MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI VÀ ĐỊA CHẤT KHU MỎ THAN NAM MẪU 1.1.Giới thiệu chung về mỏ Nam Mẫu……………………………… 1.1.1.Vị trí địa lí khu mỏ………………………………………… 1.1.2 Điều kiện tự nhiên:……………………………………….. 1.1.3. Điều kiện hạ tầng giao thông, dân cư và xã hội:................. 1.2 .Giới thiệu chung về đường lò xuyên vỉa mức 50 I.B........... 1.2.1. Công dụng và sự cần thiết phải thiết kế xây dựng đường lò:.. 1.2.2. Đặc điểm địa chất thủy văn:................................................. 1.2.2. Đặc điểm địa chất thủy văn:………………………………… 1.2.3 .Đặc điểm địa chất công trình:………………………………… 1.2.4. Đặc điểm địa chất các đường lò thiết kế:...................................... 1.3 .Đánh giá chung..................................................................... CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ KĨ THUẬT 2.1.Điều kiện địa chất khu vực đường lò đi qua. 2.2.Nhiệm vụ của đường lò xuyên vỉa. 2.3.1.Lựa chọn hình dạng kích thước mặt cắt ngang của đường lò. 2.3.2.Lựa chọn thiết bị vận tải. 2.3.3.Tính toán khả năng vận tải của tàu điện. 2.4. Những yếu tố ảnh hưởng tới việc lựa chọn kết cấu chống giữ đường lò. 2.4.1. Đánh giá mức độ ổn định của đất đá theo độ ổn định nóc và hông lò của Viện VNIMI. 2.5. Phân loại chất lượng khối đá xung quanh đường lò và lựa chọn kết cấu chống theo các chỉ tiêu phân loại khối đá. 2.5.1. Phương pháp phân loại khối đá theo Deerehay phương pháp RQD. 2.5.2. Phương pháp phân loại khối đá theo Bieniawskiphương pháp RMR. 2.5.3. Chỉ tiêu phân loại khối đá theo Barton.N phương pháp Q. 2.6. Tổng hợp lựa chọn kết cấu chống.
Trang 1MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1:
ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI VÀ ĐỊA CHẤT KHU MỎ THAN NAM
MẪU
1.1.Giới thiệu chung về mỏ Nam Mẫu………
1.1.1.Vị trí địa lí khu mỏ………
1.1.2 Điều kiện tự nhiên:………
1.1.3 Điều kiện hạ tầng giao thông, dân cư và xã hội:
1.2 Giới thiệu chung về đường lò xuyên vỉa mức -50 I.B
1.2.1 Công dụng và sự cần thiết phải thiết kế xây dựng đường lò:
1.2.2 Đặc điểm địa chất thủy văn:
1.2.2 Đặc điểm địa chất thủy văn:………
1.2.3 Đặc điểm địa chất công trình:………
1.2.4 Đặc điểm địa chất các đường lò thiết kế:
1.3 Đánh giá chung
CHƯƠNG 2:
THIẾT KẾ KĨ THUẬT 2.1.Điều kiện địa chất khu vực đường lò đi qua.
2.2.Nhiệm vụ của đường lò xuyên vỉa.
2.3.1.Lựa chọn hình dạng kích thước mặt cắt ngang của đường lò.
2.3.2.Lựa chọn thiết bị vận tải.
2.3.3.Tính toán khả năng vận tải của tàu điện.
Trang 22.4 Những yếu tố ảnh hưởng tới việc lựa chọn kết cấu chống giữ đường lò 2.4.1 Đánh giá mức độ ổn định của đất đá theo độ ổn định nóc và hông lò của Viện VNIMI.
2.5 Phân loại chất lượng khối đá xung quanh đường lò và lựa chọn kết cấu chống theo các chỉ tiêu phân loại khối đá.
2.5.1 Phương pháp phân loại khối đá theo Deere-hay phương pháp RQD 2.5.2 Phương pháp phân loại khối đá theo Bieniawski-phương pháp RMR 2.5.3 Chỉ tiêu phân loại khối đá theo Barton.N - phương pháp Q.
2.6 Tổng hợp lựa chọn kết cấu chống
Trang 3
CHƯƠNG 1 – KHÁI QUÁT CHUNG
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MỎ NAM MẪU
1.1.1 Vị trí địa lý khu mỏ:
Khu mỏ Nam Mẫu thuộc xã Thượng Yên Công, thị xã Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh.Nằm về phía Tây bắc thị xã Uông Bí - Quảng Ninh khoảng 25 Km, cách thị trấnĐông Triều 30km về phía Đông Bắc
- Ranh giới toạ độ lập báo cáo:
+ Hệ toạ độ, độ cao HN-1972:
X: 2338500 2341709Y: 365 000 371 750+ Hệ toạ độ VN-2000, kinh tuyến trục 105, múi chiếu 60:
X: 2338007.332 2341342.574Y: 676432.581 683119.343
- Ranh giới địa chất:
+ Phía Đông: Đứt gãy F.13
+ Phía Tây: Ranh giới mỏ Khe Chuối
+ Phía Nam: Ranh giới giữa địa tầng Ladini - Cacni và địa tầng chứa than.+ Phía Bắc: Là đỉnh núi Yên Tử Bảo Đài
1.1.2 Điều kiện tự nhiên:
- Mạng lưới suối: Khu mỏ có mạng lưới suối khá dày, chia cắt địa hìnhthành từng mảnh nhỏ Mùa mưa nước trên mặt đổ dồn vào hệ thống suối rất nhanhchóng rồi chảy về phía Nam đưa mực nước dâng cao lên đột ngột
- Khí hậu: Thuộc loại khí hậu nhiệt đới, nhiệt độ trung bình năm vào khoảng
260C Số ngày mưa trong một năm từ 120 150 ngày, lượng mưa trung bình 206 536mm, độ ẩm từ 23,7 - 98%
-1.1.3 Điều kiện hạ tầng giao thông, dân cư và xã hội:
Trang 4- Đặc điểm địa hình: Khu mỏ Nam Mẫu nằm phía Nam dãy núi Yên Tử - Bảo Đài Địa hình khu vực thuộc vùng núi cao, rừng rậm hiểm trở khó khăn cho việc đi lại và vận chuyển máy móc Đồi núi trong khu vực có độ cao trung bình 450m, đỉnh núi tròn, sườn dốc kéo dài theo hướng Đông Bắc - Tây Nam.
- Dân cư: dân cư sống trong khu mỏ Nam Mẫu thưa thớt hầu hết tập trung ở thung lũng Trung Lương dọc theo đường 18B thành từng làng nhỏ Dân cư chủ yếusống bằng nghề làm ruộng, phát nương rẫy, gieo hoa mầu và công nhân của các mỏkhai thác than
1.2 Giới thiệu chung về đường lò xuyên vỉa mức -50 I.B.
- Lò có chiều dài khoảng 595m
- Thời gian tồn tại của đường lò dự kiến 20-:-25 năm
- Các đường lò này được thi công phá vỡ đất đá bằng phương pháp khoan nổmìn kết hợp căn cuốc thủ công Khoan lỗ mìn bằng máy khoan YT-28 Nổ mìn sửdụng là thuốc nổ nhũ tương, kíp vi sai điện an toàn;
- Công tác xúc bốc vận tải: Đất đá sau khi nổ mìn được máy xúc xúc lêngoòng 3 tấn sau đó được công nhân đẩy bộ thủ công ra ga tránh cách gương 80- :-200m, goòng có tải tại ga tránh được tầu điện kéo ra quang lật goòng tại Hầm dỡtải, sau đó quang lật đổ tải xuống Bunke chưa than số 2, từ đây đá được băng taỉvận chuyển lên mặt bằng và đổ tải
- Công tác vận chuyển vật liệu: Vật tư, vật liệu phục vụ thi công phục vụ chothi công tập kết tại mặt bằng +125 được bốc lên tích chuyên dùng và được tời trụcgiếng phụ thả xuống sân ga mức -50, sau đó được tàu điện kéo vào lò XV -50 IA ,vật tư được tập kết cách gương thi công 30m, sau đó vận chuyển bộ thủ công đếngương thi công
- Công tác chống giữ: Lò XV mức -50 I.B được chống giữ bằng vì thépCBII-27 hình vòm, tiết diện Sđ=15,6m2, Ssd=13,5m2, bước chống 0,8m/vì, chèn lòbằng tấm chèn bê tông cốt thép đúc sẵn
Bảng 1.6: Đặc điểm kỹ thuật của các đường lò Tên đường
lò
Chiều dài (m)
Loại vì chốn
Bước chốn
g (m/
Diện tích (m 2 )
Kích thước (m)
Hình dạng đường
Trang 5Vòm 1tâm
1.2.1 Công dụng và sự cần thiết phải thiết kế xây dựng đường lò:
Tại Công ty than Nam Mẫu - TKV, vì neo đã được sử dụng thành công tại một
số đường lò như: Lò đá dọc vỉa 6 mức +125, lò than dọc vỉa 4 mức +125, lò dọcvỉa 4 mức +125 T.IIA -:- T.V với khối lượng thi công được khoảng 800m lò Sovới các công nghệ đào lò sử dụng các khung chống thép truyền thống thì côngnghệ đào chống lò bằng vì neo có nhiều ưu điểm hơn hẳn đó là: Phát huy được khảnăng tự mang tải của khối đá, sau khi lắp đặt thanh neo có tác dụng chịu lực ngay,
dễ thi công, dễ vận chuyển, giá thành mét lò đào thấp hơn, nâng cao tốc độ đào lò
và khả năng cơ giới hoá, giảm chi phí sức lao động, đặc biệt khi xuống sâu
1.2.2 Đặc điểm địa chất thủy văn:
Đặc điểm nước trên mặt: Do đặc điểm địa hình bị phân cắt mạnh, nhiều rãnh
xói, mương máng, nên việc thoát nước mưa nhanh Các suối đều bắt nguồn từ tầng trên than và tầng chứa than, chảy theo hướng từ Bắc xuống Nam Lòng suối hẹp,
độ dốc lớn, lưu lượng nước không ổn định và chủ yếu chỉ tồn tại vào mùa mưa, cònmùa khô hầu như không có nước
Đặc điểm nước dưới đất: Theo các tài liệu thăm dò, mức -50m lên lộ vỉa có độ
chứa nước thuộc loại nghèo Nguồn cung cấp cho nước dưới đất chủ yếu là nước mưa hàng năm, nên ít ảnh hưởng đến công tác đào lò và khai thác than
- Tầng chứa than: Đới nứt nẻ có hệ số thấm nhỏ < 0,1 m/ngđ Trong quá trình đào lò lượng nước chảy vào không lớn;
- Đới chứa nước cũng có hệ số thấm nhỏ;
- Đồi núi dốc, lượng mưa rơi xuống thường thoát đi nhanh;
- Thành phần hoá học của nước ít ảnh hưởng đến các thiết bị thi công do ăn mòn;
- Hiện tượng bùng nền ít xảy ra Song cần lưu ý thoát nước tốt cho các
đường lò
Trang 61.2.3 Đặc điểm địa chất công trình:
Đất đá trong khu mỏ chủ yếu thuộc trầm tích Đệ tứ và trầm tích chứa than
1 Trầm tích Đệ tứ (Q)
Bao gồm: tàn tích, sườn tích phân bố ở hầu khắp khu mỏ, nhưng có chiềudày mỏng và biến đổi nhiều thiên từ 0,5 -:- 40m, càng lên cao càng càng mỏng.Theo chiều từ Đông sang Tây chiều dày lớp phủ cũng tăng dần
Đất phủ Đệ tứ bao gồm: Các lớp cát sét, sét cát lẫn sạn sỏi và đá tảng khôngchặt, mềm bở Dưới tác dụng của dòng chảy dễ bị sói lở
2 Trầm tích chứa than
Bao gồm: Cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than Chúngnằm xen kẽ nhau và có tính phân nhịp
a) Cuội kết: Cuội kết có màu xám vàng đến xám tro Chiều dày trung bình 5
-:- 10m Độ hạt từ vừa đến thô Cuội kết độ hạt từ 0,5 -:- 1,0 cm đôi chỗ độ hạt lớn hơn Do đặc điểm trầm tích thường phân bố cách xa các vỉa than Các kẽ nứt phát triển theo đường phương và hướng cắm của vỉa Đá khá cứng rắn, loại đá này thường được đánh giá là vách cơ bản Kết quả phân tích 52 mẫu Cuội kết cho kết quả như sau:
Bảng 1.1: Bảng tổng hợp cơ lý đá của cuội kết
Giá
trị
Khốilượngthể tích
g/cm3
Khốilượngriêng
g/cm3
Cường độkháng nén
n
kG/cm2
Cường độkháng kéo
k
kG/cm2
Lực dínhkết CkG/cm2
Trang 7b) Sạn kết: Sạn kết có màu xám trắng, xám vàng đến xám nâu Chiều dày
trung bình 5 -:- 10m Độ hạt từ vừa đến thô Sạn kết độ hạt từ 0,2 -:- 0,5 cm đôi chỗ độ hạt lớn hơn Thường phân bố cách xa các vỉa than Các kẽ nứt phát triển theo đường phương và hướng cắm của vỉa Bề rộng kẽ nứt từ 0,5mm đến 1mm Đá khá cứng rắn Loại đá này thường được đánh giá là vách cơ bản Kết quả phân tích
19 mẫu Sạn kết cho kết quả như sau:
Bảng 1.2: Bảng tổng hợp cơ lý đá của sạn kết
Giá
trị
Khốilượngthể tích
g/cm3
Khốilượngriêng
g/cm3
Cường độkháng nén
n
kG/cm2
Cường độkháng kéo
k
kG/cm2
Lực dínhkết CkG/cm2
c) Cát kết: Cát kết màu xám vàng, xám xanh đến xám tro Chủ yếu nằm cách
xa các vỉa than, tuy nhiên tại khu mỏ gặp hiện tượng Cát kết nằm trực tiếp tại vách,trụ vỉa than khá nhiều Chiếm tỷ lệ 35-:-40% toàn bộ nham thạch trong khu mỏ Cát kết có chiều dày trung bình 10-:-15m, nhiều chỗ bề dày đột biến, lên tới hàng trăm m như tại lỗ khoan: NM19 (ID), LK4 (III), NM29 (IIIA) Độ hạt từ hạt mịn đến hạt thô, thuộc loại đá khá cứng rắn Loại đá này thường được đánh giá là vách
cơ bản Kết quả phân tích 354 mẫu cho kết quả như sau:
Bảng 1.3: Bảng tổng hợp cơ lý đá của cát kết
lượng
Khốilượng
Cường độkháng nén
Cường độkháng kéo
Lực dínhkết C
Góc nội
ma sát
