Nghiên cứu khả năng áp dụng chống lò bằng vì neo chất dẻo cốt thép kết hợp bê tông phun tại các đường lò xuyên vỉa đào qua đất đá trung bình và yếu khu bắc uông bí

đoàn thị vân anh đoàn thị vân anh Nghiên cứu Nghiên cứu khả năng áp dụng chống lò bằng vì neo chất khả năng áp dụng chống lò bằng vì neo chất dẻo cốt thép kết hợp bê tông phun tại các

đoàn thị vân anh

đoàn thị vân anh

Nghiên cứu

Nghiên cứu khả năng áp dụng chống lò bằng vì neo chất khả năng áp dụng chống lò bằng vì neo chất dẻo cốt thép kết hợp bê tông phun tại các đường lò xuyên

vỉa đào qua đất đá trung bình và yếu vỉa đào qua đất đá trung bình và yếu

khu bắc uông bí.

khu bắc uông bí

luận văn thạc sĩ kỹ thuật

luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Hà nội

Hà nội – – – 2012 2012 2012

dẻo cốt thép kết hợp bê tông phun tại các đường lò xuyên

vỉa đào qua đất đá trung bình và yếu vỉa đào qua đất đá trung bình và yếu

khu bắc uông bí.

khu bắc uông bí

Chuyên ngành

Chuyên ngành: Xây dựng công trình ngầm, mỏ và công trình đặc biệt : Xây dựng công trình ngầm, mỏ và công trình đặc biệt : Xây dựng công trình ngầm, mỏ và công trình đặc biệt

Mã số:

Mã số: 6 66 60.58.50 0.58.50 0.58.50

luận văn thạc sĩ kỹ thuật

luận văn thạc sĩ kỹ thuật

người hướng dẫn khoa học PGS.TS Đào Văn Canh

PGS.TS Đào Văn Canh

Hà nội

Hà nội – – – 2012 2012 2012

T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ nªu trong luËn v¨n lµ trung thùc vµ ch−a tõng ®−îc ai c«ng bè trong bÊt

kú c«ng tr×nh nµo kh¸c

Hµ Néi, ngµy th¸ng n¨m 2012

T¸c gi¶ luËn v¨n

§oµn ThÞ V©n Anh

Bảng 1.7 Các chỉ tiêu cơ bản của chất dẻo chế tạo trong nước………19

Bảng 1.8 Thông số kỹ thuật thanh neo (Cốt neo)………20

Bảng 1.9 Thông số kỹ thuật bản đệm neo chất dẻo cốt thép……… 21

Bảng 1.10 Thông số kỹ thuật bu lông neo chất dẻo cốt thép……… 22

Bảng 1.11 Các thông số kỹ thuật của chất dẻo CK2360……….23

Bảng 1.12 Ưu nhược điểm của hai phương pháp phun khô và phun ướt……….26

Bảng 3.1 Kết quả thí nghiệm tính chất cơ lý của tuyến lò xuyên vỉa mức +115 khu II………46

Bảng 3.2 Các chỉ tiêu của khối đá lò xuyên vỉa vận tải băng tải mức -40 và lò xuyên vỉa vận tải mức -40………50

Bảng 3.3 Kết quả tính toán các thông số của vì neo chất dẻo cốt thép…………51

Bảng 3.4 Kết quả tính toán các thông số của vì neo chất dẻo cốt thép…………52

Bảng 3.5 Kết quả tính toán các thông số của vì neo chất dẻo cốt thép…………54

Bảng 3.6 Các loại thiết bị và dụng cụ chính sử dụng phun bê tông……….61

Bảng 3.7 Giá thành 1 mét lò chống neo chất dẻo cốt thép kết hợp bê tông phun……… 77

Bảng 3.8 Giá thành 1 mét lò chống vì thép SVP - 27……… 78

B¶ng 3.11 Gi¸ thµnh 1 mÐt lß chèng neo chÊt dÎo cèt thÐp kÕt hîp bª t«ng phun……… 81 B¶ng 3.12 Gi¸ thµnh 1 mÐt lß chèng v× thÐp SVP - 27………82

Hình 1.8 Cấu tạo đuôi neo……… 20

Hình 1.9 Cấu tạo bản đệm cầu……… 21

Hình 1.10 Cấu tạo bu lông neo………22

Hình 1.11 Vòng đệm……… 23

Hình 1.12 Thỏi chất dẻo CK2360………23

Hình 1.13 Hình ảnh đoạn đường lò được phun bê tông kết hợp với neo……….25

Hình 1.14 Gia cố hầm bằng lưới thép kiểu mắt xích……… 30

Hình 1.15 Lưới thép hàn……… 31

Hình 1.16 Liên kết lưới thép hàn với bề mặt đá……… 31

Hình 2.1 Vì neo làm việc theo nguyên lý………34

Hình 2.2 Vì neo làm việc theo nguyên lý bản dầm……….35

Hình 2.3 Sơ đồ tính toán neo theo nguyên lý treo……… 35

Hình 2.4 Sơ đồ tính toán neo theo nguyên lý bản dầm………38

Hình 3.1 Mặt cắt địa chất lò xuyên vỉa thông gió mức +115 khu II mỏ than Vàng Danh

Hình 3.2 Sơ đồ vị trí đường lò xuyên vỉa thông gió mức +115 khu II mỏ than Vàng Danh

Mẫu

Hình 3.5 Sơ đồ vị trí đường lò xuyên vỉa vận tải mức -40 mỏ than Nam Mẫu Hình 3.6 Hộ chiếu chống neo chất dẻo cốt thép kết hợp bê tông phun lò xuyên vỉa thông gió mức +115 khu II mỏ than Vàng Danh

Hình 3.7 Hộ chiếu chống neo chất dẻo cốt thép kết hợp bê tông phun lò xuyên vỉa vận tải băng tải mức -40 mỏ than Nam Mẫu

Hình 3.8 Hộ chiếu chống neo chất dẻo cốt thép kết hợp bê tông phun lò xuyên vỉa vận tải mức -40 mỏ than Nam Mẫu

Hình 3.9 Sơ đồ công nghệ chống lò bằng vì neo chất dẻo cốt thép kết hợp bê

tông phun……… 55

Hình 3.10 Quá trình lắp đặt neo chất dẻo cốt thép……… 58

Hình 3.11 Máy đo biến dạng bằng siêu âm GEOKOM - 701……….67

Hình 3.12 Kết cấu một trạm chỉ thị màu……….69

Hình 3.13 Thiết bị chỉ thị màu do úc sản xuất……… 70

Hình 3.14 Sơ đồ bố trí trạm chỉ thị màu……… 71

Hình 3.15 Mô phỏng đường lò xuyên vỉa vận tải mức -40 mỏ than Nam Mẫu trong Phase 2………74

Hình 3.16 Kết quả phân tích bằng Phase 2 đường lò xuyên vỉa vận tải mức -40 mỏ than Nam Mẫu………74

