THÔNG TIN TÀI LIỆU
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH BỘ MÔN XÂY DỰNG MỎ VÀ CƠNG TRÌNH NGẦM GIÁO TRÌNH THI CƠNG GIẾNG ĐỨNG BIÊN SOẠN: Ths PHẠM QUANG THÀNH Quảng Ninh – 2017 CHƯƠNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ GIẾNG ĐỨNG Mở đầu Giếng đứng tên gọi chung cơng trình ngầm có trục vng góc gần vng với phương nằm ngang, có độ sâu lớn nhiều so với diện tích mặt cắt ngang Giếng đứng xây dựng với nhiều mục đích khác nhau: thăm dị khai thác thác khống sản có ích, thả vật liệu, điều áp xây dựng thuỷ điện ngầm, thông gió cho đường hầm giao thơng có chiều dài lớn Tuỳ theo cơng dụng mà giếng đứng có cấu tạo trang bị bên khác nhau, ví dụ với giếng khai thác khống sản có ích phải trang bị hệ thống cốt giếng phục vụ cho trục tải, với giếng điều áp phải trang bị thêm họng cản Giếng đứng thường có tuổi thọ lớn, đào qua nhiều lớp đất đá có tính chất lý khác nhau, có mức độ ngậm nước khác Bởi vậy, giếng thường chống loại vỏ chống kiên cố, chống thấm nước bê tông, bê tông cốt thép liền khối Tuy nhiên, trường hợp đào qua đất đá kiên cố ổn định giếng cần gia cố neo, bê tông phun Ở cần phân biệt giếng đứng với giếng mù Cả giếng đứng giếng mù có phương thẳng đứng gần thẳng đứng, giếng đứng đào trục tiếp từ mặt đất xuống; giếng mù đào từ đường lò trung gian xuống, khơng có lối thơng trực tiếp với mặt đất Cơng nghệ đào giếng đứng có nhiều điểm giống với công nghệ đào đường hầm nằm ngang, nhiên thi công giếng đứng cần ý điểm khác biệt sau: - Cao độ gương giếng thay đổi liên tục suốt q trình thi cơng - Cơng tác nổ mìn đào giếng cơng việc khó khăn nguy hiểm diện tích thi công thường chật hẹp, ẩm ướt, tiếng ồn lớn - Tiến độ đào thường thấp đá thải phải di chuyển thiết bị thi công trước sau lần nổ mìn, thiết bị thi cơng bị giới hạn khả làm việc - Hướng thi công theo phương thẳng đứng cho nên: + Mọi vật hoạt động có khả tự rơi theo hướng từ xuống sức hút trọng gây an tồn cho thi cơng + Mọi phương tiện thi công vận chuyển hoạt động khoảng khơng giới hạn Do đó, người trang thiết bị muốn hoạt động không gian trang thiết bị khác phải ngừng tồn hoạt động trang thiết bị cũ di chuyển trang thiết bị cũ sang chỗ khác + Cũng trang thiết bị vận tải hoạt động theo phương thẳng đứng để đảm bảo an tồn người ta phải thực định hướng cho phương tiện; phương tiện phải hoạt động phạm vi cố định định vị hệ thống đường định hướng (cứng mềm) Chỉ tốc độ trục tải nhỏ trọng lượng trục khơng đáng kể khơng cần định hướng + Do điều kiện khó khăn hoạt động tầng công tác trung gian (phần giao giếng tầng khai thác) nên vật chuyển động phương tiện vận tải phải giảm tốc độ có đoạn đường định hướng riêng Xuất phát từ đặc điểm cho thấy q trình thi cơng giếng phức tạp Phương pháp thi công không tốt đồng nghĩa với việc khơng sử dụng hết diện tích mặt cắt ngang giếng công suất trang thiết bị dẫn đến việc giảm tốc độ đào giếng, kéo dài thời gian thi công Hầu hết trang thiết bị hoạt động giếng phải có tính đặc biệt: Do diện tích mặt cắt ngang có hạn mà chiều sâu giếng lớn trục tải người ta cố gắng hạn chế việc thay đổi tốc độ trục tải đặc biệt cần hạn chế điểm công tác trung gian 1.1.Công dụng giếng đứng Giếng đứng sử dụng nhiều lĩnh vực: - Cơng nghiệp khai thác khống sản (giếng chính, giếng phụ, giếng gió ) - Phục vụ cho cơng tác thăm dò địa chất (giếng thăm dò) - Phục vụ cho công tác điều áp nhà máy thuỷ điện ngầm(giếng điều áp) - Phục vụ cho công tác thơng gió thời gian sử dụng cơng trình ngầm giao thơng có chiều dài lớn(giếng thơng gió) •Trong khai thác mỏ giếng đứng xây dựng nhằm mục đích để mở vỉa khai thác khống sản ích sâu vận chuyển khống sản có ích đất đá thải từ ngầm lên mặt đất, đưa người thiết bị lên xuống mỏ, cung cấp vật liệu lượng, gió sạch, gió bẩn (hình 1.1) • Trong cơng tác khảo sát thăm dị giếng xây dựng phục vụ cho việc khảo sát