Bài giảng công nghệ đào chống lò tiên tiến phần 1 trường đh công nghiệp quảng ninh

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH KHOA MỎ- CÔNG TRÌNH BÀI GIẢNG CƠNG NGHỆ ĐÀO CHỐNG LỊ TIÊN TIẾN Giảng viên: ĐỖ XUÂN HUỲNH NĂM HỌC 2021-2022 CHƢƠNG PHÂN TÍCH Q TRÌNH CƠ HỌC ĐÁ XUNG QUANH ĐƢỜNG LỊ 1.1 Phân tích trạng thái ứng suất biến dạng khối đá xung quanh đƣờng lò 1.1.1 Trạng thái ứng suất –biến dạng khối đá môi trƣờng đàn hồi Trong biểu thức trên, trường hợp ứng suất nguyên sinh đặc trưng thành phần sau : Ứng suất bổ sung thể thành phần Hình 1.1 Sơ đồ mô tả trƣờng ứng suất nguyên sinh (2), trƣờng ứng suất bổ sung (3), trƣờng ứng suất toàn phần 1.1.2 Trạng thái ứng suất -biến dạng khối đá môi trường không đàn hồi * Đặc điểm trạng thái ứng suất- biến dạng khối đá giai đoạn pháhủy * Lýthuyết trạng thái cân giới hạn bền cho khối đá Điều kiện xảy khối đá bị pháhủy trạng thái cân bị pháhủy: Dưới sơ đồ đường bao giới hạn Mohr Hình 1.2 Sơ đồ đường bao giới hạn Mohr * Nhận xét: * Cóthể xây dựng đường bao Mohr dạng đơn giản hóa: Hình 1.3 Sơ đồ đường bao giới hạn Mohr giản hóa 1.2 Phƣơng pháp đánh giá độ ổn định đƣờng lò 1.2.1 Đánh giá ổn định khối đá theo lý thuyết sập lở * Lýthuyết Terzaghi - Khi đào đƣờng hầm, hầm xuất vịm cân bằng, trọng lƣợng đất đá vịm gây áp lực đất đá Terzaghi xác định kích thƣớc vịm dựa vào chiều rộng vàchiều cao hầm (1946), Hình 1.4 Mơhì nh áp lực đá theo lý thuyết Terzaghi - Áp lực đá lên vòm hầm đƣợc xác định theo cơng thức sau (1.1) Trong đó: H- độ sâu đặt cơng trì nh; λ- hệ số áp lực hơng; B = b+2htg(450-ϕ/2); γ - trọng lƣợng thể tí ch đá - Điều kiện hì nh thành áp lực đá khi: * Lýthuyết Protodjakonov - Protodjakonov tính tốn cho mơi trƣờng rời, có ma sát nhƣng khơng có lực liên kết Giả sử chiều sâu H có hầm hình chữ nhật chiều rộng b, chiều cao h Trên đỉnh hầm, theo giả thuyết, hình thành vịm cân tự nhiên AOC cóchiều cao hH (hì nh 1.4) Hình 1.4 Sơ đồ tí nh tốn áp lực đất đá lên hầm theo Protodjakonov - Chiều cao vòm cân đƣợc xác định cơng thức: 10 (1.2) Trong  - Góc nội ma sát đất đá, f = σn/100 – hệ số kiên cố/bền vững đất đá, σn – Độ bền nén trục đất đá, tính kg/cm - Áp lực đá lên hầm đƣợc xác định theo công thức: 1.2.2 Đánh giá ổn định khối đá theo lý thuyết tập trung ứng suất Đây phƣơng pháp so sánh ứng suất lớn chu tuyến cơng trì nh ngầm với độ bền đá, đƣợc thể theo công thức sau: (1.3) Trong Trong trƣờng hợp đá giịn, Pc=1; Ks=1, điều kiện ổn định đƣợc nhƣ sau: 1.2.3 Đánh giá ổn định khối đá theo lý thuyết biến dạng dự tí nh (Viện BNIMI) Giátrị biến dạng dự tí nh chu tuyến cơng trình ngầm chƣa gia cố đƣợc xác định theo cơng thức sau: 11 (1.4) Trong ur- Sự dịch chuyển dạng đá, phụ thuộc vào độ sâu cơng trình độ bền nén khối đá Kα - Hệ số ảnh hƣởng