Hình 3.17 Mô phỏng đường lò xuyên vỉa thông gió mức +115 khu II mỏ than Vàng Danh trong Phase 2……….75

Hình 3.18 Kết quả phân tích bằng phần mềm Phase 2 đường lò xuyên vỉa thông gió mức +115 khu II mỏ than Vàng Danh………75

1.1 Những vấn đề chung về các đường lò đá vùng Quảng Ninh.

1.1 Những vấn đề chung về các đường lò đá vùng Quảng Ninh 4

1.2 Tình hình sử dụng các dạng kết cấu chống các lò đá trung bình và yếu 1.2 Tình hình sử dụng các dạng kết cấu chống các lò đá trung bình và yếu 5

1.3 Tổng quan về phương pháp chống lò bằng vì neo chất dẻo cốt thép 1.3 Tổng quan về phương pháp chống lò bằng vì neo chất dẻo cốt thép 6

1.3.1 Tổng quan về tình hình sử dụng neo chất dẻo cốt thép trên thế giới và Việt Nam 6

1.3.2 Cấu tạo neo chất dẻo cốt thép 8

1.3.3 Nguyên lý làm việc và phạm vi sử dụng của neo chất dẻo cốt thép 9

1.3.4 Ưu nhược điểm của vì neo chất dẻo cốt thép với các loại kết cấu chống khác 10

1.3.5 Một số loại neo chất dẻo cốt thép 11

1.3.5.1 Neo chất dẻo của Ba Lan 11

1.3.5.2 Neo chất dẻo của úc (hãng Arnall) 12

1.3.5.3 Neo chất dẻo của Liên Xô cũ 16

1.3.5.4 Neo chất dẻo của CHLB Đức 16

1.3.5.5 Neo chất dẻo chế tạo trong nước(trung tâm Polyme-trường đại học Bách Khoa) 18

1.3.5.6 Bộ neo chất dẻo cốt thép của Trung Quốc 19

1.3.6 Các dạng gia cố kết hợp với neo 24

1.3.6.1 Bê tông phun 24

1.3.6.2 Lưới thép 29

2.1.1 Nguyên lý treo 33

2.1.2 Nguyên lý bản dầm 34

2.2 Nghiên cứu xác định các thông số của vì neo chất dẻo cốt thép 2.2 Nghiên cứu xác định các thông số của vì neo chất dẻo cốt thép 35

2.2.1 Xác định các thông số của vì neo chất dẻo cốt thép theo nguyên lý treo 35

2.2.1.1 Chiều dài thanh neo 35

2.2.1.2 Tính toán khả năng mang tải của neo 35

2.2.1.3 Xác định mật độ neo 36

2.2.1.4 Xác định khoảng cách giữa các neo 37

2.2.1.5 Số neo trên một vòng neo 37

2.2.2 Xác định các thông số của vì neo chất dẻo cốt thép theo nguyên 2.2.2 Xác định các thông số của vì neo chất dẻo cốt thép theo nguyên lý bản lý bản dầm 37

2.2.2.1 Khả năng mang tải của dầm tự nhiên 37

2.2.2.2 áp lực đất đá tác dụng lên dầm 38

2.2.2.3 Xác định chiều dày bản dầm 39

2.2.2.4 Chiều dài thanh neo 39

2.2.2.5 Khoảng cách giữa các vì neo 39

2.2.2.6 Tải trọng tác dụng lên 1 thanh neo 39

2.3 Tính 2.3 Tính toán các thông số bê tông phun.toán các thông số bê tông phun.toán các thông số bê tông phun 39

2.4 Sơ đồ công nghệ đào lò chống neo chất dẻo cốt thép kết hợp với bê tông phun phun 40

2.5 Tính toán hiệu quả kinh tế 2.5 Tính toán hiệu quả kinh tế 41 Chương 3: nghiên cứu khả năng áp dụng chống lò bằng vì neo chất dẻo cốt thép kết hợp với bê tông phun cho

3.1.1.5 Địa chất công trình tuyến lò xuyên vỉa mức +115 khu II 44

3.1.1.6 Sơ đồ vị trí và đặc điểm đường lò xuyên vỉa thông gió mức +115 khu II 45

3.1.2 Lò xuyên vỉa vận tải băng tải mức 3.1.2 Lò xuyên vỉa vận tải băng tải mức 40 và lò xuyên vỉa vận40 và lò xuyên vỉa vận40 và lò xuyên vỉa vận tải mức tải mức tải mức 40 40 mỏ than Nam Mẫu 46

3.1.2.1 Vị trí địa lý khu mỏ 46

3.1.2.2 Khí hậu khu mỏ 46

3.1.2.3 Đặc điểm địa chất thủy văn 47

3.1.2.4 Đặc điểm địa chất công trình 48

3.1.2.5 Sơ đồ vị trí và đặc điểm đường lò xuyên vỉa vận tải băng tải mức -40 49

3.1.2.6 Sơ đồ vị trí và đặc điểm đường lò xuyên vỉa vận tải mức -40 50

3.2 Thiết lập hộ chiếu và sơ đồ công nghệ chống lò bằng vì neo chất dẻo cốt thép kết hợp bê tông phun thép kết hợp bê tông phun 50

3.2.1 Thiết lập hộ chiếu chống neo chất dẻo cốt thép kết hợp bê tông phu 3.2.1 Thiết lập hộ chiếu chống neo chất dẻo cốt thép kết hợp bê tông phun n cho các đường lò lựa chọn 50

3.2.1.1 Lò xuyên vỉa thông gió mức +115 khu II mỏ than Vàng Danh 51

3.2.1.2 Lò xuyên vỉa vận tải băng tải mức -40 mỏ than Nam Mẫu 52

3.2.1.3 Lò xuyên vỉa vận tải mức -40 mỏ than Nam Mẫu 53

bª t«ng phun 55

3.2.2.2 C«ng t¸c l¾p dùng neo chÊt dÎo cèt thÐp 55

3.2.2.3 C«ng t¸c phun bª t«ng 58

3.2.2.4 KiÓm tra chÊt l−îng thi c«ng neo chÊt dÎo cèt thÐp 65

3.2.2.5 C«ng t¸c kiÓm tra kh¶ n¨ng mang t¶i cña neo chÊt dÎo cèt thÐp 71

3.2.2.6 ThiÕt kÕ ®iÒu chØnh trong qu¸ tr×nh thi c«ng 72

3.2.2.7 C¸c biÖn ph¸p an toµn khi thi c«ng neo chÊt dÎo cèt thÐp kÕt hîp bª t«ng phun 72

3.3 KiÓm tra kÕt cÊu b»ng phÇn mÒm Phase 2 3.3 KiÓm tra kÕt cÊu b»ng phÇn mÒm Phase 2 73

3.4 §¸nh gi¸ hiÖu qu¶ kinh tÕ 3.4 §¸nh gi¸ hiÖu qu¶ kinh tÕ 76

3.4.1 Lß xuyªn vØa th«ng giã møc +115 khu II má than Vµng Danh 76

3.4.1.1 Gi¸ thµnh x©y dùng mét mÐt lß chèng b»ng v× neo chÊt dÎo cèt thÐp kÕt hîp bª t«ng phun víi 9 neo/ vßng, b−íc chèng 1m/vßng 76

