Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu xây dựng mô hình biến động địa cơ khu vực lò chợ cơ giới khai thác vỉa dày ở một số mỏ than hầm lò ở Quảng Ninh

Ý tưởng khoa học của đề tài luận án là: Xác định mô hình địa cơ khối đá mỏ tiệm cận gần đúng với môi trường địa chất khối đá tự nhiên thông qua nghiên cứu mối quan hệ giữa mô đun đàn hồi của khối đá mỏ với độ lún cực đại bề mặt đất theo kết quả quan trắc thực địa.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

………

PHẠM VĂN CHUNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH BIẾN ĐỘNG ĐỊA CƠ KHU VỰC LÒ CHỢ CƠ GIỚI KHAI THÁC VỈA DÀY Ở MỘT SỐ MỎ THAN

Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Trắc địa mỏ, Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Điện khí hóa, Khoa Cơ-

Điện, trường Đại học Mỏ-Địa chất

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Anh Nghĩa

1 PGS.TS Phùng Mạnh Đắc

2 TS Vương Trọng Kha

Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Xuân Thụy

Phản biện 2: PGS.TS Kiều Kim Trúc

Phản biện 3: TS Nguyễn Bá Dũng

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp

Trường họp tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Vào hồi… giờ… ngày….tháng… năm 2018

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:

Thư viện Quốc Gia Việt Nam;

Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất r

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Quá trình và tính chất dịch chuyển đất đá trong khu vực lò chợ cơ giới khai thác vỉa dày phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó có sản trạng của vỉa, tính chất của đất đá bao quanh vỉa và công nghệ, thiết bị khai thác sử dụng, cùng với sự phát triển không ngừng của phương pháp lý thuyết dựa trên phương pháp số, mô hình địa cơ đã cho phép làm sáng

tỏ quy luật và tính chất quá trình dịch chuyển biến dạng đất đá trong khu vực lò chợ cơ giới khai thác vỉa dày Đặc điểm cơ bản của mô hình địa

cơ là: (i) việc mô phỏng 3 chiều của khối đá trong môi trường liên tục đồng nhất, hoặc không đồng nhất thông qua các tính chất biến dạng trong môi trường, mô hình có thể giả định các tính chất của khối đá mỏ

tự nhiên và đặc tính biến dạng của chúng (ii) Nhận trạng thái ứng suất ban đầu của khối đá mỏ làm điều kiện biên để tính toán mô hình địa cơ (iii) Nguồn kích hoạt trạng thái ứng suất là khoảng trống khai thác được đặc trưng bằng các thông số hình học trong không gian 3 chiều

Việc khai thác vỉa dày bằng công nghệ cơ giới hoá khấu than với phương pháp hạ trần thu hồi than nóc như hiện nay ở một số mỏ hầm lò Quảng Ninh đã tạo ra những khoảng trống lớn do vỉa than rất dày

Với phương pháp luận giải trên, đề tài luận án tiến sĩ: “Nghiên cứu

xây dựng mô hình biến động địa cơ khu vực lò chợ cơ giới khai thác

vỉa dày ở một số mỏ than hầm lò Quảng Ninh” đã được lựa chọn là

xuất phát từ nhu cầu thực tế và có ý nghĩa thực tiễn

2 Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu

2.1 Mục tiêu nghiên cứu của luận án

Xác lập cơ sở khoa học và phương pháp luận xây dựng mô hình biến động địa cơ để xác định các quy luật dịch chuyển biến dạng địa tầng đất đá và bề mặt đất do ảnh hưởng của lò chợ cơ giới hoá khai thác vỉa dày ở một số mỏ than hầm lò Quảng Ninh

2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án

- Nghiên cứu tổng quan về mô hình địa cơ mỏ;

- Nghiên cứu điều kiện địa chất, tính chất cơ lý đất đá vùng than Quảng Ninh trong điều kiện khai thác vỉa dày;

- Nghiên cứu phương pháp luận khoa học xây dựng mô hình biến động địa cơ;

- Nghiên cứu xác định các điều kiện biên cho mô hình biến động địa cơ thông qua việc xử lý các số liệu quan trắc thực địa;

- Ứng dụng mô hình biến động địa cơ xác định quy luật dịch chuyển biến dạng khi khai thác vỉa dày bằng lò chợ cơ giới hóa, áp dụng cho mỏ Nam Mẫu

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là các quá trình dịch chuyển và biến dạng bề mặt đất và quá trình sập đổ đá vách khi khai thác vỉa dày bằng công nghệ cơ giới hóa