Trang 8thể tích
g/cm3
riêng
g/cm3
d) Bột kết: Nằm sát vách, trụ các vỉa than cũng như trong địa tầng Chiếm tỷ
lệ từ 35-:-40% nham thạch toàn địa tầng Màu xám xanh, xám đen, độ hạt mịn Các
kẽ nứt kín phát triển theo đường phương và hướng cắm của vỉa Bột kết có chiều dày trung bình 10-20m, nhiều vị trí có chiều dày lớn tới 50m như tại lỗ khoan: NM37(T.I), NM38(T.I), NM13(T.III) Phân lớp dày (>2m) rắn chắc, đặc xít, búa đập khó vỡ Nhưng bột kết phân lớp mỏng lại chứa hóa thạch thực vật không rắn chắc lắm, búa đập nhẹ có thể vỡ Kết quả phân tích 472 mẫu cho kết quả như sau:
Bảng 1.4: Bảng tổng hợp cơ lý đá của bột kết
Giá
trị
Khốilượngthể tích
g/cm3
Khốilượngriêng
g/cm3
Cường độkháng nén
n
kG/cm2
Cường độkháng kéo
k
kG/cm2
Lực dínhkết CkG/cm2
e) Sét kết: Thành phần chính là sét có màu xám đen hoặc xám tro Hạt mịn
đến trung, phân lớp mỏng Sét kết thường nằm sát vách và trụ các vỉa than Chúng
bị sập lở ngay khi khai thác than Trong địa tầng khu mỏ, sét kết chứa tới 15 - 20%
Trang 9toàn bộ nham thạch Sét kết thường được lấy làm vách giả Kết quả phân tích 658 mẫu cho kết quả như sau:
Bang 1.5: Bảng tổng hợp cơ lý đá của sét kết
Giá
trị
Khốilượngthể tích
g/cm3
Khốilượngriêng
g/cm3
Cường độkháng nén
n
kG/cm2
Cường độkháng kéo
k
kG/cm2
Lực dínhkết CkG/cm2
f) Vỉa than: Các vỉa than ở khu mỏ Nam Mẫu có cấu tạo khá phức tạp, chiều
dày vỉa thay đổi từ 0,13m đến 7,48m (Vỉa 9) hoặc vỉa 7 dày 0,54m đến 22,8m, trung bình 4,68m
Trong vỉa có từ 1 đến 15, 20, 30 lớp kẹp Những lớp kẹp này cũng gây khó khăn khi khai thác các vỉa có chiều dày lớn
Nhìn chung, trong các loại đất đá trên thì mức độ bền vững từ cao đến thấpđược sắp xếp như sau: cát kết, bột kết, sét kết, các vỉa than
1.2.4 Đặc điểm địa chất các đường lò thiết kế:
* Lò XV -50 IB :
Đường lò có tổng chiều dài 595m được đào nối tiếp từ lò XV-50 IV (giai đoạn I) Đường lò dự kiến đào qua khu vực các vỉa V5 và V6 Trong đó, ngoài các đoạn lò đào qua khu vực các vỉa than kém ổn định, kết cấu chống phù hợp là vì thép Các đoạn lò còn lại (xen giữa các vỉa than) đào qua các tập đá bột kết và cát kết cứng vững, ổn định, chiều dày phân lớp 0,2-:-0,5m có khả năng chống giữ bằng
vì neo
Trang 101.3 Đánh giá chung:
Qua xem xét điều kiện địa chất chung của khu mỏ và điều kiện địa chất khuvực các đường lò thi công qua cho thấy:
- Về địa chất thủy văn:
+ Lượng nước trên mặt vào mùa mưa tương đối lớn Tuy nhiên do cácđường lò đào trong tầng chứa nước có hệ số thấm thấp k=0,03 m/ngđ nên trongquá trình thi công, lượng nước chảy vào không lớn, không gây khó khăn cho côngtác thi công
+ Nước trong tầng đất đá khu vực đường lò đào qua thuộc loại nước kiềmyếu, không có tính ăn mòn nên không ảnh hưởng nhiều đến quá trình thi công cáckết cấu chống bằng thép
- Về địa chất công trình:
+ Từ số liệu cập nhật đường lò trong quá trình thi công kết hợp số liệu các lỗkhoan thăm dò địa chất trong khu vực cho thấy ngoài các đoạn lò đào qua khu vựcvỉa than kém ổn định phù hợp với kết cấu chống bằng vì thép Các đoạn lò đào quacác lớp đá cát kết và bột kết cứng vững, ổn định, phân lớp trung bình từ 0,2-:-0,5m
có khả năng chống bằng vì neo
Đây là những đánh giá ban đầu để dự kiến kết cấu chống giữ đường lò Côngtác lựa chọn kết cấu chống phù hợp sẽ được trình bày cụ thể trong chương 2
Trang 11CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ KĨ THUẬT 2.1.Điều kiện địa chất khu vực đường lò đi qua
Theo tài liệu địa chất khu vực đường lò đi qua đào trong đá, than nhưng chủ yếu là cát kết hạt mịn có hệ số kiên cố của đá f= 6:8, than f = 2:3, dung trọng của đất đá là2,62 T/m3 , góc nội ma sát = 360 26’
2.2.Nhiệm vụ của đường lò xuyên vỉa.
- Đường lò được thiết kế với mục đích vận tải, đi lại với yêu cầu sản lượng thôngqua đường lò là 200.000 tấn/ năm
-Đường lò có chiều dài là 965m
-Thời gian tồn tại của đường lò là 20 năm
2.3.Lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang, thiết bị vận tải.
2.3.1.Lựa chọn hình dạng kích thước mặt cắt ngang của đường lò.
Việc lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang công trình hợp lí chính là một trong những giải pháp nhằm đảm bảo độ ổn định của công trình, giảm thiểu tối đa khối lượng công tác đào, chống Khi thi công công trình trong đất đá có độ bền lớn, nếu lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang hợp lí thì có thể không cần phải lắp đặt kết cấu chống giữ cho công trình Việc lựa chọn hình dạng, tiết diện mặt cắt ngang cho công trình phụ thuộc vào các yếu tố chủ yếu như sản lượng mỏ, áp lực mỏ…Trên thực tế, việc lựa chọn mặt cắt ngang giếng nghiêng chính có thể dựa vào những kinh nghiệm sau:
-Khi chịu áp lực nóc là chủ yếu, nên lựa chọn mặt cắt ngang đường lò có hình dạng vòm, tường thẳng
Trang 12-Khi cả áp lực nóc và hông đều lớn, nên lựa chọn mặt cắt ngang có hình dạng hình vòm tường cong.
-Khi chịu áp lực từ mọi phía với cường độ gần như nhau, ta nên lựa chọn mặt cắt ngang giếng dạng hình tròn hoặc hình móng ngựa có vòm ngược
-Khi áp lực không đều nhưng đối xứng ở nóc và nền, ta nên lựa chọn hình dạng elip có trục dài theo phương có áp lực lớn
- Nếu các đường lò chống bằng gỗ, bê tông cốt thép đúc sẵn theo dạng thanh thẳng hoặc thanh kim loại thẳng thì hợp lí nhất là chọn mặt cắt ngang dạng hình thang, hình chữ nhật hay hình đa giác
Nếu xét về độ ổn định thì mặt cắt ngang hình tròn có độ ổn định lớn nhất
“Theo điều kiện địa chất khu vực công trình thi công ta chọn hình dạng mặt cắt ngang công trình có dạng tường thẳng, vòm bán nguyệt”.
2.3.2.Lựa chọn thiết bị vận tải.