3.4.1.2 Gi¸ thµnh x©y dùng mét mÐt lß chèng b»ng v× thÐp SVP - 27 78

3.4.2 Lß xuyªn vØa vËn t¶i møc 3.4.2 Lß xuyªn vØa vËn t¶i møc 40 40 40 má than Nam MÉu.má than Nam MÉu 78

3.4.2.1 Gi¸ thµnh x©y dùng mét mÐt lß chèng b»ng v× neo chÊt dÎo cèt thÐp kÕt hîp bª t«ng phun víi 7 neo/ vßng, b−íc chèng 0.8m/vßng 78

3.4.2.2 Gi¸ thµnh x©y dùng mét mÐt lß chèng b»ng v× thÐp SVP - 22 80

3.4.3 Lß xuyªn vØa vËn t¶i b¨ng t¶i møc 3.4.3 Lß xuyªn vØa vËn t¶i b¨ng t¶i møc 40 má than Nam MÉu 40 má than Nam MÉu 80

3.4.3.1 Gi¸ thµnh x©y dùng mét mÐt lß chèng b»ng v× neo chÊt dÎo cèt thÐp kÕt hîp bª t«ng phun víi 9 neo/ vßng, b−íc chèng 1m/vßng 80

3.4.3.2 Gi¸ thµnh x©y dùng mét mÐt lß chèng b»ng v× thÐp SVP - 27 82

KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ 83

Tµi liÖu tham kh¶o Tµi liÖu tham kh¶o 85

tác chống giữ và ngược lại công tác chống giữ phải đảm bảo ổn định tốt công trình ngầm, có hiệu quả kinh tế-kỹ thuật cao, không gây cản trở và phải tạo ra năng suất cho công tác đào Đào và chống trong thi công công trình ngầm là hai vấn đề có mối quan hệ hữu cơ với nhau, không thể tách rời

Hiện nay có hai loại kết cấu chống được sử dụng rộng rãi trong công tác chống giữ công trình ngầm được là kết cấu chống bị động và kết cấu chống chủ động Các kết cấu chống đỡ bị động thì thường có kích thước lớn cho nên giá thành xây dựng cũng lớn và khó khăn cho công tác thi công Các kết cấu chống đỡ chủ động do tận dụng được khả năng mang tải vốn có của đất đá xung quanh công trình ngầm nên các kết cấu chống dạng này thường nhẹ hơn

và tiết kiệm chi phí hơn Kết cấu chống giữ trong các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh vẫn chủ yếu sử dụng là các kết cấu chống đỡ mang tính bị động như: khung chống thép, bê tông và bê tông cốt thép

Trong điều kiện khai thác ngày càng xuống sâu của các mỏ hầm lò, sự phức tạp của các điều kiện địa chất thì công tác chống giữ cho các đường lò cũng sẽ gặp nhiều khó khăn Hơn nữa, hiện nay, khối lượng các dự án khai thác xuống sâu và khối lượng các đường lò đá cần xây dựng trong các mỏ hầm

lò vùng Quảng Ninh là rất lớn Chính vì vậy, thực tiễn đặt ra một vấn đề là làm sao kết cấu chống giữ phải linh hoạt, phù hợp với những điều kiện địa chất khác nhau và giá thành xây dựng kết cấu chống giữ cũng phải giảm đi đồng thời nâng cao tốc độ đào lò

Cùng với những kết quả nhất định đã đạt được trong việc đẩy mạnh áp dụng công nghệ chống giữ các đường lò bằng vì neo chất dẻo cốt thép kết hợp

bê tông phun tại các đường lò đá trung bình và yếu vùng Quảng Ninh trong vài năm trở lại đây cho thấy vẫn tồn tại một số vấn đề về tính phù hợp của vì neo khi sử dụng độc lập cũng như khi sử dụng kết hợp với bê tông phun Tuỳ thuộc vào công năng sử dụng cũng như tiết diện khai đào của đường lò, tuỳ thuộc vào từng điều kiện địa chất thì đòi hỏi phải có được loại kết cấu chống giữ phù hợp cho mỗi vị trí của mỗi đường lò nhằm đảm bảo cho chi phí xây dựng đường lò là nhỏ nhất mà vẫn phải đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật, an toàn Vì vậy việc nghiên cứu khả năng áp dụng của loại kết cấu chống này là

điều cần thiết

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Xác định được khả năng áp dụng neo chất dẻo cốt thép kết hợp với bê tông phun trong chống lò xuyên vỉa đào qua đất đá trung bình và yếu

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Luận văn đi sâu nghiên cứu vào khả năng áp dụng neo chất dẻo cốt thép kết hợp với bê tông phun trong chống các lò xuyên vỉa đào qua đất đá trung bình và yếu (có hệ số kiên cố của đất đá f = 3 ữ 6) tại vùng Bắc Uông Bí với 3

đường lò xuyên vỉa thuộc hai mỏ than là:

- Lò xuyên vỉa thông gió mức +115 khu II mỏ than Vàng Danh

- Lò xuyên vỉa vận tải băng tải mức -40 mỏ than Nam Mẫu

- Lò xuyên vỉa vận tải mức -40 mỏ than Nam Mẫu

4 Nội dung nghi

4 Nội dung nghiên cứu.ên cứu.ên cứu

Luận văn nghiên cứu các vấn đề chính sau:

- Tổng quan về công tác chống giữ bằng neo chất dẻo cốt thép

- Cơ sở thiết kế hộ chiếu chống neo chất dẻo cốt thép kết hợp bê tông phun

6666 ýýý nghĩa khoa học và thực tiễn của đ nghĩa khoa học và thực tiễn của đ nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tàiề tàiề tài

Đưa ra cách nhìn tổng quan và những nhận định ban đầu về khả năng ứng dụng của kết cấu chống vì neo chất dẻo cốt thép trong công tác chống lò tại các đường lò đá trung bình và yếu, qua đó rút ra kết luận về phạm vi ứng dụng có hiệu quả của kết cấu chống vì neo chất dẻo cốt thép trong ngành than Việt Nam

Việc đánh giá khả năng ứng dụng vì neo chất dẻo cốt thép trong chống giữ các đường lò đá trung bình và yếu góp phần làm tăng hiệu quả kỹ thuật cũng như kinh tế cho các dự án sử dụng vì neo chất dẻo cốt thép trong công tác chống lò, đồng thời bản luận văn cũng là tài liệu tham khảo cho các nhà quản lý kỹ thuật xây dựng mỏ

7777 Cấu trúcCấu trúcCấu trúc luận văn luận văn luận văn

Luận văn bao gồm phần mở đầu, 3 chương và kết luận, 85 trang với 38 hình, 24 bảng