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Luận án nghiên cứu mối tương quan giữa độ lún cực đại với thông

số đàn hồi của khối đá thông qua ứng dụng mô hình địa cơ để tính toán

dự báo dịch chuyển và biến dạng

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thực địa: Đo đạc trên các trạm quan trắc dịch động vùng than Quảng Ninh nhằm kiểm chứng độ chính xác mô hình địa cơ, xây dựng các hàm đường cong tiêu chuẩn vùng Quảng Ninh;

- Phương pháp lý thuyết: Dựa trên nền tảng phương pháp số, sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để giải bài toán trên mô hình địa cơ

- Phương pháp thu thập phân tích và tổng hợp: Phục vụ cho phần tổng quan luận án;

- Phương pháp hồi quy thống kê: Xác định các mối quan hệ giữa các biến thông số đàn hồi và độ lún cực đại;

5 Các luận điểm bảo vệ

Luận điểm 1: Hàm đường cong tiêu chuẩn được xây dựng theo kết

quả quan trắc thực địa tại một số mỏ than hầm lò cho phép xác định kích thước vùng ảnh hưởng trên bề mặt, tính toán xác định các đại lượng dịch chuyển, đồng thời phục vụ dự báo độ sâu khai thác an toàn các mỏ than hầm lò Quảng Ninh

Luận điểm 2: Mô hình địa cơ được xây dựng trên cơ sở mối quan

hệ giữa mô đun đàn hồi và độ lún cực đại của mặt đất theo kết quả quan trắc thực địa cho phép đồng thời nghiên cứu xác định được quy luật dịch chuyển biến dạng và phá hủy của khối đá trong địa tầng và bề mặt đất

6 Những điểm mới của luận án

- Lần đầu tiên ở Việt Nam luận án đã xây dựng hàm đường cong tiêu chuẩn S(z), F(z), F’(z) phục vụ cho công tác dự báo dịch chuyển biến dạng vùng than Quảng Ninh

- Luận án xác định mối quan hệ giữa mô đun đàn hồi khối đá mỏ

và độ lún cực đại theo kết quả quan trắc thực địa

- Luận án đã xác định hệ số giảm bền K = 1,24 để xây dựng mô

hình địa cơ khu vực Quảng Ninh nhằm dự báo dịch chuyển biến dạng và phá hủy khối đá và bề mặt đất

- Luận án đã xác định được quy luật dịch chuyển biến dạng và phá hủy đá vách lò chợ cơ giới hóa khai thác hạ trần thu hồi than nóc vỉa V7

mỏ than Nam Mẫu

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

7.1 Ý nghĩa khoa học:

Thiết lập cơ sở khoa học và phương pháp luận xây dựng mô hình biến động địa cơ với môi trường đồng nhất hoặc không đồng nhất của khối đá để dự báo các thông số dịch chuyển biến dạng đất đá khi khai thác vỉa dày bằng lò chợ cơ giới hóa

7.2 Ý nghĩa thực tiễn:

- Ứng dụng mô hình biến động địa cơ cho phép khảo sát sự ảnh hưởng của các tham số cơ học đến thông số đàn hồi và chiều dày vỉa than

- Sử dụng mô hình cho phép dự báo các thông số dịch chuyển và biến dạng đối với các vùng mỏ chưa được nghiên cứu kỹ về dịch chuyển biến dạng

8 Cơ sở tài liệu

Luận án được thực hiện trên cơ sở các nguồn tài liệu đo đạc thực địa phong phú từ các trạm quan trắc ở các mỏ than Quảng Ninh

Đồng thời, luận án cũng tham khảo rất nhiều đề tài, dự án, báo cáo khoa học về dịch chuyển biến dạng đất đá, mô hình địa cơ của các tác giả trong và ngoài nước

9 Cấu trúc của luận án

Luận án bao gồm 5 chương cùng với phần mở đầu và kết luận, tài liệu tham khảo được trình bày trong 128 trang đánh máy A4 Dưới đây

Chương 3: Nghiên cứu xây dựng các hàm đường cong tiêu chuẩn

từ số liệu quan trắc ở các mỏ than hầm lò Quảng Ninh

Chương 4: Nghiên cứu mối quan hệ giữa độ lún cực đại xác định

từ kết quả quan trắc thực địa với mô đun đàn hồi khối đá mỏ

Chương 5: Ứng dụng mô hình địa cơ nghiên cứu quy luật dịch chuyển biến dạng địa tầng đất đá và bề mặt do ảnh hưởng khai thác lò chợ vỉa V7 mỏ than Nam Mẫu Quảng Ninh