nằm, hƣớng đào lò, hƣớng khe nứt K - Hệ số xét đến hƣớng dịch chuyển; Ks- Hệ số tính đến yếu tố rộng hẹp đƣờng lò; Ks=0,3(b-1); b làchiều rộng đƣờng lị có đơn vị mét KB - Hệ số kể đến ảnh hƣởng cơng trì nh lân cận: KB=1nếu làhầm đơn, KB=1,4 cơng trình tiếp xúc phía; KB=1,6 cơng trì nh tiếp xúc từ hai phía; Trƣờng hợp hai cơng trình đào song song KB đƣợc xác định theo cơng thức sau: KB = (b1+b2)KL/L b1,b2- chiều rộng hai đƣờng lòsong song KL - Tra bảng 12 Kt- Hệ số tính đến ảnh hƣởng cơng trình, Kt=1,0 cho cơng trì nh sử dụng 15 năm, sử dụng dƣới 15 năm xác định theo biểu đồ sau: 13 Chƣơng VẬT LIỆU TRONG CƠNG TÁC ĐÀO CHỐNG LỊ 2.1 Vật liệu nổ phƣơng tiện nổ công nghiệp sử dụng cơng tác đào chống lị 2.1.1 Vật liệu nổ sử dụng cơng tác đào chống lị 2.1.1.1 Các loại vật liệu nổ sử dụng phổ biến cơng tác đào chống lị Hiện nay, danh vật liệu nổ xây dựng nói chung cơng tác đào lị, khai thác mỏ nói riêng đƣợc nhà nƣớc quản lý chặt chẽ Các loại vật liệu nổ công nghiệp đƣợc phép sử dụng đƣợc quy định theo thông tƣ 13/2018/TT-BCT Chi tiết Phụ lục Thông tƣ 13/2018/TT-BCT quy định quản lý, sử dụng vật liệu nổ công nghiệp, tiền chất thuốc nổ sử dụng để sản xuất vật liệu nổ công nghiệp Bộ trƣởng Bộ Công thƣơng ban hành, cụ thể nhƣ sau * Danh mục thuốc nổ công nghiệp TT (1) Tên sản phẩm Thơng số kỹ thuật MãHS Đặc tí nh kỹ thuật Chỉ tiêu (3) (4) (5) 0,95 ÷1,05 3602.00.00 (2) Thuốc nổ công nghiệp Thuốc nổ Amonit AD1 Khối lƣợng riêng, g/cm3 Độ ẩm, % Tốc độ nổ, m/s Khả sinh công lắc xạ thuật (so sánh với thuốc nổ TNT tiêu chuẩn), % Độ nén trụ chì,mm Khoảng cách truyền nổ, cm Độ nhạy với kíp số Thuốc nổ TNP1 ≤ 0,5 3.600 ÷4.200 120 ÷130 14 ÷16 ≥4 Nổ hết thuốc Thời hạn bảo đảm, tháng 06 Khối lƣợng riêng, g/cm3 1,15 ±0,05 Tốc độ nổ, m/s Khả sinh công lắc xạ thuật (so sánh với thuốc nổ TNT tiêu 3602.00.00 4.000 ÷4.400 110 ÷115 14 chuẩn), % Độ nén trụ chì,mm Khoảng cách truyền nổ, cm Phƣơng tiện kích nổ Thời hạn sử dụng, tháng Thuốc nổ Anfo Khối lƣợng riêng rời, g/cm3 Tốc độ nổ, m/s ≥ 12,5 Theo HDSD 06 0,8 ÷0,95 3.000 ÷4.500 Khả sinh cơng bom chì,ml 300 ÷330 Độ nén trụ chì(đo ống thép), mm ≥ 15 Thời hạn sử dụng, tháng 03 Thuốc nổ Anfo chịu Khối lƣợng riêng rời, g/cm3 nƣớc Tốc độ nổ, m/s 0,85 ÷0,9 300 ÷310 Độ nén trụ chì(đo ống thép), mm 14 ÷17 Thời hạn sử dụng, tháng 03 1,05 ÷1,35 ≥ 101 Khả sinh cơng bom chì,ml 280 ÷340 Độ nén trụ chì,mm ≥ 14 Khoảng cách truyền nổ, cm ≥4 Kíp nổ số Thời hạn sử dụng, tháng Thời gian chịu nƣớc, ≥ 12 Thuốc nổ nhũ tƣơng Khối lƣợng riêng, g/cm3 3602.00.00 ≥ 3.800 Khả sinh công lắc xạ thuật (so sánh với TNT tiêu chuẩn), % Phƣơng tiện kích nổ 3602.00.00 3.500 ÷3.800 Khả sinh cơng bom chì,ml Thuốc nổ nhũ tƣơng Khối lƣợng riêng, g/cm3 dùng cho lộ thiên Tốc độ nổ, m/s 3602.00.00 1,20 ÷1,35 