Nghiên cứu đề xuất quy trình tiêu chuẩn kiểm định kết cấu chống lò áp dụng trong các mỏ than vùng quảng ninh

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT KHIẾU THỊ HÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH TIÊU CHUẨN KIỂM ĐỊNH KẾT CẤU CHỐNG LÒ ÁP DỤNG TRONG CÁC MỎ THAN VÙNG QUẢNG NINH Ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình ngầm Mã số: 8580204 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Đào Viết Đoàn HÀ NỘI - 2018 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Tác giả luận văn Khiếu Thị Hà iii MỤC LỤC i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC BẢNG BIỂU vi MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CHỐNG LÒ VÙNG THAN QUẢNG NINH 1.1 Tổng quan loại kết cấu chống thép sử dụng đƣờng lò vùng Quảng Ninh 1.1.1 Kết cấu chống cứng thép 1.1.2 Kết cấu chống thép linh hoạt kích thước 1.1.3 Kết cấu chống thép linh hoạt hình dạng 1.2 Các loại thép sử dụng để chống lò vùng than Quảng Ninh 1.3 Kích thƣớc đƣờng lò than vùng Quảng Ninh 10 1.3.1 Các điều kiện để xác định lựa chọn tiết diện đường lị [4] 10 1.3.2 Kích thước tiết diện đường lò vùng Quảng Ninh 13 1.4 Nhận xét 15 CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC DẠNG PHÁ HỦY KẾT CẤU CHỐNG GIỮ TẠI CÁC ĐƢỜNG LÒ VÙNG THAN QUẢNG NINH .16 2.1 Các dạng phá hủy kết cấu chống thép hay gặp mỏ than vùng Quảng Ninh .16 2.1.1 Biến dạng bóp méo lị .16 2.1.2 Biến dạng bóp méo hơng lị 17 2.1.3 Xoắn thân thép 18 2.1.4 Vỡ đầu xà cột 19 2.1.5 Phá hỏng liên kết gông 20 2.1.6 Phá hủy kết cấu phía cơng trình .21 2.2 Các giải pháp khắc phục tƣợng phá hủy kết cấu chống 22 2.3 Nhận xét 24 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU CÁC MƠ HÌNH KIỂM ĐỊNH KẾT CẤU CHỐNG LỊ .25 3.1 Mơ hình phƣơng tiện kiểm định chống thép 25 iv 3.1.1 Các mơ hình phương tiện kiểm định chống thép hình vịm 25 3.1.2 Mơ hình, phương tiện kiểm định chống thép hình thang 33 3.2 Mơ hình phƣơng tiện kiểm định khớp ma sát chống thép SVP linh hoạt kích thƣớc 36 3.2.1 Mơ hình kiểm định khớp ma sát 36 3.2.2 Phương tiện kiểm định khớp ma sát 41 3.3 Đặc tính kỹ thuật trang thiết bị mơ hình kiểm định chống lò thép [16] .43 3.3.1 Trạm bơm thủy lực Y132M1-6 43 3.3.2 Kích thủy lực Larzep D02032 44 3.3.3 Cờ lê đo lực Insize IST-W850A .44 3.3.4 Cảm biến đo biến dạng Geokon 4000 .45 3.3.5 Máy phân tích thành phần kim loại Q8 Magellan 45 3.3.6 Bàn thử nghiệm ZS-4A 48 3.3.7 Máy nén đứng LY-1 49 3.4 Nhận xét 49 CHƢƠNG 4: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH TIÊU CHUẨN KIỂM ĐỊNH KẾT CẤU CHỐNG LÒ ÁP DỤNG TRONG CÁC MỎ THAN VÙNG QUẢNG NINH 51 4.1 Điều kiện làm việc kết cấu chống thép mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh 51 4.2 Xây dựng tiêu chuẩn kiểm định chống thép .52 4.2.1 Tiêu chuẩn kiểm định chống thép hình vịm 52 4.2.2 Tiêu chuẩn kiểm định chống thép hình thang .68 4.3 Quy trình kiểm định chống thép 77 4.3.1 Quy trình kiểm định chống thép hình vịm 77 4.3.2 Quy trình kiểm định chống thép hình thang 80 4.3.3 Quy trình kiểm định khớp ma sát 83 4.4 Nhận xét 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Kết cấu khung chống thép hình thang .5 Hình 1.2: Khung thép chống cứng hình vịm hình trịn Hình 1.3: Gông thép liên kết xà cột .6 Hình 1.4: Khung chống linh hoạt kích thước loại đoạn Hình 1.5: Khung chống linh hoạt kích thước loại đoạn Hình 1.6: Khung chống thép linh hoạt hình dạng Hình 2.1: Biến dạng móp méo lị .17 Hình 2.2: Biến dạng móp méo hơng lị .18 Hình 2.3: Biến dạng xoắn thân thép 19 Hình 2.4: Biến dạng vỡ đầu xà cột .20 Hình 2.5: Phá hủy liên kết gơng, chống bên hơng bị đẩy vào phía .21 Hình 2.6: Hiện tượng bùng xảy nhiều mỏ khu vực Quảng Ninh 22 Hình 3.1: Mơ hình thí nghiệm chống dạng đứng 26 Hình 3.2: Mơ hình thí nghiệm chống dạng