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Đào Văn Canh, người đã dành nhiều thời gian và công sức để hướng dẫn và giúp đỡ tác giả trong quá trình học tập cũng như hoàn thành luận văn tốt ngiệp

Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Xây dựng trường Đại học Mỏ - Địa chất, các cán bộ phòng Xây dựng công trình ngầm

và mỏ - công ty cổ phần tư vấn đầu tư mỏ và công nghiệp - Vinacomin đã giúp

đỡ tác giả trong suốt quá trình làm luận văn

Chương 1

Chương 1 Tổng quan Tổng quan Tổng quan về công tác chống giữ bằng neo về công tác chống giữ bằng neo

chất dẻo cốt thchất dẻo cốt thép.ép.ép

1.1 Những vấn đề chung về các đường lò đá

1.1 Những vấn đề chung về các đường lò đá vùng Quảng Ninh vùng Quảng Ninh vùng Quảng Ninh

Cùng với nhu cầu tiêu thụ than càng ngày lớn và yêu cầu về sản lượng than khai thác hàng năm tăng lên, khối lượng đào lò nhất là các đường lò xây dựng cơ bản cũng càng ngày càng tăng theo

Theo số liệu thống kê năm 2010 thì nhu cầu về đào lò (các đường lò xây dựng cơ bản và các đường lò chuẩn bị) của các đơn vị trong tập đoàn năm

2009 là 442108m trong đó các đường lò đào trong đá là 125799m chiếm 28,45%; năm 2010 là 489225m, lò đá là 127086m chiếm 26%; dự kiến đến năm 2015 là 622490m, lò đá là 152007m chiếm 24,42% Kế hoạch đào lò xây dựng cơ bản năm 2012 ữ 2015 của các mỏ hầm lò được thể hiện trong bảng 1.1 Bảng 1.1 Kế hoạch xây dựng cơ bản năm 2012

Bảng 1.1 Kế hoạch xây dựng cơ bản năm 2012 ữữữ 2015 c 2015 c 2015 của ủa ủa các mỏ hầm lò các mỏ hầm lò các mỏ hầm lò Năm kế

Năm kế hoạchhoạchhoạch 2012 2012 20132013 2014 2014 20152015 TổngTổng Mét lò 72 735 79 985 46 020 39 775 238 515

Kế hoạch đào lò xây dựng cơ bản của một số mỏ thuộc vùng Uông Bí trong năm 2012 được thể hiện ở bảng 1.2

Bảng 1.2 Kế hoạch đào lò xây dựng cơ bản năm 2012

Bảng 1.2 Kế hoạch đào lò xây dựng cơ bản năm 2012 một số mỏ một số mỏ một số mỏ

Quý IQuý I (m3333))))

Quý IIQuý II (m3333))))

Quý IIIQuý III (m3333))))

Quý IVQuý IV (m3333))))

1 Công ty Cổ phần than Vàng Danh 7 538 1 950 2 162 1 841 1 585

2 Công ty TNHH MTV than Uông Bí 10 378 2 632 2 620 2 638 2 483

3 Công tyTNHH MTV than Nam Mẫu 5 480 1 160 320 1 400 1 600 1

tông phun…

Các đường lò xuyên vỉa đá thường có hai chức năng chính là vận tải và thông gió, thời gian tồn tại của các đường lò xuyên vỉa đá là tương đối lớn Các đường lò xuyên vỉa đá hiện nay thường được thiết kế dạng vòm một tâm tường thẳng có tiết diện đào tương đối lớn, thậm chí có đường lò tiết diện

đào lớn hơn 20m2

1.2 Tình hình sử dụng các dạng kết cấu chống các lò đá trung bình và yếu.1.2 Tình hình sử dụng các dạng kết cấu chống các lò đá trung bình và yếu Hiện nay tại các đường lò đá trung bình và yếu kết cấu chống sử dụng vẫn chủ yếu là kết cấu chống truyền thống như vì thép lòng mo (SVP, AKMS) kết hợp với tấm chèn bê tông cốt thép, ngoài ra trong trường hợp đường lò đào qua lớp đá yếu thì thường sử dụng kết cấu chống tạm bằng vì thép sau đổ vỏ chống bê tông cố định

Khi sử dụng kết cấu chống vì thép có các ưu, nhược điểm sau:

- Ưu điểm:

+ Phù hợp với nhiều sơ đồ công nghệ khai thác;

+ Là kết cấu linh hoạt về hình dạng, kích thước;

+ Có khả năng kết hợp tốt với các loại kết cấu khác để tạo thành hệ kết cấu chống hỗn hợp như kết cấu chống vì thép - vì neo, vì thép - bê tông liền khối

- Bên cạnh đó kết cấu chống vì thép là loại kết cấu chống thụ động nên có các nhược điểm như:

+ Khả năng mang tải chậm;

+ Không tiếp xúc hoàn toàn với khối đá nên chịu tải trọng lệch;

+ Dễ bị ăn mòn trong môi trường làm việc có nước ngầm dẫn đến tuổi thọ không cao;

+ Bị ảnh hưởng lớn bởi chấn động gây ra do công tác nổ mìn;

+ Tiết diện đào và hệ số sức cản khí động học lớn;

- Dễ bị ăn mòn dưới tác động của nước ngầm

- Không có khả năng chịu tải ngay sau khi lắp đặt và không tận dụng

được khả năng tự mang tải của khối đá

- Vỏ chống bê tông cốt thép là thép lòng mo có chi phí kim loại lớn, giá thành cao, không thể đảm bảo tốc độ thi công cao

Do nhược điểm của các loại kết cấu chống vì thép, vỏ bê tông đổ tại chỗ

mà trong vài năm trở lại đây, tại một số mỏ khai thác hầm lò bắt đầu thử nghiệm kết cấu chống vì neo CDCT vào công tác chống lò tuy nhiên kết quả

đạt được là chưa nhiều do còn hạn chế về một số mặt như trang thiết bị, kinh phí đầu tư, kỹ thuật, vật liệu…

1.3 Tổng quan về phương pháp chống lò bằng vì neo chất dẻo cốt thép

1.3 Tổng quan về phương pháp chống lò bằng vì neo chất dẻo cốt thép

Kỹ thuật chống lò bằng neo chất dẻo cốt thép (CDCT) đã được sử dụng

từ thập niên 70 của thế kỷ trước tại các nước Mỹ, Anh, úc Tuy ra đời có muộn hơn neo bê tông cốt thép, nhưng do những ưu điểm nổi trội như: chịu lực ngay sau khi lắp đặt và khả năng mang tải cao (đến 30 Tấn/neo) nên neo

học than Trung Quốc có một đội ngũ chuyên nghiệp về kỹ thuật chống lò bằng vì neo CDCT có kinh nghiệm thực tiễn phong phú và có cơ sở lý luận hoàn chỉnh Sau hơn 20 năm áp dụng vì neo đến nay Trung Quốc đã hình thành được kỹ thuật đồng bộ chống vì neo trong đá và than bao gồm: đo lường quan trắc lực học địa chất, thiết kế hộ chiếu chống lò vì neo, nguyên liệu vì neo, công nghệ và máy móc thiết bị, dụng cụ thi công, các thiết bị đo đạc kiểm tra áp lực trong lò Hàng năm Trung Quốc áp dụng chống vì neo cho hơn 5600km đường lò, đồng thời áp dụng thành công chống lò bằng vì neo trong các điều kiện đặc biệt khó khăn như: các đường lò trong vỉa than dày,

đường lò có áp lực lớn, đường lò vách - trụ mềm, các điểm giao cắt, các ngã

ba có tiết diện lớn v.v

Theo thống kê sơ bộ cho thấy hàng năm ở Trung Quốc đưa vào sử dụng khoảng 30 triệu vì neo CDCT, ở Mỹ khoảng 20 triệu, úc: 15 triệu, Liên bang Nga: 2 triệu và ở Đức: 1,5 triệu vì neo chất dẻo

Ngoài việc áp dụng để chống các đường neo trong mỏ, neo CDCT còn

được sử dụng khi thi công các công trình ngầm giao thông và thủy điện

1.3.1.2 Tại Việt Nam

Tại Việt Nam, neo CDCT được áp dụng lần đầu tiên vào năm 1996, theo dự án của Australia tài trợ, gồm 2 mỏ:

- Mạo Khê: áp dụng chống 50m lò đá yếu xuyên vỉa mức -25;

- Vàng Danh: áp dụng chống lò than dọc vỉa +335 vỉa 6 Tây Vàng Danh và lò dọc vỉa than +135 vỉa 6 Cánh Gà;

Năm 1998: áp dụng tại Mỏ than Khe Chàm: Lò dọc vỉa than 14-5 quay Tây mức -10 được 42m chống hỗn hợp vì thép SVP-22 với neo CDCT, lò dọc vỉa than 14-4 mức -10 chống được 32m neo CDCT (chống độc lập);

Năm 2000-2001: tại Mỏ than Dương Huy đã tiến hành chống neo chất dẻo cốt thép của úc (do Nhật tài trợ) Đường lò chống neo CDCT là lò dọc vỉa than mức +100 vỉa 12 có tiết diện đào Sđ=9,6m2 Đã chống được 103m lò bằng vì neo CDCT kết hợp với vì thép SVP-22 Trình tự thử nghiệm ở đây là vì neo CDCT đóng vai trò gia cường

Năm 2009: Tại Quang Hanh đã áp dụng chống lò dọc vỉa thông gió mức -10 vỉa 13 khu II bằng neo CDCT kết hợp với lưới thép, tiết diện đào: 7,6m2 Đã hoàn thành chống neo CDCT độc lập được 50m

Tại công ty than Khe Chàm đã tiến hành chống neo CDCT cho đường lò dọc vỉa vận tải 13, 26/1 mức -250 Đến thời điểm này đã chống được 400m lò dọc vỉa bằng vì neo CDCT

Tuy nhiên sau 15 năm thử nghiệm áp dụng chống lò bằng neo CDCT,

do nhiều nguyên nhân khách quan cũng như chủ quan, kết quả ứng dụng neo chất dẻo và mục tiêu áp dụng trên diện rộng kết cấu chống này vẫn chưa đạt

được kết quả như mong muốn và còn nhiều vấn đề cần được nghiên cứu thêm 1.3

1.3.2222 Cấu tạo neo chất dẻo cốt thép Cấu tạo neo chất dẻo cốt thép (Hìn(Hình 1.1)h 1.1)h 1.1)

Neo CDCT là neo dính kết mà chất dính kết là chất dẻo, tuy hình dạng

và chất liệu neo mỗi nước khác nhau nhưng về cấu tạo và nguyên lý làm việc của các loại neo CDCT là đều tương tự nhau

Cấu tạo neo CDCT bao gồm:

hình 1.1 Cấu tạo neo chất dẻo cốt thép

1.3

1.3.3333 Nguyên lý làm việc và phạm vi sử dụng của neo chất dẻo cốt thép Nguyên lý làm việc và phạm vi sử dụng của neo chất dẻo cốt thép Nguyên lý làm việc và phạm vi sử dụng của neo chất dẻo cốt thép

- Đặc điểm của neo chất dẻo:

+ Neo CDCT chịu lực toàn thân và khả năng chịu tải từ 260 ữ 360KN; + Neo chất dẻo chịu lực sau khi lắp đặt từ 2 ữ 10 phút, hiện nay có rất nhiều loại neo CDCT có thể chịu tải ngay trong vòng vài chục giây sau khi lắp

đặt;

+ Neo CDCT chịu lực lâu dài trong môi trường ăn mòn của nước mỏ; + Neo CDCT đáp ứng được đầy đủ những hạn chế của neo bê tông cốt thép mà từ trước đến nay chúng ta đang sử dụng phổ biến trong ngành than

chất dẻo thanh

Về cơ bản hệ thống neo CDCT không khác gì so với công nghệ neo bê tông cốt thép ngoại trừ bê tông dính kết được thay thế bởi chất dẻo liên kết nhanh Đây cũng là một đặc điểm thuận lợi cho việc áp dụng neo chất dẻo thay thế cho neo bê tông cốt thép mà từ lâu ngành than vẫn quen sử dụng

- Nguyên lý làm việc của neo chất dẻo cốt thép:

Sau khi khoan xong lỗ khoan neo, tiến hành đưa các túi chất dẻo vào lỗ khoan Sau đó đưa thanh neo vào khuấy trộn ở tốc độ 300ữ500 vòng/phút, neo

được khuất trộn đến thời điểm gel hoá thì dựng lại, đủ thời gian để thực hiện phản ứng đóng rắn Sau đó xiết chặt đai ốc để kéo căng thanh neo Lực căng thân neo khi lắp đặt luôn luôn đảm bảo lớn hơn tải trọng tác dụng của các lớp

đất đá bao quanh đường lò nhằm tác dụng chống lại hiện tượng tạo nội ứng suất trong khối đá gây mất ổn định, mất khả năng liên kết giữa chúng Lực căng thân neo đạt giá trị tối thiểu để chống lại tự trọng của đất đá và áp lực của lò, giữ cho khối đá bao quanh đường lò không bị biến dạng, không bị tách lớp, đảm bảo ổn định của đường lò

- Neo chất dẻo cốt thép có phạm vi áp dụng rất rộng rãi:

+ Chống giữ các đường lò trong đất đá có độ cứng trung bình và yếu f ≤ 6; + Chống giữ các đường lò trong than;

+ Chống giữ các đường lò than có nóc là đất đá yếu v.v

- Có khả năng mang tải cực nhanh sau khi lắp đặt

- Lắp đặt dễ dàng và là kết cấu chống có hiệu quả cao tương ứng với tuổi thọ lâu bền

- Có khả năng mang tải cao trong điều kiện đá yếu và trung bình (f = 2 ữ 6)

hưởng xấu của công tác khoan nổ mìn tốt nhất Vì neo có khả năng lắp dựng trực tiếp ngay tại gương lò như khung chống tạm thời

+ Vì neo có tiềm năng cơ giới hóa toàn bộ qua trình chống giữ

+ Có yêu cầu chi phí vật liệu chống và vận tải vật liệu chống ít hơn so với kết cấu chống truyền thống

+ So với khung chống kim loại, vì neo cho phép giảm tiết diện đào và sức cản khí động học đường lò xuống 18% ữ 25%

b, Nhược điểm

+ Khó có thể lựa chọn đường kính lỗ khoan phù hợp cho quá trình nhào trộn và đông cứng của hỗn hợp chất dẻo cũng như rất khó để lấp đầy hoàn toàn khoảng trống hình vành khuyên giữa thanh thép và thành lỗ khoan + Mức độ đáng tin cậy khi sử dụng các túi chất dẻo trong điều kiện dưới ngầm không cao

+ Sử dụng chất dẻo có thể gây nguy hiểm khi thi công cũng như có thể gây lãng phí Tuổi thọ bền vững của chất dẻo không lớn (2 ữ 3 tháng), nếu không sử dụng kịp thời hỏi chất dẻo sẽ hỏng

+ Giá thành cao và hiện tại phần lớn vật liệu thi công phải nhập ngoại 1.3

1.3.5555 Một số loại neo chất dẻo cốt thép Một số loại neo chất dẻo cốt thép [7], [8]

1.3.5.1 Neo chất dẻo của Ba Lan

Chất dẻo mà nền công nghiệp Ba Lan đã chế tạo và thường dùng là: Pôlymal 100 và Pôlymal 103, trong đó Pôlymal 100 được sử dụng rộng rãi hơn

Đặc tính kĩ thuật của hai loại chất dẻo này được thể hiện ở bảng 1.3

Tùy thuộc vào tỉ lệ thành phần xúc tác có trong chất dẻo mà thời gian

đông kết của chất dẻo Pôlymal 100 mà thời gian đông kết của chất dẻo thay

đổi (thành phần chất xúc tác thay đổi từ 0,2-1% thi thời gian đông kết thay đổi

từ 54 phút xuống 12 phút)

1.3.5.2 Neo chất dẻo của úc (hãng Arnall)

Hiện nay úc là một trong những nước đi đầu về áp dụng neo CDCT để chống lò chuẩn bị và lò chợ Trong công nghiệp than của úc đã xuất hiện nhiều hãng chuyên sản xuất neo chất dẻo (hãng Arnall, ICI ) và những hãng chuyên sản xuất thiết bị khoan neo

Các loại neo chất dẻo của hãng Arnall có nhiều nhưng có thể tạm phân thành 5 nhóm:

- Thân xoắn thẳng đều (AH, AS, AX - neo CDCT)

- Đuôi mái chèo

- Loại nêm chẻ

- Loại nêm rút

- Loại thân cáp

Hình 1.2 Các loại cốt neo chất dẻo của úc

Các loại neo chất dẻo của hãng Arnall đều có đường kính nhỏ (Φ = 24mm) Chính vì vậy các lỗ khoan phục vụ cho neo cũng có đường kính

nhỏ, đường kính thông dụng là từ 26 ữ 28mm

Neo CDCT của hãng Arnall thì loại AX đường kính 24mm là loại được

sử dụng rộng rãi nhất ở úc Ưu điểm nổi bật của loại neo này là tiết diện

khuấy vuông và khả năng chịu tải rất lớn đến 340kN (34 Tấn)

Dưới đây là đặc điểm của neo CDCT loại AX do hãng Arnall chế tạo:

a, Chất dẻo

Túi chất dẻo có ba thành phần chính là chất dẻo polyeste, chất độn và chất xúc tác

Khi hợp chất được tạo thành sẽ là một dung dịch bán chặt lấy cốt thép

và đất đá thành lỗ khoan và đông cứng trong vòng một phút Có hai loại túi chất dẻo là đông cứng nhanh và rất nhanh, các loại túi này được phân biệt nhờ vào màu sắc của bao túi

Từ khi xuất xưởng, các túi chất dẻo được sử dụng theo niên hạn, phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản:

- 12 tháng trong nhiệt độ 150C

- 6 tháng trong nhiệt độ 250C

Bảng Bảng 1.1.1.4444 Các đặc tính kỹ thuật của Các đặc tính kỹ thuật của Các đặc tính kỹ thuật của thỏithỏithỏi chất chất chất dẻo dẻo dẻo

STT

STT Tên chỉ tiêuTên chỉ tiêu Đơn vị Đơn vị Khối lượngKhối lượng

7 Chiều dài thông thường thỏi chất dẻo mm 250;330;550;650;75

0;880

Hình 1.3 bộ neo chất dẻo cốt thép của úc

c, Êcu đầu ren

Có khả năng đạt được lực kéo đặt trước lớn hơn 30% so với loại cùng chịu một mômen tương tự

khả năng chịu lực và thích nghi với bề mặt lộ của nóc lò

Tấm đệm bướm được tạo ra các rãnh dùng để treo các vật nhẹ

Tấm đệm thường được chống gỉ bằng mạ kẽm hoặc bằng vật liệu mạ kẽm trước

1.3.5.3 Neo chất dẻo của Liên Xô cũ

Thành phần chất dẻo mà công nghiệp hóa mỏ của Liên Xô thường sử dụng là tổng hợp Pôlyeste không no Việc tổng hợp Polyeste không no được tiến hành theo dây chuyền công nghệ đặc biệt và tiếp đến là dây chuyền máy

đóng bao chất dẻo

Thành phần của chất dẻo được sản xuất ở Liên Xô cũ bao gồm: chất dẻo chính, chất kích thích, chất tăng tốc, chất độn, chất biến dính

1.3.5.4 Neo chất dẻo của CHLB Đức

Neo chất dẻo được đưa vào áp dụng ở Đức từ năm 1959 Kể từ đó neo dính kết toàn phần hay một phần thân neo được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau: chốt neo trong xây dựng nhà cao tầng, neo giữ đất đá trong xây dựng tuynen, xây dựng ngầm và là phương tiện chống giữ trong các

đường lò đá, lò khai thác của ngành mỏ

Hai hãng sản xuất neo CDCT nổi bật tại Đức là hãng DMT và hãng WILLICH

Cấu tạo của neo bao gồm hai bộ phận chính là:

- Thân neo và tấm đệm bằng thép

- Các thỏi chất dẻo

a, Thỏi chất dẻo

Trong một túi nhựa được gấp và hàn lại thành 2 ngăn người ta đổ chất dẻo vào ngăn (A) và chất đông cứng vào ngăn (B) Chất dẻo có chứa nhựa polyeste chưa bão hòa, styrol và chất độn Một đầu thỏi chất dẻo được chụp xoáy bằng một chụp nhựa có cánh xòe (C), cánh xòe có tác dụng giữ cho thỏi chất dẻo không tụt ra khỏi lỗ khoan