Hiện nay trong ngành công nghiệp khai thác khoáng sản ở nước ta sử dụng hai loại phương tiện vận tải chủ yếu là bang tải và tàu điện:
-Phương tiện vận tải bằng băng tải được sử dụng trong các đường lò dọc vỉa vận tảichính, lò xuyên vỉa Chiều dài làm việc của băng tải có thể từ 200 đến hàng chục
km, độ dốc làm việc có thể từ -130 đến 180
-Phương tiện vận tải bằng tàu điện là hình thức vận tải không lien tục, thường được
sử dụng trong các đường lò vận tải chính, có độ dốc từ 5‰
Theo đó, với tàu điện ắc quy thông dụng trong mỏ và đặc tính kĩ thuật được chotrong bảng 2.1:
Trang 13Bảng 2.1: Đặc tính kĩ thuật của các loại tàu điện ắc quy thông dụng trong mỏ
Mã hiệu Trọng
Lượng(T)
Lực Kéo(kG)
VậnTốc(m/s)
Rộng(m)
Dài(m)
Cao(m)
Cỡ Đường(m)
Như vậy ta chọn tàu điện ắc quy AM-8 làm phương tiện vận tải cho đường lò
Bảng 2.2: Đặc tính kĩ thuật của goong UVG-3.3
Như vậy ta chọn goong UVG-3.3 với đặc tính kĩ thuật như bảng 2.2
Để phù hợp vơi goong UVG-3.3 cỡ đường 900mm ta chọn ray P24 và tà vẹt
gỗ có tiêt diện hình chữ nhật 120×150mm, dài 1,5m Đặc tính kĩ thuật của ray P24 được cho trong bảng 2.3
Trang 14Bảng 2.3: Đặc tinh kĩ thuật của ray P24
2.3.3.Tính toán khả năng vận tải của tàu điện
Khả năng vận tải của tàu điện được tính theo các trường hợp sau:
-Tàu có tải khởi động lên dốc
P – Trọng lượng của đầu tàu, P=8,8T
- Hệ số bám dính giữa bánh xe với ray, =
Trang 15
Jo- Gia tốc mở máy, Jo=0,03m/s2
Với tàu điện ắc quy AM-8 ta có:
b Khả năng vận tải của đầu tàu theo điều kiện hãm xuống dốc
Trong đó:
P- Trọng lượng đầu tàu, P=8,8T;
-Hệ số bám dính của bánh xe với đường ray khi xuống dốc, = 0,17;
wo- Sức cản chuyển động của đầu tàu khi xuống dốc, wo= 3Kg/Tấn;
Trang 16Với tàu điện ắc quy AM-8 ta có:
c Khả năng vận tải của đầu tàu theo điều kiện đốt nóng động cơ kéo:
Trong đó:
w- lực cản chính của đầu tàu, w= 9Kg/tấn
Jo- Gia tốc mở máy, Jo= 0,03m/s2
[F]- Lực kéo cho phép của đầu tàu theo điều kiện nhiệt
Với:
- Ftd- Lực kéo của đầu tàu ở chế độ lâu dài, Ftd= 0,9 Fkt, (Fkt= Lực kéo kỹ thuật của đầu tàu- tra bảng);
- i - Độ dốc của đường xe;
- - Hệ số tính tới sự đốt nóng động cơ do làm mát không thuận lợi, = 1,15 1,25;
- - Hệ số đặc trưng chế độ làm việc của đầu tàu:
(2.5) + Tcd- Thời gian chuyển động của tàu trong chu kỳ vận tải
d Xác định sản lượng vận tải của đoàn tàu trong một ngày đêm
Trang 17Sản lượng mà một đoàn tàu vận tải được trong 1 ngày đêm được tính bởi công thức:
(2.10)Trong đó:
- Sản lượng vận tải của một đoàn tàu trong một ngày đêm;
- Trọng lượng hàng mà một chuyến mà đầu tàu kéo được( không tính trọng lượng goòng);
n- Số chuyến tàu trong một ngày đêm
Với:
16- Số giờ trong một ngày đêm,
L- Quãng đường vận tải, L= 965m (theo thiết kế của cả đường lò);
vct- Vận tốc đoàn tàu có tải, vct= vld= 0,8.vkt (vận tốc kỹ thuật của đầu tàu, vkt= 113,3m/ phút);
vkht- Vận tốc đoàn tàu không có tải, vkht=vkt
tct- Thời gian chất tải, tct= 15 phút
tdt- Thời gian dỡ tải, tdt= 10 phút
Thay thông số kỹ thuật của tàu điện ắc quy AM-8 vào công thức (2.11) và (2.10), ta tính được:
e Yêu cầu sản lượng vận tải trong một ngày đêm của tuyến đường lò
Với yêu cầu về sản lượng thông qua của đường lò 200 000 tấn/ năm ta xác định được yêu cầu về sản lượng thông qua tuyến đường lò trong một ngày:
Trang 18Trong đó:
-Hệ số vận tải đất đá khi khai thác, = 1,35;
- Hệ số tăng năng suất, k= 1,15;
- Sản lượng thông qua của đường lò
2.4.Lựa chọn vật liệu và kết cấu chống giữ cho đường lò.
2.4.1.Những yêu cầu cơ bản khi lựa chọn kết cấu chống.
Khi lựa chọn kết cấu chống cho các công trình ngầm trong mỏ cần đảm bảo các yêu cầu sau:
-Kết cấu chống lò cần thiết phải bền, ổn định, giá rẻ, không chiếm khoảng không lớn,không ngăn cản luồng gió khi thông gió mỏ
-Kết cấu chống phải thuận tiện khi chống, đơn giản khi tháo dỡ, không mất an toàn khi cháy lò
-Việc lựa chọn kết cấu chống phụ thuộc vào loại, công dụng, thời gian tồn tại của đường lò, cũng như các thông số kĩ thuật như: kích thước tiết diện đường lò, địa chất, độ bền đất đá bao quanh đường lò, áp lực mỏ tác dụng lên vỏ chống
Vật liệ sử dụng làm kết cấu chống phải có đặc tính cơ bản sau:
-Khả năng chịu tải, chịu lực, độ bền phải tính đến yếu tố thời gian
Trang 19-Đảm bảo ổn định cho công trình theo quy phạm an toàn.
