Các bước tổ chức thi công công trình ngầm

Các bước tổ chức thi công công trình ngầm

Bài 1: Giới thiệu về công trình ngầm

Các công trình ngầm rất đa dạng nhằm phục vụ các mục đích khác nhau của ngời

kỹ s 1 số chúng có thể ngắn hoặc dài, thẳng đứng, nằm nghiêng hoặc công trình kiến trục kéo dài theo phơng ngang, trong khi số khác rộng hoặc hẹp, đơn giản hay phức tạp theo 3 phơng Nhóm công trình xây dựng đầu tiên đợc gọi chung là hầm chứa ngầm

Đờng hầm là những CTN nằm ngang hoặc gần nằm ngang có chiều dài lớn có lối

thông với mặt đất tại cả 2 đầu

Hầm phụ có dạng gần tơng tự nh đờng hầm, chỉ khác ở chỗ chúng chỉ có duy nhất

1 lối thông với mặt đất

Giếng là một CTN thẳng đứng hoặc gần thẳng đứng (góc nghiêng so với phơng

nằm ngang > 300) có chiều dài lớn và chỉ thông với mặt đất dut nhất tại vị trí miệnggiếng

Giếng nghiêng là CTN có chiều dài lớn đợc đào với góc nghiêng với phơng nằm

ngang < 300 và chỉ thông với mặt đất duy nhất tại 1 vị trí cửa

Lò thợng là CTN nằm nghiêng đợc đào từ đờng hầm chính hoặc hầm phụ thi công

theo hớng từ dới lên trên, thờng đợc sử dụng nhằm mục đích thăm dò

Thi công công trình ngầm đợc thực hiện trong những loại vật liệu tự nhiên khác nhau, phạm vi từ không đồng nhất , đất sét từ khô tới ngậm nớc, cát và sỏi tới mềm

và cứng, nguyên khối hoặc đá cực kỳ nứt nẻ Điều kiện đất đá đống vai trò quan trọng trong tấ cả các giai đoạn của việc lấp kế hoạch, thiết kế và xây dựng công trình ngầm Vì vậy, đầu t nghiên cứu hiện trờng đóng vai trò quan trọng trong bất

4 Đờng hầm thoát nớc : để dẫn chất lỏng thải

5 Đờng hầm dẫn dòng : dẫn dòng nớc để tạo không gian thi công khu vực đập khô giáo

6 Hầm dẫn trớc : đào để thăm dò điều kiện đất đá khu vực phía trớc gơng đào

7 Hầm phục vụ các mục đích khác : đợc sử dụng để chứa các đờng dây thông tin liên lạc, cung cấp năng lợng, đờng ống dẫn khí ga, v v

8 CTN dạng buồng

a Hầm gian máy

b Hầm trữ năng lợng :

i Hầm chứa dầu

ii Hầm chứa ga tự nhiên ở trạng thái lỏng

c Hầm chứa chất thải

i Hầm chứa chất thải hạt nhân

ii Hầm chứa chất thải công nghiệp có độc tính

d Hầm phòng vệ dân dụng, hoặc hầm phục vụ các mục đích công cộng, v v

Bài 2: Phương phỏp đào hầm

Cú 7 phương phỏp khỏc nhau được sử dụng để di chuyển vật liệu đến địa điểm đặt hầm Đầu tiờn là phương phỏp hạ chỡm Cụng nhõn chuẩn bị ở nơi đặt đường hầm dưới nước bằng cỏch đào 1 hào ở dưới đỏy của dũng chảy Cỏc đoạn thộp hoặc BTCT của vỏ hầm được xõy dựng trờn mặt đất khụ rỏo Mỗi đoạn cú thể dài đến vài trăm feet Hai đầu của mỗi đoạn được bịt kớn và cỏc đoạn đc thả nổi đến nơi đặtđường hầm Cỏc đoạn đc nốo với hào và lớp đệm đc xõy dựng trong nước Cỏc đoạn chỡm, nú được dẫn hướng đặt vào trong hào Cỏc đoạn đc ghộp nối liền nhau

và cỏc tấm bịt kớn ở mỗi đầu của mỗi đoạn được thỏo bỏ, 1 tấm đệm cao su ở giữa

2 đoạn đảm bảo khụng thấm nước

Trong phương phỏp đào hở, cụng nhõn đào 1 hào đủ rộng để chứa đường hầm và vỏ của nú Một ống hỡnh hộp đc xõy dựng thường là BTCT đổ tại chỗ Trong từng loại đất đỏ hoặc trong vựng lận cận của kết cấu Tường đường hầm cú thể xõy dựng trước khi bắt đầu đào theo hàng để giữ cho hào ko bị đổ sập trong quỏ trỡnh đào Nú cú thể là cỏc tấm cọc cừ trong đất đỏ hoặc xõy dựng cỏc tường ximăng (một hào sõu nú cú thể bị lấp đầy với lớp sột nhóo cũng như bựn nhóo di chuyển vào) Khi kớch thước yờu cầu đạt đc cho 1 đoạn của tường, 1 bộ khung cốt thộp đc hạ thấp vào trong hào và bờ tụng đc bơm vào trong để thay thế lớp sột ướt Khi quỏ trỡnh đào của mỏy đào đến lớp dưới, tạm thời bề mặt tấm phanel cú thể đặtngang qua hào cho phộp giao thụng di chuyển qua nú Khi vỏ đường hầm đó hoàn thành, nú đc phủ bởi đất đỏ vừa đào

Phương phỏp thứ 3 là phương phỏp Top-Down Hai tường song song đc dỡm xuống trong đất dọc theo lộ trỡnh của đường hầm bằng cỏc tấm cọc cừ hoặc xõy dựng tường xi măng Một hào được đào giữa cỏc tường đến 1 độ sõu bằng khoảng cỏch quy định hoặc từ bề mặt đến bờn trong của mỏi hầm Mỏi của đường hầm đc hỡnh thành giữa cỏc tường đó dựng làm khung và quỏ trỡnh đổ bờ tụng trờn đỏy của hào nụng Sau khi núc đường hầm đó được đổ, nú tạo ra 1 màng cỏch nước và đất

đỏ đó đào được đổ trờn nú Mỏy múc đào thụng thường như mỏy xỳc quay lật, nú được sử dụng để đào đõt đỏ giữa cỏc tường chắn và ở dưới núc của đường hầm Khi chiều sõu đó đạt được đủ lớn, 1 nền BTCT đc đổ để hoàn thành vỏ đường hầm

Với phương pháp khoan nổ mìn, một lỗ khoan lớn đc khoan làm lỗ khoan mẫu định trước trong khối đá dọc theo tuyến đường hầm Tiến hành cẩn thận đặt thuốc nổ dynamite vào các lỗ khoan Lượng thuốc đc làm nổ theo 1 trình tự thiết

kế để phá vỡ vật liệu ở tuyến đường hầm mà không gây tổn hại đến môi trường khối đá xung quanh Không khí sạch đc thổi vào khu vực nổ để di chuyển khí độc

và bụi nổ Các mảnh vụn đất đá bắn ra trong quá trình nổ đc vận chuyển ra ngoài Máy khoan khí nén và mày khoan cầm tay đc sử dụng để tạo bề mặt của đoạn vừa

nổ mịn và loại bỏ các mảnh đất đá bị long ra

Thông thường cần thiết làm ổn định và gia cố bề mặt của đoạn vừa nổ bằng KCC tạm thời Một kỹ thuật đòi hỏi chèn 1 loạt các thanh thép đc nối bằng các thanh gỗ hoặc thép Một kỹ thuật khác, còn được gọi là phương pháp đào hầm mới của Áo (NATM), đòi hỏi phải phun vào bề mặt hầm 1 lớp bê tông giày vài inch (vài cm) Trong điều kiện địa chất thích hợp, lớp vỏ bê tông phun có thể được bổ sung bằng cách chèn các neo dài vào trong đá và chèn chặt đai ốc bằng các tấm thép bao quanh đầu của mỗi neo

Phương pháp thứ 5 để di chuyển vật liệu từ đường hầm là dùng khiên khi đào hoặc phương pháp kích ép Một vài đường hầm vẫn đào sử dụng 1 đầu lớn- kiểu khiên Đầu trên của khiên được mở rộng vượt ra 2 bên và dưới đáy, với điều kiện là 1 mái bảo vệ cho công nhân đào trong sự tiến lên của khiên Lưỡi dẫn hướng ở đầu khiên sắc nhọn, nó có thể cắt đất đá Quá trình đào có thể làm bằng tay hoặc với công cụ sức mạnh Vật chất dư thừa đc truyền ở bên dưới khiên, trên thiết bị vận chuyển hoặc băng truyền và đổ lên phương tiện vận chuyển và vận chuyển ra ngoài đường hầm Khi công nhân đào đất đá ra ngoài khiên đc 1 đoạn kéo dài đủ xa, kích ở phần đằng sau của khiên đc tì vào vỏ chống đoạn đường hầmgần đó nhất Khởi động kích đẩy khiên lên phía trước vì vậy công nhân có thể bắt đầu đào nhưng đoạn khác Sau khi khiên đc di chuyển về phía trước, kích đc thu vào và các đoạn vòng thép hoặc bê tông cốt thép được lắp và đc neo lại tạo thành kết cấu chống cố định cho đường hầm

Kích đường hầm là 1 kỹ thuật tương tự, nhưng khiên chính là các đoạn bê tông đúc sẵn của vỏ đường hầm

Trong phương pháp khoan song song, 1 loạt các lỗ khoan song song, nằm ngang được khoan bằng máy móc đào hầm nhỏ (đường hầm nhỏ là đường hầm đủ nhỏ cho người vào làm việc bên trong) như mũi khoan hoặc dạng nhỏ của TBM Sau đó các lỗ khoan này đc lấp đầy; ví dụ ống thép có thể đào trong chúng và sau

đó các ống đc nén chặt với vữa lỏng Các lỗ khoan lấp đầy tạo thành 1 vòm bảo vệ xung quanh phần hầm Máy đào được sử dụng để di chuyển đất đá từ bên trong vòm

Phương pháp cuối cùng là phương pháp máy đào.Kiểu sắp xếp của đầu cắt trên mặt của TBM đc xác định bởi điều điện địa chất ở vị trí đường hầm Bề mặt xoạy chậm và nghiền đất đá ở phía trước nó (nó có thể quay lên tới 12 vòng/1 phút trong đất tốt nhất) TBM liên tục đc đẩy về phía trước để giữ mặt trước luôn tiếp xúc với gương hầm Sức ép về phía trước có thể được tạo ra bằng các kích đẩy ở đằng sau TBM đảy vào đoạn đã lắp dựng gần nhất của vỏ chống đường hầm Ngoài ra thiết bị kẹp ép có thể được mở rộng ra ngoài từ hai bên hông của TBM vàđẩy vào tường đá của đường hầm để giữ máy ở đó trong khi bề mặt được đẩy lên phía trước Công việc xúc bốc được thực hiện tại đó và mang ra ngoài đường hầm Dung dịch Bentonite có thể được bơm qua mặt TBM để làm bề mặt đất đá dễ thi công và mang đất đá ra ngoài Một sốt TBM được trang bị ở đằng sau với các cánhtay robot và gia cố các đoạn của vỏ chống đường hầm sớm khi máy đã di chuyển

về phía trước 1 khoảng vừa đủ Trong trường hợp khác, NATM được sử dụng tạo lên 1 vỏ chống tạm thời như TBM

Bài 3 phương pháp thi công

Phương pháp thi công 1 đường hầm gồm các bước sau: đào chống khoảng chống và loại bỏ đất đá đào được ra (xúc bốc) nó được phân biệt phương pháp thi công thông thường(Tăng số chu kỳ) và phương pháp thi công liên tục Chương nàygiới thiệu mốt số phương pháp thường áp dung Việc phân loại rất nghiêm ngặt và khó khăn, có thêt kết hợp một số phương pháp với nhau Việc phân loại trở lên đơngiản, để phân biệt giữa phương pháp thi công thông thương (tăng số chu kỳ) và phương pháp thi công liên tục (TBM) ………

Đặc điểm chính của phương pháp thi công thông thường là tiến hành các tiến

độ nhỏ có chiều dài 0.5 ÷ 1 trong đất mền Chiều dàilaf 1 tham số thiết kế quan trọng, là không gian vừa mới khai đào lên vẫn còn ổn định trong một khoảng thời gian (it nhất là 90 phút) cho đến khi lắp dựng kết cấu chống Chiều dài của tiến độ ảnh hưởng đến việc giải quyết bề mặt mặt đất Tiến độ giảm làm giảm đáng kêt việc giải quyết bề mặt

Đào toàn gương và đào từng phần

Khoảng chống lớn ít ổn định hơn so với khoảng chống nhỏ do đó trong nhiều trường hợp các đoạn không được đào toàn gương, nhưng đào từng phần 1, mặt cắt ngang > 30 ÷ 50 m2 trong đá yếu phải được chống giữ (với 1 khối đất, bê tông phun và neo) hoặc đào từng phần Trong thời điểm đầu phương pháp đào từngphần có nhiêu phương án thi công khác nhau Thuật ngữ này không phải duy nhất

và cũng không có tính hệ thống, đê đưa ra ví du, phương pháp nhân đỡ

(kembauwiese) và phương pháp đào hầm cũ của áo có thể được đề cập đến Như vậy phương pháp đào từng phần đã được phát triển với kết cấu chống là gỗ và tường gạch Ngược lại kết cấu chống hiện đại là gỗ và bê tông phun

Các phương pháp đào từng phần

Phương pháp nhân đơ

Phương pháp này được biết đến là phương pháp thi công của đức (mặc dù nó

sử dụng đầu tiên ở pháp) nó bao gồm đào và chống giữ ở đầu tiên ở hông và nóc vàsau đó là trung tâm gương (nhân) ………

Phương pháp đào hầm cũ của áo: phương pháp này thể hiện bằng sơ đồ

hinh 1 điểm đặc trưng cơ bản là nóc công trình, công việc đồng thời trong 1 tiến

độ đào nhanh hơn.ví dụ như các đường hầm arlberg cũ (đường sắt) được xây dựng bằng phương pháp đào hầm cũ của áo Thời gian xây dựng được so sánh với một trong các đường hầm arlberg mới ( đường bộ ) trong đó có cùng độ dài và được xây dựng trong 100 năm

Ngày nay phương pháp thi công từng phần áp dụng phổ biến nhất là phương pháp đào vòm trước và phương pháp đào lò dẫn hông

Phương pháp đào vòm trước

Nóc công trình được đào trước tạo thành bậc (hình 4, 5) kết cấu chống tạm thời là bê tông phun có thể sư dụng với hình vòm (hình 6) Điều này giải thích tại sao chân vòm có sự sụt lún và gây ra sụt lún bề mặt Biện pháp đối phó là mở rộng chân vòm (còn gọi là kết cấu chân voi) chúng được làm vững chắc hơn với các ốngsiêu nhỏ hoặc cấu trúc vòm ngược tạm thời Hông phải được xây dựng sớm ngay sau khi xây dựng phần nóc không quá 2 ÷ 5 tiến độ Công trình phải sớm được chống giữ tạm thời phần nóc hoặc tốt hơn là đào nhanh và chống giữ cả phần bậc Ngược lại nó giúp tránh sụt lún chân vòm của phần nóc, đoạn này có chiều dài là

a = a1 + a2 (hình 5) giữu sao cho đoạn này có chiều dài càng nhỏ càng tốt Mặt kháca1 phải đủ lớn để hiệu quả trong quá trình đào và chống giữ phần nóc công trình

Nếu nóc và bậc được đào cùng một lúc thì đoạn dốc phải “liên tục” tiến về phía trước (tức là tất cả cùng tiến về phía trước) Cách khác, đoạn dốc không được

bố trí ở trung tâm (như trong hình 5) nhưng được bố trí ở phía bên hông của công trình Thì sau đó, đoạn dốc phía bên hông có thể được đào một đoạn dài hơn Nếu

việc khai đào đoạn dốc có thể gây mất ổn định, thì sau đó đoạn dốc phải được chất đầy sau khi đào vào chống giữ tường Năm 1985 xảy ra sập hầm trong quá trình thicông đường hầm kauserau ở Đức Thi công đoạn dốc gây ra các khe hở và nó khiến chô kết cấu chống tạm không phát huy được hiệu quả (hình 3).

Phương pháp đào lò dẫn hông

Đường hầm ở bên hông được đào và chống giữ đầu tiên, và nó phục vụ cho quá trình chống giữ nóc và sau đó khai đào (hình 7 & 10) Phương pháp này đắt hơn xấp xỉ 50% và chậm hơn so với phương pháp đào vòm trước Nó thường được

áp dụng trong đất đá yếu Không phải thay đổi từ phương pháp đào vòm trước sangphương pháp đào lò dẫn hông là khó hoàn thành Tất cả các phương pháp đàp từng phần cần chú ý đến việc liên kết các đoạn vỏ chống ở các bước khác nhau Vỏ chống cuối cùng (bao gồmcả gia cố cốt thép) phải được liên tục mà không có bất

cứ điểm nguy hiểm nào (bị gián đoạn hoặc khe hơ) Xem ví dụ:kết nối chân voi vớikết cấu chống tạm phía dưới của nền, phương pháp sau đây có thể được áp dụng

Bê tông cốt thép (lưới thep hoặc thanh thép) dùng để liên kết phần chân voi nhô ra với phần phía dưới của nền Sau đó phá bỏ kết cấu chống tạm phía nền và việc đào thêm phải được thực hiện thân trọng, để lưới thép này không bị hư hỏng

Phương pháp đào hầm mới của áo

NATM sử dụng trong những năm 1957 ÷ 1965 và dựa vào nó để phân biệt với phương pháp đào hầm cũ của áo NATM được phát triển bởi các chuyên gia ngươi áo (von rabcewicz, pacher, muler - salburg) Ý tưởng chính của nó là từ 1 đường hầm thông thường sử dụng cách chống giữ (hủ yếu là bê tông phun) một cách tiết kiệm và thực hiện theo nguyên tắc của phương pháp quan trắc

Nguyên tắc chính của phương pháp NATM là

Thành phần chịu tải chính của đường hầm chính là khối đất đá xung quanh Kết cấu chống (hính thức) bao gồm neo đất đá và bê tông phun nhưng kết cấu chống và vỏ chống cuối cùng chỉ có 1 chức năng

Duy trì độ bền của khối đá cà chánh bất lợi bằng cách khai đào thận trọng,

sử dụng ngay lập tức các biện pháp tăng cường độ bền cho kết cấu chống Bê tông phun và neo sử dụng gần gương đào giúp duy trì độ ổn định của khối đá

Đường hầm hình tròn:tránh tập trung ứng suất tại các góc nơi mà lỗi bắt đầu tăng dần

Vỏ chông linh hoạt: yêu cầu chính của kết cấu chống giữ là giảm tối đa mômen uốn và tạo điều kiện cho quá trình phân bố lại ứng suất, quá trình mà không ảnh hưởng tới vỏ chống do sự bất lợi của ứng suất cục bộ Tăng khả năng chịu lực của kết cấu chống không sử dụng cách tăng độ dày của kết cấu chống mà

sử dụng neo Xây dựng vỏ chống phải tiếp xúc toàn bộ với khối đá Bê tông phun

có thể thực hiện tốt được các yêu cầu này

Đường hầm ổn định coi như là coi như là chiều day tường ống bao gồm bao gồm cả đá xung quanh và vỏ chống Sự khép kín là rất quan trọng toàn bộ biên công trình bao gồm kiến trúc phải áp dụng với với bê tông phun

Đo đạc hiện trường: quan sát động thái của đường hầm trong suốt quá trình xây dựng là một phần chính trong phương pháp NATM Với việc thei dõi và thể hiện biến dạng, lực kéo và ứng suất nên có thể lạc quan với phương thức làm với phương thức làm việc và yêu cầu của kết cấu chống

Khái niệm của phương pháp NATM là làm chủ biến dạng và quá trình phân

bố ứng suất trong các bước đòi hỏi độ an toàn Những yêu cầu khác phụ thuộc vào loại dự án, trong 1 dự án xây dựng tàu điện ngầm sự ổn định đường hầm khác

có thể quan sát thây Phương pháp NATM rất phổ biến, nó có thể thích hợp với hình dạng bất kỳ Do đó nó có thể được áp dung để chuyển đổi dạng đường hầm tạinhững nơi mà TBM đã tạo ra đường hầm hình tròn

Bài 4: Phương pháp đào Đào là quá trính tách bóc đất đá sử dụng phương pháp và dụng cụ sau đây: Búa

khí nén và búa thủy lực có thể được áp dụng trong đá yếu và đạt được hiệu quả có thể so sánh với khoan nổ mìn Thêm nữa, phương pháp này tránh được những chấnđộng gây ra bởi khoan nổ mìn Ví dụ: Búa thủy lực Hm 2500 của Krupp Berco có thể đào được như sau:

Độ bền 3 trục của đá (Mpa) Công suất đào (m3/h)

Máy đào lò: máy xúc gầu ngược được sử dụng để đào trong đá yếu, trong khi máy

cắt nhỏ và choòng thủy lực được dùng bất cứ khi nào bao gồm cả khi gặp đá cứng

Để chính xác mặt cắt đường hầm theo yêu cầu thiết kế thì các dụng cụ này phải có

đủ khoảng không để xoay chuyển Máy đào lò có thể đạt hiệu quả cao nếu độ bền của đá vừa phải, ví dụ: nếu đá cũng mềm hoặc nứt nẻ ( RMR<30) Máy cắt được dùng khi RMR nằm trong khoảng từ 30 ÷ 60 Tiêu chuẩn khác để sử dụng máy cắt

là tốc độ lan truyền của sóng P từ 1 ÷2 km/s

Đầu cắt (cần cắt): là dụng cụ được sử dụng trong đá có độ cứng vừa phải và đá

phân lớp hoặc nứt nẻ Đầu cắt được gắn trên 1 cánh tay kéo dài ( cần) của máy đào

lò và máy cắt đã thành từng cục nhỏ Vì vậy, trên mặt cắt có thể giới hạn và cũng

có thể làm long khối đá xung quanh để tránh việc mở rộng quá Người ta phải cungcấp cho các biện pháp chống bụi ( hút hoặc phun nước) Yêu cầu công suất của động cơ tăng theo độ bền của đá

Máy đào hầm: các loại TBM được dùng trong đá có độ cứng trung bình tới cao

(50 < q <300 MN/m2) nếu độ mài mòn cũng không cao Máy đào hầm đào mặt cắt ngang hình tròn bằng các quay tròn đầu cắt đã gắn đĩa cắt Để đẩy đầu cắt trở lại khối đá, máy đào hầm sẽ chống lên tường đường hầm bằng cách mở rộng những chiếc kìm Trước đó, khối đá phải có đủ độ bền

Kết cấu chống có thể được lắp dựng ngay sau khi đào Phân loại máy đào hầm như

là tiến gương liên tục thay vì đào theo chu kỳ là 1 sai lầm, bởi tiến độ của máy đào hầm trong 1 hành trình Dừng lại thường xuyên là cần thiết, chủ yếu là cho việc bảo dưỡng các dụng cụ đào hầm Thiết kế của 1 máy đào hầm gồm có sự xác định của lực đẩy, mômen xoắn, kích thước và khoảng cách các đĩa cắt Tốc độ tiến gương (m/h) được đưa ra bởi kết quả của tốc độ đào (m/h) x việc sử dụng máy đào hầm (%)

Từ khi máy đào hầm lấp kín khoảng đào ra hoàn toàn hoặc không, thì hệ thống chống giữ có thể chỉ là lắp đặt bên ngoài nó ( ví dụ: vượt qua khoảng không gian làm việc của 1 ca với chiều dài từ 10 đến 15m) Trong đá yếu, biện pháp chống giữnhư là neo ( hình 3 bên trái), và luới thép (hình 3 bên phải) phải được sử dụng ở gần với đầu cắt Bán kính cong tối thiểu là từ 40 -80 m, có trang bị dự phòng thì bán kính tối thiểu là 150 -450m

Máy đào hầm thường được bảo vệ trong hang bằng các khiên thép hình trụ

Bài 5 Phương pháp khoan nổ mìn Khoan nổ mìn

Khoan nổ mìn được áp dụng lần đầu tiên năm 1627 bởi Tyrolean Kaspar Weindl

ở mỏ bạc ở Banska Stiavnica(Slovakia) Nó phù hợp với đá cứng (granit, gowrrai,

bazan, thạch anh) cũng tốt với đá mềm (mácnơ, đất nhiều mùn, đất sét, đá phấn)

Vì vậy, nó được áp dụng cho các loại đá có tính chất thay đổi Hơn thế, khoan nổ mìn thuận lợi cho:

- Các đường hầm nối ngắn, nơi TBM ko hiệu quả

- Đá rất cứng

- Mặt cắt ngang là hình tròn

Để khoan nổ mìn có hiệu quả, các bước(khoan, nạp thuốc, nạp bua, kích nổ, thông gió, chống giữ) phải được kết hợp một cách tốt nhất để tránh thời gian chết Các thao tác chiếm nhiều thời gian nhất là khoan và nạp thuốc

Phương pháp KNM bao gồm các bước sau: khoan, nạp thuốc, nạp bua, kích nổ, thông gió, xúc bốc, chống giữ

+ Khoan nổ mìn

- Khoan xoay và đập được áp dụng để khoan lỗ mìn với đường kính từ

17->127mm(tốt nhất là 40mmm) với tốc độ khoan lên tới 3m/phút trong đá Vị trí, hướng và chiều dài của lỗ mìn phải được giữ chính xác Do đó khoan được trang bịtrên một xe gọi là jumbos (thường 1-3m) Để kết quả nổ là tốt, bước tiến không nên vượt quá bán kính cong nhỏ nhất của mặt cắt ngang đường hầm(đối với đột phá song song, bước tiến có thể dài hơn)

sự cải tiến sự biến đổi hóa học của thuốc nạp Bua mìn, với đặc tính nước là cách phòng ngừa hiệu quả với sự sinh bụi

+ Sự kích nổ

- Sự nổ là sự oxi hóa, nơi oxi có mặt trong hợp chất từ bên trong của chất nổ Phản

ứng truyền trong chất nổ với tốc độ nổ lên tới 8km/s và phụ thuộc vào thành phần hóa học, kích thước, sự ngăn cản và hạn sử dụng của chất nổ Sự nổ 1kg chất nổ

sinh ra gần 1m3 khí ga trên 1atm Khí nổ ép cao dung một áp lực lớn vào lúc nó ngăn cản Thể tích năng lượng của một chất nổ là không quá cao, nhưng tốc độ củanăng lượng nổ sinh ra là phù hợp tạo ra một sức mạnh khủng khiếp.

Chất nổ hiện đại là trơ với va chạm, ma sát và nhiệt Chúng chỉ có thể được nổ với một chất nổ mồi Do đó kích nổ xảy ra

+ Kíp điện

- Chúng bao gồm một lượng thuốc nạp đầu tiên , nó nhạy với nhiệt và một lượng nhỏ thứ hai Lượng thuốc nạp ban đầu là chất đốt bởi sự cháy của mộtdây điện phát sang Một tác nhân làm chậm nổ có thể được đưa vào bên trong chất nổ và thoát ra vài mili giây sau khi đóng mạch Kíp nổ được đặt ở dưới đáy của lỗ mìn Kíp điện tử có độ chính xác làm chậm cao( nó quan trọng trong nổ mìn tạo biên) và có thể kích nổ với dấu hiệu mã số

+ Dây nổ

Các dây(Φ5÷14mm) có một lõi làm bằng chất nổ và được kích nổ với một kíp điện Sự nổ dọc theo dây với một tốc độ sấp sỉ 6,8km/s Hiện nay có thay đổi là cácống tổng hợp mềm, phần bên trong được phủ với 10÷100g/m chất nổ(Nitropenta) Dây nổ tạo thành chum với duy nhất một kíp điện

Mục tiêu của chất nổ là phá vỡ đá thành các mẩu nhỏ để có thể vận chuyển, để tránh sự thừa tiết diện hay là đào không đủ bề mặt(còn gọi là nổ mìn tạo biên) và không làm ảnh hưởng đến bề mặt khối đá Cuối cùng, vài sơ đồ(khoan và kích nổ mẫu) có kinh nghiệm đã được phát triển để phân loại sự nạp thuốc và kích nổ Nó

là khác biệt giữa các lỗ khoan đột phá và lỗ khoan biên, quá trình đào có hiệu quả nhất thu được nếu khí nổ đẩy đá phía sau một mặt tự do Đây có thể hiệu quả với đột phá chữ V(đột phá nêm hay đột phá hình rẻ quạt) Các lỗ mìn ở phần trung tamcủa gương được sắp xếp theo hình côn và được kích nổ đầu tiên

Các lỗ mìn xung quanh được kích nổ liên tục với một sự làm chậm vài mili giây,

vì vậy đá được cắt, từ vùng đột phá tới đường biên Các lỗ mìn song song ( đột phásong song) là dễ dàng để khoan chính xác và cho phép bước tiến dài nhưng yêu cầuchất nổ nhiều hơn đột phá chữ V Một vài ví dụ, các lỗ khoan được cung cấp là đột phá song song Đối với nổ mìn tạo biên, các lỗ biên có khoảng cách nhỏ(40÷

50mm) và được nạp với dây nổ Nổ mìn tạo biên giúp cho việc xử lý tác hại là nhỏ nhất

Trong trường hợp đá đẳng hướng, nứt nẻ hay phân tầng, phân loại các lỗ mìn và kích nổ mẫu phải được làm thích hợp với kết cấu của đá

- Câc giai đoạn khác nhau của khoan nổ mìn được lặp lại theo chu kỳ Việc điều chỉnh và hoàn thiện sơ đồ nổ với sự quan tâm tới tính chất riêng rẽ của