CÌc thõi chất dẽo Ẽưùc chế tỈo cọ kÝch thược khÌc nhau Ẽể dễ thÝch ựng vợi cÌc Ẽiều kiện sữ dừng (bảng 1.5)

NgoẾi ra còn cọ cÌc loỈi thõi chất dẽo vợi Ẽưởng kÝnh 24; 27mm

Nhở ẼÞnh lưùng chÝnh xÌc cÌc thẾnh phần chất dẽo nàn chất dẽo sau khi

ẼẬng cựng cọ Ẽờ bền cao

Bảng

Bảng 1 1 1.6666 ưặc tÝnh ký t ưặc tÝnh ký t ưặc tÝnh ký thuật huật huật thõi thõi thõi chất dẽo cũa CHLB ưực.chất dẽo cũa CHLB ưực.chất dẽo cũa CHLB ưực

LoỈi chất dẽo

LoỈi chất dẽo ườ bền nÐn N/mmườ bền nÐn N/mm2222 ườ bền kÐo khi uộn

N/mm2222

MẬ Ẽun ẼẾn hổi kN/ mm2222

Nhở cọ khả nẨng dÝnh bÌm cao nàn nhỳa Ẽ· ẼẬng cựng cọ thể truyền lỳc vẾo khội ẼÌ hay bà tẬng mẾ khẬng gẪy ra ựng suất nÐn làn bề mặt tiếp xục

Cọ thể chất tải Ẽến 100kN (10T) làn neo vợi chiều dẾi dÝnh kết lẾ 10cm, khi

Ẽọ mờt neo M33 cọ thể chÞu tải Ẽến giợi hỈn phÌ hũy lẾ 500kN (50T) nếu chiều dẾi dÝnh kết lẾ 50cm

Thời gian đông cứng của chất dẻo phụ thuộc vào loại chất dẻo, nhiệt độ của thỏi chất dẻo và khối đá, năng lượng cần thiết khi cắm neo

Thỏi chất dẻo có túi bọc dai và mềm mại nên có thể nhét vào các lỗ khoan không thẳng một cách dễ dàng Bộ phận chụp hình sao giữ cho thỏi chất dẻo không tụt ra khỏi lỗ khoan Túi chất dẻo có cấu tạo lớp nên các thỏi nhựa chắc chắn và sử dụng được khi điều kiện vẩn chuyển không tốt

Chất dẻo có thể sử dụng được trong vòng 6 tháng nếu bảo quản ở nhiệt

độ 200C

b, Thân neo

Thân neo được làm bằng thép gai, cứng với các đường kính khác nhau,

đầu neo nhọn, đuôi neo có tấm đệm

Hình 1.5 Cấu tạo thanh neo bằng thép

1.3.5.5 Neo chất dẻo chế tạo trong nước(trung tâm Polyme-trường đại học Bách Khoa)

Các chỉ tiêu cơ bản của chất dẻo chế tạo trong nước thể hiện ở bảng 1.7

1.3.5.6 Bộ neo chất dẻo cốt thép của Trung Quốc [3],[4]

Cấu tạo 1 thanh neo chất dẻo cốt thép hoàn chỉnh bao gồm: Thanh thép neo (cốt neo), bản đệm, bu lông neo, vòng đệm Kết cấu thanh neo đ−ợc mô tả nh− hình 1.6

Hình 1.6 Cấu tạo thanh neo chất dẻo cốt thép

a, Thanh neo (cốt neo)

Cốt neo là bộ phận chính của thanh neo, loại sử dụng cho dự án được làm từ thép có gờ nhằm tăng lực ma sát và khả năng bám dính giữa thân với chất dẻo Phần đầu thanh neo thường được cắt nhọn để dễ dàng chọc thủng túi chứa thái chất dẻo khi thi công, phần đuôi neo được gia công ren để vặn đai

Hình 1.7 Thanh neo và đầu neo

Hình 1.8 Cấu tạo đuôi neo

b, Bản đệm

Bản đệm được dùng nhằm mục đích phân bố đều tải trọng tác dụng tại

đuôi neo lên bề mặt khối đá Trong thiết kế sử dụng loại bản đệm cầu có thông số và kích thước như bảng1.9

BĨn kÝnh cđu mm 50

HÈnh 1.9 CÊu tÓo bộn ợơm cđu

c, Bu lỡng(ợai èc)

Bu lỡng lÌ bé phẹn ợố cè ợẺnh bộn ợơm, vắi thanh neo Do ợ−êng lß sö dông trong thêi gian dÌi, khộ nÙng bu lỡng bẺ lĨng vÌ lÌm giộm khộ nÙng lÌm viơc cĐa neo lÌ rÊt lắn nởn trong thiỏt kỏ sö dông loÓi bu lỡng chèng lĨng, ngoÌi ra loÓi bu lỡng nÌy cßn cã tĨc dông dù bĨo lùc khi l¾p ợật

Thỡng sè kü thuẹt cĐa bu lỡng (ợai èc) neo CDCT ợ−îc thố hiơn ẽ bộng 1.10

ỠÌ 22

ỠÌ 35

đò R50

ỠÌ 120

200

Bảng Bảng 1.1.1.101010 Thông số kỹ thuật bu Thông số kỹ thuật bu Thông số kỹ thuật bu llllông neo chất dẻoông neo chất dẻoông neo chất dẻo

Loại Bu lông

Loại Bu lông Đường kínhĐường kính

(mm)(mm)

á

áp lực đảm bảo p lực đảm bảo (KN)(KN)

MMôôôômen xoắn lúcmen xoắn lúcmen xoắn lúc llllắpắpắp đặt (N.m) đặt (N.m) đặt (N.m)

d, Vòng đệm

Để tăng lực ma sát giữ tấm đệm và bu lông thì giữa tấm đệm và bu lông

sử dụng vũng đệm ma sát tròn Đây là phương pháp làm cho tính năng lực

học của neo sớm phát huy tác dụng Vòng đệm nhựa có tính đàn hồi, có đường

kính từ 35ữ 45mm, đường kính và lỗ trên tấm đệm thẳng nhau, dày từ

3 ữ 5mm

Hình 1.11 Vòng đệm

e, Thỏi chất dẻo

Hình 1.12 Thỏi chất dẻo CK2360

Các thông số kỹ thuật của thỏi chất dẻo CK2360 sản xuất tại Trung Quốc đ−ợc thể hiện tại bảng 1.11

Bảng 1.11 Các thông số kỹ thuật của chất dẻo CK2360

Bảng 1.11 Các thông số kỹ thuật của chất dẻo CK2360

1111.3.3.3 6666 Các dạng gia cố kết hợp với neo Các dạng gia cố kết hợp với neo Các dạng gia cố kết hợp với neo