-Đảm bảo an toàn khi công và sử dụng
-Chống cháy và khó bắt lửa, biến dạng nhiệt nhỏ( hầu như không biến dạng khi gặp lửa)
-Chống nấm mốc, chống tác động của vi sinh vật Phải có biện pháp sử lí vật liệu xây dựng bằng các hóa chất như ngâm tẩm, phụ gia để chống thấm mốc
-Các vật liệu sử dụng phải không gây ô nhiễm môi trường xung quanh
-Khả năng nhất là cung ứng tại chỗ nguồn nước, vật liệu thay thế
-Giá thành rẻ
-Phải đảm bảo ổn định, cùng với sự tồn tại của đường lò trong thời gian hoạt động.-Kết cấu chống có thể linh hoạt về hình dạng, kích thước, để có thể thay đổi hình dạng phù hợp khi xảy ra biến động địa chất hoặc biến động do áp lực đất đá xung quanh
-Kết cấu không bị ăn mòn do tác động của nước ngầm, khí mỏ
-Kết cấu chống phải dễ chế tạo, dễ mua và nắp dựng dễ dàng
Nhiệm vụ của kết cấu chống giữ là giữ ổn định cho công trình và khoảng không,đảm bảo an toàn cho người và máy móc làm việc bên trong công trình
2.5 Những yếu tố ảnh hưởng tới việc lựa chọn kết cấu chống giữ đường lò
Thông thường lựa chọn vỏ chống cho đường lò đá dựa vào các kết quả khảosát đánh giá các điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn, hệ số độ ổn địnhcủa đá nóc và hông lò, phân loại khối đá theo phương pháp RQD, RMR, Q, đặcbiệt là cấu trúc khối đá bao quanh Độ ổn định của đường lò phụ thuộc vào hìnhdạng tiết diện đường lò, điều kiện khối đá, trạng thái ứng suất nguyên sinh trongkhối đá, độ bền cơ học, độ phân lớp, mức độ nứt nẻ, độ sũng nước của đất đá, độsâu đường lò, sự ảnh hưởng của lò khai thác, các công trình ngầm xung quanh…Ngoài ra mối tương quan giữa ứng suất và độ bền khối đá cũng ảnh hưởng đến ổnđịnh của đường lò Vì vậy việc khảo sát đánh giá chi tiết các yếu tố ảnh hưởng trên
sẽ giúp cho công tác chống giữ, gia cường có hiệu quả hơn
Trang 20Hiện nay công tác thiết kế chống neo, trong các đường lò thường dựa vàocác tài liệu địa chất do mỏ cung cấp, các số liệu khảo sát hiện trường và được điềuchỉnh thay đổi sao cho phù hợp với điều kiện địa chất thực tế trong suốt quá trìnhthi công
2.5.1 Đánh giá mức độ ổn định của đất đá theo độ ổn định nóc và hông lò của Viện VNIMI
Để đánh giá giá mức độ ổn định của đất đá, báo cáo sử dụng phương pháp đánh giá theo độ ổn định nóc và hông lò của Viện VNIMI
Theo Viện VNIMI, độ ổn định nóc và hông lò được xác định như sau:
(4.2)
- : Dung trọng của đá, T/m3;
- Kc: Hệ số giảm bền cấu trúc;
- : Hệ số độ bền lâu dài của đá, =0,7-:-1,0;
- K2: Hệ số tập trung ứng suất kéo, K2 = 0,231, chọn K2= 0,3;
- 1: Hệ số áp lực hông, 1 = /(1 - )= 0,3/(1 - 0,3) = 0,429;
- : Hệ số Poisson, = 0,3;
- H: Chiều sâu lớn nhất của đường lò, m;
- n: Độ bền nén đơn trục của đá hông, T/m2, được xác định theo kết quả khảo sát hiện trường bằng búa Schmidt do Viện KHCN Mỏ thực hiện tại các
đường lò có vị trí gần với các đường lò thiết kế thể hiện với điều kiện địa chất tương tự ( kết quả cụ thể xem bảng 2.4)
- K1: Hệ số tập trung ứng suất hông, K1=2
Bảng 2.4: Bảng kết quả thí nghiệm đo búa Schmidt tại hiện trường
H K
H K
Trang 21Độ kiên
cố quy đổi
Ghi chú Lần I Lần II Lần
( XV79 mức
-50
Đập vuônggóc mặtlớpIIK 210
Từ kết quả xác định nhanh kết độ kiên cố bằng búa Schmidt tại hiện trường, kết hợp với các tài liệu địa chất như mặt cắt tuyến, trắc dọc thành lò, báo cáo tính toán hệ số ổn định của đất đá nóc và hông lò đường lò cho 2 trường hợp điển hình nhất thường gặp khi thi công là f= 4-:-6, f = 6 -:-8
Thay các thông số trên vào công thức, xác định được hệ số ổn định nóc và hông lò theo bảng 2.5:
f=6-8
1 k: Độ bền kéo của đá nóck: Độ bền kéo của đá nóc T/m2 650
3 : Hệ số độ bền lâu dài của đất đá: Hệ số độ bền lâu dài của đất đá - 0,8
4 K2: Hệ số tập trung ứng suất kéo - 0,3
5 1: Hệ số áp lực hông1: Hệ số áp lực hông - 0,429
6 H: Chiều sâu lớn nhất của đường lò m 400
7 : Dung trọng của đá: Dung trọng của đá T/m3 2,69
II Hệ số độ ổn định đá hông lò n h : 1,69
1 k: Độ bền kéo của đá nócn: Độ bền nén đơn trục của đá hông T/m2 6500
Trang 222 Kc: Hệ số giảm bền cấu trúc - 0,7
3 : Hệ số độ bền lâu dài của đất đá: Hệ số độ bền lâu dài của đất đá - 0,8
4 K1: Hệ số tập trung ứng suất hông - 2
5 H: Chiều sâu lớn nhất của đường lò m 400
6 : Dung trọng của đá: Dung trọng của đá T/m3 2,69
Trang 23Bảng 2.6: Bảng phân loại mức độ ổn định của đường lò theo VNIMI
TT Giá trị các hệ số Tính chất đất đá quanh lò và biện pháp xử lý
nh 4
Nóc và hông lò vững chắc, không cần chống, ở những đoạn đất đá yếu (nứt nẻ, phong hoá) phun thêm bê tông
Qua các kết quả tính toán độ ổn định của các đường lò ở bảng 2.5 cho thấy:
- Trường hợp đất đá có độ cứng, f:68 (đào qua đá cát kết): Giá trị ổn định nóc và hông 1 < nn < 4, 1 < nh < 4 Căn cứ bảng 2.6 cho thấy: nóc và hông lò tươngđối vững chắc nhưng cần phải chống lò bằng vì neo CDCT kết hợp BTP
2.6 Phân loại chất lượng khối đá xung quanh đường lò và lựa chọn kết cấu chống theo các chỉ tiêu phân loại khối đá.
2.6.1 Phương pháp phân loại khối đá theo Deere-hay phương pháp RQD.
Phương pháp này do Deere đề xuất năm 1963 Deere đã nghiên cứu mối tương quan giữa độ dài của các mẫu lõi khoan với độ bền và độ nứt nẻ của đất đá, từ đó ông
đề xuất công thức tính giá trị RQD như sau:
Trong đó:
Li: Chiều dài của mỗi lõi khoan đá > 100mm
L: Chiều dài của toàn bộ lỗ khoan được khảo sát, mm
Trong trường hợp không xác định được RQD từ lỗ khoan thăm dò hoặc lấy mẫu theo công thức xác định RQD của Deere, ta có thể tính toán một cách gián tiếp như sau:
- Công thức thực nghiệm xác định chỉ tiêu RQD của Palmtrom (1975).
% 100
L L
Trang 24RQD = 115 - 3,3.JV,%.
Trong đó:
JV:Tổng số khe nứt trên một đơn vị thể tích Nếu JV 4,5 thì RQD =100
- Công thức thực nghiệm xác định chỉ tiêu RQD của Priert (1975).
