ĐÁ, KHỐI ĐÁ VÀ CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA CHÚNG(DÙNG CHO SINH VIÊN NGÀNH XDCTN VÀ XDCTN&MỎ)BỘ MÔN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ. TS. Trần Tuấn Minh

Cơ học đá và khối đá 1 ĐÁ, KHỐI ĐÁ VÀ CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA CHÚNG (DÙNG CHO SINH VIÊN NGÀNH XDCTN VÀ XDCTN&MỎ) Hà Nội, 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ Người so[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BỘ MÔN XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ ĐÁ, KHỐI ĐÁ VÀ CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA CHÚNG (DÙNG CHO SINH VIÊN NGÀNH XDCTN VÀ XDCTN&MỎ) Người soạn: TS Trần Tuấn Minh Hà Nội, 2014 Mục đích mơn học Nghiên cứu học đá có ý nghĩa viƯc më vØa thiÕt kÕ khai th¸c ViƯc khai thác khoáng sản hầm lò cần thiết phải sử dụng phơng pháp mở vỉa khác Nh đà biết thỡ để tiếp cận đợc với khối khoáng sản thỡ cần phải khai đào đờng lò đất đá để tiếp cận vỉa khoáng sản, không hiểu biết đặc tính khối đất đá đào qua khu vực để tiếp cận khoáng sản thỡ không thu lại đợc hiệu nh mong muốn Nhiều trờng hợp gây thiệt hại cho công tác khai đào môi trờng xung quanh Khi hiểu biết tính chất lý đất đá đa biện pháp khai đào đất đá, khoáng sản cách hợp lý cã tÝnh kinh tÕ h¬n ThiÕt kÕ kÕt cÊu chống gi đờng hầm lò Việc khai đào đờng hầm lò gây tợng ổn định đất đá xung quanh khoảng trống ngầm Do đó, ta phải chống gi ổn định cho khoảng trống ngầm, biết đợc biểu ổn định khối đá đa đợc biện pháp chống giữ thích hợp Cơ học đá cã thĨ gióp chóng ta cã hiĨu biÕt c¬ ổn định, dự đoán nh thiết kế đợc kết cấu chống gi ổn định khối đá xung quanh khoảng trống ngầm sau khai đào ổn định bờ mỏ, bÃi thải khai thác ây vấn đề cần thiết phải đợc quan tâm mỏ Cơ học đá cung cấp cho sinh viên nhìn khái quát dạng ổn định, phân tích động học ổn định việc chống gi ổn định Lựa chọn đợc phơng pháp khai đào, công cụ khai đào, phơng tiện để phá vỡ đất đá hợp lý Khi khai đào đất đá thiết cần phải xác định 2đợc phơng pháp khai đào, lựa chọn đợc công cụ nh phơng tiện phá vỡ đất đá Tuy nhiên, để làm Ti liu hc - phũng mượn phòng đọc trường đại học mỏ-địa chất Mẫu đá khối đá Mẫu đá khối ỏ Mẫu nguyên Một hệ khe nứt không sử dụng tiêu chuẩn Hoek - Brown Hai hệ khe nứt không sư dơng tiªu chn Hoek - Brown NhiỊu nøt Khèi đá bị nứt nẻ dầy đặc nh ngha v ỏ v ỏ ỏ Khi ỏ Đáy hồ: Canxít Đá Galena, Sphalerite, Pyrite Đá phiến bị phong hoá: Kaolin, Bauxite số loại đá phiến khác Đá cát kết bị phong hoá, Quartz Quặng bị phong hoá: Azurite, khoáng chất malachite, cuprite Các sông thung lũng: đá trầm tích: vàng, platin, kim cơng, magiê Các đá có nguồn gốc núi lửa: Fenspat, Quăczit, Olivin, Magiê, Mica Các đá cát kết biến chất: Quăczít Các đá vôi biến chất: Canxite, Đôlômít Garnet, mica, Fenspat 10 Các đá phiến biÕn chÊt: 11 C¸c vïng tiÕp xóc chun tiÕp: Garnet, khoáng c im cu trỳc ỏ Granít mài bóng vĩ mô phân bố không phân bố không đồng Cuội kết đồng Cát kết vi mô vi mô Cấu trúc phân bố - không a) vĩ mô không theo hớng đẳng hớng: đá kết tinh, trầm tích tính đồng phụ thuộc vào kích thớc không không đồng đồng nhất Khái niệm đồng không đồng tơng ứng với phạm vi nghiên cứu phân lớp không đẳng hớng : đá trầm tích, đá biến chất b) phân dải, phân phiếnkhông đẳng h ớng: đá biến chất ảnh hởng quy luật xếp mạng phần tử cấu trúc đến độ rỗng Cấu trúc vô hớng (a) có hớng (b) - Khe nứt; Đặc điểm cấu trúc đá, khối đá - lỗ rỗng; - độ mở khe nứt; - chất lấp nhét bên khe nứt; - tham số khe nứt: chiều dài, phương vị, góc dốc; … a) Mét hƯ khe nøt C¸c u tè thÕ n»m cđa khe nứt - Góc phơng vị (): Là góc đợc tạo đờng ph ơng hớng bắc hình chiếu đờng hớng dốc lên mặt phẳng ngang ( 900) - Góc dốc (): Là góc đợc tạo đờng hớng dốc hình chiếu lên mặt phẳng ngang b) Ba hệ khe nứt Tính liên tục khe nứ * Chiều dài khe nứt: Là kích thớc dài trung bình theo đờng hớng dốc * Chiều dầy khe nứt: Là khoảng cách trung bình từ bờ bên đến bờ bên khe nứt dọc theo đờng ph ơng phát triển khe nứt.Hình 1.4: Tính liên tục khe nứt * ChiỊu réng cđa khe nøt: Lµ kÝch thíc n nứt theo đ dài trung bình mặtK khe kn l ờng phơng * Mật độ khe nứt (Kkn): (khe nứt/mét dài) Trong đó: n - Số lợng khe nứt đếm đợc đoạn cần khảo sát đếm mắt (khe nứt) l - Chiều dài đoạn cần khảo sát số khe nứt (m) nhỏm bề mặt khe nứt, chất lấp nhét khet nt Nhám Phẳn g Bị phân bậc s phõn b khe nứt đá §é më BỊ réng Các c trng vt lý ca ỏ a Trọng lợng riêng: 0  G V G - Träng lỵng pha cøng đá điều kiện đợc sấy khô V- Thể tích pha cứng đá đà đợc sấy khô b Dung trọng G1 đá:V1 G1 - Trọng lợng thể tích mẫu đá điều kiện tự nhiên ®¸ V1 - ThĨ tÝch mÉu ®¸ ë ®iỊu kiƯn tự nhiên kể lỗ rỗng khe nứt Vn c Độ ẩm đá W V 100% r Vn - Thể tích nớc chứa toàn lỗ rỗng Vn = Vnc+ Vncvl Vnc - Nớc chứa lỗ rỗng Vncvl - Nớc liên kết vật lý Vr- Thể tích lỗ rỗng Đất đá khô: < W 40% Đất đá ẩm: 40 < W 80% Đất đá ớt: 80 < W 100% max  100  min  max   100 d Độ chặt đá (kk c): c max - Độ rỗng lớn đất đá tơi vụn - Độ rỗng nhỏ đất đá đợc đầm chặt trạng thái nguyên khối - Độ rỗng trung bình đất đá trạng thái tự nhiên < kc 0,33 - Trạng thái rời rạc 0,4 < kc 0,67 - Trạng thái chặt trung bình 10 0,68 < kc 1,0 - Trạng thái chặt