thăm dò tỉ mỉ cấu tạo địa chất, xác định chi tiết đặc tính khống sàng, khống sản có ích (giếng thăm dị) • Trong lĩnh vực thuỷ điện giếng đứng xây dựng nhằm mục đích điều áp điều hồ lượng nước đóng mở cửa van nhằm làm cho áp lực dòng nước tăng giảm từ từ tránh tượng sơi thuỷ lực làm ăn mịn cánh tuabin va đập gãy cánh tuabin máy phát điện (giếng điều áp, giếng áp lực ) hình 1.2 • Trong xây dựng đường hầm giao thơng có chiều dài lớn, giếng đứng xây dựng để phục vụ cho công tác thơng gió theo sơ đồ thơng gió dọc trung tâm Trên giới, từ trước đến giếng đứng xây dựng nhiều phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau, đặc biệt lĩnh vực khai thác khoáng sản Chẳng hạn Nga có mỏ than sâu 1000m, Ba Lan có mỏ sâu 1050m, Nam Phi có mỏ vàng sâu tới 3170m mở vỉa giếng đứng Đường lò Tháp giếng Chân tầng Giếng gió Khai thác ngược lên Thùng skíp Thùng cũi Máy Ga chất tải thùng skip Đáy giếng Vỉa khống sản Hình 1.1.Sơ đồ sử dụng giếng phục vụ cho việc khai thác mỏ Giếng điều áp Đường ống Nhà máy thuỷ đệ Hầm dẫn ướ Giếng điều áp Nhà máy thuỷ điện Giếng Giếng áp áp lực lực Hầm dẫn nước Giếng áp lực Hình 1.2.Sử dụng giếng điều áp tổ hợp cơng trình ngầm thuỷ điện Ở nước ta, thời Pháp thuộc số giếng đứng xây dựng không nhiều Để phục vụ cho công tác khai thác than mỏ Mông Dương, người Pháp đào giếng đứng sâu 100m, mỏ than Làng Cẩm – Thái Nguyên đào giếng với chiều sâu khoảng 80m Sau hồ bình lập lại, nhờ có giúp đỡ Liên Xô, đào thêm giếng đứng để khôi phục mở rộng mỏ than Mông Dương Hiện sản lượng khai thác than lộ thiên ngày cạn kiệt, trước yêu cầu cấp bách sản lượng đòi hỏi phải tăng sản lượng khai thác hầm lò Tuy nhiên độ sâu khai thác mỏ lớn dẫn đến việc mở vỉa khai thác phương án lò bằng, giếng nghiêng gặp khó khăn gần khơng thể thực Trong thời gian tới số công than hầm lò vùng Quảng Ninh tiến hành khai thác giếng đứng chẳng hạn như: năm 2009 Công ty than Hà Lầm tiến hành đào ba giếng (chính, phụ, giếng gió ) với độ sâu trung bình 400m Ngồi ra, cơng ty than Mơng Dương có dự án đào giếng đứng xuống mức -250 Bởi vậy, việc xây dựng giếng đứng ngành khai thác mỏ đặc biệt khai thác than thách thức lớn cần tìm hiểu nghiên cứu cách nghiêm túc Trong giai đoạn nay, phục vụ cho cơng đại hố, điện khí hố đất nước loạt dự án xây dựng nhà máy thuỷ điện ngầm triiển khai: Hoà Bình, Yaly, Cần Đơn, Đại Ninh, Nậm chiến Trong dự án ln ln có mặt giếng điều áp Số liệu giếng điều áp thi công lĩnh vực thuỷ điện tham khảo bảng 1.1 Bảng 1.1.Một số giếng điều áp xây dựng thời gian qua Cơng trình Chiều sâu Đường Ghi giếng (m) kính giếng (m) Yaly 154 14,3 Giếng điều áp số 600 6,0 Giếng dẫn nước vào tua bin N1- Nà Lơi 102 2,4 Giếng điều áp Quảng Trị 50 5,2 Giếng điều áp A Vương 94,5 10 Giếng điều áp Đồng Nai 50 10 Giếng điều áp Nậm Chiến 430 4,64 Giếng điều áp Bản Cốc 105 2,4 Giếng điều áp Cửa Đạt 26 12 Giếng điều áp Trong thời gian tới, với nhu cầu lượng ngày lớn đặc biệt điện số lượng dự án thuỷ điện xây dựng ngày lớn, số lượng giếng điều áp xây dựng tăng không ngừng Trong giai đoạn nay, việc xây dựng hệ thống giao thông đại an tồn đặc biệt hệ thống giao thơng thị nghiên cứu triển khai với phương án ưu tiên sử dụng hệ thống giao thơng ngầm Trong hệ thống địi hỏi số lượng lớn giếng đứng với vai trò giếng thơng gió Bởi việc nghiên cứu kỹ thuật giải pháp thi cơng giếng thơng gió mang tính cấp thiết 1.2.