Giáo trình thi công giếng đứng phần 2 trường đh công nghiệp quảng ninh

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 0,20,3m/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 3001200 mm (thường dùng 300  800mm) Ống gió cứng làm tơn gồm đoạn dài 2 4m nối với bu lông 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 lơng 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 công 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 không 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 = (1215)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 615 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= (0,41,2)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 =(16) m3/h H200m k0 = 0,6; Khi Q =(615) 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= 1,151,25;  Lượng khơng 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 (612) m3/h suất lao động giảm 10%; lưu lượng nước đến 20m3/h suất giảm 2530%, 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 thơng thường, áp dụng phương pháp thông thường lưu lượng nước đạt (2025)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 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 trịn 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 = 0,750,8 k2- hệ số tính đến thể tích lỗ rỗng đất đá rời nổ mìn Đối với đất đá mềm k2 = 0,30,4 Đối với đất đá rắn cứng trung bình k2= 0,40,5 Đối với đất đá rắn cứng k02= 0,50,6 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 trịn 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 = 45 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 thoát nước hạn chế, không 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 6,58 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 49m, thành ống dày 47mm 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 2560 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 vịng 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 (12)h thường lấy từ (812)m3 Bể trung gian phải có ngăn Trạm bơm trung gian bố trí cạnh giếng (hình 4.6) Hình 4.5: Sơ đồ nước máy bơm a, Hình 4.6: Sơ đồ nước nhiều bậc sử dụng trạm bơm trung gian a-Sơ đồ thoát nước nhiều bậc b, b- Kết cấu trạm bơm trung gian c Hứng nước Khi đào giếng có hai cách hứng nước: + Hứng nước rỉ qua vỏ giếng cố định + Đón nước trực tiếp từ đất, đá ngậm nước vào vòng hứng nước Để hứng nước rỉ qua vỏ giếng cố định sử dụng thiết bị hứng nước có kết cấu hình 4.7 Thiết bị gồm có: vịng hứng nước đặt vào vỏ chống, vịng chắn cao 180200mm nhơ khỏi thành giếng ống dẫn nước Vòng hứng nước đặt tầng ngậm nước Nước chảy từ hai vòng hứng nước vào bể nước trạm bơm từ dùng máy bơm bơm lên mặt đất 1 Hình 4.7:Thiết bị đón nước 1- Lỗ khoan đón nước 2- Ống đón nước 3- Đoạn ống cao su 4- Ma tít 5- Vịng hứng nước Để đón nước trực tiếp từ tầng ngậm nước, khoan lỗ khoan với đường kính  =3040mm qua vỏ giếng vào tầng đất, đá ngậm nước, lắp ống kim loại  2030mm để đón nước Đầu ngồi ống kim loại nối với đoạn ống cao su để dễ đặt vào vịng hứng nước (hình 4.7) d Những trường hợp thoát nước đặc biệt đào giếng Để đơn giản hố cơng tác nước, giảm thiểu trang thiết bị thoát nước, đào đồng thời nhiều giếng gần nhau, nối giếng với lỗ khoan nghiêng giếng đặt máy bơm Giếng đặt máy bơm thường đặt cuối chiều dốc vỉa, lỗ khoan có đường kính  100mm, độ dốc đủ để nước tự chảy chống ống kim loại Nước từ vòng hứng nước giếng chạy theo ống thoát nước lỗ khoan vào bể nước trạm bơm vào đáy giếng, từ dùng máy bơm lên mặt đất (hình 4.8) Hình 4.8 Sơ đồ thoát nước trường hợp đào nhiều giếng đồng thời gần 1,2- Lỗ khoan nghiêng 3- Vòng hứng nước 4- Trạm bơm trung gian 5- Bơm treo 6- Ống đẩy máy bơm Khi đào giếng có chiều sâu tới 50 m, lưu lương nước lớn sử dụng phương pháp hạ mực nước ngầm 4.2.3 Năng suất máy bơm công suất động a Năng suất máy bơm Có hai chế độ nước: - Chế độ thoát nước thứ nhất: thoát nước gương giếng sau nổ mìn - Chế độ nước thứ hai: nước bình thường gương giếng thời gian làm việc a Năng suất máy bơm xác định theo điều kiện nước sau nổ mìn Khi đào giếng phương pháp khoan nổ mìn, suất bơm thực tế phải tính để bơm hết lượng nước chảy vào giếng sau nổ mìn (khi nổ mìn bơm khơng hoạt động) khoảng thời gian ngắn để nhanh chóng đưa giếng tiếp tục vào hoạt động, tức : + Lưu lượng nước chảy vào giếng tính tốn 1h: q1 = k.qn ; m3 (4.8) Trong đó: k- hệ số dự trữ hệ số dịng chảy khơng đều, k = 1,3 1,5; qn- lưu lượng nước chảy trung bình vào giếng 1h;m3/h + Tổng lượng nước chảy vào giếng khoảng thời gian dừng bơm (t1+t2) thời gian bơm t3 : k qn ( t1 + t2 + t3); m3 Trong đó: t1 - thời gian kéo bơm lên khỏi gương giếng để nổ mìn (0,25  0,5);h t2 - thời gian thơng gió thả bơm xuống giếng (0,50,75);h t3 - thời gian để bơm hết lượng nước chảy vào giếng khoảng thời gian t1 t2 (thời gian bơm không làm việc) ; t3 = 0,250,5;h + Một phần nước chảy vào giếng chứa lỗ rỗng đống đá nổ mìn: q0(m3) q0 = Sg.l..knr.k0 (m3) (4.9) Trong đó: Sg- diện tích gương giếng đào(m2) : S g   Dg ;m2 Dg - đường kính giếng đào (m) l - chiều sâu lỗ mìn trung bình (m)  - hệ số sử dụng lỗ mìn; knr – hệ số nở rời đất đá; k0 - hệ số lỗ rỗng đất đá nổ mìn(chọn phụ thuộc vào f); Thay vào có : q0   Dg l..k nr k ; (m3) Nếu gọi P1 suất thực tế máy bơm, điều kiện để bơm cạn nước gương giếng thời gian t3 là: k qn ( t1 + t2 + t3) – q0 = P1.t3 (4.10) P1  kqn (t1  t  t )  q0 ; m3/h t3 P1  k q n (t1  t  t )  k  D g l. k nr t3 (4.11) Trong đó: P1 - suất thực tế bơm dùng để bơm nước sau nổ mìn; m3/h Nếu tổ chức thoát nước tốt: t1 = 0,25h ; t2 = 0,75h; t3 = 0,5h; giả sử đất đá đào qua thuộc loại rắn cứng trung bình có: k0 = 0,4; knr = 2; chọn  = 0,8, thay vào (4.11) ta được: Ta có: P1  1,5.q n (0,25  0,75  0,25)  3,14.Dn2 0,8.2.0,4.l 0,5 P1 = 5,25.qn – 1,0048.Dn2.l  5.qn- Dn2.l; (m3/h) Đây sở tính chiều sâu lỗ mìn theo điều kiện nước lb  5q n  P1 ; Dn2 chiều sâu lỗ mìn phải đủ lớn để lượng nước giảm bớt lưu lượng nước ngầm giếng nhờ nước chứa khe nứt (l > lb) b Năng suất máy bơm xác định theo điều kiện nước bình thường gương giếng thời gian làm việc Lưu lượng nước tính tốn chảy vào giếng: q1 = k.qn ; m3/h Trong đó: k- hệ số dự trữ hệ số dịng chảy khơng đều, k = 1,3 1,5 Trường hợp không kể đến công tác khoan nổ, bơm cũ làm việc liên tục 24/ 24h mà phải nghỉ dầu mỡ, sửa chữa nhỏ Giả sử bơm làm việc với thời gian t1 ngày ( thường t1 = 18 h) suất bơm 1h tính là: P2  24.k q n t1 Với k = (1,3 1,5) ta có P2 = (1,82)qn - So sánh hai giá trị P1; P2 , chọn giá trị lớn để chọn máy bơm + Chọn công suất động máy bơm: Công suất động máy bơm xác định theo công thức [2]: (4.12) N 1,1.P.H. ; (kW) 102. b 3600 (4.13) Trong đó: P- suất tính tốn máy bơm chọn theo hai điều kiện (m3/h) H- cột nước máy bơm (m) - trọng lượng riêng nước (kg/m3) b - hiệu suất máy bơm thường chọn b= (0,650,85) Chiều cao cột nước máy bơm (H) xác định theo công thức: H= H h  H d  0 (m) (4.14) Trong đó: Hh, Hđ - Chiều cao hút chiều cao đẩy máy bơm (m); 0 - hệ số sức cản ống nước thường chọn 0= 0,870,95 4.3 Cơng tác cung cấp khí nén Khi đào giếng, khí nén cần cấp cho máy khoan, búa chèn, máy bốc ; ngồi khí nén cịn dùng để đóng mở cửa giếng Áp suất khí nén có ảnh hưởng trực tiếp tới suất thiết bị thi công Khi đào giếng thường sử dụng khí nén với áp suất at 4.3.1 Cơng suất trạm khí nén Trạm khí nén đặt mặt đất, cấp khí nén qua đường ống thép xuống giếng Từ ổ điều khí nén dẫn theo ống cao su mềm cấp cho thiết bị Khí nén sử dụng chủ yếu để phục vụ cho công tác khoan bốc đất đá Do suất trạm khí nén xác định theo nhu cầu khí nén tổng cộng khoan lỗ mìn hay bốc đất đá cơng thức: Qk = (qk + q0 + qt).n ; (m3/ph) (4.15) Qb = (qb+q0+qt).n ; (m3/ph) Ở đây: qk; qb nhu cầu khí nén máy khoan máy bốc đất đá, xác định theo công thức: qk = nk.qk, k1k.k2k; (m3/ph) qb = nb.qb, k1b.k2b; (m3/ph) Với nk; nb - số máy khoan hay máy bốc làm việc đồng thời gương qk,, qb, - nhu cầu khí nén máy khoan hay máy bốc chạy khí nén; m3/phút k1k,k1b - hệ số tổn thất khí nén; k1k = 1,15; k2k = 1,1 k2b,k2k - hệ số làm việc đồng thời máy khoan máy bốc khí nén (chọn theo bảng 4.5) q0 - nhu cầu khí nén khâu khác làm việc đồng thời với khoan bốc đất đá (m3/h ) q0 = q1 + q2 + q3 + q4 (m3/ph) Trong đó: q1, q2, q3, q4 - nhu cầu khí nén máy sử dụng khí nén, van khí nén, giá đỡ khí nén phân xưởng khí (m3/ph) qt - tổn thất khí nén đường ống dẫn, (m3/ph) n qt  a  l i 1 60 ; (m3/ph) Trong đó: a- tổn thất khí nén trung bình đoạn ống dài km h (a ≤ 90120 m3/km.h)  l - chiều dài tổng cộng ống dẫn khí nén (km) n- số giếng đào đồng thời Bảng 4.7: Hệ số làm việc đồng thời máy Máy khoan làm k2k Máy bốc làm việc k2b việc đồng thời đồng thời 10 0,9 0,9 15 0,83 0,87 20 0,8 0,85 Cơng suất trạm khí nén (Q) giá trị lớn hai giá trị Qk Qb 4.3.2 Máy nén khí Dựa vào Q để chọn lựa xác định số máy nén khí Trong q trình chọn máy nén khí, cần tính đến giai đoạn đào lị Giữa máy nén khí mạng khí nén có bể chứa khí nén với dung lượng bằng: V  1,6 Q ; (m3) (4.16) Ở đây: Q- cơng suất trạm khí nén (m3/ph) Trong thời gian qua, đào giếng đứng người ta thường dùng máy nén khí loại 160B - 20/8 (Nga); máy B300-2K ; B - 50/8 ; 55-B 4.3.3 Ống dẫn khí nén Đường kính ống dẫn khí nén thường tính chọn dựa cơng thức kinh nghiệm: d  3,18 q ; cm (4.17) Trong : q - Lượng khí nén qua diện tích mặt cắt ngang ống khí nén phút (m3/ph) Ống dẫn khí nén treo dây cáp hay treo vào vỏ giếng cố định giống sơ đồ treo ống gió ống nước (hình 4.9) Hình 4.9.Kết cấu treo ống dẫn khí nén 1- Dây cáp treo 2- Bánh đai 3- Cục đỡ bánh đai 4- Ống dẫn khí nén 5- Ổ điều 4.4.Trục tải đào giếng Khi đào giếng thiết bị trục dùng để đưa người lên xuống, trục đất, đá lên, chuyển vật liệu xuống giếng dùng để trục nước lên Các thiết bị trục tải đào giếng bào gồm: máy trục, tháp giếng, thùng trịn, thiết bị móc, cáp trục, cáp định hướng cáp treo, hệ thống tín hiệu thang cấp cứu, khung định hướng khung căng 4.4.1.Máy trục Đặc điểm trục tải đào giếng chiều sâu trục, tải trọng trục tốc độ trục thường xuyên thay đổi theo tiến độ đào Máy trục đào giếng phải cho phép dễ dàng thay đổi chiều sâu, tải trọng tốc độ trục, dễ tháo lắp, di chuyển Hình 4.10: Sơ đồ trang bị trục tải đào giếng 1- Máy trục; 2- Cáp trục; 3-Tháp giếng; 4-Vành trục; 5- Thiết bị rỡ tải; 6-Cáp định hướng; 7-Khung định hướng; 8-Thiết bị móc; 9- Thùng trịn; 10- Sàn treo Khi đào giếng sử dụng máy trục tạm thời hay máy trục cố định Máy trục tạm thời sử dụng thời gian đào giếng thay máy trục cố định thời kỳ chuyển tiếp từ đào giếng sang đào lò bằng, đồng thời với việc thay tháp trục Việc sử dụng máy trục tạm thời cho phép giảm thời gian xây dựng mỏ nhờ rút ngắn thời gian lắp ráp máy trục Máy trục cố định sử dụng hợp lý đào giếng với máy trục với tang có bán kính thay đổi hay trục tải tăng ma sát Khi đào giếng thường dùng máy trục với dây cáp trịn, tang nón trụ nón với dây cáp dẹt Máy trục có tang hai tang Máy trục loại nhẹ có đường kính tang 23m, loại nặng 46m (sẽ bổ sung bảng đặc tính) Tháp đào giếng Tháp đào giếng dùng để bố trí rịng rọc phục vụ cho việc treo thiết bị, máy móc, đường dây ống phục vụ cho việc đào giếng thực công tác trục Tháp để đào giếng sử dụng tháp cố định tháp tạm thời Nếu dùng tháp cố định phục vụ cho việc đào giếng phải cải tạo đầu tháp sàn vành cho phù hợp với u cầu bố trí tời thi cơng Các tháp tạm thời dùng thời gian đào giếng thường tháp lắp ráp từ ống kim loại Tháp trang bị 1, 2, 3, máy trục dùng để đào giếng có chiều sâu đường kính định Tháp đào giếng có hai loại: tháp có thân tháp khơng có thân Đặc tính số loại tháp đào giếng tham khảo bảng 4.8 Bảng 4.8.Đặc tính kỹ thuật tháp đào giếng tạm thời Loại Kích thước giếng Kích thước tháp (m) Trọng lượng tháp tháp (tấn) Chiều sâu Đường kính Chiều cao Độ thách (m) (m) (m) chân chống Tháp có thân I tới 150 16,0 14x14 42,0 4,5  6,5 II 150300 4,5  6,5 III 300600 IV 6001000 I 200 19,0 5,5  7,5 tới 8,0 22,0 Tháp khơng có thân 16,34 4,5  6,0 II 400 5,56,5 III 600 IV V 16,0 15x15 56,5 15x15 79,8 15x15 77,6 10x10 31,0 16,34 12x12 38,5 5,5  6,5 17,44 12x12 45,3 800 6,07,5 18,05 14x14 54,0 1000 7,58,0 18,54 14x14 61,2 Thùng trục đào giếng phương pháp dỡ tải thùng trục a Thùng trục đào giếng Thùng tròn đào giếng dùng chuyển đất đá lên mặt đất, đưa người lên xuống, thả vật liệu trang thiết bị Về mặt kết cấu thùng tròn có dạng hình tang trống với hai đầu thon để dễ dàng qua cửa hạn chế va đập Thân thùng làm thép dày từ (8 10)mm, quai thùng làm thép trịn đường kính (50 60)mm gắn lề với thân thùng Để tránh dập tay công nhân miệng thùng phải hàn vấu đỡ quai cao từ (60 80) mm Theo phương pháp dỡ tải thùng tròn chia làm hai loại: - Thùng trịn tự lật (hình 4.11) - Thùng trịn khơng tự lật (hình 4.12) Thùng trịn tự lật gồm thân thùng quai, thân thùng ống hình trụ, đáy kín, hai đầu thon, miệng thùng có mấu để đỡ quai thùng, đáy thùng có hai chốt quay mặt quai (hình 4.11) Thùng trịn khơng tự lật khác với thùng trịn tự lật khơng có chốt quay, khơng có hai vịng lật bố trí đối xứng qua mặt quai (hình 4.12) b Cách rỡ tải thùng trịn - Thùng trịn khơng tự lật: thùng tròn kéo lên đến mức quy định dừng lại, cơng nhân móc dây cột vào vòng cột đáy thùng; thùng từ từ hạ xuống, đáy ... 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 5-13 10 -24 15- 52 4-110 75 cơ,kW... 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... 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 25 65 450 4 72 260 300 6 72 275 30 76 12, 8 50 60 Bơm gương chạy