3602.00.00 15 lƣợng cao dùng cho lộ thiên Tốc độ nổ, m/s ≥ 5.500 Khả sinh công lắc xạ thuật (so sánh với TNT tiêu chuẩn), % 115 ÷125 Khả sinh cơng bom chì,ml ≥ 330 Độ nén trụ chì,mm ≥ 15 Khoảng cách truyền nổ, cm ≥4 Phƣơng tiện kích nổ Kíp nổ số Thời hạn sử dụng, tháng Thời gian chịu nƣớc, ≥ 12 Thuốc nổ nhũ tƣơng Khối lƣợng riêng, g/cm3 dùng cho mỏ hầm Tốc độ nổ, m/s lò, cơng trình ngầm Khả sinh cơng khơng cókhínổ bom chì,ml Hoặc chuyển đổi tƣơng đƣơng sang phƣơng pháp đo khả sinh công lắc xạ thuật (so sánh với TNT tiêu chuẩn), % 1,05 ÷1,25 ≥ 4.000 300 ÷340 105 ÷120 Độ nén trụ chì,mm ≥ 14 Khoảng cách truyền nổ, cm ≥4 Khả chịu nƣớc, ≥ 12 Phƣơng tiện kích nổ Thời hạn sử dụng, tháng Thuốc nổ nhũ tƣơng Khối lƣợng riêng, g/cm3 an toàn dùng cho Tốc độ nổ, m/s mỏ hầm lị có độ khímêtan siêu Khả sinh công lắc xạ thuật (so sánh hạng với Anfo theo khối lƣợng), % 3602.00.00 Kíp nổ số 06 1,00 ÷1,15 3602.00.00 ≥ 3.500 56 ÷61 Độ nén trụ chì,mm ≥8 Khoảng cách truyền nổ, cm ≥2 16 Nổ an tồn mơi trƣờng cókhímêtan (Phƣơng pháp B - TCVN 6570: 2005) Phƣơng tiện kích nổ Thời hạn sử dụng, tháng Lƣợng khí độc sinh nổ (quy CO), lít/kg Thuốc nổ nhũ tƣơng Khối lƣợng riêng, g/cm3 an toàn dùng cho Tốc độ nổ, m/s mỏ hầm lịcókhínổ Khả sinh cơng bom chì,ml; Khả sinh cơng lắc xạ thuật (so sánh với TNT tiêu chuẩn), % 10 lần nổ khơng gây cháy nổ khíCH4 Kíp nổ số 06 ≤ 150 1,05 ÷1,25 ≥ 3.400 ≥ 240 90 ÷110 Độ nén trụ chì,mm ≥ 12 Khoảng cách truyền nổ, cm ≥4 Nổ an tồn mơi trƣờng cókhímêtan (Phƣơng pháp A- TCVN 6570: 2005) Phƣơng tiện kích nổ Thời hạn sử dụng, tháng Lƣợng khí độc sinh nổ (quy CO), lít/kg 10 Thuốc nổ nhũ tƣơng Khối lƣợng riêng, g/cm3 rời Tốc độ nổ lỗ khoan, m/s Phƣơng tiện kích nổ 11 Thuốc nổ nhũ tƣơng Khối lƣợng riêng, g/cm3 rời bao gói Tốc độ nổ lỗ khoan, m/s Thời gian chịu nƣớc (sâu ≥ mét nƣớc), 3602.00.00 10 lần nổ khơng gây cháy nổ khíCH4 Kíp nổ số 06 ≤ 150 1,08 ÷1,29 3602.00.00 ≥ 4.000 Mồi nổ 1,08 ÷1,29 3602.00.00 ≥ 4.000 ≥4 17 Phƣơng tiện kích nổ Thời hạn sử dụng (bảo quản bao PP+PE), tháng 12 Mồi nổ dùng cho thuốc nổ công nghiệp 03 Khối lƣợng riêng, g/cm3 1,59 ÷1,70 Khả sinh cơng bom chì,ml 350 ÷390 Tốc độ nổ, m/s 22 ÷24 Phƣơng tiện kích nổ Kíp số 13 Mìn phá đá cỡ Tốc độ nổ, m/s Khả sinh cơng bom chì,ml 60 3.600 ÷3.900 13 ÷15 Phƣơng tiện kích nổ Theo HDSD Tỷ trọng danh định, g/cm3 Tốc độ nổ, m/s Đƣờng kính thỏi thuốc, mm Thời hạn sử dụng (tối đa), tháng 3602.00.00 350 ÷360 Độ nén trụ chì,mm Thời hạn sử dụng, tháng 3602.00.00 7.200 ÷7.800 Độ nén trụ chì,mm Thời hạn sử dụng, tháng 14 Thuốc nổ Senatel Powersplit Mồi nổ 24 1,23 3602.00.00 ≥ 6.500 26 32 18 Thuốc nổ mạnh Hexogen Nhiệt độ nóng chảy, 0C Độ axit (G, DX, T4, Cyclotrimethylen - - Tính theo axit Nitric, % trinitramin) - Cơng - Tính theo axit thức hóa học Sunphuric, % - C3H6N6O6 - C6H2N6N3(NO2)3 ≥ 200 3602.00.00 ≤ 0,05 ≤ 0,05 Hàm lƣợng tạp chất không tan axêtôn, % ≤ 0,15 Hàm lƣợng tro, % ≤ 0,05 Độ nhạy va đập phƣơng pháp Cast, % 40 ÷84 18 Khả sinh cơng lắc xạ thuật (so sánh với TNT tiêu chuẩn), % Độ nén trụ chì,mm Trinitrotoluen (TNT) Cơng thức hóa học - C6H2(NO2)3CH3 Octogen - C4H8N8O8 Pentrit ≥ 15,5 Tốc độ nổ mật độ nén 1,60g/cm3, m/s 8.100 ±200 Nhiệt độ nóng chảy, oC ≥ 80 Độ axit (tính theo axit Sunphuric), % ≤ 0,01 Hàm lƣợng nƣớc vàcác chất dễ bay hơi, % ≤ 0,1 Cặn không tan Axêtôn, % ≤ 0,1 Khả sinh công cách đo độ dãn bom chì,ml ≥ 280 Hoặc chuyển đổi tƣơng đƣơng sang phƣơng pháp đo khả sinh công lắc xạ thuật, mm ≥ 280 Tốc độ nổ mật độ nén 1,60g/cm3, m/s 7.000 ±200 Nhiệt độ nóng chảy, oC ³270 Độ axit (tính theo axit (HMX axetic), % Cyclotetramethylene tetratrramine, Các chất không tan Homocyclonit) axêtơn, % Cơng thức hóa học 140 ÷150 Độ nhạy va đập (búa 10 kg rơi độ cao 25 cm), % Khả sinh công lắc xạ thuật (so sánh với TNT tiêu chuẩn), % 3602.00.00 3602.00.00 £0,05 £0,25 88 ÷100 ³135 Tốc độ nổ mật độ nén 1,32g/cm3, m/s ³7.200 Nhiệt độ nóng chảy, C ≥ 139 3602.00.00 19 (Pentaerythroltetranitrate, Tetranitro pentaeritrit, Corpent, PENT TEN) Độ axít (tính theo axit Sunphuric axit Nitric) độ kiềm (tính theo NaOH) % ≤ 0,01 Hàm lƣợng cặn không tan axeton, % Cơng thức hóa học - Chƣa hóa - C(CH2ONO2)4 - C5H8(ONO2) ≤ 0,08 - Đã hóa ≤ 0,1 Hàm lƣợng tro, % - Chƣa hóa ≤ 0,04 - Đã hóa ≤ 0,1 Hàm lƣợng chất vô ≤ 0,01 Độ nhạy va đập phƣơng pháp Cast, % 100 Khả sinh công phƣơng pháp lắc xạ thuật (so sánh với TNT tiêu chuẩn), % ≥ 135 Tốc độ nổ mật độ nén 1,60g/cm3, m/s ≥ 7.900 2.1.1.2 Phương pháp sử dụng vàlựa chọn vật liệu nổ phù hợp với đặc tính đường lị.( áp dụng theo Điều 36 QCVN 01:2019/BCT) 2.1.2 Phƣơng tiện nổ sử dụng hầm lò 2.1.2.1 Các loại phƣơng tiên nổ sử dụng đào chống lò Tƣơng tự nhƣ vật liệu nổ, phƣơng tiện nổ đƣợc quy định cụ thể thông tƣ 13/2018/BCT TT (1) Tên sản phẩm (2) Thông số kỹ thuật MãHS Đặc tí nh kỹ thuật Chỉ tiêu (3) (4) (5) II Phƣơng tiện nổ Kíp nổ đốt số Cƣờng độ nổ Xuyên thủng chì 3603.00.10 dày mm, đƣờng kính 20 ... sử dụng 15 năm, sử dụng dƣới 15 năm xác định theo biểu đồ sau: 13 Chƣơng VẬT LIỆU TRONG CƠNG TÁC ĐÀO CHỐNG LỊ 2 .1 Vật liệu nổ phƣơng tiện nổ công nghiệp sử dụng cơng tác đào chống lị 2 .1. 1 Vật... nén 1, 60g/cm3, m/s ≥ 7.900 2 .1. 1.2 Phương pháp sử dụng vàlựa chọn vật liệu nổ phù hợp với đặc tính đường lị.( áp dụng theo Điều 36 QCVN 01: 2 019 /BCT) 2 .1. 2 Phƣơng tiện nổ sử dụng hầm lò 2 .1. 2 .1. .. loại vật liệu nổ công nghiệp đƣợc phép sử dụng đƣợc quy định theo thông tƣ 13 /2 018 /TT-BCT Chi tiết Phụ lục Thông tƣ 13 /2 018 /TT-BCT quy định quản lý, sử dụng vật liệu nổ công nghiệp, tiền chất