Đặc điểm cấu tạo, phương pháp xác định hình dạng kích thước mặt cắt ngang giếng mỏ 1.2.1.Cấu tạo giếng mỏ Tuỳ theo công dụng chức giếng mà giếng có cấu tạo khác nhau, có nghĩa giếng thủy điện có cấu tạo khác so với giếng mỏ thăm dị , giếng mỏ giếng có cấu tạo khác giếng phụ Đối với giếng mỏ, thi công giếng thường chia giếng nhiều đoạn, có đoạn bản: + Cổ giếng + Thân giếng + Đáy giếng + Phần lị nối giếng lị (hình1.3) Trong đó: * Cổ giếng: phần giếng đào trực tiếp từ mặt đất xuống Thông thường cổ giếng thiết kế xây dựng đảm bảo yêu cầu sau: + Cao mức lũ lớn lịch sử địa phương 50cm (tần xuất 100 năm) + Mức cổgiếng cao mức thiết kế khoảng 5cm đảm bảo nước, vật liệu rời bên bờ khó vượt qua cổ giếng nhờ đảm bảo an tồn thi cơng + Vị trí cổ giếng đảm bảo yêu cầu bản: - Vành đế đỡ cuối cổ giếng nằm tầng đá gốc ổn định 3m - Bảo đảm bố trí rãnh gió, rãnh cáp phạm vi cổ giếng Vì hai yêu cầu cổ giếng có chiều cao thay đổi từ 460 m tùy điều kiện cụ thể Trong trường hợp lớp đá gốc nằm lộ mặt đất chiều sâu cổ giếng tính từ mặt đất xuống điểm nằm cách đáy cửa máng cuối 1,5m * Phần thân giếng: Thân giếng đoạn giếng nối cổ giếng với đáy giếng nối tầng công tác với Vì thân giếng nằm cách xa mặt đất nên ảnh hưởng lớp đất đá phía khơng đáng kể hay Nó chịu ảnh hưởng tầng đất địa phương hay xung quanh Để đảm bảo chức hoạt động thân giếng cần phải đáp ứng hai yêu cầu bản: - Chịu áp lực đất đá nước ngầm xung quanh - Làm chỗ tựa cho kết cấu, trang bị bên giếng Các kết cấu giếng phải kể đến hai kết cấu bản: vỏ chống hệ thống cốt giếng Thân giếng thường có mặt cắt ngang hình trịn hình chữ nhật Hình 1.3.Ví dụ kết cấu giếng phụ mỏ 1- Máng điều nhiệt; 2- Đáy giếng ; 3- Lò nối; 4- Hầm bơm nước trung gian 5-Vành đế đỡ; 6-Vỏ chống cố định cổ giếng; 7- Cổ giếng * Đáy giếng: đoạn giếng nằm thấp mức công tác thấp (mức khai thác thấp nhất) Tại phải bố trí số trang thiết bị để hãm thùng trục, tiếp nhận hàng rơi vãi, cuộn cáp cân trục tải, đáy giếng nơi thu nước để dẫn vào cụm hầm bơm 1.2.2.Xác định hình dạng mặt cắt ngang giếng đứng Tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất, điều kiện địa chất thuỷ văn, tính chất lý lớp đất đá mà giếng đào qua, thời gian tồn tại, chiều sâu cơng dụng giếng, tính chất vật liệu kết cấu chống mà giếng có hình dạng, kích thước khác Hình1.4.Một số hình dạng giếng sử dụng thực tế Trong thực tế: giếng đứng thường có mặt cắt ngang hình trịn (hình 1.4a); hình chữ nhật (hình 1.4b); hình tang trống (hình 1.4c); hình chữ nhật với bốn cạnh cong lồi (hình 1.4d); hình elip (hình 1.4e) Trong loại mặt cắt trên: + Giếng có mặt cắt ngang hình tròn chịu áp lực đất đá tốt hệ số sức cản khí động học nhỏ (trừ giếng chống tubing) với tuổi thọ giếng 15 năm Các giếng mỏ thường có mặt cắt ngang hình trịn + Giếng có mặt cắt ngang hình chữ nhật áp dụng có lợi đất đá cứng trung bình với tuổi thọ tối đa giếng 15 năm Các giếng thăm dị thường có mặt cắt ngang hình chữ nhật + Giếng có mặt cắt ngang hình chữ nhật với bốn cạnh lồi, hình elíp hình tang trống áp dụng trường hợp phục hồi mở rộng giếng - Về khả sử dụng hợp lý diện tích mặt cắt ngang giếng có mặt cắt ngang hình chữ nhật hợp lý Tỉ số diện tích mặt cắt ngang với diện tích mặt cắt ngang hữu ích(có thể sử dụng được) giếng phụ thuộc vào hình dạng xác định theo kinh nghiệm sau (Bảng 1.2) [2]: Bảng 1.2.Hệ số sử dụng mặt cắt ngang giếng(Stk/Ssd) [2]: Hình chữ nhật 1,00 Hình tang trống 1,15 Hình chữ nhật với cạnh lồi 1,22 Hình elíp 1,27 Hình trịn 1,30 Việc lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang giếng tiến hành dựa số yếu tố như: + Đặc tính lý đất đá: độ kiên cố (f), độ ổn định độ ngậm nước đất đá + Tuổi thọ chức giếng -Vật liệu chống giếng: chọn tuỳ thuộc vào hình dạng mặt cắt ngang giếng, đặc tính lý đất đá xung quanh giếng, công dụng tuổi thọ giếng: + Khi giếng có mặt cắt ngang hình chữ nhật, phần lớn chống gỗ, chống kim loại (hình 1.5) bê tơng cốt thép [2] Hình 1.5.Kết cấu chống giếng chống vịng thép + Khi giếng có mặt cắt ngang hình trịn, hình tang trống, chữ nhật với cạnh cong lồi, hình elip chống bê tông, bê tông cốt thép liền khối lắp ghép + Giếng có mặt cắt ngang hình trịn, tuổi thọ khơng lớn cịn chống vịng thép lắp ghép uốn từ thép định hình (hình1.5) Trong trường hợp tuổi thọ áp lực đất đá lớn giếng trịn sử dụng