nằm 26 Hình 3.3: Mặt thiết bị kiểm định chống .27 Hình 3.4: Sơ đồ mơ kích thủy lực tác động lên chống 31 Hình 3.5: Các kích thủy lực trạng thái làm việc 31 Hình 3.11: Mơ hình kiểm định xà (cột) chống thép hình thang 35 Hình 3.6: Khớp ma sát chống thép SVP linh hoạt .37 Hình 3.7: Mơ hình kiểm định khớp ma sát chống thép SVP linh hoạt 38 Hình 3.8: Một cảm biến lực đặt chân mẫu thử 38 Hình 3.9: Sơ đồ minh họa trình kiểm định khớp ma sát với 39 Hình 3.10: Kiểm định khớp ma sát với tải trọng động .39 Hình 3.11: Sơ đồ kiểm định khớp ma sát dạng đứng vị trí đặt cảm biến 42 Hình 3.12: Vị trí cảm biến đo lực dọc bu lông gông 42 Hình 3.13: Bơm thủy lực Y132M1-6 44 Hình 3.14: Cảm biến đo biến dạng Geokon 4000 .45 Hình 3.15: Máy phân tích thành phần kim loại Q8 Magellan 45 Hình 3.16: Bàn thử nghiệm ZS-4A 48 Hình 3.17: Máy nén đứng LY-1 49 Hình 4.1: Mặt cắt ngang thép hình chữ I 69 Hình 4.2: Sai lệch độ nghiêng chân độ võng bụng thép hình chữ I 70 Hình 4.3: Các vị trí đo đạc sau lắp dựng .79 Hình 4.4: Mơ hình kiểm định khớp ma sát .86 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Khoảng cách chống phụ thuộc vào hệ số kiên cố đất đá Bảng 1.2 Tổng hợp diện tích đường lò mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh 13 Bảng 3.1: Kích thước khoảng cách chống SVP theo tiết diện mẫu (SVP.1SVP.8) .28 Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật số loại thép lòng máng SVP phổ biến 29 Bảng 3.3: Khả mang tải giới hạn chống SVP.1-SVP.8 29 Bảng 3.4: Kích thước hình dạng thiết bị kiểm định chống thép hình vịm SVP linh hoạt .30 Bảng 3.5: Bảng liệt kê trang thiết bị kiểm định chống thép hình vịm 32 Bảng 3.6: Thông số kỹ thuật xà chống thép hình thang 33 Bảng 3.7: Thơng số kỹ thuật cột chống thép hình thang, .34 Bảng 3.8: Khả mang tải giới hạn xà (cột) chống thép hình thang (VC01÷VC-11) tiết diện mẫu 34 Bảng 3.9: Khoảng cách quy định gối tựa thí nghiệm 35 Bảng 3.10: Bảng liệt kê trang thiết bị kiểm định chống thép hình thang .36 Bảng 3.11: Diện tích thực thân bu lơng theo loại chống 40 Bảng 3.12: Khả mang tải khớp ma sát .40 Bảng 3.13: Danh mục trang thiết bị, vật tư mô hình kiểm định khớp ma sát 43 Bảng 3.14: Đặc tính kỹ thuật trạm bơm thủy lực Y132M1-6 43 Bảng 3.14: Đặc tính kỹ thuật kích thủy lực Larzep D02032 44 Bảng 3.15: Đặc tính kỹ thuật cờ lê đo lực 44 Bảng 3.16: Đặc tính kỹ thuật cảm biến đo biến dạng Geokon 4000 45 Bảng 3.17: Đặc tính kỹ thuật bàn thử nghiệm ZS-4A 48 Bảng 3.18: Đặc tính kỹ thuật máy nén đứng LY-1 49 Bảng 4.1: Bảng phân loại chống thép hình vịm 55 Bảng 4.2: Đặc tính kỹ thuật chống thép SVP hình vịm linh hoạt 57 Bảng 4.3: Tính chất lý thép nhóm CT5 58 Bảng 4.4: Khả mang tải khớp ma sát chống thép hình vịm 58 Bảng 4.5: Nội dung kiểm định chống 63 Bảng 4.6: Nội dung kiểm định khớp ma sát 65 vii Bảng 4.7: Hình thức phân loại mẫu 65 Bảng 4.8: Phương án lấy mẫu tham số chất lượng kiểm định xuất xưởng .66 Bảng 4.9: Phương án lấy mẫu tham số chất lượng kiểm tra kết cấu chống 66 Bảng 4.10: Kích thước đặc tính mặt cắt thép chữ I cán nóng 71 Bảng 4.11: Tính chất lý thép nhóm CT3 .72 Bảng 4.12: Các hạng mục kiểm định 75 Bảng 4.13: Phương án lấy mẫu tham số chất lượng kiểm tra xuất xưởng75 Bảng 4.14: Phương án lấy mẫu tham số chất lượng kiểm tra kết cấu .75 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Theo số liệu thống kê, chi phí vật liệu chống lị chiếm tỷ trọng lớn, đến 30-35% giá thành xây dựng mét lị Việc xác định loại hình kết cấu chống, chủng loại vật liệu chống giúp cho giảm chi phí chống giữ, góp phần giảm giá thành đào lị Để đạt u cầu trên, ngồi việc đánh giá, xác định điều kiện địa học đá khối đá cịn phải kiểm sốt chất lượng đầu vào loại hình kết cấu chống trước đưa vào sử dụng Việc đánh giá, xác định điều kiện địa kỹ thuật trước q trình đào lị mỏ tiến hành mức độ hạn chế theo báo cáo địa chất kinh nghiệm Việc kiểm sốt chất lượng chống tiến hành mức độ sơ sài, đơn giản nhìn mắt thường đo kích thước hình học… cịn việc xác định khả mang tải chống dừng lại tính tốn lý thuyết mà chưa thực đo đạc thí nghiệm thực tế Do cách làm nên nhiều kết cấu chống thừa bền không đủ bền Mặt khác, số mỏ hầm lị, số khu vực chống thép có tượng bị biến dạng, bóp méo, ổn định sau thời gian ngắn đưa vào sử dụng, khiến cho công ty than phải tiến hành chống xén lại nhiều lần Ngun nhân ngồi yếu tố liên quan đến điều kiện địa kỹ thuật, có ý kiến cho ngun nhân cịn chất lượng thép chế tạo chống chưa phù hợp với điều kiện mỏ ngày xuống sâu Trong thực tế lại có nhiều chủng loại thép đưa vào sử dụng thép An Khánh, thép Thái Nguyên hay thép nhập từ Ucaina,… vấn đề kiểm định chất lượng thép chống lò phịng thí nghiệm chưa thực Ở nước có cơng nghiệp than phát triển Nga, Ba Lan, Ukraina, Trung Quốc… người ta nghiên cứu, chế tạo trang bị thiết bị thí nghiệm đa dạng nhằm mục đích xác định xác điều kiện địa chất thông số học đá để đưa vào tính tốn áp lực mỏ Đồng thời người ta xây dựng phịng thí nghiệm kiểm định chống lị đưa tiêu chuẩn với quy trình kiểm định chống Các loại chống trước đưa vào sử dụng phải kiểm tra theo tiêu chuẩn quy trình ban hành, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sử dụng Tại Vùng than Quảng Ninh loại hình kết cấu chống trước đưa vào sử dụng chưa thực công tác kiểm định, tài liệu quy trình tiêu chuẩn kiểm định chưa ban hành để thực Chính vậy, việc nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu đề xuất quy trình tiêu chuẩn kiểm định kết cấu chống lò áp dụng mỏ than vùng Quảng Ninh” cấp thiết hoàn toàn xuất phát từ thực tiễn khách quan Hiện nay, mỏ than vùng Quảng Ninh thường sử dụng loại kết cấu chống gỗ, chống thép, neo, bê tơng phun, bê tông liền khối Do thời gian hạn chế nên tác giả đề xuất nghiên cứu với chống thép, loại chống sử dụng nhiều mỏ than, chiếm khoảng 80-90% khối lượng mét lị Mục tiêu Xây dựng quy trình tiêu chuẩn kiểm định kết cấu chống thép hình áp dụng mỏ hầm lò Vùng than Quảng Ninh Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Vì chống thép làm việc điều kiện mỏ hầm lị vùng than Quảng Ninh Nội dung - Tổng quan kết cấu chống lò vùng than Quảng Ninh - Nghiên cứu dạng phá hủy kết cấu chống giữ đường lò Vùng than Quảng Ninh - Nghiên cứu mơ hình kiểm định kết cấu chống lị - Nghiên cứu đề xuất quy trình tiêu chuẩn kiểm định kết cấu chống lò áp dụng mỏ than vùng Quảng Ninh - Kết luận kiến nghị Các phƣơng pháp nghiên cứu sử dụng luận văn - Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp: thu thập số liệu, phân tích, đánh giá xử lý số liệu, nghiên cứu lí thuyết kết hợp với điều kiện thực tiễn để giải vấn đề Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: Là sở đề xuất quy trình tiêu chuẩn kiểm định kết cấu chống linh hoạt thép mỏ than hầm lò - Ý nghĩa thực tiễn: Nếu kết áp dụng mỏ góp phần kiểm sốt chất lượng kết cấu chống, nâng cao độ ổn định cơng trình, giảm thiểu an tồn, giảm giá thành cơng trình nâng cao hiệu vốn đầu tư cho mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh Cấu trúc luận văn Luận văn gồm: Phần mở đầu, 04 chương, kết luận - kiến nghị, bảng biểu hình vẽ, trình bày 97 trang khổ giấy A4, với 34 bảng biểu, 33 hình vẽ Chương 1: Tổng quan kết cấu chống lò vùng than Quảng Ninh Chương 2: Nghiên cứu dạng phá hủy kết cấu chống giữ đường lò Vùng than Quảng Ninh Chương 3: Nghiên cứu mơ hình kiểm định kết cấu chống lò Chương 4: Nghiên cứu đề xuất quy trình tiêu chuẩn kiểm định kết cấu chống lị áp dụng mỏ than vùng quảng ninh Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Đào Viết Đồn, người tận tình hướng dẫn giúp đỡ tác giả suốt thời gian hoàn thành luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới phòng Xây dựng mỏ, Viện khoa học Công nghệ mỏ giúp đỡ cung cấp tài liệu để hoàn thành luận văn Ngoài tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo Bộ môn Xây dựng Cơng trình ngầm Mỏ, Khoa Xây dựng, trường đại học Mỏ - Địa chất tận tình hướng dẫn, trang bị kiến thức cho tác giả suốt trình học tập, nghiên cứu trường tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt trình thực luận văn Do kiến thức thời gian hạn chế nên luận văn chắn khơng thể tránh khỏi sai sót Rất mong nhận góp ý, trao đổi thầy cô bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn chỉnh 76 Khả chống giữ B 30 II B 30 II A 20 II Lấy mẫu lần xà Khả chống giữ Lấy mẫu lần cột Khả kháng cắt Lấy mẫu mối nối lần 0, 1 0, 1 0, 1 9.5 Nguyên tắc đánh giá kết kiểm định Nếu tất hạng mục kiểm định đạt tiêu chuẩn đánh giá sản phẩm đạt tiêu chuẩn Nếu có hạng mục khơng đạt kiểm định lại, kiểm định lại đạt tiêu chuẩn đánh giá sản phẩm đạt, ngược lại đánh giá sản phẩm khơng đạt 10 Đánh dấu, đóng gói, vận chuyển, bảo quản 10.1 Đánh dấu - Đánh dấu chống phải rõ ràng, không sửa đơn vị sản xuất lô sản phẩm - Mỗi lơ chống phải có chứng nhận đạt tiêu chuẩn chất lượng, chứng nhận phải thể rõ: Tên sản phẩm; Mã hiệu sản phẩm; Tên xưởng sản xuất địa chỉ; Mã số tiêu chuẩn sản phẩm 10.2 Đóng gói Vì chống dùng cách đóng gói hở 10.3 Vận chuyển Khi vận chuyển chống, chất hàng hạ hàng không quẳng ném; phải lưu ý cột chống, xà phụ kiện không để hư hại 10.4 Bảo quản Vì chống phải đặt nơi khô ráo; tránh mưa, ngâm nước, đề phịng rỉ sét ăn mịn 77 4.3 Quy trình kiểm định chống thép 4.3.1 Quy trình kiểm định chống thép hình vịm Trên sở sở tiêu chuẩn MT/T 882-2000 Trung Quốc, báo cáo tiến hành xây dựng quy trình kiểm định chống thép hình vịm phù hợp với điều kiện mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh sau: Phạm vi áp dụng - Quy trình kỹ thuật sử dụng để kiểm định chống thép SVP hình vịm linh hoạt - Quy trình kỹ thuật quy định bước để tiến hành kiểm tra: + Kích thước chống sau lắp dựng; + Khả mang tải chống Các tiêu chuẩn trích dẫn tham khảo Trong tiêu chuẩn sử dụng tiêu chuẩn: - TCVN 4794:1989: Sai số cho phép đo kích thước đến 500 mm với dung sai không dẫn - GB/T 222-2006, Trung Quốc: Độ sai lệch thành phần hóa học sản phẩm thép - TCVN 197:2002: Vật liệu kim loại – Phương pháp thử kéo nhiệt độ thường - TCVN 7790-2007: Quy trình lấy mẫu để kiểm tra định tính - ISO 2859-2:1985: Quy trình lấy mẫu để kiểm tra định tính - Phương án lấy mẫu xác định theo giới hạn chất lượng (LQ) để kiểm tra lơ riêng biệt - GB 2829-1987: Trình tự lấy mẫu kiểm tra định kỳ biểu lấy mẫu Định nghĩa thuật ngữ Xem mục 4.2.1 (3 Thuật ngữ định nghĩa) Thiết bị dụng cụ kiểm định 4.1 Thước thẳng, thước cuộn, thước cặp Để kiểm tra kích thước chống, chiều dài khớp ma sát sử dụng dụng cụ đo thước thẳng, thước cuộn, thước cặp 78 4.2 Khuôn mẫu Độ cong xà cột đo kiểm tra khuôn mẫu 4.3 Thiết bị kiểm định khả mang tải chống - Sử dụng thiết bị kiểm định hình trịn, đặt nằm mặt đất để kiểm định khả mang tải chống thép hình vịm - Thiết bị kiểm định sử dụng kích thủy lực, bố trí điểm gia tải Mỗi kích thủy lực có khả gia tải không nhỏ 150 kN Lấy mẫu kiểm định Để kiểm định xuất xưởng, sử dụng phương án lấy mẫu lần theo tiêu chuẩn ISO 2859-2:1985 (xem bảng 4.8) Trình tự kiểm định Tiến hành kiểm định chống theo trình tự đây: Bước 1: Đưa cột chống vào ổ chân cột khung kiểm định, chân cột phải tiếp xúc hoàn toàn với đáy ổ chân cột Tiến hành dịch chuyển ổ chân cột cho đảm bảo chiều rộng thiết kế Sau xiết chặt đai ốc cố định ổ chân cột khung kiểm định Bước 2: Lắp dựng hoàn thiện chống, đo chiều rộng chiều cao chống kích thước từ 1-6 (hình 4.3) sau lắp dựng Bước 3: Căn vào vị trí khớp ma sát chống mà bố trí điểm gia tải Lực gia tải dự kiến ban đầu điểm không lớn 10 kN Bước 4: Đo chiều dài ban đầu khớp ma sát Bước 5: Tiến hành gia tải Các kích thủy lực điểm gia tải tỷ lệ theo công thức (1) (2) hình 3.11 để tiến hành gia tải Trong trình kiểm định, mức độ gia tải khống chế 10÷2 kN/phút F4 = F5 = F6 = 2F3 = 2F7 = 2F1 = 2F2 = 2F8 = 2F9 (1) Hoặc: F3= F4 = F5 = F6 = F7 = 2F1= 2F2 = 2F8 = 2F9 (2) Trong đó, F1 ÷ F9 lực tác động lên chống điểm gia tải Cơng 79 thức (1) (2) xây dựng dựa sở tiêu chuẩn kiểm định chống thép hình vịm phân tích phân bố áp lực mỏ thường gặp mỏ hầm lị vùng Quảng Ninh Hình 4.3: Các vị trí đo đạc sau lắp dựng Trong trình gia tải, ghi chép khả mang tải ban đầu, khả mang tải định mức, chiều dài khớp ma sát độ linh hoạt khớp ma sát vào sổ theo dõi Trong trình gia tải, nếu: - Khả mang tải ban đầu không thỏa mãn tạm dừng kiểm định điều chỉnh lại đai ốc gông liên kết Khi điều chỉnh lần mà khả mang tải chống khơng đạt u cầu chấm dứt q trình kiểm định - Khả mang tải chống phạm vi gấp từ 1÷1,5 lần khả mang tải định mức độ linh hoạt khớp ma sát đạt giá trị quy định tiêu chuẩn kiểm định chống thép SVP hình vịm dừng kiểm định, quan sát xem chống có xuất vết nứt khơng - Khả mang tải chống lớn khả mang tải định mức tổng mức dịch chuyển trượt khớp ma sát không thỏa mãn tổng mức dịch chuyển trượt khớp ma sát đạt gấp 1,5 lần giá trị quy định khả mang tải chưa đạt khả mang tải định mức tạm dừng kiểm định, điều chỉnh lại đai ốc gông tiếp tục, số lần điều chỉnh không lần Kết kiểm định 7.1 Ghi chép số liệu kiểm định - Chất lượng bề ngồi chống sau lắp dựng; 80 - Tổng chiều cao chiều rộng chống; - Chiều dài ban đầu khớp ma sát; - Độ phẳng chống; - Khả mang tải, biến dạng, dịch chuyển 7.2 Đánh giá kết kiểm định Vì chống xem đạt yêu cầu khả mang tải kích thước chúng đáp ứng tất quy định nêu Tiêu chuẩn kiểm định chống thép SVP hình vịm linh hoạt 7.3 Báo cáo kết kiểm định Biên kiểm định ghi rõ nội dung: - Đơn vị sản xuất; - Ngày sản xuất; - Ngày, phương thức lấy mẫu; - Ngày kiểm định; - Số liệu kiểm định; - Trạng thái mẫu thử sau kiểm định; - Chữ ký người kiểm tra; - Ký, đóng dấu quan chủ quản 4.3.2 Quy trình kiểm định chống thép hình thang Trên sở tiêu chuẩn MT 194-2000 Trung Quốc, báo cáo tiến hành xây dựng quy trình kiểm định chống thép hình thang phù hợp với điều kiện mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh sau: Phạm vi áp dụng - Quy trình kỹ thuật sử dụng để kiểm định chống thép chữ I dùng mỏ hầm lị; - Quy trình kỹ thuật quy định bước để tiến hành kiểm tra: + Kích thước chống sau lắp dựng; + Khả mang tải xà (cột) chống thép chữ I Các tiêu chuẩn trích dẫn tham khảo 81 Trong tiêu chuẩn sử dụng tiêu chuẩn: - TCVN 4794:1989: Sai số cho phép đo kích thước đến 500 mm với dung sai khơng dẫn - TCVN 7790-2007: Quy trình lấy mẫu để kiểm tra định tính - TCVN 1655 – 75: Thép cán nóng – thép chữ I Cỡ, thơng số kích thước - TCXDVN 338 - 2005: Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế - ISO 2859-2:1985: Quy trình lấy mẫu để kiểm tra định tính - Phương án lấy mẫu xác định theo giới hạn chất lượng (LQ) để kiểm tra lô riêng biệt - GB 2829-1987, Trung Quốc: Trình tự lấy mẫu kiểm tra định kỳ biểu lấy mẫu Định nghĩa ký hiệu Xem mục 4.2.2 (3 Định nghĩa kí hiệu) Thiết bị dụng cụ kiểm định 4.1 Thước thẳng, thước cuộn Sử dụng thước thẳng, thước cuộn để đo kích thước xà (cột) chống, đế cột hay kích thước chống sau lắp dựng 4.2 Thiết bị kiểm định khả mang tải xà (cột) chống thép hình thang Sử dụng thiết bị kiểm định kiểu đứng với khả gia tải không nhỏ 250 kN để kiểm định khả mang tải xà (cột) chống thép hình thang Sai lệch đọc số máy nén không 1% 4.3 Thước thẳng, thước cuộn Để đo chiều dài ban đầu khớp ma sát, chiều dài khớp ma sát trạng thái cứng, độ linh hoạt khớp ma sát 4.4 Áp lực kế, lực kế Dùng để đo lực từ máy nén 4.5 Cảm biến biến dạng máy thủy chuẩn Sử dụng để đo độ võng, chuyển vị xà (cột) chống Đo độ võng, chuyển vị thiết bị đo học có giá trị vạch chia không lớn 0,01 mm, máy thủy 82 chuẩn đầu đo điện tử (sensor) Mẫu thử nghiệm Sử dụng phương án lấy mẫu lần theo tiêu chuẩn ISO 2859-2:1985 để tiến hành kiểm định xuất xưởng Hình thức phân loại mẫu phương án lấy mẫu xem bảng 4.14 Trình tự kiểm định 6.1 Trình tự kiểm tra kích thước chống - Đưa chống lên mặt phẳng lắp đặt hồn chỉnh, sau dùng thước thẳng kim loại đo kiểm tra tổng chiều cao chiều rộng chống Vì chống sau lắp dựng, sai số cho phép chiều cao ±15 mm, sai số cho phép chiều rộng ±20 mm - Đế cột chống dùng thước cuộn thước thẳng kiểm tra Kích thước đảm bảo theo quy định - Tình trạng tiếp xúc mối nối chống dùng mắt thường kiểm tra Mối nối chống phải ăn khớp nhau, đảm bảo khơng xảy tượng tiếp xúc điểm tiếp xúc đường 6.2 Trình tự kiểm định khả mang tải - Để kiểm tra khả mang tải xà cột chống sử dụng phương pháp uốn xà cột mơ hình đơn giản hình 3.11 - Khoảng cách gối tựa phải phù hợp với quy định bảng 3.10 - Trong trình kiểm định, yêu cầu liên tục gia tải đều, tốc độ gia tải phải khống chế phạm vi 500±50N/s Khi tải trọng khơng thể tăng thêm dừng kiểm định Ghi chép lại giá trị tải trọng lớn mà hệ thống kiểm tra áp lực hiển thị Kết kiểm định phải thỏa mãn theo quy định Tiêu chuẩn kiểm định chống thép hình thang Kết kiểm định 7.1 Ghi chép số liệu kiểm định - Kích thước xà (cột), đế cột, chiều cao chiều rộng chống; - Khả mang tải xà; 83 - Khả mang tải cột 7.2 Đánh giá kết kiểm định Vì chống kiểm định xem đạt yêu cầu kích thước khả mang tải chúng đáp ứng quy định nêu Tiêu chuẩn kiểm định chống thép hình thang 7.3 Báo cáo kết kiểm định Kết kiểm định lập thành văn lưu sở kiểm định, phòng quản lý kỹ thuật phòng kiểm tra chất lượng sản phẩm Biên kiểm định ghi rõ nội dung: - Đơn vị sản xuất; - Ngày sản xuất; - Ngày, phương thức lấy mẫu; - Ngày kiểm định; - Số liệu kiểm định; - Trạng thái mẫu thử sau kiểm định; - Chữ ký người kiểm tra; - Ký, đóng dấu quan chủ quản 4.3.3 Quy trình kiểm định khớp ma sát Trên sở tiêu chuẩn kiểm định MT 326-93 Trung Quốc, báo cáo tiến hành xây dựng quy trình kiểm định khớp ma sát chống thép hình vịm phù hợp với điều kiện mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh sau Phạm vi sử dụng - Quy trình kỹ thuật sử dụng để kiểm định khớp ma sát chống thép SVP hình vịm linh hoạt mỏ than hầm lị; - Quy trình kỹ thuật quy định bước để tiến hành kiểm tra khả mang tải khớp ma sát chống thép SVP hình vịm linh hoạt Tiêu chuẩn trích dẫn tham khảo - Tiêu chuẩn MT 326-93, Trung Quốc: Gơng kẹp chống thép chữ U linh hoạt 84 - Tiêu chuẩn Q/HBKJ 020-2007, Trung Quốc: Gơng kẹp chống thép chữ U dùng mỏ hầm lị - TCVN 1916 – 76: Bu lơng, vít cấy, đai ốc – Yêu cầu kỹ thuật Định nghĩa thuật ngữ - Gông kẹp: Là phận khớp ma sát, có tác dụng liên kết khố chặt đoạn chống chống thép hình vịm linh hoạt - Mẫu thử nghiệm: Là kết cấu thử nghiệm dạng thẳng, sau lắp ghép đoạn thép SVP gông kẹp, đệm đai ốc, tác dụng cấu tạo áp lực định hướng thực dịch chuyển tương đối - Khả mang tải khớp ma sát: Là lực ma sát chống lại việc sinh dịch chuyển tương đối đoạn thép hình SVP tác động ngoại lực - Khả mang tải làm việc lớn nhất: Khi gông kẹp trạng thái định lực siết đai ốc, mẫu thử nghiệm có khả mang tải lớn - Khả mang tải làm việc nhỏ nhất: Khi gông kẹp trạng thái định lực siết đai ốc, mẫu thử nghiệm có khả mang tải nhỏ - Khả mang tải làm việc trung bình: Khi gơng kẹp trạng thái định lực siết đai ốc, mẫu thử nghiệm có khả mang tải ổn định - Chiều dài ban đầu khớp ma sát: Là phần lồng vào hai đoạn chống (tại khớp ma sát) thời điểm trước chống chịu tải Ký hiệu lo - Chiều dài khớp ma sát trạng thái cứng: Là phần lồng vào hai đoạn chống khớp ma sát chống trạng thái cứng Ký hiệu l1 - Độ linh hoạt khớp ma sát: Độ dịch chuyển tương đối cho phép mối liên kết cấu kiện thép hình chống l = l1 - lo Thiết bị dụng cụ kiểm định 4.1 Thiết bị kiểm định khả mang tải khớp ma sát Sử dụng thiết bị kiểm định kiểu đứng, áp lực định mức khơng nhỏ 150 kN, hành trình khơng nhỏ 350 mm, tự động vẽ đường đặc tính 85 khả mang tải làm việc độ dịch chuyển trượt mẫu thử nghiệm Sai lệch đọc số máy nén không 1% 4.2 Thước thẳng, thước cuộn Để đo chiều dài ban đầu khớp ma sát, chiều dài khớp ma sát trạng thái cứng, độ linh hoạt khớp ma sát 4.3 Áp lực kế, lực kế Dùng để đo lực từ máy nén, lực dọc bu lông gông 4.4 Cảm biến biến dạng máy thủy chuẩn Sử dụng để đo độ võng, chuyển vị khớp ma sát Các dụng cụ có độ xác tới 0,1 mm Cần chọn tính kĩ thuật thiết bị phù hợp với giá trị đo độ võng, chuyển vị cần đo Lấy mẫu kiểm định Chọn đoạn thép SVP thẳng, dài 800 mm/đoạn ghép lại với nhau, đoạn ghép nối dài 400 mm lắp đặt khớp ma sát theo yêu cầu thiết kế (tùy vào loại thép SVP mà lắp đặt khớp ma sát theo quy định) Sử dụng phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên kiểm định xuất xưởng kiểm định kết cấu Cứ 500 gông kẹp phân thành lô, nhiều 100 500 phân thành lơ riêng Kiểm định xuất xưởng cần lấy mẫu kiểm nghiệm ngẫu nhiên bộ/1 lô sản phẩm Kiểm định kết cấu cần lấy mẫu kiểm nghiệm ngẫu nhiên bộ/ lơ sản phẩm Trình tự kiểm định Tiến hành kiểm định khớp ma sát theo trình tự đây: Bước 1: Đưa mẫu thử nghiệm đặt lên máy nén, hai đầu mẫu thử nghiệm phải đặt đệm thép, Bước 2: Dưới tác dụng áp lực dọc trục thiết bị tiến hành kiểm định khả mang tải mức dịch chuyển trượt mẫu thử nghiệm, xem hình 4.4 - Khi kiểm định, tốc độ gia tải phải chậm, tốc độ gia tải lớn khơng q kN/s 86 Hình 4.4: Mơ hình kiểm định khớp ma sát - Trong q trình gia tải, liên tục ghi chép giá trị khả mang tải vị trí dịch chuyển, đồng thời vẽ đường đặc tính mối quan hệ khả mang tải làm việc mức độ dịch chuyển trượt - Mỗi loại khớp ma sát phải thử nghiệm lần, kết thử nghiệm lần phải phù hợp với quy định Tiêu chuẩn kiểm định chống thép hình vịm - Khi làm kiểm định lặp lại, phải thay đồng thời mẫu thử thép SVP khớp ma sát - Sử dụng dụng cụ đo góc kiểm tra góc nghiêng Kết kiểm định 7.1 Ghi chép số liệu kiểm định - Chiều dài ban đầu khớp ma sát; - Chiều dài khớp ma sát trạng thái cứng; - Độ linh hoạt khớp ma sát; - Khả mang tải làm việc nhỏ nhất, lớn trung bình 7.2 Đánh giá kết kiểm định Khi tính lực học đạt tiêu chuẩn tồn bộ, chất lượng gia cơng có tỷ lệ đạt tiêu chuẩn lớn 85% phán định sản phẩm đạt tiêu chuẩn Tính lực học không đạt tiêu chuẩn chất lượng gia công có tỷ lệ đạt tiêu chuẩn nhỏ 85% phán định sản phẩm không đạt tiêu chuẩn 7.3 Báo cáo kết kiểm định Biên kiểm định ghi rõ nội dung: - Đơn vị sản xuất; - Ngày sản xuất; 87 - Ngày, phương thức lấy mẫu; - Ngày kiểm định; - Số liệu kiểm định; - Trạng thái mẫu thử sau kiểm định; - Chữ ký người kiểm tra; - Ký, đóng dấu quan chủ quản 4.4 Nhận xét - Vì chống thép sử dụng đường lò vùng Quảng Ninh chịu tác động khắc nghiệt tác nhân gây hư hại: điều kiện địa chất phức tạp, nước ngầm xâm thực gây han rỉ chống, khí độc hại mơi trường hầm lị làm biến đổi tính chất thép, ảnh hưởng công tác thi công… dẫn đến chống dễ bị biến dạng, phá hủy - Tiêu chuẩn kiểm định chống cần tuân theo tiêu chuẩn, quy chuẩn, quy phạm ban hành nước ta Những tiêu chuẩn mà Việt Nam chưa có vận dụng tiêu chuẩn nước ngồi, cần xem xét để phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam - Quy trình kiểm định chống thép cần tiến hành theo bước, từ chất lượng thép đầu vào để sản xuất chống, kích thước hình dạng chống sau gia công, khả mang tải kết cấu chống, đến công tác thi công lắp dụng kết cấu chống, phả đảm bảo đầy đủ yếu tố cần kiểm định phù hợp với loại kiểm định cụ thể Trong q trình kiểm định, cơng tác cần giám sát chặt chẽ, đảm bảo chất lượng kết kiểm định 88 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong đường lò vùng mỏ Quảng Ninh sử dụng nhiều loại kết cấu chống gỗ, chống thép hình, neo, bê tơng phun,… chiếm khối lượng sử dụng lớn chống thép hình, chiếm 85-90% khối lượng mét lị, đặc biệt chống thép linh hoạt kích thước Vì chống thép có hình thức biến dạng như: móp méo lị, hơng lị, chống bị xoắn vỏ đỗ, gơng bị phá hủy, nứt vỡ đầu xà, cột… Có hai nhóm ngun nhân gây biến dạng, phá hủy chống thép điều kiện địa chất, địa chất thủy văn điều kiện địa kỹ thuật Một số nguyên nhân kết cấu chống không đảm bảo khả làm việc trước đưa vào sử dụng, chống khơng kiểm định, đánh giá chất lượng xem có phù hợp với thiết kế hay khơng, có đảm bảo khả chịu tải khơng, dẫn đến kết cấu nhiều thiếu thừa bền Trong điều kiện mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh tác giả đề xuất mơ hình, tiêu chuẩn, quy trình kiểm định chống thép hình thang, chống thép linh hoạt kích thước, kiểm định khớp ma sát chống thép linh hoạt kích thước Bài viết dừng lại việc nêu mơ hình, tiêu chuẩn, quy trình kiểm định chống thép dựa vào điều kiện, liệu có tài liệu tham khảo, tiến hành thực thi thực tế cần nghiên cứu, đánh giá lại cho phù hợp với trường hợp cụ thể 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO Võ Trọng Hùng, Phùng Mạnh Đắc, 2005, Cơ học đá ứng dụng xây dựng cơng trình ngầm khai thác mỏ Đỗ Trọng Tiến, Trường Cao đẳng công nghiệp & xây dựng, Bài giảng môn học Đào chống lò Trần Tuấn Minh, 2014, Cơ học tính tốn kết cấu chống giữ Cơng trình ngầm, Nhà Xuất Xây dựng QCVN 01: 2011/BCT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn khai thác than hầm lò QCVN 01: 2011/BCT Quy phạm Kỹ thuật khai thác hầm lò than diệp thạch 18-TCN-5-2006 (Ban hành kèm theo Quyết định số 35/2006/QĐ-BCN ngày 13 tháng 10 năm 2006 Bộ trưởng Bộ Cơng Thương) Tiêu chuẩn MT 194-2000: Đặc tính kỹ thuật chống cứng hình thang thép chữ I GB/T2829- 2002: Trình tự lấy mẫu, số lượng mẫu kiểm tra thử nghiệm theo định kỳ Tiêu chuẩn TCVN 5575-2012: Kết cấu thép Tiêu chuẩn TCVN 7790-2007: Quy trình lấy mẫu để kiểm tra định tính 10 Tiêu chuẩn MT/T 882-2000, Trung Quốc: Điều kiện kỹ thuật phương pháp thử nghiệm Tiêu chuẩn ngành than 11 Tiêu chuẩn MT195- 89, Trung Quốc: Điều kiện kỹ thuật chế tạo chống linh hoạt kích thước thép chữ U dùng mỏ, Tiêu chuẩn lượng 12 Tiêu chuẩn Q/HBKJ 019-2007, Trung Quốc: Vì chống thép SVP linh hoạt chữ U dùng mỏ 13 Tiêu chuẩn MT/T 882-2000, Trung Quốc: Đặc tính kỹ thuật phương pháp thử nghiệm chống thép chữ U hình vịm linh hoạt 14 Tiêu chuẩn MT 326-93, Trung Quốc: Gông kẹp chống thép chữ U linh hoạt 15 Tập đồn Cơng nghiệp Than – Khống sản Việt Nam, 2012: Tiết diện 90 mẫu đường lò 16 Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin, 2015, Báo cáo tổng kết Đề tài: Nghiên cứu, x y dựng tiêu chuẩn quy trình kiểm định chống lị mỏ hầm lò v ng uảng inh ... 4: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH TIÊU CHUẨN KIỂM ĐỊNH KẾT CẤU CHỐNG LÒ ÁP DỤNG TRONG CÁC MỎ THAN VÙNG QUẢNG NINH 51 4.1 Điều kiện làm việc kết cấu chống thép mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh. .. Nghiên cứu đề xuất quy trình tiêu chuẩn kiểm định kết cấu chống lò áp dụng mỏ than vùng Quảng Ninh - Kết luận kiến nghị Các phƣơng pháp nghiên cứu sử dụng luận văn - Luận văn sử dụng phương pháp nghiên. .. Vùng than Quảng Ninh Chương 3: Nghiên cứu mơ hình kiểm định kết cấu chống lò Chương 4: Nghiên cứu đề xuất quy trình tiêu chuẩn kiểm định kết cấu chống lị áp dụng mỏ than vùng quảng ninh Tác giả