Kết luận và kiến nghị

Các công trình khoa học công bố liên quan đến luận án

Tài liệu tham khảo

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

DỊCH CHUYỂN BIẾN DẠNG ĐỊA TẦNG ĐẤT ĐÁ VÀ BỀ MẶT ĐẤT

DO ẢNH HƯỞNG KHAI THÁC 1.1 Tổng quan về các kết quả nghiên cứu mô hình địa cơ trên thế giới

Trên thế giới có rất nhiều nhà khoa học nghiên cứu lý thuyết dựa trên phương pháp số:

1 Để giải các bài toán cơ học môi trường liên tục, có một số nhà nghiên cứu như: A.B Fadeev, Vitke, S G Ashikhmin vv

2 Để giải quyết các bài toán mô hình môi trường đàn hồi, liên tục trong các công trình của các nhà nghiên cứu như: A D Xashurin, V E Bolicov, A B Makarov, vv [23, 27, 52, 56, 57]

3 Để tính toán các thông số quá trình dịch chuyển khi khai thác các vỉa than có chiều dày không lớn có các nhà khoa học A.B Makarov, V.N Bors – Komponees vv

4 Các nhà bác học M.V Kurlen, A.B Fadeev và những nhà khoa học khác [37, 42, 72] đã có đóng góp quan trọng phát triển các mô hình biến dạng phi tuyến của khối đá mỏ

5 Lần đầu tiên phương pháp số được Kratch [48] sử dụng để tính toán dự báo dịch chuyển đá mỏ trong trường hợp khai thác vỉa than độ dốc thoải với mô hình môi trường đàn hồi

4 5



 T1 T2

Hình 1.3: Mô hình địa cơ của Xashurin phân tích quá trình

dịch chuyển đá mỏ

1.2 Tình hình nghiên cứu dịch chuyển biến dạng vùng Quảng Ninh

Ở Việt Nam giai đoạn từ năm 1980 đến năm 2010 thì nghiên cứu dịch chuyển biến dạng chưa quan tâm:

Năm 1980, PGS.TS Nguyễn Đình Bé [1] là người đầu tiên đặt nền móng cho việc nghiên cứu dịch chuyển và biến dạng đất đá do khai thác hầm lò ở Việt Nam

Tiếp theo là PGS.TS Võ Chí Mỹ [14], Năm 1988, TS Nguyễn Xuân Thụy TS Kiều Kim Trúc [21]

Năm 2003 TS Vương Trọng Kha [13] Từ năm 2002 đến 2007, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - TKV tiến hành xây dựng các trạm quan trắc và quan trắc thực địa thuộc cấp nhà nước do TS Phùng Mạnh Đắc chủ nhiệm, thực hiện chính KS Phạm Văn Chung [7]

Giai đoạn từ năm 2010 đến nay phải để đến một số nhà khoa học

đã sử phương pháp lý thuyết sử dụng phương pháp số như:

Năm 2011, TS Nguyễn Anh Tuấn và nhóm nghiên cứu đã sử dựng chương trình Phase 2 phân tích sụt lún và quá trình biến đổi cơ học khi khai thác hỗn hợp hầm lò và lộ thiên

Năm 2014, TS Lê Văn Công nghiên cứu áp dụng mô hình số xác định các thông số dịch chuyển, biến dạng đất đá trong quá trình đào lò

và khai thác tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh sử dụng phần mềm FLAC 2D

Năm 2015, GS.TS Nguyễn Quang Phích nghiên cứu ứng dụng và phát triển mô hình phân tích, dự báo tai biến địa chất - kỹ thuật đối với công trình ngầm, công trình khai thác mỏ ở Việt Nam

1.3 Kết luận chương 1

1 Mô hình địa cơ với những ưu điểm vượt trội (khả năng tạo ra các

mô hình từ đơn giản đến phức tạp về cấu trúc cũng như linh hoạt trong các lựa chọn các tham số mô hình mà các phương pháp nghiên cứu khác không có được) cùng với sự phát triển nhanh của phương pháp số và công cụ tính toán số đang được ưu tiên lựa chọn để giải quyết các bài toán liên quan đến dịch chuyển biến dạng đất đá và bề mặt do khai thác hầm lò