vỏ chống tubing bê tông cốt thép tubing kim loại + Khi đất đá rắn cứng ổn định, nứt nẻ sử dụng neo, bê tơng phun 1.2.3 Xác định kích thước mặt cắt ngang giếng mỏ Kích thước mặt cắt ngang giếng mỏ xác định phương pháp hoạ đồ sở số lượng, kích thước cách bố trí thùng trục trang thiết bị khác giếng có kể đến khoảng hở an toàn theo quy phạm Sau thiết kế diện tích mặt cắt ngang giếng phải kiểm tra thoả mãn điều kiện thơng gió Trình tự xác định kích thước tiết diện ngang giếng mỏ sau: a Xác định diện tích mặt cắt ngang giếng theo khả trục tải Kích thước thùng trục xác định vào tải trọng thùng trục, phụ thuộc vào chiều sâu mỏ, công suất hàng năm, công dụng công suất thiết bị trục công tác tổ chức chung + Chọn thùng trục : Có thể xác định tải trọng thùng trục (Qt) theo công thức gần (1.1): Qt = Ag ng (T) (1.1) Trong đó: Ag – suất hàng trục tải (T/h); Ag k A (T N ) (T/h) (1.2) ng – số lần trục giờ: ng 3600 (chuyến/h) tck (1.3) Ở - hệ số tính tới khối lượng đất đá cần trục lên so với khống sản có ích = 1,3 1,5 ; trục tải chuyên trục khoáng sản, = 1; k- hệ số làm việc không trục tải, k = 1,15 1,5; A –sản lượng hàng năm mỏ (T/năm) T– thời gian trục khoáng sản trục tải ngày đêm (h) N – số ngày làm việc năm , N = 300 ngày; tck – thời gian chu kỳ trục (s) Thay tham số công thức (1.1) (1.2) vào cơng thức (1.3) ta có: Qt k A.t ck (3600.T N ) (T) (1.4) Thời gian chu kỳ trục bằng: (1.5) tck = ( t1 + t2 ), (s) Ở đây: t1- thời gian chuyển động thùng trục chu kỳ trục (s) t2 – thời gian chất dỡ tải đồng thời(s) Thời gian t1 xác định theo công thức gần sau: t1 H 25; s vtb (1.6) Với : H – chiều sâu trục tối đa;m vtb – tốc độ chuyển động trung bình thùng trục (m/s) vtb = vmax (1,2 1,5) Với vmax – tốc độ chuyển động tối đa thùng trục (m/s), chọn theo quy phạm an toàn: - Nếu trục hàng vmax 0,8 H (m/s) - Nếu trục người, tốc độ chuyển động tối đa thùng trục phụ thuộc vào chiều sâu trục (H), không vượt giá trị bảng 1.3: Bảng 1.3.Bảng xác định vận tốc cho phép dựa chiều sâu trục H(m) H (m) 20 30 40 50 75 100 200 300 400 vmax (m/s) 3,5 4,3 5,0 5,6 6,9 8,0 10,5 11,5 13,0 Thời gian t1 xác định theo cơng thức thực nghiệm sau: Trường hợp chất dỡ tải đồng t1 2,5 H ; ( s ) thời, với thùng skíp trọng tải 6T chọn t2 = 8s, thùng skíp có trọng tải 6T chọn t2 = 10s - Thể tích thùng trục : V1 Qt ;m3 Với - trọng lượng thể tích hàng chứa thùng trục; T/m3 Từ sở Vt chọn loại thùng trục tích lớn gần nhất; b.Kiểm tra thùng cũi theo điều kiện chở người Trường hợp thùng cũi vừa chở đất đá,vừa chở người, sau chọn thùng cũi theo điều kiện chở khoáng sản cần phải kiểm tra theo điều kiện chở người Thời gian chở người lên xuống mỏ ca (tn) không vượt 40 phút xác định theo cơng thức (1.7): tn Trong đó: N c t ckn n (phút) (1.7) Tiến độ thi công khoan dẫn hướng khoan doa mở rộng giếng đạt từ 160180m/tháng Trường hợp giếng có đường kính lớn 2,4m, tiến độ thi công tùy thuộc vào đường kính giếng phương pháp khoan nổ mở rộng Tuy nhiên, với giải pháp thải đá qua giếng dẫn, tốc độ xúc chuyển đá nhanh hơn, góp phần nâng cao tiến độ đào giếng Ví dụ, giếng đứng có đường kính 5m, chiều sâu 100m, điều kiện địa chất bình thường, sử dụng tổ hợp KB, ALIMAX hay khoan tay, v v để đào, thời gian thi công tối thiểu tháng Cũng điều kiện đó, sử dụng tổ hợp máy khoan Robbins 73RM-DC thời gian thi cơng khoảng tháng [5] Khi chiều sâu giếng đường kính giếng tăng, bất lợi công tác thi công tổ hợp KB, ALIMAX hay khoan tay, v v tăng lên So với trường hợp đào giếng tổ hợp Robbins 73RM-DC, đào giếng tổ hợp KB hay ALIMAX, thi công theo hướng từ lên, khoan nổ mìn theo chiều từ xuống dưới, nguy an toàn cao Đối với giếng đường kính lớn, đào qua khu vực có điều kiện địa chất phức tạp, lỗ khoan dẫn hướng lỗ khoan doa mở rộng đóng vai trị cơng trình thăm dị giúp người thi công đánh giá cụ thể điều kiện địa chất dọc