Neo CDCT có thể được sử dụng để chống độc lập, nhưng với các đường

lò đào qua lớp đá yếu thì thông thường neo CDCT được sử dụng kết hợp với

bê tông phun hoặc lưới thép hoặc kết hợp với cả lưới thép và bê tông phun để tạo thành một tổ hợp kết cấu chống

1.3.6.1 Bê tông phun

a, Khái quát chung

Bê tông phun là loại bê tông được tạo ra bằng công nghệ dùng khí nén vận chuyển hỗn hợp xi măng - cốt liệu khô theo ống dẫn tới vòi phun, trộn hỗn hợp với nước tại vòi phun rồi nhờ áp suất khí nén bắn dính lên bề mặt thi công Bê tông phun được áp dụng trong phạm vi sau:

- Tạo lớp chống phong hoá, chống đá rơi cục bộ cho các công trình ngầm

- Làm lớp bảo vệ chống ăn mòn cho cốt thép trong các kết cấu chống neo, thân neo bằng thép

- Làm lớp bảo vệ chống ăn mòn các khung cốt thép, lưới thép trong kết cấu khung chống sắt cho các đường hầm có thời gian tồn tại vĩnh cửu

- Tạo lớp bê tông gia cố bề mặt bảo vệ tường, nóc các đường hầm, tuynen, mái đê đập, mặt ta luy đường dân dụng, trần công trình dân dụng, công nghiệp khi khó ghép cốp pha đổ bê tông

- Tạo lớp bê tông gia cố hoặc chống thấm bảo vệ các công trình giếng nghiêng, giếng đứng tồn tại lâu dài

- Không sử dụng neo kết hợp bê tông phun cho các đường lò khai thác,

đường lò chống neo trong than

ứng dụng của bê tông phun ngày càng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng công trình ngầm là do các đặc điểm sau:

- Phủ và làm chặt được thực hiện đồng thời trong một công đoạn;

- Có thể phun phủ sớm trong mọi phạm vi khác nhau ;

- Trong thời kỳ bê tông phun đông cứng, vỏ bêtông phun mềm mại (linh hoạt) khi chịu uốn ;

- Có thể sử dụng phối hợp với neo, lưới thép, bê tông và khung thép Ngày nay bê tông phun không chỉ được sử dụng làm kết cấu chống tạm (kết cấu bảo vệ) mà còn làm kết cấu chịu tải trong hệ tổ hợp khối đá- vỏ bê tông phun

Hình 1.13 Hình ảnh đoạn đường lò được

phun bê tông kết hợp với neo

b, Phương pháp phun và ưu nhược điểm

Hiện nay bê tông phun được thi công chủ yếu bằng phương pháp phun khô hoặc phun ướt Mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng

Ưu, nhược điểm của 2 phương pháp phun khô và phun ướt được thể hiện ở bảng 1.12

Bảng 1.12 Ưu nhược điểm của hai phương pháp phun khô và phun

Bảng 1.12 Ưu nhược điểm của hai phương pháp phun khô và phun ướt ướt ướt Phương pháp phun khôPhương pháp phun khôPhương pháp phun khô

Ưu điểm:

+ Năng suất phun cao;

+ Cường độ bê tông phun cao ;

+ Công nghệ phun đơn giản, có thể

phối hợp toàn bộ các khâu công tác:

nhào trộn, vận chuyển và phun hỗn hợp

bê tông trong một dây chuyền công

nghệ duy nhất ;

+ Hỗn hợp được chuẩn bị ở dạng sấy

khô, chỉ khi đến vòi phun mới được

tiếp nước Vì vậy việc xử lý cũng đơn

giản khi có ách tắc, kẹt, không ảnh

hưởng đến chất lượng bê tông phun ;

Nhược điểm:

+ Lượng rơi lớn, gây lãng phí vật liệu,

lượng rơi trung bình khi phun khô là

khoảng 20- 30% ;

+ Lượng xuất bụi nhiều (tại đầu phun)

ảnh hưởng đến môi trường, sức khoẻ

của người lao động

Phương pháp phun ướtPhương pháp phun ướt

Ưu điểm:

+ Lượng rơi nhỏ (thường dưới 13%), lượng xuất bụi nhỏ tại đầu vòi phun (chỉ khoảng bằng 20% của phương pháp phun khô với cốt liệu khô) ; + Năng suất phun cao ;

+ Thành phần của hỗn hợp bê tông không có sự thay đổi đáng kể trong quá trình chuẩn bị, vận chuyển và phun nên ít có biến động về chất lượng ;

Nhược điểm:

+ Dễ bị chảy sệ lớp phun khi phun lên bề mặt ướt ( có xuất hiện nước trên bề mặt đất đá hay nước ngầm) + Cường độ lớp bê tông phun thấp hơn so với khi phun bằng hỗn hợp

bê tông phun khô, nên không dùng phụ gia

+ Dễ ảnh hưởng đến chất lượng lớp phun trong trường hợp xảy ra sự cố

ách tắc trong quá trình phun

+ Chất bổ trợ (hay độn)

Trong khi hình thành hỗn hợp, cần chú ý là hỗn hợp ban đầu thường khác hỗn hợp đã được nén ép trên bề mặt khối đá, do tổn thất vật liệu trong quá trình phun thông qua hiện tượng xuất bụi và rơi vật liệu do phản xạ (bắn ngược trở lại) Như vậy thành phần cấp phối sẽ thay đổi vì thành phần hạt thô

và mịn bắn ra khỏi hỗn hợp ban đầu ở các mức độ khác nhau

Loại vật liệu, chất lượng, phương thức chế tạo và sử dụng được thể hiện

ở các “quy chuẩn” khác nhau của mỗi nước

d, Lượng rơi và các giải pháp khắc phục, hạn chế

**** Khái niệm lượng rơi

Không phụ thuộc vào phương pháp phun (khô hay ướt), trong khi thi công ban đầu có một lượng bê tông phun bị rơi, hay phản xạ lại

Lượng rơi thực tế là một phần của hỗn hợp phun ban đầu không kết dính trên bề mặt phun và do vậy làm thay đổi thành phần cấp phối của hỗn hợp ban đầu, đương nhiên làm thay đổi cả tính chất cơ lý của bê tông phun so với hỗn hợp ban đầu Thành phần và trọng lượng của lượng rơi phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau

**** Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến lượng rơi

Từ các kết quả nghiên cứu phân tích tham khảo được cho thấy các yếu

tố ảnh hưởng có thể được xếp như sau:

- Công nghệ bêtông phun:

+ Khoảng cách từ đầu vòi phun đến bề mặt phun;

+ Tốc độ va đập của tia bê tông phun đến bề mặt phun;

+ Cấu tạo của vòi phun;

+ Có hay không có lưới tăng cường;

+ Chiều dày cần phun (mỏng hay dày)

**** Đánh giá và phân tích các yếu tố ảnh hưởng tới lượng rơi

Từ những kinh nghiệm thực tế khi nghiên cứu của nhiều tác giả thì các yếu tố

về công nghệ bê tông phun đã được đánh giá và phân tích như sau: