Phần 2 của giáo trình Thi công giếng đứng tiếp tục cung cấp cho học viên những nội dung về: các công tác phụ khi đào giếng đứng; công tác cung cấp khí nén; tính toán lập biểu đồ tổ chức chu kỳ và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật thi công giếng đứng; đào giếng đứng bằng phương pháp khoan; đào sâu thêm giếng;... Mời các bạn cùng tham khảo!
CHƯƠNG CÁC CÔNG TÁC PHỤ KHI ĐÀO GIẾNG ĐỨNG 4.1 Thơng gió đào giếng 4.1.1.Đặc điểm thơng gió giếng đứng Thơng gió đào giếng có nhiệm vụ hồ lỗng bụi khí độc (sinh q trình nổ mìn, khí độc từ vỉa q trình thi cơng) xuống nồng độ quy định đưa khỏi giếng, cung cấp khí bảo đảm hàm lượng khơng khí gương giếng theo quy phạm (hàm lượng O2 20%; CO2 0,5% CO 0,01% theo thể tích, nhiệt độ khơng 260C, độ ẩm tương đối không lớn 90%) Về mặt thơng gió, giếng đào đường lò cụt khác đường lò khác chỗ: - Giếng đào theo phương thẳng đứng, trình đào thay đổi cao độ nên giếng có chuyển động tự nhiên khơng khí tác dụng trọng lực Ngay khơng có quạt người ta quan sát thấy thành giếng có dịng khơng khí xuống với tốc độ khoảng 0,20,3m/s, cịn giếng có dịng khơng khí lên với tốc độ 0,2 1m/s - Lượng nước chảy vào giếng có tác dụng trung hồ hàng loạt khí độc (NO2, CO ) tạo thành sau nổ mìn 4.1.2.Các sơ đồ thơng gió giếng đứng Thơng gió cho giếng đào mang đặc điểm thơng gió cục cho gương lị độc đạo Lúc này, người ta sử dụng ba sơ đồ thơng gió sau: + Thơng gió đẩy (hình 4.1.a) + Thơng gió hút + Thơng gió hỗn hợp (hình 4.1.b) Trong ba sơ đồ sơ đồ thơng gió đẩy sử dụng rộng rãi đơn giản, hiệu thơng gió nhanh, chiều khuyếch tán gió bẩn với chiều khuyếch tán khí độc Nhược điểm tăng sức cản khí động học khơng khí chuyển động đường ống, giếng sâu chiều dài khối lượng đường ống lớn(có thể đạt 40 60T nữa) a) b) Hình 4.1: Các sơ đồ thơng gió thi cơng giếng đứng a,Sơ đồ thơng gió đẩy b, Sơ đồ thơng gió hỗn hợp 4.1.3 Thiết bị thơng gió a.Máy quạt Khi đào giếng đào đường lị khác, có hai chế độ thơng gió: - Chế độ thơng gió thứ nhất: thơng gió tích cực sau nổ mìn, khoảng 30 phút (sau làm việc tiếp 2h) - Chế độ thơng gió thứ hai: Thơng gió thường trực suốt thời gian đào giếng Để thơng gió sử dụng quạt chiều trục quạt ly tâm Quạt chiều trục có suất lớn song hạ áp bị hạn chế Quạt ly tâm có hạ áp lớn song vận hành lại gây tiếng ồn dùng để thơng gió cho giếng sâu Để đảm bảo kinh tế đấu song song hai quạt: quạt dùng theo chế độ thứ (quạt chính) quạt dùng theo chế độ thứ hai (quạt phụ) Giải pháp thơng gió thường thấy dùng quạt với hai chế độ tương ứng với hai tốc độ vận hành b Ống thơng gió Khi đào giếng dùng ống gió cứng hay ống gió mềm với đường kính 3001200 mm (thường dùng 300 800mm) Ống gió cứng làm tơn gồm đoạn dài 2 4m nối với bu lơng mặt bích vịng đệm cao su Ống gió cứng neo giữ vào thành giếng vào xà ngang Ưu điểm ống gió cứng chắn, độ bền học cao, gây tổn thất gió Nhược điểm là: - Khối lượng lớn; Dễ bị ăn mịn nước có tính axít ; Tháo lắp sửa chữa phức tạp Hơn sử dụng ống gió cứng việc nối dài ống gió phải thực gương giếng Ống gió mềm làm vải bạt tráng cao su vải sợi tổng hợp, gồm đoạn dài 5m 10 m, nối với ống nối kim loại bu lông vịng Ống nối có chiều dài 0,4m đường kính đường kính ống gió Ống