RQD = 100 e -0,1 .(0,1. + 1), %
Trong đó:
: Mật độ khe nứt bằng số khe nứt trên một mét dài đo vẽ, khe nứt/m
- Xác định chỉ tiêu RQD thông qua mối tương quan giữa RQD và đặc điểm
Bảng 2.7: Bảng đánh giá chỉ tiêu RQD của Terzaghi
3 Đá phân thành các khối, nứt nẻ trung bình 85-:-90
4 Đá nứt nẻ thành từng cục, khối có kích thước trung bình 75-:-85
6 Đá bị cà nát, vẫn có các tính chất cơ học 0-:-30
Trên cơ sở giá trị RQD đã xác định, Deere phân khối đá ra làm 5 loại theo
Bảng 2.8: Bảng phân loại khối đá theo RQD
Trang 25- Từ số liệu của các lỗ khoan thăm dò địa chất NM-34, NM-47 (T.II); NM-22 (T.IVA); NM-10 (T.IV); LK-2, CG-04, NM-41 (T.IC) kết quả khảo sát và
đo đạc thực tế tại XV mức -50 I.B cho thấy : Đường lò đào trong các chủ yếu bao gồm các lớp bột kết và cát kết (có tài liệu mặt cắt địa chất cụ thể) phân lớp trung bình, chiều dày phân lớp 0,2-:-0,5m, mật độ khe nứt λ = 13-:-15 khe nứt/1m
Thay giá trị ở vào công thức của Priert có thể xác định được một cách tươngđối chính xác giá trị RQD các đường lò mức -50: RQD =55 ÷ 62%
Bảng 2.9: Bảng kết quả khoan lấy mẫu đánh giá RQD XV5 mức -50 (IIK70) Từ
(15-24-20)
Bột kết xám xẫm, ít nứt nẻ, mẫu thỏi cục
(15-18)
Cát kết hạt mịn, nứt nẻ ít, mẫu thỏi, màu xám ghi
(14-22-27-11)
Cát kết hạt mịn, nứt nẻ ít, mẫu cục thỏi
(16-15)
Cát kết hạt mịn, nứt nẻ ít, mẫu cục thỏi
(21-12-11)
Cát kết hạt mịn, nứt nẻ ít, mẫu cục thỏi
Với các giá trị RQD từ 52%-:-66%, theo bảng 4.11 cho thấy chất lượng đất
đá của khu vực này thuộc loại trung bình
Để lựa chọn kết cấu chống dựa trên chỉ tiêu phân loại khối đá RQD, Merrit
đã đưa ra sơ đồ hình 2.10 sau:
Trang 26Hình 2.10 Sơ đồ lựa chọn kết cấu chống dựa vào RQD theo Merrit
Dựa vào sơ đồ hình 2.10, với chiều rộng các đường lò là 4,21-:-4,975m với giá trị RQD = 52% 66 thì các đường lò dọc vỉa trên thuộc vùng “neo hệ thống (khoảng cách 1-2m)”
2.6.2 Phương pháp phân loại khối đá theo Bieniawski-phương pháp RMR.
Phương pháp này còn được gọi là hệ thống phân loại địa cơ học, vì trong đó
có xét đến các tham số cơ học đặc trưng của khối đá Để đánh giá chất lượng khối
đá theo phương pháp này cần tiến hành đo đạc, khảo sát thực tế, theo dõi tại công trình, đường lò Chỉ số đánh giá chất lượng khối đá theo phương pháp này (RMR) được xác định theo các tham số thực nghiệm sau:
RMR = Rn + RRQD + RC + Rj + RW + RP Trong đó:
- Rn: Lượng điểm tiêu chuẩn theo độ bền nén đơn trục của đá
Độ bền nén đơn trục của đá (n) được xác định trong phòng thí nghiệm Có thể xác định giá trị này bằng búa Schmidt tại hiện trường theo công thức thực nghiệm: n = e(0,818+0,059.r), MPa
Trang 27Trong đó:
r : Độ nẩy trên búa Schmidt
Lượng điểm tiêu chuẩn được lựa chọn theo độ bền nén đơn trục thể hiện trong bảng sau
Bảng 2.11: Bảng xác định lượng điểm tiêu chuẩn theo độ bền nén đơn trục
của đất đá
TT Đặc điểm độ
cứng của đá
Độ bền nén đơn trục n (MPa)
Mô tả đặc điểm đá
+ XV7-:-9 mức -50, bán xuyên V5 trong đá -50 T.V-:-F305, XV-50 I.B: đào
qua lớp đá bột kết và cát kết có cường độ kháng nén đơn trục trung bình k: Độ bền kéo của đá nócn= 65MPa → Chọn Rk: Độ bền kéo của đá nóc n= 5;
45-: RRQD: Lượng điểm tiêu chuẩn theo chất lượng khối đá của Deere thể hiện trong bảng 2.12 sau:
Bảng 2.12: Bảng xác định lượng điểm chuẩn theo RQD
Trang 28sở để xác định lượng điểm tiêu chuẩn của khối đá Lượng điểm tiêu chuẩn theo khoảng cách giữa các khe nứt cùng hệ xem bảng 2.13.
Bảng 2.13: Bảng xác định lượng điểm chuẩn theo khoảng cách giữa các khe
- RJ: Lượng điểm tiêu chuẩn theo đặc điểm nứt nẻ:
Bảng 2.14: Bảng xác định lượng điểm chuẩn theo đặc điểm nứt nẻ
T
1 Mặt khe nứt nhám, gồ ghề, không liên tục, mặt tiếp xúc
2 Mặt khe nứt ít gồ ghề hơn, mặt tiếp xúc cứng, thuộc loại khe
3 Mặt khe nứt ít nhám, trơn, mặt tiếp xúc mềm, thuộc loại khe
4 Mặt khe nứt láng bóng, nhẵn, phẳng, chất lấp nhét trong khe
nứt nhỏ hơn 5mm, thuộc loại khe nứt mở với độ mở 1 -
6
Trang 295mm
5 Chất lấp nhét mềm và dày hơn 5mm, mặt khe nứt láng bóng,
uốn lượn trơn, dễ tự trượt, thuộc loại khe nứt mở rộng 0
+ XV7-:-9 mức -50, bán xuyên V5 trong đá -50 T.V-:-F305, XV-50 I.B: Mặt
khe nứt tại đoạn lò đào qua lớp đá cát ít gồ ghề hơn, mặt tiếp xúc cứng, thuộc loại khe nứt khép có độ mở <1mm vì vậy chọn RJ=18
- RW: Lượng điểm tiêu chuẩn theo ảnh hưởng của nước ngầm đối với khối
đá Để xác định lượng điểm tiêu chuẩn này, cần mô tả tỉ mỉ đặc điểm của nước như: màu sắc mùi vị, phân tích tính ăn mòn, mức độ khô ráo, ẩm ướt, sũng nước hay chảy thành dòng Những vị trí có nước chảy thành dòng cần các định lưu lượng dòng chảy
Từ các kết quả khảo sát, đánh giá ở trên, xác định được lượng điểm tiêu chuẩn theo yếu tố ảnh hưởng của nước ngầm đối với khối đá thể hiện trong bảng 2.15
Bảng 2.15: Bảng xác định lượng điểm tiêu chuẩn theo yếu tố ảnh hưởng của
nước ngầm
TT Lưu lượng nước chảy
(l/phút) Đặc điểm chứa nước Giá trị R w
Gương lò có đặc điểm ẩm, không có nước nhỏ giọt nên chọn RW=10;
- RP: Lượng điểm tiêu chuẩn theo sự ảnh hưởng của phương khe nứt đối với trục đường lò Để xác định lượng điểm tiêu chuẩn này, cần biết được: Hướng đào lò
từ trụ sang vách (lò đào thuận) hay đào hướng ngược lại (lò đào nghịch); phương vị của đường hướng dốc và góc dốc của các hệ khe nứt lớn (, ); phương vị của đường hướng dốc và góc dốc của các hệ khe có hướng và vô hướng
Từ các kết quả khảo sát, đánh giá ở trên, xác định được lượng điểm tiêu chuẩn theo ảnh hưởng của phương khe nứt đối với trục đường lò thể hiện trong
bảng 2.16
Bảng 2.16: Bảng xác định lượng điểm tiêu chuẩn theo yếu tố ảnh hưởng của
phương khe nứt
Trang 30+ Với góc nghiêng của khe nứt = 20-:-45 độ, chọn RP= -10
Tổng hợp lượng điểm của các tham số trên sẽ xác định được lượng điểm tiêuchuẩn RMR:
+ XV7-:-9 mức -50, bán xuyên V5 trong đá -50 T.V-:-F305, XV-50 I.B: RMR
= 5+8+20+18+10-10=51
Tổng hợp lượng điểm của các tham số trên, xác định được chỉ tiêu RMR Trên cơ
sở đó, có thể đánh giá, phân loại chất lượng khối đá theo chỉ tiêu RMR thể hiện trong bảng 2.17 dưới đây
Bảng 2.17: Bảng phân loại chất lượng khối đá theo chỉ tiêu RMR
có thể lựa chọn kết cấu chống giữ ở vùng (5) tức là "Neo dày trung bình với
bê tông phun" hoặc vùng (4) tức là “Neo dày, bê tông phun với lưới thép”
Trang 31Hình 2.18 Sơ đồ lựa chọn kết cấu chống theo Cummings & Kendorski 1982
2.5.3 Chỉ tiêu phân loại khối đá theo Barton.N - phương pháp Q.
Theo phương pháp này, chỉ tiêu phân loại chất lượng khối đá Q được xác định theo công thức sau:
Trong đó:
- RQD: Chỉ tiêu chất lượng khối đá theo Deere
- Jn: Lượng điểm tiêu chuẩn theo số lượng hệ khe nứt thể hiện trong bảng 4.14
Bảng 2.19: Bảng xác định lượng điểm tiêu chuẩn theo số lượng hệ khe nứt
1 Đá còn nguyên khối, không bị nứt nẻ hoặc bị nứt nẻ ít, các
3 Khối đá có một hệ khe nứt với một ít khe nứt vô hướng 3
Trang 32TT Đặc điểm phân bố các hệ khe nứt Giá trị J n
5 Khối đá có hai hệ khe nứt với một ít khe nứt vô hướng 6
7 Khối đá có ba hệ khe nứt với một ít khe nứt vô hướng 12
8 Khối đá có bốn hệ khe nứt hoặc lớn hơn cộng với hệ khe
nứt vô hướng, nứt nẻ mạnh, phân cắt thành các mảnh nhỏ 12
Theo tài liệu khảo sát:
+ XV7-:-9 mức -50, bán xuyên V5 trong đá -50 T.V-:-F305, XV-50 I.B: đoạn
lò đào qua lớp đá cát kết thuộc loại khối đá có một hệ khe nứt với một ít khe nứt vôhướng, chọn Jn = 3
- Jr: Lượng điểm tiêu chuẩn theo đặc điểm khe nứt thể hiện trong bảng 3.15
Bảng 2.20: Bảng xác định lượng điểm tiêu chuẩn theo đặc điểm khe nứt
1 Khe không liên tục, mặt tiếp xúc gồ ghề với biên độ lớn,
2 Khe nứt khép, mặt tiếp xúc gồ ghề, uốn lượn không đều 3
3 Khe nứt khép, mặt khe nứt trơn nhẵn, uốn lượn gợn sóng
5 Khe nứt nhẵn, phẳng, dễ trượt hoặc trong khe nứt có chứa
chất sét dày ngăn cách các mặt tiếp xúc trực tiếp với nhau 1
6 Khe nứt trơn, phẳng, dễ tách chẻ, lực dính kết theo bề mặt
+ XV7-:-9 mức -50, bán xuyên V5 trong đá -50 T.V-:-F305, XV-50 I.B: đoạn
lò có khe nứt không liên tục, mặt tiếp xúc gồ ghề với biên độ lớn, gẫy khúc, khe nứt khép, chọn Jr = 4
- Ja : Lượng điểm tiêu chuẩn theo mức độ phong hoá, biến đổi của chất lấp nhét trong khe nứt thể hiện trong bảng 2.21
Bảng 2.21: Bảng xác định lượng điểm chuẩn theo mức độ phong hóa,
biến đổi của chất lấp nhét trong hệ khe nứt
Trang 33TT Đặc điểm biến đổi của khe nứt Giá trị J a
1
Hai mặt khe nứt tiếp xúc với nhau, trong khe nứt được lấp
dày bằng các hạt vật liệu cứng khác, cường độ theo mọi phía
4 Trên bề mặt khe nứt có lớp phong hoá mỏng, sự ma sát giữa
5 Trên bề mặt khe nứt có phủ lớp sét mỏng, lớp phong hoá trên
Trong khe nứt có lớp sét mỏng trương nở với chiều dày xấp
xỉ 5mm, bề mặt khe nứt bị phong hoá, có hiện tượng nước
chẩy trong khe nứt
8,0 - 12,0
9 Khe nứt phát triển dài liên tục, trong khe nứt có lớp sét mềm,
+ XV7-:-9 mức -50, bán xuyên V5 trong đá -50 T.V-:-F305, XV-50 I.B: trên
bề mặt khe nứt còn tươi hoặc chỉ có các vết bám rất mỏng, thuộc khe nứt khép, chọn Ja = 1
- Jw: Lượng điểm tiêu chuẩn theo yếu tố ảnh hưởng của nước ngầm thể hiện trong bảng 2.22
Bảng 2.22: Bảng xác định lượng điểm chuẩn theo yếu tố ảnh hưởng của nước
ngầm
1 Đường lò khô hoặc chỉ xuất hiện lộ nước tại một vài vị trí với lưu
Trang 34TT Đặc điểm của nước khe nứt Giá trị J w
lấp nhét rửa, áp lực nước P = 2,5 - 10,0 kg/cm2
4 Đường lò có nước chảy vào với gần hết, khe nứt rửa trôi
hoàn toàn, áp lực nước P = 2,5 - 10,0 kg/cm2 0,33
5 Đường lò có nước chảy vào mạnh ngay sau khi đào, sau đó
giảm dần theo thời gian, áp lực nước P > 10,0 kg/cm2 0,2 - 0,1
6 Đường lò có nước chảy vào cực mạnh, áp lực nước P > 10,0
Các đường lò đào trong lớp cát kết và bột kết khô ráo, chọn Jw=1,0
- SRF: Lượng điểm tiêu chuẩn theo yếu tố giảm ứng suất thể hiện trong bảng2.23
Bảng 2.23: Bảng xác định lượng điểm chuẩn theo yếu tố giảm ứng suất
TT Khối đá khá tốt, các vấn đề liên quan đến
1 Trường ứng suất thấp; gần mặt đất; các khe nứt mở 2,5
2 Trường ứng suất trung bình; các điều kiện ứng suất khá tốt 1,0
3
Trường ứng suất lớn; cấu trúc khối đá rất chặt, khít (thông
thường có các điều kiện ổn định tốt; có thể các điều kiện ổn
định tại vị trí thành - mặt khe nứt … không tốt lắm
0,5-:-2
4 Khả năng phân tách lớp, phân phiến trung bình; mức độ vỡ
vụn trung bình trong khối đá sau thời gian lớn hơn 1 giờ 5-:-505
Khả năng phân tách lớp, phân phiến và hiện tương nổ đá
(phá hủy động học) chỉ sau thời gian rất ngắn (một vài phút)
trong khối đá
50-:-200
6
Hiện tượng nổ đá (phá hủy động học) mạnh và hiện tượng
động học biến dạng với mức độ trung bình xảy ra trong khối
đá
200-:-400
Từ bảng 4.19, lựa chọn giá trị SRF như sau:
+ XV7-:-9 mức -50, bán xuyên V5 trong đá -50 T.V-:-F305, XV-50 I.B: SRF = 13
Các giá trị của các tham số trên sẽ xác định được chỉ tiêu Q Trên cơ sở đó, có thể đánh giá, phân loại chất lượng khối đá theo chỉ tiêu Q thể hiện trong bảng 2.24
dưới đây
Bảng 2.24: Bảng phân loại chất lượng khối đá theo chỉ tiêu Q
Trang 35STT Q Chất lượng khối đá Phân loại
Trên cơ sở phân loại kết cấu chống của Grimmstad và Barton năm 1993
(4), tức là cần sử dụng "neo hệ thống với bê tông phun dày 40-:-100mm" để chống giữ
1: Không chống 5: Bê tông phun sợi thép dày 50-:-90mm với neo2: Neo điểm 6: Bê tông phun sợi thép dày 90-:-120mm với neo
Trang 363: Neo hệ thống 7: Bê tông phun sợi thép dày 120-:-150mm với
neo4: Neo hệ thống với bê tông 8: Bê tông phun sợi thép dày >150mm với neo
Phun dày 40-:-100mm 9: Bê tông liền khối
Hình 2.25 Phân loại kết cấu chống của Grimmstad và Barton năm 1993
Chỉ số “Chỉ tiêu đào chống ESR” đặc trưng cho mức độ không ổn định của các chủng loại công trình ngầm, công trình xây dựng dân dụng-công nghiệp khác nhau trong thời gian thi công Với “các đường hầm giao thông đường bộ có mặt cắtngang nhỏ; các đường hầm đường sắt, cửa vào các đường hầm” nên chọn ESR
=1,3
2.7 Tổng hợp lựa chọn kết cấu chống
Dựa vào kết quả đánh giá độ ổn định của đường lò, các chỉ tiêu phân loại khối
đá theo RQD, RMR và Q có thể lập được bảng lựa chọn kết cấu chống cho lò
XV7-:-9 mức -50 tương ứng theo từng chỉ tiêu như sau:
Bảng 2.26: Bảng kết cấu chống được đề xuất theo các chỉ tiêu phân loại khối
Trang 37Từ bảng 2.26 cho thấy kết cấu chống được đề xuất chung theo các chỉ tiêu là neo Vìvậy, các đường lò trên có khả năng chống giữ bằng vì neo.
kết hợp lưới thép hoặc bản thép Do thời gian tồn tại của đường lò lâu, nhiều đoạn
lò đào qua đá sạn kết có thể ngậm nước; biên lò có thể bị tróc lở cục bộ và để nângcao mức độ an toàn nên chọn kết cấu chống giữ chung cho các đường lò là neoCDCT kết hợp lưới thép và bê tông phun
Trong quá trình thi công, tuỳ theo điều kiện địa chất cần tiến hành khảo sát, đánh giá để có thể lựa chọn loại kết cấu chống; điều chỉnh, bổ sung hoặc thay đổi kết cấu chống giữ cho phù hợp
CHƯƠNG 3:
THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG 3.1.Công tác đào phá đất đá.
3.1.1.Phương pháp phá vỡ đất đá.
Phương pháp đào được lựa chọn chủ yếu dựa vào độ ổn định và mức độ ngấm
nước của khối đá mà đường lò đào qua Với diện tích đào không lớn, đất đá lượngnước chảy vào gương không nhiều, đào qua đất đá đồng nhất, ta lựa chọn phươngpháp thi công thông thường và đào toàn tiết diện
Đoạn lò đào trong đất đá có hệ số kiên cố f = 6÷8, mức độ ngậm nước nhỏ,lượng nước chảy vào lò không lớn Diện tích tiết diện ngang của đường lò khônglớn Sđ= 12,8m2, do đó điều kiện áp dụng công nghệ hiện nay của mỏ ta sử dụngphương pháp đào phá đất đá bằng khoan nổ mìn tạo biên Vì đất đá có hệ số kiên
cố f= 6÷8, để áp dụng cho mọi trường hợp khi thi công ta lấy f= 7
Trang 383.1.2.Lựa chọn sơ đồ đào tại gương.
Phương pháp đào tại gương được lựa chọn chủ yếu dựa vào độ ổn định và mức
độ ngậm nước của khối đá mà đường lò đào qua Với diện tích đào không lớn Sđ=12,8m2, đất đá lượng nước chảy vào gương không nhiều, ta lựa chọn phương phápthi công thông thường và đào toàn tiết diện
3.1.3.Lựa chọn sơ đồ thi công.
3.1.3.1.Những yêu cầu cơ bản của công tác lựa chọn sơ đồ thi công.
Sơ đồ thi công lò xuyên vỉa phụ thuộc vào hai công tác chủ yếu của đào vàchống lò đó là công tác đào chống tạm( nếu có) và công tác xây dựng vỏ chống cốđịnh
Lựa chọn sơ đồ công nghệ thi công phụ thuộc vào các yếu tố chủ yếu sau:-Độ ổn định
-Độ ngập nước của khối đá đường lò đi qua
-Diện tích tiết diện ngang của đường lò
-Trang thiết bị và biện pháp thi công của mỏ
3.1.3.2.Các sơ đồ thi công khả thi
Có 3 sơ đồ công nghệ thi công chính:
*Sơ đồ thi công nối tiếp:
Trong sơ đồ này ta chia làm 2 sơ đồ là:
-Nối tiếp toàn phần: đường lò được đào chống tạm theo hết chiều dài thiết kế sau
đó mới tiến hành chống cố định cho đường lò Sơ đồ này áp dụng cho nhữngđường lò có diện tích nhỏ và chiều dài ngắn
-Nối tiếp từng phần: đường lò được chia thành nhiều đoạn, trên mỗi đoạn đóngười ta tiến hành thực hiện nối tiếp công tác đào chống tạm và chống cố định Ápdụng cho đường lò có tiết diện nhỏ và chiều dài lớn
*Sơ đồ song song:
Trang 39Với sơ đồ này thì công tác đào chống tạm cách nhau một khoảng sao cho côngtác đào chống và xây dựng tại gương không ảnh hưởng lẫn nhau, tốc độ đào lòbằng tốc độ xây dựng vỏ chống cố định, áp dụng cho đường lò có diện tích mặt cắtngang sử dụng lớn Sơ đồ cho phép rút ngắn thời gian thi công so với sơ đồ nốitiếp.
*Sơ đồ thi công phối hợp
Trong sơ đồ này, tất cả các công tác đào phá đất đá, chống giữ tạm, cố định,được thực hiện ngay trong một chu kì công tác
Sơ đồ này thường được sử dụng để xây dựng các đường lò cơ bản bà đường lòchuẩn bị, được chống cố định bằng khung gỗ, vì neo và bê tong lắp ghép
3.1.3.3.So sánh lựa chọn sơ đồ thi công tối ưu.
Do đoạn lò được đào trong đất đá có hệ số kiên cố trung bình f= 7, mức độ ngậmnước nhỏ, lượng nước chảy vào lò không lớn Diện tích tiết diện ngang của đường
lò không lớn Sđ= 12,8m2, được chống bằng vì neo, neo cáp
Sơ đồ thi công khả thi nhất đó là sơ đồ công nghệ thi công nối tiếp từng phần
3.1.4 Thiết bị khoan.
Trong điều kiện đường lò có diện tích không lớn ta sử dụng máy khoan
cầm tay chạy bằng kí nén, dễ mang vác khi thi công, giá thành rẻ Máykhoan có mã hiệu PR-2LU với giá đỡ P-17LK Đặc tính của máy khoan PR-24LU và giá đỡ máy khoan (chân không khí nén) P-17LK thể hiện trongbảng 3.1 và 3.2
Bảng 3.1: Đặc tính kĩ thuật của máy khoan PR-24LUSTT Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật Thông số Đơn vị
7 Tiêu hao khí nén không lớn hơn 3,5 M3/phút