2 Ở Việt Nam, cho đến nay có một số công trình nghiên cứu dự báo dịch chuyển và biến dạng mặt đất do ảnh hưởng khai thác hầm lò bằng phương pháp mô hình vật liệu tương đương của PGS.TS Nguyễn Đình Bé,

Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - TKV và Bộ môn Trắc địa mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đây là những kết quả ban đầu rất quý giá, nhưng vẫn còn những hạn chế, chẳng hạn như: không thể tạo được sự giống nhau về các chỉ số cơ lý giữa mô hình và thực tế, tỷ lệ mô hình quá bé so với phạm

vi thực tế và các kết quả nhận được chỉ có ý nghĩa về mặt định tính, không thể có được về mặt định lượng Thực tế đã có một vài kết quả nghiên cứu dịch chuyển biến dạng bằng mô hình địa cơ của các tác giả như: GS.TS Nguyễn Quang Phích và TS Lê Văn Công, tuy nhiên các kết quả này ứng dụng trong xây dựng ngầm và đường lò Rõ ràng vấn đề nghiên cứu dịch chuyển biến dạng địa tầng đất đá và bề mặt do ảnh hưởng của khai thác là một đề tài mở trong bối cảnh của Việt Nam

3 Kết quả quan trắc thực địa cho phép xác định chính xác thông số và đại lượng dịch chuyển biến dạng trên bề mặt đất của một khu vực nào đó do ảnh hưởng của khai thác hầm lò, nhưng cũng có những hạn chế nhất định

đó là không thể mô tả được tổng thể bức tranh của quá trình dịch chuyển biến dạng khối đá mỏ Chính vì vậy, cần nghiên cứu kết hợp hai phương pháp: phương pháp lý thuyết dựa trên nền tảng của phương pháp số và phương pháp quan trắc hiện trường để bổ trợ lẫn nhau cho phép nghiên cứu được bức tranh tổng thể quá trình dịch chuyển biến dạng của khối đá cũng như điều khiển áp lực mỏ để có các giải pháp khai thác an toàn, hiệu quả

CHƯƠNG 2

MÔ HÌNH ĐỊA CƠ TRONG NGHIÊN CỨU

DỊCH CHUYỂN BIẾN DẠNG ĐỊA TẦNG ĐẤT ĐÁ VÀ BỀ MẶT ĐẤT

DO ẢNH HƯỞNG KHAI THÁC 2.1 Quan niệm về mô hình

2.1.1 Định nghĩa về mô hình

Trước hết có thể hiểu đơn giản: một mô hình là một bức tranh rất hạn chế về thực tế hay thực thể Bức tranh này có thể được xây dựng lên bằng vật chất hay hoàn toàn trừu tượng bằng lý thuyết

2.1.2 Các đặc trưng của mô hình

Theo Herbert Stachowiak, một mô hình được đặc trưng bởi ít nhất

ba đặc điểm [46]:

1 Bản sao lại, 2 Thu hẹp, thu nhỏ 3 Tính thực dụng

2.1.3 Phân loại mô hình

1 Mô hình kinh nghiệm, 2 Mô hình giải tích, 3 Mô hình số

2.1.4 Ưu nhược điểm của các mô hình

- Mô hình kinh nghiệm mô phỏng các yếu tố địa chất, cơ học đơn giản Do vậy chỉ cho kết quả định tính

- Mô hình giải tích: với các hàm toán học thường cho lời giải nghiệm kín, kết quả chính xác Tuy nhiên mô hình này có hạn chế thường chỉ giải trên giả thiết đơn giản, đất đá đàn hồi, đẳng hướng chưa chú ý đến ứng suất, đặc tính cơ học đất đá

- Mô hình số: Mô phỏng được đầy đủ các đặc tính của đất đá và thay đổi các tham số đầu vào nhanh chóng để cho kết quả phù hợp Do vậy, lời giải phức tạp, môi trường khối đá không giống nhau tại mọi vị trí nên mô phỏng cũng khó khăn

2.2 Nghiên cứu trên mô hình

2.2.1 Xây dựng mô hình

a) Địa chất b) Địa kỹ thuật c) Kỹ thuật

2.2.2 Nghiên cứu trên mô hình

Nghiên cứu trên mô hình nghĩa là tìm cách mô phỏng lại những gì có thể tác động lên vật thể thực, để thu nhận các tín hiệu hay thông tin theo cách mong muốn của người nghiên cứu

2.2.3 Kiểm chứng mô hình

Kết quả nghiên cứu trên mô hình, hay kết quả mô phỏng, sẽ có ý nghĩa thực tế, khi các kết quả đó được thử nghiệm để minh chứng trên vật thể thực, trong trường hợp này là khối đá xung quanh không gian khai thác