gió mềm treo hai dây cáp thả từ mặt đất xuống, neo giữ vào vỏ chống giếng Ưu điểm ống gió mềm: - Khối lượng nhỏ, số lượng mối nối - Ít bị ăn mịn Tuy nhiên cần ý, ống gió mềm có độ bền học nhỏ nên dễ bị thủng, rách gây tổn thất gió Khi sử dụng ống gió mềm, cơng tác nối dài ống gió thực miệng giếng - a, b, c, Hình 4.2: Chi tiết treo nối ống gió a - ống gió treo dây cáp b - ống gió treo vào vỏ chống cố định c- chi tiết nối ống gió mềm Đường kính ống gió chọn tuỳ thuộc vào chiều sâu đường kính giếng đứng, chọn đường kính ống gió theo kinh nghiệm bảng 4.1[2] Bảng 4.1: Chọn đường kính ống gió theo kích thước giếng đứng[2] Chiều sâu giếng đứng (m) Đường kính giếng đứng Đường kính ống gió (m) (m) 350 6,0 500 400 650 6,5 7,0 700 700 1000 > 1000 7,5 8,0 900 7,5 8,0 1000 1200 Theo ngun tắc an tồn miệng ống gió phải cách gương giếng khoảng (l) không 15 m xác định sau: l = k S d 15 m (4.1) Trong : k - Hệ số phụ thuộc vào sơ đồ thơng gió, theo kinh nghiệm áp dụng sơ đồ thơng gió đẩy k = 6; áp dụng sơ đồ thơng gió hút k = Sg - Diện tích mặt cắt ngang đào giếng (m2) 4.1.4.Tính chọn quạt Việc tính tốn chọn quạt bao gồm: - Chọn sơ đồ thơng gió; - Xác định lượng khơng khí cần thiết đưa vào gương; - Lựa chọn loại đường kính ống gió; - Xác định hạ áp suất cần thiết quạt; - Chọn quạt a Lượng khơng khí cần thiết đưa vào gương để thơng gió Lượng khơng khí cần thiết để đưa vào gương để thơng gió xác định theo - Lượng thuốc nổ nổ đồng thời lớn nhất; - Số người làm việc đông gương giếng Lượng khơng khí cần thiết thơng gió cho giếng đứng sau tiến hành cơng tác khoa nổ mìn xác định theo cơng thức V.N.Varonhin [9]: 7,8 A.S c H k Q1 t k u2 ; m3/phút Trong đó: Sc- diện tích mặt cắt ngang giếng bên vỏ chống (m2) t- thời gian thơng gió tích cực sau nổ mìn (phút); A- khối lượng thuốc nổ nổ đồng thời lớn gương (kg); H- chiều sâu lớn giếng cần thơng gió;m k0 - hệ số tính tới ảnh hưởng nước làm giảm mức độ tập trung khí bụi nổ chọn theo bảng 4.2[2] ku - hệ số tổn thất khơng khí đường ống; Đối với giếng có chiều sâu lớn, H > Hgh cơng thức tính tốn phải sử dụng giá trị Hgh tính theo công thức thay cho giá trị H: H gh 12,5 A.b.k t ;m S c k u Ở đây: b- lượng khí độc sinh nổ 1kg thuốc nổ, b= 40lít/kg nổ đá b= 100lít/kg nổ than kt – hệ số dòng chẩy rối, xác định phụ thuộc vào tỉ số L1/dn L1 - khoảng cách từ miệng ống gió tới gương(m); L1 = (1215)m dn - đường kính qui đổi ống gió(m); dn = 1,5d d- đường kính thực tế ống gió;m Bảng 4.2: Bảng lựa chọn hệ số k0 Stt Mức độ nước giếng Hệ số k Giếng khô với chiều sâu vàgiếng ướt sâu tới 200m 1,0 Giếng ướt sâu 200m với lượng nước 6m /h 0,6 0,3 Giếng ướt sâu 200m với lượng nước 615 m3/h Giếng ướt sâu 200m với lượng nước 15 m3/h Giá trị kt lấy theo bảng 4.3 L1/dn 4,8 5,4 6,35 7,72 9,60 12,10 15,80 kt 0,3 0,335 0,395 0,460 0,529 0,60 0,672 Hệ số tổn thất khơng khí đường ống xác định sau: ku 0,15 21,85 0,747 30,8 0,810 Qn Qc Qn – lượng khơng khí quạt đưa vào đầu ống gió;m3/phút Qc – lượng khơng khí cuối ống gió; m3/phút Đối với ống gió kim loại d H c Rt k c ku 3l z Ở đây: Hc – chiều dài tổng cộng ống gió;m Rt – sức cản khí động học đường ống, xác định theo biểu thức sau đây: Rt 6,5 H c d Rk - hệ số sức cản khí động học đường ống (N.s2/m4); ống gió kim loại đường kính d= (0,41,2)m = 0,00036 0,00025; lz – chiều dài đoạn ống gió;m kc – hệ số nối chặt; kc = 0,003 mối nối xấu; kc = 0,0005 nối chặt có gioăng cao su; Rk – sức cản khí động học đường ống chuyển vng góc từ quạt xuống giếng, giá trị phụ thuộc vào đường kính thực tế ống gió, chọn theo bảng 4.4: Rk(N.s2/m3) 0,79 0,58 0,3 0,17 0,11 0,07 0,03 d(m) 0,4 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 k0 – hệ số ngậm nước Khi lưu lượng nước chảy vào giếng qn >1m3/h chiều sâu giếng H 200m chọn k0 = 0,8; Khi Q =(16) m3/h H200m k0 = 0,6; Khi Q =(615) m3/h k0 = 0,3; Khi Q>15m3/h k0 = 0,15; Lượng khơng khí cần thiết thơng gió cho gương giếng đơn vị thời gian theo điều kiện số người làm việc lớn gương, xác định [9]: Q2 = 6.n.k; m3/phút Trong đó: n- số người làm việc lớn gương giếng;người k – hệ số dự trữ; k= 1,151,25; Lượng không khí cần thiết thơng gió cho gương giếng đơn vị thời gian tính theo điều kiện tốc độ gió nhỏ nhất; Q3 = 60.Vmin.Sc; m3/phút Trong đó: Vmin – tốc độ gió nhỏ cho phép chuyển động giếng; theo quy phạm đào giếng lấy Vmin = 0,15m/s; Năng suất quạt gió xác định sở giá trị lớn Qmax ba giá trị lưu lượng gió xác định có tính đến hệ số tổn thất gió đường ống ku; Qquat = Qmax.ku; m3/phút Quạt gió lựa chọn theo giá trị suất tính tốn (Qquat) hạ áp cần thiết quạt Hq, giá trị Hq tính theo cơng thức: Hq = Rt Qquat ;mmcột nước Dựa vào giá trị Qquat Hquat, dựa vào bảng tra xác chọn quạt theo đường đặc tính quạt đường ống(bảng 4.5)[9] ; Bảng 4.5 Các quạt chiều trục Quạt ly Chỉ tiêu tâm, VSBM-4M BM-5M BM-6M BM-8M BM-12M Năng suất,m /phút 120 190 340 600 1200 402 Hạ áp, Pa 1300 2100 2600 3200 3000 5750 Hệ số hiệu dụng 0,72 0,75 0,76 0,8 0,82 0,8 Công suất độnhg 5-13 10-24 15-52 4-110 75 cơ,kW Kích thước bản: 740 935 1050 1460 1900 1495 Dài;mm Rộng;mm 350 650 730 880 1350 1200 Cao;mm 560 670 750 100 1500 1430 Trọng lượng,kg 105 250 350 650 2000 1400 4.2 Thoát nước 4.2.1.Đặc điểm thoát nước giếng đứng Khi xây dựng giếng mỏ ln ln phải tiến hành nước Lượng nước ngầm chảy vào giếng lớn hay nhỏ phụ thuộc vào điều kiện địa chất thuỷ văn lớp đất đá đào qua, hệ số thấm, diện tích mặt cắt ngang giếng, khả cách nước vỏ chống Nước chảy trực tiếp từ lớp đất đá chứa nước thấm qua thành giếng Khi đào giếng lượng nước chảy vào giếng yếu tố ảnh hưởng tới tiến độ thi công, suất lao động chất lượng vỏ chống Theo kết nghiên cứu, lưu lượng nước (612) m3/h suất lao động giảm 10%; lưu lượng nước đến 20m3/h suất giảm 2530%, tăng lưu lượng nước 1m3/h tốc độ đào giếng giảm 1%[9] Nước thấm qua vỏ chống rửa lũa xi măng đoạn vỏ chống đổ làm giảm độ bền độ cách nước vỏ chống Khi lưu lượng nước 8m3/h đào giếng phương pháp thông thường, áp dụng phương pháp thơng thường lưu lượng nước đạt (2025)m3/h, nhiên lúc suất lao đọng tốc độ đào thấp Trong trường hợp lưu lượng nước lớn cần sử dụng phương pháp đào đặc biệt đóng băng nhân tạo, bơm ép vữa(ximăng), hạ mực nước ngầm Khi xây dựng giếng đứng có ba phương pháp thoát nước bản:chuyển nước từ gương giếng lên thiết bị thoát nước, hứng nước chảy vào trạm bơm bơm chuyển lên mặt đất, hạn chế lượng nước chảy vào giếng cách ép vữa lấp đầy khe nứt lớp đá chứa nước vữa ximăng, vữa đất sét, bitum, đóng băng nhân tạo 1.Phương pháp thoát nước trực tiếp Thoát nước trực tiếp đào giếng thực thùng trịn máy bơm a Thốt nước thùng trịn Khi sử dụng phương pháp nước máy bơm gương chạy khí nén bơm trực tiếp vào thùng tròn chuyển lên mặt đất với đất đá Khi nước lấp đầy khoảng trống cục đất đá Trong thời gian khoan nạp mìn, xây dựng vỏ chống cố định nước bơm từ gương vào thùng trịn khơng chở đá Lượng nước đưa lên mặt đất phương pháp mà không làm giảm suất thiết bị trục chuyển đất đá, xác định theo cơng thức: Q = n.Vt.k1.k2 (m3/h) (4.7) Trong đó: n - số lần trục Vt- dung lượng thùng tròn, dung lượng tổng cộng thùng tròn bốc đồng thời gương giếng (m3) k1 - hệ số chứa thùng tròn, thường lấy k1 = 0,750,8 k2- hệ số tính đến thể tích lỗ rỗng đất đá rời nổ mìn Đối với đất đá mềm k2 = 0,30,4 Đối với đất đá rắn cứng trung bình k2= 0,40,5 Đối với đất đá rắn cứng k02= 0,50,6 Hình 4.3 : Sơ đồ bơm nước vào thùng tròn máy bơm gương 1- ống dẫn khí nén 2- Ống khí 3- Máy bơm gương 4- Ống dẫn nước 5- Đất đá 6- Thùng trịn Thốt nước thùng tròn phương pháp đơn giản hiệu nhất, áp dụng lượng nước đưa lên thùng với đất đá (W) lớn lưu lượng nước chảy vào giếng (q) hay W > qn = 45 m 3/h; b Thoát nước máy bơm Khi lưu lượng nước ngầm chảy vào giếng lớn, qn > m3/h, khơng thể hết thùng trịn Khi ấy, phải nước máy bơm Có thể áp dụng hai sơ đồ sau: + Sơ đồ thoát nước bậc + Sơ đồ thoát nước nhiều bậc - Sơ đồ thoát nước bậc: Nước máy bơm bơm trực tiếp từ gương giếng đưa lên mặt đất Điều kiện để áp dụng sơ đồ thoát nước bậc là: Hd H; mcột nước Ở đây: Hđ - chiều cao đẩy lớn máy bơm; ; mcột nước H- chiều sâu lớn giếng đào;m Ưu điểm sơ đồ thoát nước bậc là: - Trang thiết bị đơn giản; - Tốn cơng phục vụ, nhiều trường hợp tự động hố việc nước gương - Khơng tốn chi phí xây dựng bể trung gian trang bị máy bơm trung gian, Nhược điểm: - Máy bơm gương nhanh hỏng nước gương lẫn nhiều bùn cát, - Chiều cao nước hạn chế, khơng sử dụng cho giếng sâu; Sơ đồ thoát nước thường sử dụng máy bơm treo Nếu giếng sâu tới 250 m, thường sử dụng máy bơm điện loại H- 50-12M; H; giếng sâu tới 400m, dùng máy bơm điện B-2 (hình 4.4) Đặc tính máy bơm Nga sản xuất sử dụng đào giếng tham khảo bảng 4.6: Bảng 4.6 Loại máy bơm Năng suất, m3/h H 35 Cơng Chi Kích thước bản,mm suất phí khí cộng nén, Dài Rộng Cao cơ,kW m3/s Bơm treo phục vụ đào giếng 1,5 28 3100 635 635 H-5012M 50 2,5 H-1M ÁÀẫấÀậ-2 èÀậịềấÀ B-3C 4MC 4HỉBM7x6 ệHC-300 áp lực bơm, Mpa 75 - 800 Khối lượng,kg 1450 950 950 2565 450 472 260 300 672 275 30 76 12,8 50 60 Bơm gương chạy khí nén 0,4 0,1 490 0,4 0,05 510 0,04 0,015 270 Bơm trung gian trục ngang 3,6 100 5040 3,3 75 - 1020 - 992 - 2500 - 70 4,0 125 - 2738 1140 928 3095 300 1,2 160 - - - - - 25 18 15 Máy bơm treo thường có ống hút ống đẩy Ống hút cao su dài 6,58 m có đường kính bảo đảm tốc độ nước khơng q 2m/s Đầu ống hút có hộp hút Ống đẩy kim loại có đường kính bảo đảm tốc độ nước không 3m/s Máy bơm treo thường dùng ống có đường kính 100 mm, cịn máy bơm cố định thường dùng ống đẩy đường kính A=79 145mm Các đoạn ống dài từ 49m, thành ống dày 47mm Các đoạn ống kim loại nối với bulơng mặt bích, mặt bích có vịng đệm cao su dày 5 mm Máy bơm với ống cáp điện (cung cấp cho động máy bơm) treo vào dây cáp thả xuống giếng theo tiến gương giếng, đầu cáp buộc vào sàn dòng dọc, đầu buộc vào tang tời quay chậm Ống thoát nước thường treo neo vào vỏ giếng cố định Máy bơm treo cách gương khoảng không chiều cao hút bơm - Sơ đồ thoát nước nhiều bậc Khi chiều sâu giếng vượt chiều cao bơm máy bơm treo thường dùng trường hợp thoát nước bậc, áp dụng sơ đồ thoát nước nhiều bậc theo hai phương án sau: Phương án 1: Dùng máy bơm gương bơm nước từ gương giếng lên độ cao 2560 m sau dùng máy bơm treo bơm trực tiếp hay qua vài đoạn bơm truyền lên mặt đất (hình 4.5) a, b, Hình 4.4.Sơ đồ nước bậc a Sơ đồ thoát nước bậc 1- Ống hút 2- Ống đẩy b Treo ống nước dây cáp mối nối hai đoạn ống (bích, bulơng vòng đệm) - Phương án 2: Dùng máy bơm treo bơm hết chiều cao cột nước vào trạm bơm trung gian dùng máy bơm trung gian đặt cố định bơm trực tiếp hay bơm chuyển tiếp qua vài trạm bơm trung gian lên mặt đất Trong trạm bơm trung gian phải đặt hai máy bơm (một làm việc dự phịng) dung tích bể trung gian tính tốn đủ để chứa lượng nước chảy vào giếng (12)h thường lấy từ (812)m3 Bể trung gian phải có ngăn Trạm bơm trung gian bố trí cạnh giếng (hình 4.6) 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 cơng 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 q 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 hồ 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 trôi 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 khơng 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 Lp t 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 xuống; - Theo h-ớng từ d-ới lên; - Đồng thời theo hai chiều từ tầng 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 chiỊu tõ d-íi lªn trªn, råi më réng tíi kích th-ớc thiết 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 giếng theo chiều từ d-ới lên 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 đồng thời theo hai chiều từ tầng trung gian kết 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 th¸c 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 có kích th-ớc cho bố trí hết 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 ống dẫn khÝ nÐn 4- Têi treo d©y däi B-B B B B-B C B C C C-C Mäi c«ng viƯc cđa 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 chÝnh (1040) m vỊ phÝa lß vËn chun chÝnh GiÕng 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 tõ 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 tíi 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 lên ... VSBM-4M BM-5M BM-6M BM-8M BM-12M Năng suất,m /phút 120 190 340 600 120 0 4 02 Hạ áp, Pa 1300 21 00 26 00 320 0 3000 5750 Hệ số hiệu dụng 0, 72 0,75 0,76 0,8 0, 82 0,8 Công suất độnhg 5-1 3 10 -2 4 1 5- 52 4-1 10... 0,1 490 0,4 0,05 510 0,04 0,015 27 0 Bơm trung gian trục ngang 3,6 100 5040 3,3 75 - 1 020 - 9 92 - 25 00 - 70 4,0 125 - 27 38 1140 928 3095 300 1 ,2 160 - - - - - 25 18 15 Máy bơm treo thường có ống... tích thùng trịn (m3) 0,7 5-1 Trọn g tải (T) Số móc l1 l2 l3 l4 l5 l6 L B 25 7 180 25 028 0 28 0350 - 100 25 0 27 0 1440 26 0 Trọn g lượng (kg) 90 120 300 320 1740 320 120 - - - - - 160 b Khung định hướng