NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP BẢO VỆ CÔNG TRÌNH VỰC MẤU KHI THI CÔNG MỞ MÓNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHO NỔ MÌN

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP BẢO VỆ CÔNG TRÌNH VỰC MẤU KHI THI CÔNG MỞ MÓNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHO NỔ MÌN

L i đ u tiên tôi xin chân thành bày t lòng bi t n sâu s c nh t đ n th y giáo

PGS.TS Bùi V n V nh, ng i đã t n tình h ng d n, nh n xét chi ti t cho tôi trong

th i gian tôi làm lu n v n

Tôi xin chân thành c m n s quan tâm, giúp đ c a phòng ào t o i h c

và sau i h c, khoa Công trình Tr ng i h c Th y L i cùng các th y cô giáo

Tr ng i h c Th y L i đã t o đi u ki n h c t p, gi ng d y truy n l i ki n th c

cho tôi trong th i gian đ c tham gia h c t p t i tr ng

Tôi xin c m n Ban lãnh đ o Chi c c Th y l i Ngh An và các đ ng nghi p

trong c quan đã dành nh ng tình c m quý báu, nh ng l i đ ng viên chân thành và

t o m i đi u ki n thu n l i cho tôi trong quá trình h c t p c ng nh th i gian làm

lu n v n

Tôi dành cho các thành viên trong gia đình tôi - nh ng ng i đã luôn bên tôi

khích l đ ng viên và ng h tôi trong nh ng lúc khó kh n nh t c a mình - l i c m

n thân th ng nh t

Tuy đã có nh ng c g ng nh t đ nh, nh ng do th i gian và trình đ có h n,

lu n v n không tránh kh i nh ng thi u sót Kính mong Quý th y cô, Quý đ ng

nghi p và b n bè góp ý xây d ng đ tác gi có th ti p t c nghiên c u hoàn thi n đ tài

M C L C

0

M U0 1

0

CÔNG TRÌNH THU L I THU I N0 3

1.2 Các ph ng pháp n mìn đã áp d ng trong xây d ng th y l i th y đi n

Vi t Nam đ đào móng và khai thác đá0 7

3.2.3 Tính toán l ng thu c n t i đa cho phép đ đ m b o an toàn cho k t c u bê

tông v i kho ng cách và đ tu i khác nhau0 55

TÀI LI U THAM KH O……… ………… 75

PH L C M T S HÌNH NH CÔNG TRÌNH V C M U TR C, SAU NÂNG C P….76

DANH M C CÁC HÌNH V

Hình 1.1: S đ b trí thay đ i c u t o c a bao thu c n ……… ………8

Hình 2.1 S đ các vùng phá ho i c a đ t đá khi n có m t m t thoáng… …21

Hình 2.2 S đ phá v đ t đá đ ng nh t xung quanh l ng thu c n …… ….22

Hình 2.3: S đ t o thành sóng ph n x m t thoáng……… ……….25

Hình 2.4: Các s đ b trí n vi sai trong m t hàng mìn 30

Hình 2.5: Các s đ n vi sai nhi u hàng mìn 31

Hình 2.6: S đ tính toán m c đ gi m ch n c a hào 33

Hình 2.7: S đ màng ng n sóng đ a ch n c u t o b i m t ti p xúc gi a l p đá

nát v n và kh i đá nguyên th 35

Hình 2.8: C u t o bao thu c n vi n……… ……….40

Hình 2.9: S đ tác d ng t ng h khi n các l mìn t o vi n………….…… 41

Hình 2.10: S đ kho ng cách t t ng qu mìn đ n công trình c n b o v … 45

DANH M C CÁC B NG BI U

B ng 2.1: T c đ giao đ ng gi i h n cho m t s lo i công trình (cm/s)………13

B ng 2.2: B ng xác đ nh các giá tr c a h s α đ tính kho ng cách an toàn… 14

B ng 2.3: B ng xác đ nh giá tr c a h s KR c Rđ tính kho ng cách an toàn… 14

B ng 2.4: Tr s c a h s KR B R dùng đ tính toán kho ng cách an toàn theo tác d ng c a sóng không khí……… ……… 16

B ng 2.5: Giá tr trung bình các thông s c b n trong không khí xung quanh 18

B ng 2.6: Gi i h n t i đa cho phép ti ng n khu v c công c ng và dân c 19

B ng 2.7: Quan h gi a h s t i c a đá v i t c đ lan truy n sóng và h s ph n x n ng l ng c a màng sóng ch n đ ng 36

B ng 2.8: Quan h gi a dung tích g u c a máy xúc v i chi u r ng và chi u cao c a t ng khoan n ……… ……… 47

B ng 3.1: H s đ tính toán đ b n c a bê tông………57

B ng 3.2: H s ph thu c đ kiên c c a đá……….…58

B ng 3.3: H s ph thu c đ n t n c a kh i nguyên……….………….59

B ng 3.4: H s c ng đ tác đ ng ch n đ ng……… ….60

B ng 3.5: H s đi u ch nh……… 60

B ng 3.6: Kho ng cách cho phép t ng đ i t các bao thu c đ n v trí ti p xúc “bê tông - n n đá c ng” 61

B ng 3.7 H s ph thu c vào tr s cu i cùng đ c ch n c a chi u sâu t ng đ i l mìn (L/d) 63

M U Tên đ tài “Nghiên c u l a ch n gi i pháp b o v công trình V c

M u khi thi công m móng tràn b ng ph ng pháp n mìn”

1 Tính c p thi t c a đ tài

H V c M u là m t trong nh ng h l n Ngh An đ c xây d ng t nh ng

n m 70 c a th k tr c Qua h n 30 n m khai thác s d ng h đã xu ng c p và

không đ m b o an toàn Do đó ch tr ng m r ng nâng c p công trình đ c đ t ra,

m t trong nh ng h ng m c đ c quan tâm đó là m r ng tràn Tuy nhiên, qua th m

dò đ a ch t, v trí m tràn là t ng đá c ng, vi c dùng máy móc và th công ch c

ch n s không đ m b o ti n đ Do đó gi i pháp xem xét đ cđ a ra đây là đào

m móng tràn b ng ph ng pháp n mìn

Th c t ch ng minh n mìn là ph ng pháp thi công có nhi u u đi m n i

b t nh rút ng n th i gian thi công, hi u qu kinh t , s d ng ít máy móc nhân l c,

kh c ph c đ c nh h ng c a nh ng b t l i v th i ti t Bên c nh đó, thi công

b ng ph ng pháp n mìn c ng có nh ng v n đ c n gi i quy t v môi tr ng, b o

v các công trình lân c n do nh h ng c a n mìn gây ra Tuy nhiên, ph ng pháp

này đã đ c s d ng r ng rãi và ch ng minh tính hi u qu c a nó đ c bi t nh ng

hi n tr ng ch t h p và trong nhi u tr ng h p khác nó còn mang tính t t y u

Vì v y, nghiên c u l a ch n gi i pháp b o v công trình h V c M u khi thi

công m móng tràn b ng ph ng pháp n mìn là c n thi t, có tính khoa h c và th c

- Thu th p, th ng kê và t ng h p tài li u nghiên c u đã có trong và ngoài

n c có liên quan đ n đ tài

- Nghiên c u c s lý thuy t v n mìn và ph m vi ng d ng c a nó trong

xây d ng công trình thu l i

- ánh giá k t qu ng d ng th c t t i công trình V c M u, ki m tra các sai

khác trong tính toán đ áp d ng cho các công trình ti p theo

CH NG 1

T NG QUAN V CÔNG TÁC N MÌN TRONG XÂY D NG CÔNG TRÌNH THU L I THU I N

1.1 Gi i thi u chung v công ngh n mìn trong xây d ng công trình

thu l i-thu đi n

Trong xây d ng th y l i th y đi n, n mìn đã đ c nghiên c u ng d ng

trong nhi u h ng m c công vi c nh ch n dòng, khai thác v t li u, đào móng công

trình, đ p đ p, đào kênh, đào các đ ng h m th y công, đào công trình ng m v.v…

Dùng công ngh n mìn trong xây d ng công trình th y l i th y đi n đã kh ng u

đi m n i b t c a nó trong th c t mà các ph ng pháp thi công c gi i không đáp

ng đ c

ng d ng n mìn trong xây d ng công trình th y l i th y đi n và các l nh

v c xây d ng khác ngày nay đã đ t đ c r t nhi u thành t u đáng k Tuy nhiên

l ch s phát tri n c a n mìn đ c b t đ u t nh ng thành t u v nghiên c u lý

thuy t n , công nghi p ch t o thu c n , các ph ng ti n gây n , k thu t khoan và

nghiên c u các y u t nh h ng t i công tác n mìn

1.1.1 Thu c n và các ph ng ti n gây n

Roger Bacon - Ng i Anh đã phát minh ra thu c n đen g m các thành ph n

Nitrakali+b t than+L u hu nh vào n m 1245 Nh ng n m đ u th k XIX v i s

phát tri n m nh m c a n n công nghi p trên th gi i, nhi u lo i thu c n và

ph ng ti n gây n đã đ c phát hi n và ch t o nh : Gôvar phát minh thu c n

phiminat th y ngân n m 1800, Siling s d ng m i l a đi n đ kích n n m 1812,

Bichphor phát minh dây cháy ch m n m 1831, thu c n đinamít d o n m 1866 t i

Th y i n, amônit n m 1867 t i Th y i n, dây n n m 1879 t i Pháp T nh ng

n m 30 c a th k tr c Liên Xô đã có xu h ng thay th ch t n đinamít b ng

nh ng lo i ch t n an toàn h n nh amônít, điamôn

Vi t Nam, tr c đây ch y u s d ng các lo i thu c n và ph ng ti n

liên quan nh p v t các n c Trung Qu c, Liên Xô, Ba Lan Hi n nay, các Công ty

công nghi p hóa ch t trong n c đã s n xu t đ c các lo i thu c n : An fo, An fo

ch u n c, A 1, ZECNO, nh t ng NT13, EE31, Superdyne, P3151, P113 …

thu c m i n : VE05, Petolite, Power Prime, dây cháy ch m, kíp n th ng (kíp

l a), kíp đi n, dây n đ ph c v nhu c u trong n c

1.1.2 Công tác khoan l mìn

vi c khoan l mìn đ c thu n l i, chính xác, tr c khi khoan c n ph i

xác đ nh đúng v trí các l khoan và đánh d u b ng s n trên m t t ng theo h chi u

n mìn c a m i v n

Ti n hành khoan l mìn đúng v trí, ph ng và chi u sâu c a l khoan Trình

t khoan l mìn c n đ c b trí h p lý đ máy khoan ph i d ch chuy n ít nh t mà

l i khoan đ t n ng su t cao nh t, tránh làm s p l khoan và gây k t c n khoan

Khi khoan xong m t l c n ph i b o v l khoan này đ không cho đ t đá và

mùn khoan b i l p l khoan ây là v n đ h t s c c n l u ý khi thi công, đ c bi t

là trong mùa m a b o v l khoan có th dùng nút ho c làm ng b o v b ng

ng nh a PVC có đ ng kính phù h p

K t thúc vi c khoan l cho m t v n c n ph i nghi m thu công tác khoan

tr c khi n p thu c

1.1.3 N p thu c n , l p bua, đ u m ng và gây n

Ph i ti n hành ki m tra v t li u n tr c khi s d ng theo TCVN

4586:1997 Trong th c t , nhi u v n đã không đ t đ c hi u qu n phá do

nguyên nhân c b n là ch t l ng v t li u n kém, b suy gi m tính n ng n vì quá

th i h n mà không đ c ki m tra tr c khi s d ng

Tr c khi n p thu c n vào l khoan, vi c ki m tra đúng v trí các l mìn,

các kích th c, chi u sâu l khoan và kh i l ng thu c n c n n p vào t ng l

khoan là m t yêu c u r t quan tr ng, nh t thi t ph i làm đúng thi t k vì nh v y

m i có th tránh sai sót, đ m b o th c hi n v n đ t đ c yêu c u theo h chi u n

mìn đ c phê duy t

Các công vi c v n chuy n thu c n , n p thu c n , l p bua và đ u m ng n

ph i đ c th c hi n đúng quy ph m hi n hành (TCVN 4586:1997) Yêu c u cán b

và công nhân thi công n mìn ph i là nh ng ng i đ c đào t o, có am hi u v

công vi c n mìn Công tác ch huy trên hi n tr ng thi công ph i t p trung và

th ng nh t t khi b t đ u v n chuy n thu c n , n p mìn cho đ n khi phát l nh n ,

không cho phép có nh m l n vì ch c n m t sai sót nh trong công tác đi u khi n là

có th gây ra nh ng h u qu x u không l ng tr c đ c

Công tác l p bua là m t v n đ có ý ngh a v kinh t - k thu t trong công

tác n mìn Chi u dài l p bua ph thu c vào m c đ s d ng h u ích c a l khoan,

yêu c u v đ r ng c a đ ng đá sau n mìn… Khi l p bua ngoài vi c ph i l p bua

theo đúng k thu t và chi u dài quy đ nh trong h chi u n mìn còn c n ph i chú ý

th n tr ng trong t ng thao tác đ tránh hi n t ng làm đ t dây n ho c kích n

ngoài ý mu n do ma sát va đ p khi l p bua

Khi n p thu c và l p bua xong ph i đ a công nhân ra ph m vi an toàn, ki m

tra l i toàn b các n i dung theo h chi u n mìn và các bi n pháp đ m b o an toàn

trong n mìn m i ti n hành đ u m ng và gây n Tr c khi gây n ph i đ m b o

công tác an toàn theo qui đ nh

Sau khi n mìn ng i ch huy hi n tr ng ph i tr c ti p ki m tra, đánh giá

tình hình v n và có gi i pháp x lý k p th i, chính xác nh ng s c c a v n nh

mìn câm hay các s c khác, phát l nh báo yên, đánh giá k t qu c a v n và t ng

k t đ rút kinh nghi m cho các v n ti p sau

1.1.4 ng d ng công ngh n mìn trong xây d ng th y l i th y đi n

ng d ng n mìn trong các ngành khác đã di n ra t r t lâu tr c đó nh :

Ng i Nga dùng thu c n đen đ phá các t ng đá d i lòng sông cho t u bè đi l i

gi a th k XVI, phá các lô c t Kazan n m 1552

N m 1861 công ngh n mìn đ c ng d ng đ đào h m Alp , Liên Xô đã

b t đ u áp d ng ph ng pháp n mìn vi sai làm t ng qui mô và ch t l ng n các

m l thiên n m 1952 N m 1952 – 1953 đã ti n hành n v ng xa vùng Ant n -

T pcanski v i 1600 t n thu c n làm chuy n d ch h n m t tri u mét kh i đ t đá

Trong xây d ng th y l i th y đi n, ng d ng n mìn đáng k nh t là t n m

1966 – 1968 đã ng d ng ph ng pháp n mìn đ nh h ng đ đ p đ p trên sông

Anmátchimca và sông Vakh N m 1959 - 1962, ng i M đã th c hi n ph ng

pháp n mìn t o vi n trong đá có đ c ng trung bình khi đào h móng công trình

th y l i và đã đ c ng d ng trên các công trình th y đi n Robertmoser, Tuckarora,

Louis, Modes…

Vi t Nam đã ng d ng công ngh n mìn đ khai thác v t li u đá nh

công trình H ch a Thác Bà (Yên Bái), Th y đi n Hoà Bình (Hoà Bình), Sông

Quao (Bình Thu n), Th y đi n Tuyên Quang (Tuyên Quang), C a t (Thanh

Hóa), Th y đi n S n La (S n La), B n V (Ngh An) … v.v; đ đào h móng công

trình nh Núi C c (Thái Nguyên), Th y đi n Hoà Bình (Hoà Bình), K G

(HàT nh), Sông Quao (Bình Thu n), Ialy (Gia Lai), Tr An ( ng Nai), Th y đi n

Tuyên Quang (Tuyên Quang), Th y đi n S n La (S n La), C a t (Thanh Hóa)

v.v ; đ đ p đ p, đào kênh b ng n mìn đ nh h ng nh Hà Thành (Hà Giang),

Kênh V n S n (Hà Tây), các đ p N.A, K.A và B.Q (L ng S n), kênh Tr B a, đ p

H Ng c (Hoà Bình), đ p Khe C (Qu ng Ninh v.v ; đ đào các đ ng h m thu

công nh công trình Thu đi n Hoà Bình (Hoà Bình), Nghi Xuân (Hà T nh), C a

t (Thanh Hóa), Xi phông h th ng ô L ng, B n V (Ngh An) v.v

N mìn đ c áp d ng vào r t nhi u công trình th y l i th y đi n, n c ta

vi c nghiên c u và ng d ng n mìn trong xây d ng thu l i v n còn nhi u h n ch

c v trình đ k thu t n mìn, trình đ qu n lý k thu t, t ch c thi công n mìn

v.v đã d n đ n nh ng sai khác v i thi t k c a công trình nh đào quá đ ng biên

thi t k c a h móng công trình gây ra: s t, tr t hai bên vai tràn không tháo đ c

l ; làm m t kh n ng ch ng th m c a công trình Trong khi đó, các công trình

nghiên c u lý thuy t và th c nghi m v n mìn, các tài li u h ng d n và tham

kh o, các qui trình, quy ph m v thi t k và thi công n mìn c ng nh các tài li u

t ng k t, đánh giá, k t lu n hay các ki n ngh v nh ng k t qu ng d ng n mìn

n c ta còn quá ít, ch a đáp ng đ c yêu c u c n thi t c a vi c ng d ng nh ng

ti n b k thu t n mìn trong xây d ng nói chung và xây d ng thu l i - th y đi n

nói riêng hi n nay

1.2 Các ph ng pháp n mìn đã áp d ng trong xây d ng th y l i th y

đi n Vi t Nam đ đào móng và khai thác đá

Trong xây d ng th y l i th y đi n n c ta, đ đào h móng công trình

ho c khai thác đá làm v t li u xây d ng ng i ta đã s d ng nhi u ph ng pháp n

mìn khác nhau tùy theo yêu c u c a n mìn, tính ch t và qui mô c a công trình, kh

Nh c đi m c a ph ng pháp là giá thành cao do t n nhân công, t n thi t b

gây n , kh i l ng khoan l n, n ng su t c a xe máy b c xúc đá th p Ph ng pháp

này ch th ng đ c dùng trong tr ng h p c n thi t v m t k thu t và kh i l ng

n mìn v i qui mô không l n

Trong công tác đào móng công trình thì ph ng pháp n mìn t o vi n đã

đ c áp d ng r ng rãi, mang l i hi u qu cao trong vi c b o v thành vách h

Ph ng pháp n mìn l sâu có giá thành khoan n r h n nhi u so v i

ph ng pháp n mìn l nông do các chi phí v khoan, thu c n , thi t b gây n và

nhân công th p h n Ph ng pháp này cho phép c gi i hoá cao khâu b c xúc và

v n chuy n đá, đ m b o cho xe máy có n ng su t cao Do đó có th thi công v i t c

đ l n

Trong xây d ng thu l i thu đi n, ph ng pháp n mìn l sâu th ng đ c

ng d ng ph bi n đ khai thác đá, đào móng công trình, đào kênh, làm đ ng, đào

các đ ng h m thu công có kích th c l n

1.2.3 Ph ng pháp n mìn phân đo n khí

Bình th ng thu c n đ c n p liên t c t đáy l khoan tr lên cho đ n đ

sâu nào đó Ph n l khoan còn l i là đo n l p bua Cách n p nh v y làm cho đá sau

khi n không đ ng đ u, có nhi u đá quá c T lâu ng i ta đã áp d ng cách n p

thu c n phân đo n b ng cách thu c n đ c n p phía d i lên nh ng không liên

t c mà ng t quãng Gi a hai kh i thu c n d i và trên là kho ng tr ng đó đ c g i

là khân đo n khí N mìn phân đo n khí mang l i hi u qu nh đá n ra đ u h n và

r t ít đá quá c

s d ng n ng l ng thu c n đ c tri t đ , kh c ph c hi n t ng có

nhi u l ng nham th ch v trí g n thu c n b nát v n và có nhi u đá t ng v

trí xa thu c n khi n mìn v i bao thu c liên t c, nhi u tác gi đã đ a ra gi i pháp

thay đ i c u t o c a bao thu c n đ phân b l i n ng l ng n phá và đã đ t đ c

hi u qu t t trong vi c đi u khi n m c đ đ p v đá do n mìn Các hình th c

thay đ i c u t o c a bao thu c là n mìn phân đo n và n mìn l u c t không khí

2

1 2

Hình 1.1: S đ b trí thay đ i c u t o c a bao thu c n

a- Hình th c n p liên t c b- Hình th c phân đo n không khí

c- Hình th c phân đo n th ng d- Hình th c l u c t không khí đ nh

1- Kh i thu c n 2- Bua 3- C t không khí

1.2.4 Ph ng pháp n mìn b u

Th c ch t đây là ph ng pháp n mìn bao thu c t p trung đ c t o ra đáy

l khoan Do v y khi n p s n p đ c kh i thu c n l n, đ m b o ph i n đ c

nhi u đ t đá nh th s gi m đ c công tác khoan Tuy nhiên ph ng pháp này s

t o ra đá khi n ra không đ ng đ u, có nhi u đá quá c , k thu t t o b u khá ph c

t p V y nên ph ng pháp này ch đ c dùng cho công tác n phá làm đ ng trên

s n núi ho c d n d p m t b ng

1.2.5 Ph ng pháp n mìn vi sai

N mìn vi sai là n th t t ng bao thu c ho c t ng nhóm bao thu c v i m t

kho ng th i gian giãn cách nh t đ nh tính b ng ph n nghìn c a giây

N mìn vi sai đã đ c th c t ch ng minh tính u vi t c a nó nh : cho phép

nâng cao tính đ u đ n c a đá và c ng đ đ p v đá; gi m l ng đá quá c 1,5 đ n

2,5 l n so v i n đ ng th i; n ng su t n phá cao, cho phép t p trung đ t đá thành

t ng lu ng ho c t ng đ ng b ng cách s d ng các s đ n vi sai thích h p đ t o

đi u ki n thu n l i và t ng hi u qu c a công tác b c xúc đá; gi m tác d ng đ a

ch n do đó cho phép qui mô v n l n đ t ng nhanh t c đ thi công

N mìn vi sai là m t gi i pháp có hi u qu đ đi u khi n m c đ đ p v đ t

đá (đ t đá đ c đ p v đ u h n, l ng đá quá c gi m nhi u), kh ng ch h ng

chuy n đ ng c a đ t đá và gi m sóng ch n đ ng do n mìn gây ra Nh ng k t qu

nghiên c u c a nhi u tác gi đ u th ng nh t ba y u t c b n gây nên tác d ng tích

c c c a n mìn vi sai là: S giao thoa c a sóng n gi a các bao thu c, s t o thêm

các m t thoáng ph và s va đ p gi a các c c đá bay ra khi n

1.2.6 Ph ng pháp n mìn t o vi n

N mìn t o vi n là m t gi i pháp khoan n đ c bi t nh m t o ra đ c các h

đào đúng đ ng biên thi t k

D c biên h đào b trí các l khoan, đ ng kính t 60 – 110 mm, song song

và cách nhau kho ng 0,5 – 1 m Thu c n n p trong các l khoan theo hình th c

phân đo n khí, đ ng kính các th i thu c n t 28 – 38 cm

Hi u qu n mìn t o vi n ph thu c vào r t nhi u y u t nh đ c đi m đ a

ch t c a kh i đá (đ c tính c lý, tính n t n , h ng c a h th ng khe n t) Ch t

l ng khoan n , kho ng cách t i u gi a các l khoan, m t đ n p thu c n , trình

t gây n …

N mìn t o vi n có nh ng u đi n đáng k nh : Cho phép khoan n đào

đúng thi t k , h đào có mái biên ph ng nh n t đá biên mái r t ít b phá ho i,

CH NG 2 NGHIÊN C U VÀ ÁNH GIÁ CÁC BI N PHÁP NG N NG A

Khi kh i thu c n kích n , l p t c gây ra ph n ng hóa h c, thu c n bi n

thành khí, sinh ra nhi t đ cao (1500-4000 P

0

PC), th tích khí t ng lên r t l n do v y

áp su t t ng r t cao (6000-8000 at) Áp l c l n đó sinh ra sóng xung kích

làm gi m tác h i do sóng n mìn gây ra đ i v i môi tr ng và công trình

lân c n c n nghiên c u r t nhi u các ch tiêu tác đ ng c a sóng n và ph i gi i

nhi u bài toán c th trong th c t Trong ph m vi gi i h n c a đ tài này ch

nghiên c u m t s ch tiêu có tác đ ng tr c ti p đ n công trình lân c n và đ n môi

E = V P dt

A

U V

∆

22

Tr ng thái ban đ u đ c xác đinh theo nh ng tham s c a môi tr ng ch a

kích đ ng (khí quy n tiêu chu n qu c t ):

xa thì sóng xung kích chuy n thành sóng truy n âm Ng i ta đã xác đ nh đ c

chi u dày c a đ u sóng là đ i l ng x p x b ng chi u dài bay t do c a các phân t

Tuy nhiên đ u sóng xung kích m ng nh v y nh ng chính đó di n bi n các

quá trình hao tán n ng l ng có liên quan v i s thay đ i Entrôpi c a h đang xét

Gi s hi n t ng n x y ra trong m t môi tr ng vô h n hoàn toàn không

ch u nén thì t c đ truy n kích đ ng trong môi tr ng này l n vô h n, sóng xung

kích t c th i chuy n ra vô c c Vùng trung tâm b t đ u phát tri n và sau đó, d i áp

l c thu t nh, ch t l ng b t đ u chuy n đ ng ng c chi u và vùng trung tâm thu h p

l i Nh ng rung đ ng tu n hoàn v i c ng đ y h t nhau s ti p t c lâu vô h n (vì

không có hao tán n ng l ng) Trong môi tr ng ch u nén hi n t ng n c ng di n

bi n t ng t nh ng các rung đ ng s có c ng đ nh d n vì m t ph n n ng l ng

b hao tán

i v i đ tài c n đ t ra và gi i bài toán, ngoài vi c xác đ nh áp l c tác d ng

còn ph i xác đ nh v n t c truy n c a đ u sóng (c a h t môi tr ng) t i m t đi m

cách trung tâm v n m t kho ng r là bao nhiêu M t khác, áp l c và v n t c cho

phép đ i v i công trình c n b o v ph i nh th nào thì đ m b o không b phá ho i

Ti n hành l n l t nghiên c u các ch tiêu tác đ ng c a sóng n đ i v i môi tr ng

và công trình lân c n liên quan

2.2.1 Các ch tiêu v sóng n đ i v i công trình

2.2.1.1 V n t c gi i h n [V] đ i v i công trình

T c đ giao đ ng gi i h n cho các lo i công trình đ c ghi b ng 2.1

B ng 2.1: T c đ giao đ ng gi i h n cho m t s lo i công trình (cm/s)

[V] cm/s Tác đ ng

Tu thu c vào tr ng thái ch u l c và k t c u c a t ng công trình c th mà ta

xác đ nh đ c áp l c gi i h n cho phép do sóng n gây ra Áp l c do sóng n (sóng

đ a ch n) cho phép đ i v i n n móng công trình [∆P] ph i tho mãn các đi u ki n

sau: [∆P] ph i nh h n c ng đ tính toán c a k t c u công trình, c ng đ ch u

nén c a n n công trình và c ng đ n đ nh tr t cho công trình kh i nh h ng

c a sóng n mìn

2.2.1.3 Kho ng cách an toàn v đ a ch n

Khi n mìn ta ph i xác đ nh đ c kho ng cách an toàn do ch n đ ng c a n

mìn (RR c R) Theo Quy ph m v b o qu n, v n chuy n và s d ng v t li u n - TCVN

4586: 1997, NXB Lao đ ng, Hà n i 1998 ta có RR

c Rđ c tính theo công th c (2.2):

RR c R = KR c R.α.3 Q (2.2) Trong đó:

RRcR - Kho ng cách an toàn sóng đ a ch n (m);

Q - Kh i l ng thu c n (kg);

α - H s ph thu c vào ch s tác d ng c a s c n , đ c xác đ nh theo b ng 2.2;

KRcR - H s ph thu c vào tính ch t c a đ t đá n n các công trình đ c b o

Tr ng h p n u cùng n 1 s qu mìn g n nhau thì ph i coi l ng thu c

(Q) trong công th c (2.2) là toàn b tr ng l ng thu c c a các qu mìn, nh ng ch

áp d ng khi kho ng cách t m i qu mìn riêng đ n công trình đ c b o v sai kém

nhau không quá 10%

Tr ng h p sai kém nhau quá 10% thì vi c xác đ nh kho ng cách an toàn

3 3

2 3

1

3 3

3 3 2 3 2 1 3

1

.

.

.

Q Q

Q Q

R Q R

Q R Q R

+ + + +

+ +

+ +

2.2.1.4 Kho ng cách an toàn v sóng xung kích

Trong th c t khi áp d ng ph ng pháp thi công b ng n mìn ta th ng g p

các yêu c u c n ph i gi i quy t sau đây:

Khi n g n m t công trình, l ng thu c n Q yêu c u tính toán l a ch n c n

ph i đ m b o đ an toàn v n đ nh c a công trình d i tác đ ng c a sóng xung

kích trong không khí V i kích th c và c u t o đã bi t tr c c a công trình c n xác

đ nh l ng thu c n cho phép [Q] và n cách công trình m t kho ng cho tr c R;

Kho ng cách an toàn đ n đ nh công trình d i tác đ ng c a sóng xung kích

đ c tính toán theo công th c (2.6):

phá hu hoàn toàn các công trình

công nghi p và công c ng

1,4 0,5÷1 0,5÷1

2.2.2 Các yêu c u an toàn v môi tr ng

2.2.2.1 Yêu c u an toàn đ i v i không khí

Thành ph n và các s n ph m h i đ c t o ra khi n phá: các bon, oxy, hy

đrô và ni t là nh ng thnàh ph n c b n c a đa s các lo i thu c n L ng oxy có

trong thành ph n thu c n đ c dùng đ oxy hoá các t p ch t cháy đ c khi ph n

ng n x y ra Song song v i vi c t o n c (HR 2 RO), khí các bon níc (COR 2 R) và tách ni

t ra, ph n ng n còn t o các khí đ c nh oxít các bon (CO), oxít ni t (NO), khí

sun fua r (HR 2 RS), oxít l u hu nh (SOR 2 R) v.v Thành ph n và s l ng các s n ph m

h i ph thu c vào hàng lo t các y u t nh : thành ph n hoá h c c a thu c n , k

thu t s n xu t, tr ng l ng bao thu c, ch t bao đóng gói thu c n , tính ch t c a đ t

đã c n n , đi u ki n n phá, tr s c a h s l i d ng l khoan, v trí đ t bao thu c

m i và kíp đi n, v t li u l p bua

Các lo i thu c n có ch s cân b ng oxy b ng không (0) đã đ c tính đ n s

oxy hoá hoàn toàn các bon và hy đrô khi n phá bình th ng, đ u tiên chuy n thành

oxít các bon níc, sau đó chuy n thành n c và ni t t do đ c tách ra tr ng thái

t do Song có nh ng tr ng h p khi n phá bình th ng quá trình ph n ng ti n

tri n m t cách không ph i lý t ng Ngoài vi c oxy hoá hoàn toàn các ch t cháy thì

đ c các h i đ c (oxít các bon, oxít ni t , oxít l u hu nh) và v n t o đ c các oxít

khác c a các bon do các v t li u bao gói gây ra (pa ra phin, gi y) Ngoài ra v i đi u

ki n gi m d n c a s n phá và s chuy n chúng thành s cháy s có m t l ng l n

oxít ni t đ c t o ra

Các lo i thu c n có ch s cân b ng oxy âm s t o ra m t l ng l n oxít các

bon, còn đ i v i lo i thu c n có ch s cân b ng oxy d ng thì t o ra nhi u oxít ni

t S l ng và tác h i c a các khí đ c ph thu c vào tr ng thái v t lý và thành

ph n hoá h c c a đ t đá c n n phá

đánh giá ch t l ng không khí xung quanh khu v c n phá ta d a vào

Tuy n t p tiêu chu n xây d ng c a Vi t Nam: TCVN 5937 – 1995 Tiêu chu n này

quy đ nh giá tr gi i h n các thông s c b n bao g m: b i l l ng, CO, NOR 2 R,

SOR 2 ROR 3 R và Pb trong không khí xung quanh Giá tr gi i h n đ đánh giá ch t l ng

và giám sát tình hình ô nhi m không khí đ c th hi n b ng 2.5

B ng 2.5: Giá tr trung bình các thông s c b n trong không khí xung quanh

Oxít các bon (CO) không màu, không mùi v , đ t thì cháy b ng ng n l a

sáng m nh N u hàm l ng oxít các bon trong không khí l n h n 0,22mg/ lít

(0,0016% th tích) và trong th i gian dài s gây cho c th con ng i nh ng tác h i

n ng n Khí sun fua r (HR 2 RS) không màu nh ng có mùi tr ng th i và r t đ c, n ng

đ trong không khí l n h n 0,00069% th tích đã có tác h i v i c th con ng i

H i l u hu nh không màu nh ng mùi r t khó ch u, n u n ng đ h i l u hu nh có

trong không khí l n h n 0,0007% th tích c ng gây tác h i x u đ n c th con

ng i Oxít ni t có màu vàng nâu, màu c a nó càng rõ r t khi nhi t đ t ng lên, có

mùi khó ng i đ c bi t, n ng đ oxít ni t có trong không khí l n h n 0,00025% th

tích trong m t th i gian dài c ng gây tác h i đ n c th con ng i Oxít ni t là m t

trong nh ng ch t khí thu c lo i đ c nh t

2.2.2.2 Yêu c u an toàn v ti ng n

Ti ng n có nh h ng l n đ n s c kho con ng i và đ b n các công trình,

vì v y vi c gi m t i đa m c n trong gi i h n cho phép t i các khu nhà, khu dân c

và công trình công c ng là m i quan tâm c a không ch cá nhân s ng, làm vi c

trong môi tr ng đó mà còn là trách nhi m c a nhi u t ch c có liên quan Ti ng n

do n mìn gây ra c ng không n m ngoài m i quan tâm trên Gi i h n t i đa ti ng n

cho phép các khu v c công c ng và dân c do n mìn gây ra tính theo Tiêu chu n

Trên b m t ranh gi i gi a thu c n và đ t đá, sóng xung kích chuy n thành

sóng đ p v i biên đ l n Sóng đ p nghi n nát đ t đá r t m nh trong đi u ki n nén

các phía không đ u đ n Càng xa kh i thu c n thì biên đ đ p càng gi m và đ n

m t gi i h n nào đó thì chuy n thành sóng ch n đ ng ng su t trên m t sóng n

cao h n nhi u biên đ b n c a đ t đá v nén, do v y khi có sóng n truy n qua đ t

đá s b phá v Khi n m trong ph m vi c n n phá thì sóng ch n đ ng có tác d ng

tích c c, ng c l i khi v t qua ph m vi c n n phá nó có tác đ ng làm cho k t c u

đ t đá đáy và thành vách h móng công trình b phá v , gây nh h ng b t l i đ n

công trình và các công trình lân c n trong khu v c n

2.3.2 nh h ng c a sóng xung kích

Trong th c t khi áp d ng ph ng pháp thi công b ng n mìn ta th ng g p

ph i tính đ n v n đ v l ng thu c n Q cho phép và n cách công trình m t

kho ng cho tr c C n tính toán đ an toàn v n đ nh c a công trình d i tác d ng

c a sóng xung kích trong không khí ho c v i kích th c c u t o đã bi t tr c c a

công trình đ xác đ nh l ng thu c n Q c ng nh c u t o c a t ng ch n b o v

công trình đó

Khi ch n m c đ an toàn và tr s KB theo b ng (2.6) nh trên thì r t khó

kh n và nó ch nêu ra đ c các tr s KB cho m t s tr ng h p c th và ngay tr

s KB trong b ng c ng bi n đ i trong m t ph m vi quá l n Th ng gi i h n trên

và d i c a KB chênh nhau t i (2÷3) l n

Do v y c n ph i có m t bi n pháp tính toán chính xác tránh gây nên lãng phí

ho c ng c l i gây đ v công trình Ngh a là c n ph i tìm ra m t ph ng pháp tính

toàn thích h p và t m h n gi i quy t v n đ này ta có th dùng bi n pháp thí

nghi m mô hình đ xác đ nh cho nh ng bài toán n trên không Các ch t khí sinh ra

khi n phá có th gây ra va ch m r t m nh đ i v i các v t ch ng ng i trên đ ng

đi c a nó

Tác d ng c a ch t khí khi n mìn th ng x y ra trong m t th i gian r t ng n,

áp su t c a chúng đ i v i v t ch ng ng i luôn luôn thay đ i Vì v y khi đo và tính

toán áp su t này trên v t ch ng ng là m t vi c h t s c khó kh n và th c t c ng

không c n thi t Vi c quan tr ng h n c là xác đ nh t ng áp l c c a sóng không khí

sinh ra do n phá tác d ng vào v t ch ng ng i T ng áp l c này có th xác đ nh

b ng các ph ng pháp khác nhau

T nhi u k t qu đã nghiên c u tác d ng c a n phá trên mô hình cho th y

k t qu tác d ng n phá r t khác nhau, không tuân theo quy lu t nào c Các mô

hình nh thuc đ c k t qu th ng khác xa k t qu thí nghi m trên các mô hình

l n ây là m t khó kh n trong khi nghiên c u th c nghi m trong phòng thí nghi m

v l nh v c này và nó c ng v ch cho chúng ta th y rõ r ng nh ng v n th c t là

nh ng công trình thí nghi m quý giá nh t đ i v i nh ng ng i làm công tác n phá

2.4 Tác d ng c a m t thoáng đ i v i hi u qu n mìn

2.4.1 Nguyên lý v tác d ng c a m t thoáng đ i v i phá n

Hi n t ng n phá là do thu c n b kích thích (b đ p, g p tia l a, nhi t đ

cao v.v ) l p t c phát sinh ra ph n ng hoá h c, thu c n bi n thành khí, đ ng th i

sinh ra nhi t đ r t cao 1663 ÷ 4273 P

do đó áp su t t ng r t cao (6000 ÷ 8000 at) Áp l c l n đó sinh ra sóng xung kích

r t m nh, phá ho i môi tr ng xung quanh Trong tr ng h p môi tr ng là bán vô

h n (ngh a là g n ngu n thu c n có m t m t thoáng nào đó) thì sóng nén đi t i m t

T nguyên lý trên ta th y r ng, m t thoáng có tác d ng nâng cao hi u qu

đ p đ t đá lên r t nhi u thông qua tác d ng c a sóng ph n x Vì v y, v n đ đ t ra

là làm th nào đ t o ra đ c nhi u m t thoáng khi b trí n mìn

S phá ho i c a đ t đá khi n mìn có m t m t thoáng đ c mô t hình 2.1

2.4.2 Tác đ ng c a m t thoáng đ i v i c c u phá v đ t đá b ng n mìn

2.4.2.1 Tác d ng c a m t thoáng t i c c u phá v đ t đá đ ng ch t b ng

n mìn

Nh chúng ta đã bi t, t c đ kích n l n h n r t nhi u so v i t c đ lan

truy n sóng ng su t trong đ t đá Vì v y, b m t đ t đá ti p thu tác d ng n đ ng

th i trên toàn b di n tích ti p xúc l ng thu c n đ i v i đ t đá

Trên b m t ranh gi i gi a l ng thu c n và đ t đá, sóng kích n có biên đ

r t l n Sóng đ p nghi n nát đ t đá r t m nh trong đi u ki n nén các phía không đ u

đ n Càng xa l ng thu c n thì biên đ sóng đ p càng gi m T i nh ng đi m c a

môi tr ng cách l ng thu c n kho ng 5 ÷ 6 l n bán kính l ng thu c n thì sóng

đ p chuy n thành sóng đàn h i T c đ lan truy n c a sóng đàn h i nh h n t c đ

lan truy n c a sóng đ p và b ng t c đ âm trong môi tr ng đ t đá ng su t trên

m t sóng n cao h n nhi u so v i đ b n c a đ t đá v nén Do đó, sau khi sóng n

lan truy n qua đ t đá, k t c u ban đ u c a nó b phá v Vùng này đ c đ c tr ng là

vùng tác d ng d o khi n Nó th ng gi i h n trong kho ng 10 ÷ 12 l n bán kính

l ng thu c Trong vùng này, sau khi sóng n truy n qua, khí n v i áp l c c c l n

Hình 2.2 S đ phá v đ t đá đ ng nh t xung quanh l ng thu c n

1 Tâm l ng thu c n ;

a Vùng nghi n nát;

b Vùng t o thành n t n

D i tác d ng c a sóng ng su t và khí n (lan truy n t l ng thu c n )

theo đ ng h ng tâm phát sinh ng su t nén và theo h ng ti p tuy n phát sinh

ng su t kéo Do đó, trong đ t đá xu t hi n nh ng n t n h ng tâm

1

− +

Sóng đ p lúc này tr thành sóng đàn h i và b t đ u giai đo n hai c a tác

d ng đ ng l c sóng đàn h i khi n l ng thu c ng su t trên m t sóng đàn h i l n

h n gi i h n b n nén c a đ t đá, vì v y m t tr c sóng đàn h i đ ng th i là m t phá

v đ t đá

b- Giai đo n 2

Bu ng n ch a đ y s n ph m n và vùng đ t đá b đ p nh đ c m r ng, áp

l c khí trong bu ng n chuy n qua đ t đá b đ p v thành m t tr c c a sóng đàn

h i Trong quá trình lan truy n sóng đàn h i gi m b ng tr s b n đ ng l c c a đ t

đá thì b t đ u giai đo n 3

c- Giai đo n 3

Hình thành m t s vùng bi n d ng và phá v đ t đá vùng đ p nh đ t đá do

tác d ng c a s n ph m n , n t n h ng tâm, vùng bi n d ng đàn h i

giai đo n 3 ng i ta quan sát đ c m t tr c c a sóng đàn h i, m t t o

thành n t n h ng tâm và m t nghi n nh đ t đá Cu i giai đo n 3, trong vùng lân

c n, l ng thu c phát sinh tr ng thái ng su t bi n d ng cân b ng và t đó đàn h i

phát sinh sóng ch n đ ng biên đ c c đ i c a nó thay đ i theo quy lu t:

đi u ki n: T bu ng n , t i th i đi m nh t đ nh, s n ph m n theo v t n t truy n

vào khí quy n nên áp l c gi m đáng k , gi i phóng cho đ t đá kh i b nén trong

vùng n t n h ng tâm và vùng bi n d ng đàn h i Khi đó các ph n t bi n d ng

chuy n đ ng v phía trung tâm l ng thu c và xu t hi n ng su t kéo theo h ng

tâm Do nh h ng c a ng su t này mà phát sinh n t n vòng quanh bu ng n

Khi n , do không b ng n c n và d i tác d ng c a sóng ng su t, các ph n

t đ t đá g n b m t t do đ c d ch chuy n t do v phía b m t đó và kéo theo

t t c các ph n t b m t tham gia vào s chuy n đ ng này Khi đó b t đ u lan

truy n sóng ph n x theo đ t đá Trên m t sóng ph n x phát sinh ng su t kéo

Nh v y, sóng ph n x là sóng nén đ c ph n x t b m t t do và đ c lan truy n

nh t l ng thu c n o (Hình 2.3)

Tr s l ng thu c o gi ng tr s thu c th t nh ng nó đ c phân b bên

ngoài b m t t do m t kho ng b ng đ ng kháng nh nh t c a thu c th t Vì s c

kháng kéo c a đ t đá nh h n (10 ÷ 30) l n s c kháng nén c a đ t đá m t t do

đ t đá b phá v do sóng ph n x v i s t o thành n t n ti p tuy n và ph u v b

m t Toàn b th tích đ t đá trong ph u n b đ p v lan truy n t b m t vào trong

kh i đá c ng v i s phá v x y ra xung quanh l ng thu c

2.4.2.2 Tác đ ng c a m t thoáng t i c c u phá v đ t đá n t n b ng n mìn

t đá n t n b phá v do tác d ng c a áp l c khí n và c a sóng ng su t

S phá v đ c lan truy n ng c nhau t bu ng mìn và t b m t t do

D i tác d ng c a áp l c cao và c a khí n t i v trí đ t thu c t o thành

bu ng n , vùng đ t b phá v phân b xung quanh bu ng đó

Nh ng khe n t c a đ t đá là nh ng b m t phân chia nó, tr thành s lan

truy n quá trình phá v

Rõ ràng là ng su t trong đ t đá n t n xa l ng thu c gi m r t nhi u, còn

nh ng n t n t l ng thu c đ c lan truy n đ n m t kho ng cách nh h n so v i

trong đ t đá không n t n Ngoài gi i h n c a nh ng kh ng ti p xúc v i l ng

thu c đ t đá b phá v ch y u là do s va đ p c h c c a các kh i Vì vây, trong

Khi n l ng thu c g n m t thoáng có th phân thành 4 tr ng h p sau:

a) W > r* (Trong đó r* là chi u sâu đ thu c l n h n bán kính vùng đ p

v không đi u ch nh) - N nén ép, không th hi n s phá v nào trên

b m t

b) R* ≥ W > 2rR 0 R (rR 0 R- Bán kính ngoài cu i cùng c a vùng n t n h ng

tâm) - t đá trên b m t t do b v l c) 2rR

0 R ≥ W > 2 r 0 - t đá b m t t do b v l và t o thành n t n theo đ ng kháng nh nh t (vùng n t n h ng tâm và vùng đ p v

nh nh t có d ng qu lê)

d) 2rR

0 R ≤ 2 r 0 - T o ra ph u n v ng xa và đ t đá v ng đi theo nguyên

lý đ nh h ng sau đây:

- t đá đ c v ng đi m nh nh t và t p trung nh t theo ph ng đ ng c n

ng n nh t (đ ng th ng qua tâm kh i thu c n và vuông góc v i m t thoáng)

- M t thoáng không nh ng có tác d ng t ng c ng kh n ng đ p v đ t đá

khi n phá, t p trung nhi u n ng l ng thu c n h n đ v ng đ t đá đi xa mà còn có

tác d ng đ nh h ng cho chúng v ng t p trung vào m t ph m vi h p

2.5 Các bi n pháp ng n ng a nh h ng b t l i c a sóng n

h n ch tác h i c a sóng n đ i v i móng công trình và các công trình

liên quan lân c n, có nhi u bi n pháp nghiên c u đ c đ a ra Tuy nhiên có các

bi n pháp đ c chú ý nh t nh sau:

2.5.1 N mìn vi sai

2.5.1.1 c đi m c a ph ng pháp

N mìn vi sai là n th t t ng qu mìn ho c nhóm qu mìn v i kho ng th i

gian giãn cách r t nh (tính b ng miligiây) N mìn vi sai có hi u qu trong vi c

đi u khi n m c đ d p v , kh ng ch h ng chuy n đ ng c a đ t đá và gi m ch n

đ ng do mìn

Các nhà nghiên c u v b n ch t quá trình phá v đ t đá b ng n mìn vi sai

đ u có chung quan đi m: có 3 y u t c b n gây nên tác d ng tích c c c a n mìn

vi sai là:

- S giao thoa c a sóng n gi a các l ng thu c n ;

- S t o ra các m t thoáng ph (m t biên gi a các môi tr ng khác nhau);

- S va đ p gi a các c c đá đ c phát ra khi n mìn;

S va đ p c a các kh i đá do n mìn s x y ra khi h ng chuy n đ ng các

kh i đá n ra ng c chi u nhau (gi a các đ t n vi sai) Khi đó m c đ đ p v đá

t ng lên khi hi u qu và s l n va đ p t ng Mu n đ t hi u qu đ p v cao, c n xác

đ nh thông s và b trí s đ n mìn đ t ng đ c s l n va đ p càng nhi u càng t t

Th i gian n vi sai gi a các l ng thu c n và s đ n mìn quy t đ nh m c

đ nh h ng t i 3 y u t nói trên Tuy nhiên đ n th i đi m hi n nay c s lý

thuy t n mìn vi sai và xác đ nh th i gian n vi sai h p lý đ đ m b o hi u qu đ p

v đá theo yêu c u đ t ra v n ch a đ c th ng nh t, ch a có công th c nào h p lý

đ c th a nh n chung Ng i ta th ng xác đ nh các thông s n mìn vi sai trên c

s các v n th c nghi m

V nguyên t c, th i gian giãn cách trong n mìn vi sai ph i đ m b o sao cho

khi l ng thu c n tr c v a m i đ p v s b khói đá, mà ng n i l c trong đ t đá

ch a k p tri t tiêu ( ng su t d ) thì ngay l p t c l ng thu c n ti p sau n , khi n

cho tác d ng phá ho i đ t đá t ng lên M t khác khi l ng thu c n tr c v a t o ra

các m t thoáng ph thì cho n l ng thu c ti p theo, hi u qu n phá s cao h n

tính th i gian n vi sai gi a hai đ t n , theo quan đi m v tác d ng c a

s giao thoa sóng n mìn v i vi c t ng c ng m c đ đ p v đ t đá, công th c tính

nh công th c (2.9):

∆t =

s

2 2

V

W4

sR- T c đ lan truy n c a sóng n trong đ t đá, m/s;

tính th i gian n vi sai gi a hai đ t n , theo quan đi m v tác d ng c a

m t thoáng ph ho c các khe n t đ i v i vi c hi u qu đ p v đ t đá, công th c tính

W

++

tp

1 C

W2

VRcpR- T c đ chuy n d ch trung bình c a kh i đá n ra, m/ms

Theo các tài li u n th c nghi m và t ng k t th c t , khi n khai thác đá có

m t đ γ = 2,2 ÷ 2,8 T/mP

3

P, đ ng kính l mìn d = 220÷ 240 mm, th ng tR

1 R<= 5ms;

tR

2 R = 10 ÷ 15 ms; tR

3 R = 10 ÷ 15 ms;

Theo công th c trên, th i gian n vi sai t ng c ng ∆t = 25 ÷ 35 ms; Khi đ

c ng c a đá t ng thì tr s n vi sai h p lý s gi m đi (do t c đ truy n sóng ng

su t và t c đ t o thành khe n t do n mìn trong đá c ng t ng)

V i các công th c kinh nghi m đ xác đ nh ∆t Trong th c t , công th c

đ c dùng ph bi n nh t là công th c (2.11):

∆t = AW (2.11) Trong đó:

S đ n vi sai đ c l a ch n ph thu c theo quan đi m coi tr ng m c đ

tác d ng phá v nham th ch do s giao thoa c a sóng n , s t o m t thoáng ph hay

s va đ p gi a các kh i đá n phá do n mìn

D a trên c s lý lu n v n phá đi u ch nh c p ph i đá, đi u ki n đ a ch t

c th và nhi m v đ t ra cho công tác n mìn ng i ta s l a ch n các s đ n vi

S đ n vi sai trong m t hàng mìn đ c s d ng đ đ m b o an toàn khi n

mìn g n vùng dân c ho c công trình quan tr ng, ch cho phép n v i quy mô nh

u đi m c a ph ng pháp n vi sai trong m t hàng mìn so v i n đ ng th i

là nâng cao h n hi u qu n phá đá, l ng su t đá t ng (20 – 30%) và gi m đ c đá

quá c

Nh c đi m c a n vi sai m t hàng mìn là hi u qu đi u ch nh m c đ đ p

v đ t đá ch a cao, l ng đá quá c còn nhi u h n so v i n vi sai nhi u hàng mìn

ây là ph ng pháp đ c s d ng r t r ng rãi trong n mìn khai thác và đào

móng các công trình thu l i vì nó đem l i hi u qu kinh t - K thu t cao

Các s đ b trí n vi sai th ng đ c áp d ng là:

- N tu n t t ng hàng;

- N theo s đ đ ng chéo;

a)- S đ n t ng hàng; c)- N theo s đ đ ng chéo;

e)- N theo s đ hình sóng; d,b)- N theo s đ d ng rãnh;

g)- N theo s đ d ng vòng;

Quan h gi a s phân l p hay h th ng k n t c a đá và h ng đào phá (s

b trí t o m t thoáng) có ý ngh a r t quan tr ng đ i v i hi u qu đi u ch nh m c đ

đ p phá do n mìn Trong ng d ng th c t c n ph i c n c vào các đ ng tr ng c

lý c a đá, đ c bi t là s phân l p và h th ng k n t c a kh i nham th ch đ l a

ch n s đ n vi sai phù h p nh m đ t đ c các yêu c u c u v n đã đ c đ t ra

T các k t quaê ki m nghi m và ng d ng th c t có th kh ng đ nh r ng ph ng

pháp n mìn vi sai nhi u hàng mìn cho phép nâng cao hi u qu đ p v đá do n

mìn, nâng cao hi u su t phá đá (tính trên 1 mét dài l khoan), gi m ch tiêu thu c

n , t o đi u ki n thu n l i cho công tác xúc chuy n đá và gi m tác đ ng đ a ch n

c a v n

Hi n nay n mìn vi sai đ c s d ng r ng rãi trong r t nhi u l nh v c, trong

đó có l nh v c xây d ng công trình thu l i Th c t đã ch ng minh tính u vi t c a

- M t đ c đi m quan tr ng c n h t s c quan tâm đó là làm gi m tác đ ng c a

sóng đ a ch n Chính vì v y ph ng pháp n mìn vi sai s d ng quy mô v n l n

h n đ t ng t c đ thi công đ ng th i làm gi m tác h i c a nó gây ra đ i v i h

móng công trình và các công trình lân c n

2.5.2 T o màng ng n đ a ch n

2.5.2.1 c đi m c a ph ng pháp

Khi n phá, quá trình đ p v đ t đá có th chia làm 2 pha Trong pha đ u tiên

sóng đ n (sóng nén); sóng t o thành khe n t d c, n t ngang, lan truy n t ch bao

thu c ta kh i đá xung quanh Khi có m t t do (m t thoáng) thì t o nên sóng ph n

x lan truy n theo h ng ng c l i t m t t do tr v phía kh i thu c n Trong

pha th hai là quá trình v ng và xói t i đ t đá đ c đ p v do áp l c c a các s n

ph m n phá

Sóng đ n chính là m t lo i sóng và chính nó gây ra tác d ng phá ho i kh i

đá ho c công trình lân c n cách xa trung tâm n phá m t kho ng l n h n đ ng

c n chân t ng l n nh t Th c t nghiên c u xác đ nh r ng: Các ch ng ng i v t có

tác d ng nh m t m t phân cách gi a hai l p đá không đ ng nh t, các l r ng đ c

nhét l p, các khe n t l n, thành vách h đào n m trên đ ng đi c a sóng đ u có tác

d ng ph n x và khúc x sóng r t nhi u Vì th các ch ng ng i v t đ c coi nh

màng ch n đ ng n c n s lan truy n c a sóng đ a ch n

ng n c n s lan truy n c a sóng đ a ch n m t cách có hi u qu trong th c

t ng i ta t o ra các màng ng n nhân t o nh các rãnh hào, l p đá nát v n n m

ch n gi a khu v c n phá và khu v c c n b o v Vi c đào các hào có th b ng th

công ho c b ng máy thi công thông th ng Vi c t o ra l p đá v n nát c m sâu vào

kh i đá (trong th c t th ng b trí l p đá dày n m biên thi t k c a h đào) ph i

h- Chi u sâu c a hào; l- Chi u sâu đ t bao thu c n ;

d- Chi u r ng c a hào; r- Kho ng cách t đi m n t i đi m D;

R- Kho ng cách t l khoan đ n đi m D

Qua th c nghi m và đ đ n gi n hoá ta coi m c đ gi m ch n c a hào ch là

hàm s c a s t n th t n ng l ng c a sóng đ a ch n khi truy n đi trên đ ng g p

khúc c a chu vi hào

Th c t ch ng minh khi hào càng sâu và càng r ng thì m c đ gi m ch n

càng l n

Trong th c t khi thi công b ng ph ng pháp n mìn c n ph i tính t c đ

d ch chuy n c a các h t đ t đá m t đi m nào đó xung quanh khu v c n phá và

xác đ nh t c đ d ch chuy n t i h n Khi t c đ d ch chuy n c a các h t đ t l n h n

t c đ t i h n thì gây ra h h i công trình Vi c xác đ nh t c đ d ch chuy n c a cá

h t đ t và giá tr c a t c đ gi i h n có th tham kh o ph n lý thuy t và th c

nghi m v đ a ch n

M c dù vi c tính toán tác d ng gi m ch n đ ng do n phá gây ra c a hào còn

m t s ph n ph i đ n gi n hoá và k t h p v i th c nghi m m i đi đ n đ c con s

c th Nh ng v lý lu n c ng nh th c nghi m không có th nghi ng gì n a v

hi u qu tác d ng c a nó nên m t s công trình th c t đã đ c b o v kh i tác

d ng ch n đ ng c a n phá b ng bi n pháp này

Nh ng không ph i tr ng h p nào c ng dùng hào Trong tr ng h p n n đá

n u dùng hào thì đào v a t n kém v a l i gây c n tr đ n hi n tr ng xây d ng

chúng ta đã bi t thì h s ph n x n ng l ng c a sóng khi sóng đ n truy n t môi

tr ng này vào môi tr ng khác đ c bi u th b ng công th c (2.12):