2.2.4 Điều chỉnh các tham số của mô hình

Khi có sự sai lệch, công việc tiếp theo là xác định lại các tham số đầu vào thông qua bài toán phân tích ngược đối với các mô hình được thiết lập bằng lý thuyết (mô hình lý thuyết), hoặc điều chỉnh hệ số của các hàm thực nghiệm, các tham số hay hệ số kinh nghiệm đối với các mô hình toán học (hay mô hình bán thực nghiệm

2.3 Mô hình địa cơ mỏ phục vụ nghiên cứu dịch chuyển biến dạng đất đá

2.3.1 Lịch sử nghiên cứu trên mô hình địa cơ

Để nghiên cứu và giải thích các quy luật dịch chuyển biến dạng đất

đá do đào lò chuẩn bị cũng như khai thác than ở lò chợ người ta đưa ra

mô hình địa cơ đơn giản cho một khối đá nguyên thủy hình lập phương

có thể tích khối đá bằng đơn vị nằm ở độ sâu H thể hiện trên hình 2.3 Điều kiện biên của mô hình này là chịu các thành phần ứng lực pháp tuyến σ1 và các ứng lực hông σ2, σ3 với các giá trị xác định như sau [2]:

P = 1 = H (2.1)

2 = 3 = k1 (2.2)

Hình 2.3 Mô hình địa cơ đơn giản với véc tơ ứng lực khối đá

nguyên thủy ở độ sâu H Dựa vào mô hình trên người ta giải thích các quy luật dịch chuyển biến dạng khi đào lò chuẩn bị (hình 2.4) và khi khai thác than ở lò chợ (hình 2.5)

Kratch [48] đã khắc phục một số nhược điểm của mô hình trên bằng cách đưa ra các mô hình biến động địa cơ (hình 2.6)

σ2

2

σ3

2.3.3 Quan niệm hiện đại về mô hình địa cơ

2.3.4 Các thông số trên mô hình địa cơ

2.3.5 Tính chất biến dạng và cấu trúc mô hình địa cơ

2.3.6 Điều kiện biên trong môi trường địa cơ mỏ

2.3.7 Các dạng mô hình địa cơ dự báo dịch chuyển biến dạng

2.4 Lựa chọn mô hình địa cơ ứng dụng cho điều kiện bể than Quảng Ninh

- Mô hình với điều kiện môi trường đàn hồi, đồng nhất, đẳng hướng

- Mô hình này được giải bằng phương pháp phần tử hữu hạn

- Dữ liệu đầu vào của mô hình là các tham số cơ học, kích thước hình học, chiều dày vỉa như: Độ bền nén σ của các loại đất đá, chỉ số bền địa chất (GSI), chỉ số phá hoại do nổ mìn (D), hằng số vật liệu (mi)

để xác định thông số đàn hồi E Kích thước hình học như chiều sâu khai thác, chiều dài lò chợ theo phương và theo hướng dốc

- Các kết quả quan trắc thực địa xác định hàm đường cong tiêu chuẩn cho bể than Quảng Ninh phục vụ công tác dự báo dịch chuyển biến dạng

- Phần mền chuyên dụng để giải bài toán đó là: Rockdata, R và Rocscience 2.0

2.5 Kết luận chương 2

1 Trên cơ sở phân tích các dạng mô hình địa cơ và các phương pháp số khác nhau, nghiên cứu sinh lựa chọn mô hình đàn hồi đẳng hướng và phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) Sự lựa chọn này dựa trên cơ sở những kết quả nghiên cứu đã được công bố và hoàn cảnh cụ thể về điều kiện nghiên cứu (dữ liệu thực tế, công cụ tính toán và kinh nghiệm nghiên cứu)

2 Khi áp dụng mô hình địa cơ này vào thực tế, để tránh những hạn chế (cách tiếp cận chủ quan khi phân chia khối đá thành các phần tử hữu hạn, sự quân bình hóa tính chất cơ lý khối đá, số lượng hạn chế các phần

tử, để mô phỏng môi trường đàn hồi không liên tục hoặc liên tục gần thực

tế thì mô hình trở nên cồng kềnh và phức tạp), điều quan trọng là phải nghiên cứu điều chỉnh mô hình địa cơ cho phù hợp với điều kiện khu vực nghiên cứu được đặc trưng bởi các dữ liệu quan trắc thực địa