theo chiều sâu giếng Trên sở đó, dự kiến giải pháp khoan nổ, chống giữ thích hợp trình khoan nổ mở rộng, giảm nguy an tồn thi cơng 7.3 Khoan giếng giai đoạn toàn tiết diện máy khoan (Shaft Boring Machine- SBM) theo hướng từ lên Bên cạnh sơ đồ khoan giếng theo hai giai đoạn, người ta sử dụng sơ đồ khoan giếng theo giai đoạn Trong sơ đồ này, giếng tiến hành khoan toàn tiết diện theo hướng từ lên theo hướng từ xuống Hiện nay, người ta áp dụng số chủng loại máy khoan giếng toàn tiết diện hãng Robbins - Hoa Kỳ hãng Kalveld - Cộng hoà Nam Phi Trên hình 7.9 giới thiệu thiết bị khoan 51R hãng Robbins – Hoa Kỳ Đầu khoan (1) có dạng hình vịm phần tâm có lắp giáp đĩa cắt (2) Tại phần biên lắp giáp đĩa cắt (3) tương tự Công tác chuyển dịch thiết bị vào gương giếng thực xi lanh thuỷ lực (4) khung (5) di chuyển dọc theo hướng khung cột (6) Thiết bị dẫn động quay cấu điều khiển góc nghiêng (7) cho tổ hợp có cấu thuỷ lực Tổ hợp lắp ráp khung thép nối trực tiếp với xe trượt (8) phục vụ cho công tác di chuyển Khi khoan phoi khoan rửa trơi nước tự rơi xuống đường hầm phía dưới, sau xúc bốc vân chuyển Cần khoan nối dài theo tiến độ khoan Hình 7.9.Thiết bị khoan 51R hãng Robbins (Hoa Kỳ)[8] Trên hình 7.10 giới thiệu thiết bị khoan BH60 hãng Kalveld – Cộng hoà Nam Phi Về nguyên lý hoạt động thiết bị khoan BH60 tương tự thiết bị khoan 51R Tuy nhiên chúng khác đặc tính làm việc; khác với thiết bị khoan 51R, thiết bị khoan BH60 tháo dỡ, kết cấu thiết bị cho phép vận chuyển với thiết bị dẫn hướng trạng thái thẳng đứng, để lắp đặt đầu khoan vào sàn máy khoan tổ hợp có thiết kế xe dịch chuyển đặc biệt theo phương thẳng đứng Giá khoan chế tạo hai lớp Lớp ống phía ngồi truyền tải trọng tì ép thiết bị khoan vào gương lị, ống phía thực cơng tác xoay đầu khoan Hình 7.10.Thiết bị khoan BH60 hãng Kalveld – Cộng hoà Nam Phi [8] a,Tổ hợp khoan trạng thái làm việc: 1-Đầu khoan; 2- Thiết bị;3- Xe lắp ráp b,Tổ hợp khoan trạng thái lắp ráp đầu khoan c,Tổ hợp khoan trạng thái vận chuyển 7.4.Khoan toàn tiết diện theo hướng từ xuống Kết cấu thiết bị Khi đào giếng phương pháp khoan toàn tiết diện theo hướng từ xuống dưới, có hai vấn đề cần đặc biệt quan tâm: thoát phoi khoan theo hướng từ lên gia cố bảo đảm độ ổn định thành giếng sau khoan Việc thoát phoi khoan giải theo hai cách: dùng cấu kiểu guồng xoắn dùng ống hút chân không Giải pháp sử dụng ống hút chân không vừa hút phoi khoan, vừa có tác dụng giảm bụi nên ưu tiên sử dụng Kết cấu thiết bị giống kết cấu máy khoan hầm (TBM), hình 7.11 hình 7.12[4] Máy thiết kế với lực đẩy khoảng 3.500kN Đầu cắt trang bị 19 đĩa cắt, đầu đĩa cắt có gắn hợp kim cacbua Việc phoi giảm bụi trình khoan thực cách hút qua ống nối trực tiếp với đĩa cắt Các ống có đường kính khoảng 900mm sử dụng suốt q trình thi cơng Máy khoan vận chuyển tới vị trí lắp đặt xe goòng đường ray, để cố định máy vị trí khác sử dụng cấu hãm Hệ thống laze giúp xác định vị trí tim giếng vị trí máy khoan theo phương thẳng đứng Máy khoan neo giữ vào bệ bê tông neo (giống khoan Robbin theo hai giai đoạn phần trước) Khi xi lanh thu vào hết, lớp vỏ bảo vệ thành giếng bắt đầu lắp dựng Lớp vỏ bảo vệ neo giữ vào máy khoan khung không Bộ phận ổn định phía trước giải phóng đầu cắt thụt vào tới vị trí nối đầu cắt thân máy, vị trí điều khiển phận ổn định phía trước Q trình khoan bắt đầu đến xilanh thuỷ lực đẩy hết hành trình, phận ổn định phía trước kích ép lên thành giếng Lớp vỏ phía trước tháo dỡ khỏi khung, xilanh thụt vào tiếp tục lắp dựng vỏ chống cho giếng Trong trình khoan, đất đá thải dạng bụi hút từ lỗ khoan tới thùng chứa phía ngồi chứa vật liệu thô bơm hút vật liệu hạt mịn Bộ lọc bơm hút bụi tự động làm khoảng 10 lần phút Sau khoan với chiều dài khoảng 1,8m, hai thùng chứa với lớp vỏ bảo vệ khoan thay đổi, cần thiết phải tháo rời ống dẫn thay đổi thùng chứa