chiều dài lợng nạp là 1,125(m) tơng ứng với 4 thỏi thuốc

+Chiều dài nạp bua

+ Nhóm lỗ đột phá (tạo rạch):

Khi đào lò trong khối đá rắn cứng, toàn bộ lỗ mìn đợc chia làm 3 nhóm: Nhóm đột phá, nhóm phá và nhóm biên Mức độ khác nhau của sơ đồ bố trí lỗ mìn phụ thuộc vào ph -

ơng pháp bố trí các lỗ mìn trong nhóm tạo rạch Do đờng lò đào vào trong đất đá có

hệ số kiên cố f = 5, đất đá phân lớp dày, tiết diện đờng lò là 17,9m2 có một mặt tự do, thiết bị khoan cầm tay chạy bằng khí nén nên ta chọn kiểu bố trí lỗ mìn tạo rạch là dạng nêm đứng và chọn 6 lỗ đột phá

chiều dài lỗ đột phá:

ldp = lk + (0,1ữ0,3) = 2,11 + 0,1 = 2,21 (m)

Số lỗ mìn đột phá chọn Ndp = 6 lỗ, khoảng cách giữa các lỗ theo phơng thẳng đứng: a1 =

700 mm, góc nghiêng của lỗ khoan là 840

+Chiều dài nạp thuốc trong lỗ đột phá:

+Chọn chiều dài nạp thuốc là 1,25 (m) tơng ứng với 5 thỏi thuốc

+Chiều dài nạp bua

68 , 0

dp

dp dp

q

0,11 ( m2)+Vậy tổng số lỗ mìn trên gơng đợc tính

III.2.4 Hộ chiếu khoan nổ mìn–

a – Bố trí lỗ mìn trên g ơng

+ Nhóm lỗ tạo rạch gồm 6 lỗ đợc bố trí dạng hình nêm đứng, đợc khoan nghiêng một góc

840, hớng vào tâm đờng lò, khoảng cách giữa các lỗ tạo rạch theo phơng thẳng đứng

Hình 8: Sơ đồ bố trí lỗ mìn trên gơng (Tỷ lệ 1:50)

Bảng 9: Bảng đặc tính lỗ mìn

các lỗmìn

Chiều dài

lỗ mìn(m)

Chiều dàinạp bua(m)

Mã hiệukíp

b – Sơ đồ đấu ghép

Vì số lợng lỗ mìn trên gơng nhỏ, để tạo điều kiện rút ngắn thời gian đấu kíp ta sử dụng sơ

đồ đấu kíp nối tiếp này:

Hình 9: Sơ đồ đấu kíp

Số mìn trên gơng đợc chia làm 3 nhóm, kíp nổ mỗi nhóm đợc sử dụng khác nhau Nhóm tạo rạch sử dụng kíp vi sai số 1, nhóm phá sử dụng kíp vi sai số 2, nhóm tạo biên sử dụng kíp vi sai số 3

ξ - Điện trở suất của dây đồng, ξ = 0,012.10-6àm

l – Chiều dài dây dẫn, l = 200 (m)

S – Diện tích tiết diện ngang dây dẫn, S = 0,8.10-6m2

=>Rd = −− = 3 Ω

10 8 , 0

200 10 012 , 0

Dựa vào các mốc trắc địa cho trớc và độ cao của mốc chuẩn so với đỉnh ray, xác định chính xác độ cao của đỉnh ray và tâm lò Dựa vào các đờng chuẩn trên gơng, dùng th-

ớc và dây rọi để xác định chính xác vị trí của từng lỗ khoan theo hộ chiếu và đánh dấu, sau đó tiến hành khoan lỗ, khi khoan xong phải kiểm tra các lỗ để đảm bảo đúng yêu cầu nh trong hộ chiếu đã lập

Khi nạp thuốc phải thổi sạch phoi khoan và phải nạp từng thỏi một, thỏi thuốc mồi phải

đợc chuẩn bị ngay tại hiện trờng, nạp thuốc theo phơng pháp kíp nổ nghịch Sau khi nạp đủ các thỏi thuốc trong lỗ phải nạp bua cẩn thận, bua có thể làm từ đất đồi, nắm thành thỏi, độ ẩm là 20% Các đầu dây của kíp điện trớc khi đấu vào mạch chung phải chập hai đầu và cách khỏi đất đá và đờng xe Trong g… ơng đang tiến hành nạp và chuẩn bị nổ mìn phải có ngời canh gác

III.2.6 Các biện pháp an toàn–

Khi khoan cần chú ý cung cấp nớc đầy đủ để rửa lỗ khoan và chống bụi tại gơng lò Để tránh các bệnh nghề nghiệp nh bụi phổi, nặng tai Ng… ời tổ chức khoan phải làm thật tốt công tác tổ chức thi công hợp lý tại gơng lò

Trong khi khoan phải thờng xuyên chú ý cậy đá om, đá nứt nẻ để tránh tai nạn đá rơi gây tai nạn khi làm việc

Khi nạp mìn tất cả các công nhân không nhiệm vụ phải rời khỏi gơng lò tới vị trí an toàn, các thiết bị máy móc phải đợc rời khỏi gơng

Sử dụng tín hiệu nổ mìn mà công nhân đã đợc phổ biến, khi bắt đầu nổ mìn phải phát tín hiệu trớc thuốc vào lỗ khoan này và cho nổ để kích nổ lợng thuốc trong lỗ mìn câm

Việc giải quyết III 2.7 Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khoan nổ mìn:–

trong đó: nck _ Số chu kỳ trong một ngày, nck = 24/8 = 3 chu kỳ

nngày _ Số ngày làm việc trong tháng, lầy bằng 26 ngày

Thời gian đào xong lò là:

86 , 145