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC HÀM ĐƯỜNG CONG TIÊU CHUẨN

TỪ SỐ LIỆU QUAN TRẮC Ở CÁC MỎ THAN HẦM LÒ QUẢNG NINH 3.1 Phương pháp quan trắc và xử lý số liệu

Hiện nay, kỹ thuật và phương pháp quan trắc dịch chuyển và biến dạng đất đá đi từ hướng truyền thống đến hiện đại, có rất nhiều phương pháp quan trắc khác nhau như: phương pháp quan trắc mặt đất độ chính xác cao, phương pháp đo ảnh và hệ thống quan trắc GPS [12]

3.2 Phương pháp luận xây dựng các hàm đường cong tiêu chuẩn

Phương pháp đồ thị giải tích dựa trên việc sử dụng các đường cong tiêu chuẩn phân bố độ lún và biến dạng trong bồn dịch chuyển Điểm gốc của toạ độ thường lấy điểm có độ lún cực đại (hình 3.1)

a, Đường cong lún thực tế b, Đường cong lún không thứ nguyên Hình 3.1 Đường cong lún thực tế và đường cong lún không thứ nguyên Trên cơ sở lý thuyết xây dựng hàm đường cong tiêu chuẩn, các giá trị của hàm cong tiêu chuẩn S(zx), F(zx), F’(zx) được xác định cho vùng Quảng Ninh.

3.3 Xác định các thông số và đại lượng dịch chuyển

3.3.1 Cơ sở lý thuyết xác định các tham số cho vùng ít được nghiên cứu dịch động đá mỏ

a Xác định hệ số kiên cố địa tầng

b Lựa chọn nhóm mỏ theo hệ số kiên cố địa tầng f

3.3.2 Xác định các thông số và đại lượng dịch chuyển

3.4 Xác định các hàm đường cong chuẩn vùng Quảng Ninh

Bán bồn dịch chuyển thực tế được phân chia ra làm 10 phần, tại mỗi điểm đã chia, cần tính các giá trị độ lún i, độ nghiêng ii, độ cong

ki Dịch chuyển ngang i và biến dạng ngang i Hàm số phân bố độ lún,

độ nghiêng, độ cong, dịch chuyển ngang và biến dạng ngang được xác định như các đạo hàm tương ứng sau [23]: (3.29)

Bảng 3.16: Hàm đường cong tiêu chuẩn STT S(z) S’(z) S” (z) F(z) F’ (z)

2 Phân tích, xử lý, tổng hợp số liệu quan trắc thực địa của mỏ than Mạo Khê, Mông Dương đã xác định được các hàm đường cong tiêu chuẩn S(z), S’(z), S”(z), F(z), F’(z) phù hợp với các điều kiện địa chất - khai thác của bể than Quảng Ninh để phục vụ cho công tác tính toán dự báo các đại lượng dịch chuyển biến dạng bề mặt mỏ nhằm bảo vệ các công trình và đảm bảo an toàn quá trình khai thác than hầm lò

CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐỘ LÚN CỰC ĐẠI XÁC ĐỊNH TỪ KẾT QUẢ QUAN TRẮC THỰC ĐỊA VỚI MÔ ĐUN

ĐÀN HỒI KHỐI ĐÁ MỎ 4.1 Xây dựng mô hình địa cơ cho khối đá tại bể than Quảng Ninh

4.1.1 Khái quát đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu

Bể than Quảng Ninh gồm ba khu vực [8]: Uông Bí, Hòn Gai, Cẩm Phả với các điều kiện địa chất khác nhau:

Kết quả thí nghiệm các mẫu đá bằng phương pháp nén đơn trục tại vùng bể than Quảng Ninh được ghi ở bảng 4.1 [8]

Bảng 4.1: Kết quả thí nghiệm nén đơn trục các loại đá

STT Loại đá Độ bền nén σ (Mpa) Ghi chú

4.1.3 Kết quả xác định mô đun đàn hồi E theo Rockdata

Để tính mô đun đàn hồi E theo Rockdata, cần có thông số đầu vào như độ bền nén một trục (σ), chỉ số bền địa chất (GSI), chỉ số phá hoại

do nổ mìn (D) của bể than Quảng Ninh, các chỉ số GSI, D lấy theo kinh nghiệm của chuyên gia Ngô Văn Sỹ Các số liệu đầu vào ghi bảng 4.5, kết quả tính hệ số đàn hồi E thể hiện bảng 4.6