Tốc độ cắt trung bình máy khoan 0,45 m/h, tốc độ cắt lớn đạt 1,1m/h Để hút hết tồn bụi giếng cần khoảng thời gian 105phút Phân chia thời gian thực cơng tác thể bảng 7.2 Độ lệch tâm trung bình từ đào giếng đến kết thúc sử dụng máy khoan toàn tiết diện khoảng 5mm độ lệch tâm lớn 13mm Đường kính giếng trung bình thay đổi 1,757mm tới 1,762mm phụ thuộc vào hình dạng, loại đầu cắt đặc điểm kỹ thuật máy Hình 7.11 Lắp đặt máy khoan giếng(SBM) [4] Hình7.12.Máy khoan giếng (SBM) hoạt động [4] Hệ thống hút bụi bố trí bên trái, hệ thống khoan tồn tiết diện bố trí bên phải Bảng 7.2.Thời gian thực công việc chu kỳ khoan giếng [4] Stt Tên công việc Phần trăm sử dụng thời gian Vận chuyển máy 11% Lắp đặt máy 19% Khoan 18% Sửa chữa bảo dưỡng máy khoan 18% Sửa chữa bảo dưỡng hệ thống hút 10% bụi Lắp đặt v chng 11% Ch-ơng Đào sâu thêm giếng 8.1 Khái niệm phân loại ph-ơng pháp đào sâu thêm giếng Trong trình khai thác cần phải đồng thời tiến hành công tác mở vỉa chuẩn bị cho tầng khai thác bên d- ới Khi cần phải đào sâu thêm giếng Đào sâu thêm giếng khác với đào giếng chỗ thời gian đào sâu thêm giếng, công việc khai thác tiến hành bình th- ờng giếng đ- ợc đào sâu thêm hoạt động để phục vụ cho công tác khai thác Công tác đào sâu thêm giếng tiến hành: - Theo h- ớng từ xng; - Theo h- íng tõ d- íi lªn; - §ång thêi theo hai chiỊu tõ tÇng trung gian a, Đào sâu giếng theo chiều từ xuống Trong tr- ờng hợp này, để trụ đất đá bảo hiểm thời gian đào sâu giếng (hình 8.1.a) sàn bảo hiểm nhân tạo (hình 8.1.b) hay qua giếng mù từ tầng đào sâu (hình 8.1.c) a, b, c, Hình 5.1.Sơ đồ thi công giếng theo chiều từ xuống b, Đào sâu giếng theo chiều từ d-ới lên Đào sâu giếng đào phần diện tích mặt cắt ngang giếng theo chiều từ d- ới lªn trªn, råi më réng tíi kÝch th- íc thiÕt kế theo chiều từ xuống (hình 8.2.a) đào toàn tiết diện với ngăn chứa đất đá chống tạm thời (hình 8.2.b) hay để tiết diện với ngăn chứa đất đá chống cố định tiến độ (hình 8.2.c) a, b, c, Hình 8.2.Sơ đồ thi công giếng theo chiều từ d- ới lên Đào sâu giÕng theo chiỊu tõ d- íi lªn trªn chØ cã thể thực sau đà đào lò xuyên vỉa, lò hay lò hạ tới tâm giếng đào sâu c, Đào sâu giếng đồng hai chiều: Đào sâu giếng ®ång thêi theo hai chiỊu tõ tÇng trung gian kÕt hợp với sơ đồ hai ph- ơng án 8.2 Đào giếng theo chiều từ xuống 8.2.1 Các sơ đồ trục tr-ờng hợp đào sâu giếng theo chiều từ xuống Khi đào sâu giếng theo chiều từ xuống, nhiệm vụ trục tải phục vụ cho đào sâu t- ơng tự nh- tr- ờng hợp đào giếng mới, nh- ng việc bố trí trục tải khó khăn diện tích giếng bị giới hạn Khi đào sâu giếng, diện tích giới hạn nên th- ờng bố trí trục tải với thùng trục Đồng thời th- ờng áp dụng sơ đồ trục sau: Sơ đồ 1: bố trí máy trục sàn dỡ tải đất đá mặt đất (hình 8.3.a) Theo sơ đồ đất đá g- ơng giếng đào sâu đ- ợc bốc vào thùng tròn trục thẳng lên mặt đất Sơ đồ đ- ợc áp dụng khi: + Chiều sâu tổng cộng giếng tầng không 200250m; + Mặt cắt ngang giếng có khả bố trí trang thiết bị trục tải phục vụ cho đào sâu; + Có khả sử dụng máy trục đà có để đào sâu giếng; + Không phải sửa chữa trang bị lại nhà công trình; + Công tác trục trục tải đào giếng không ảnh h- ởng tới công tác trục trục tải khai thác c, b, a, e, d, f, g, h, Hình 8.3.Các sơ đồ trục tr- ờng hợp đào giếng theo chiều từ xuống Sơ đồ 2: bố trí máy trục phục vụ cho đào sâu mặt đất, sàn dỡ tải đất đá bố trí tầng thông gió (hình 8.3.b) Sơ đồ áp dụng đất đá đ- ợc trục lên từ g- ơng giếng đào sâu dùng để lấp khoảng trống khai thác chèn lò Sơ đồ 3: bố trí máy trục phục vụ cho đào sâu mặt đất, sàn dỡ tải đất đá tầng công tác (hình 8.3.c) Với sơ đồ đất đá từ g- ơng giếng đào sâu đ- ợc chuyển thùng tròn lên sàn dỡ tải bố trí tầng khai thác hoạt động Từ đất đá đ- ợc chuyển tải lên mặt đất qua goòng thùng skíp Sơ đồ 4: bố trí máy trục phục vụ cho đào sâu tầng thông gió, sàn dỡ tải đất đá tầng công tác (hình 8.3.d) Sơ đồ giống sơ đồ khác chỗ máy trục phục vụ đào sâu giếng đ- ợc bố trí tầng thông gió Sơ đồ 5: bố trí máy trục phục vụ cho đào sâu sàn dỡ tải đất đá tầng công tác (hình 8.3.e) Sơ đồ 6: bố trí máy trục phục vụ cho đào sâu trạm đặc biệt, sàn dỡ tải đất đá sân giếng tầng công tác (hình 8.3.f) Sơ đồ áp dụng đào giếng sâu Sơ đồ 7:bố trí máy trục phục vụ cho đào sâu sân giếng, sàn dỡ tải đất đá d- ới trụ đất đá bảo hiểm Sơ đồ áp dụng (hình 8.3.g) Sơ đồ 8: bố trí máy trục phục vụ cho đào sâu giới hạn trục (hình 8.3.h) Sàn dỡ tải đất đá (hình 5.4) áp dụng để đào sâu giếng có hai cặp cửa: cửa để dỡ tải đất đá đất đá, cặp cửa d- ới để thùng tròn qua Kích th- ớc sàn dỡ tải đất đá tuỳ thuộc vào kích th- ớc ngăn đào sâu, số l- ợng kích th- ớc thùng trục Hình 8.4.Sàn dỡ tải đất đá đá 8.2.2 Đào sâu giếng với trụ đất đá bảo hiểm Để tránh nguy hiểm cho công nhân làm việc g- ơng giếng đào sâu, cần để lại trụ đất đá bảo hiểm đặt sàn bảo hiểm Trụ đất đá bảo hiểm (hình 8.5) th- ờng có chiều dày (530)m, phải che kín ngăn trục cố định giếng Trụ bảo vệ đặt thấp mức sân giếng phải bố trí đá ổn định Để ngăn ngừa đất đá mặt d- ới trụ bị lở, đặt vành đế lát ván gỗ Trong giới hạn trụ bảo hiểm đào giếng mù tiết diện ngang hình chữ nhật với kích th- ớc 1,3x1,3m Khi đào hết chiều cao trụ bảo hiểm, giếng đ- ợc mở rộng tới kích th- ớc thiết kế đ- ợc chống cố định đoạn với chiều cao (46)m Trên vỏ bê tông gác hàng xà thép I Cách trụ bảo hiểm (35)m đặt sàn treo để bố trí thiết bị đào sâu giếng Ngăn đào sâu giếng phải cã kÝch th- íc cho bè trÝ hÕt c¸c thiết bị cần thiết: thùng tròn (một hai thùng) với đ- ờng định h- ớng, ống thông gió, ống dẫn khí nén ống thoát n- ớc; cáp điện lực, cáp chiếu sáng tín hiệu; ngăn thang Hình 8.5 Trụ đất đá bảo hiểm 1-Tời treo ống thông gió 2- Tời treo cáp thắp sáng A-A 3- Tời treo èng dÉn khÝ nÐn 4- Têi treo d©y däi B-B B B B-B C B - C C-C Mäi công việc trình đào giếng (khoan nổ mìn, bốc đất đá, chống giếng, trục đất đá, thoát n- ớc, thông gió ) tiến hành t- ơng tự nh- đào giếng Đặt cốt giếng tiến hành từ sàn treo (hình 8.6) Kiểm tra công việc đặt cốt phải thật cẩn thận Hình 8.6.Đặt cốt phần đào sâu từ sàn treo Sau đặt cốt phần giếng đào sâu, phải tiến hành phá trụ bảo hiểm theo chiều từ xuống Để đảm bảo an toàn, thời gian phá trụ bảo hiểm phải ngừng công việc trục đặt sàn bảo hiểm phía d- ới 8.2.3 Đào sâu giếng với đặt sàn bảo hiểm Trong tr- ờng hợp này, cách bố trí thiết bị, tổ chức tiến hành công việc t- ơng tự nh- tr- ờng hợp đào sâu giếng với trụ đất đá bảo hiểm Sàn bảo hiểm phải vững chắc, đàn hồi dễ tháo lắp Sàn bảo hiểm sàn kim loại, sàn bê tông hay sàn gỗ, có đặt lớp gỗ để tăng tính đàn hồi sàn có tác dụng giảm xóc Về mặt kết cấu, sàn bảo hiểm có hai loại: loại có thiết bị hứng n- ớc loại thiết bị hứng n- ớc (cho n- ớc chảy qua) D- ới mức sân giếng đặt sàn đón n- ớc Sàn gồm hai hàng dầm I N030, gác vào vỏ chống cố định Từ phía ngăn đào sâu, dựng vách ngăn bê tông dầy 150200mm Vách ngăn sàn tạo thành thùng chứa n- ớc để hứng n- ớc chảy theo thành giếng xuống Nửa thùng chứa n- ớc đặt sàn bảo hiểm (hình 8.7) Hình 8.7.Sàn bảo hiểm Hình 8.8.Sàn bảo hiểm hình nêm 8.2.4 Sàn bảo hiểm hình nêm Sàn bảo hiểm hình nêm th- ờng áp dụng để đào sâu giếng - u điểm chủ yếu sàn bảo hiểm hình nêm động va chạm truyền qua sàn với thành đất đá Sàn bảo hiểm hình nêm có mặt nghiêng (hình 8.8.a), hai mặt nghiêng (hình 8.8.b) mặt cong với bán kính 710 m (Hình 8.8.c) Sàn bảo hiểm hai mặt nghiêng với hầm đón thùng rơi (hình 8.8.d); Giếng thùng cũi th- ờng áp dụng sàn bảo hiểm với mặt nghiêng (hình 8.9a); giếng thùng skíp th- ờng áp dụng sàn bảo hiểm hình nêm với mặt cong (hình 8.9b); Khi thùng trục bị đứt, rơi xuống mặt nghiêng mặt cong sàn nêm, truyền toàn ứng lực tới mặt đánh gÃy dầm ngang sàn Để tránh t- ợng này, áp dụng sàn nêm với nút nêm (hình 8.10); a, b, Hình 8.9.Sàn nêm a- giếng thùng ca b- giếng thùng kíp Hình 8.10.Sàn nêm với nút nêm 8.2.5 Đào sâu giếng qua giếng mù từ tầng đào sâu Từ tầng công tác, đào giếng mù cách giếng (1040) m phía lò vận chuyển Giếng mù sâu khoảng (1040)m tính từ đáy giếng (hình 5.11) Vì thế, phải để trụ đất đá bảo hiểm cao 6m che kín toàn diện tích mặt cắt ngang g- ơng giếng Đáy trụ bảo hiểm phải gác xà thép chữ I lát sàn để ngăn cho đất đá khỏi bị sập lở Từ giếng mù đào lò tới tâm giếng đào giếng Trục tải đặt tầng đào sâu Đôi đào lò thay cho giếng mù Đào giếng theo sơ đồ áp dụng đất đá cứng cứng trung bình, l- ợng n- ớc d- ới 58 m3/h; Hình 8.11 Sơ đồ đào sâu giếng qua giếng mù từ tầng đào sâu 8.3 Đào giếng theo chiều từ xuống, từ d-ới lên Đào sâu giếng theo chiều từ d- ới lên áp dụng đà sơ mở tầng giếng, giếng mù hay lò hạ, đào giếng theo sơ đồ áp dụng cho đất đá cứng cứng trung bình, nh- ng hoàn toàn ổn định 8.3.1 Đào sâu giếng theo chiều từ d-ới lên với tiết diện nhỏ mở rộng theo chiều từ xuống: Theo ph- ơng pháp này, từ tầng giới hạn tiết diện ngang giếng, đào lò đứng với tiết diện nhỏ theo chiều từ d- ới lên Sau đó, më réng tíi kÝch th- íc thiÕt kÕ theo chiỊu từ xuống Sau đào đoạn lò đứng, trang bị sàn dỡ tải đất đá sàn bảo hiểm (hình 8.12) tiến hành đào tiếp lò đứng Đôi ng- òi ta đào lò nghiêng từ giếng tới trạm rót đất đá; Hình 8.12 Sàn dỡ tải đất đá sàn bảo hiểm Lò đứng th- ờng có ba ngăn: ngăn thang cho ng- ời lại, ngăn trục ngăn chứa đá Trên mái ngăn thang đặt sàn dốc sang phía ngăn chứa đá Sàn vừa sàn bảo hiểm vừa sàn định h- ớng đá rơi sang ngăn chứa đá, đồng thời sàn công tác cho công nhân khoan Đào đất đá cách khoan nổ mìn với chiều sâu lỗ mìn trung bình 1,52,2m Đất đá nổ rơi vào ngăn chứa đá đ- ợc tháo dần xuống ph- ơng tiện vận tải đặt bên d- ới Chống lò đứng th- ờng dùng gỗ chống liền Lò đứng đào cách trụ bảo hiểm khoảng 68 m dừng lại, mở rộng lò đứng tới kÝch th- íc thiÕt kÕ theo chiỊu tõ trªn xng Chống giếng cố định bê tông Vận chuyển bê tông thùng tròn với tời đặt tầng công tác (hình 8.13a) hay ống (hình 8.13b) tời đặt tầng (hình 8.13c) Sau đào chống cố định, tiến hành đặt cốt giếng phá trụ đất đá bảo hiểm a, b, c, Hình 8.13.Sơ đồ vận chuyển bê tông 8.3.2 Đào sâu giếng tiết diện với ngăn chứa đất đá Khi đào sâu giếng theo chiều từ d- ới lên tiết diện với ngăn chứa đất đá, theo tốc độ tiến g- ơng chống tạm thời đặt vách ngăn để tạo ngăn chứa đất đá Tr- ớc chống cố định, chuyển đất đá ngăn chứa xuống d- ới đoạn 2030m Vỏ giếng cố định bê tông 8.3.3 Đào sâu giếng tiết diện với chống cố định đồng thời Đào sâu giếng theo ph- ơng pháp phải để ngăn chứa đất đá, nh- ng không chống tạm thời mà tiến hành chống cố định Sơ đồ th- ờng áp dụng đào sâu giếng có tiết diện ngang hình chữ nhật, cho giếng có dạng hình tròn 8.3.4 Đào sâu giếng đồng thời vài g-ơng Đào sâu giếng đồng thời vài g- ơng theo chiều từ d- ới lên theo chiều từ xuống kết hợp dạng khác hai ph- ơng pháp Để đảm bảo đào sâu giếng theo ph- ơng pháp này, từ vài tầng trung gian đào lò tới tâm giếng Sau đó, từ xuất phát điểm đào sâu giếng theo hai ph- ơng ; theo chiều từ xuống theo chiều từ d- ới lªn ... ổn định giếng cần gia cố neo, bê tông phun Ở cần phân biệt giếng đứng với giếng mù Cả giếng đứng giếng mù có phương thẳng đứng gần thẳng đứng, giếng đứng đào trục tiếp từ mặt đất xuống; giếng mù... khác giếng phụ Đối với giếng mỏ, thi công giếng thường chia giếng nhiều đoạn, có đoạn bản: + Cổ giếng + Thân giếng + Đáy giếng + Phần lò nối giếng lị (hình1.3) Trong đó: * Cổ giếng: phần giếng. .. công việc thi công xây chân giữ tháp + Chuẩn bị lắp đặt máy móc thi? ??t bị khác có liên quan tới thi công giếng CHƯƠNG XÂY DỰNG CỔ VÀ ĐÁY GIẾNG ĐỨNG 2.1.Xây dựng cổ giếng 2.1.1.Các sơ đồ thi công
Ngày đăng: 24/10/2022, 18:08
Xem thêm: