Đồ án xây dựng các công trình ngầm trong mỏ lò bằng lò nghiêng là một phần không thể thiếu cho sinh viên các quá trình học tập, nghiên cứu ở lĩnh vực công trình ngầm và mỏ. Nội dung xuyên suốt toàn bộ bài làm của chúng em là thiết kế thi công đoạn lò đá dọc vỉa, hình thang với các thông số như sau: Thông số của đường lò: Chiều dài 500m, tuổi thọ
Đồ án: Xây dựng công trình ngầm trong mỏ GVHD: ThS. Nguyễn Tài Tiến MỤC LỤC Nhóm 1 1 Lớp XDCT Ngầm $ Mỏ - K56 Đồ án: Xây dựng công trình ngầm trong mỏ GVHD: ThS. Nguyễn Tài Tiến DANH MỤC BẢNG BIỂU Nhóm 1 2 Lớp XDCT Ngầm $ Mỏ - K56 Đồ án: Xây dựng công trình ngầm trong mỏ GVHD: ThS. Nguyễn Tài Tiến DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Ngành công nghiệp khai thác khoáng sản đóng vai trò quan trọng và tích cực trong sự nghiệp phát triển công nghiệp Việt Nam và nền kinh tế đất nước, đáp ứng những nhu cầu về nguyên vật liệu, năng lượng. Vì vậy hiện nay cũng như trong tương lai các vùng mỏ khai thác than và kim loại ở nước ta cần phải tiến hành xây dựng hoặc mở rộng nhiều mỏ khác thác hầm lò. Yêu cầu về số lượng dẫn đến sự khai thác không ngừng phát triển cả về chiều rộng và chiều sâu. Để đảm bảo hiệu quả kinh tế, thời gian xây dựng, khai thác mỏ và hơn hết là đảm bảo điều kiện làm việc cho người, phương tiện, thiết bị, người kỹ sư thiết kế cần phải nắm vững những vấn đề cơ bản nhất trong công nghệ xây dựng lò bằng, lò nghiêng để xây dựng bản thiết kế thi công phù hợp. Đồ án xây dựng các công trình ngầm trong mỏ lò bằng lò nghiêng là một phần không thể thiếu cho sinh viên các quá trình học tập, nghiên cứu ở lĩnh vực công trình ngầm và mỏ. Nội dung xuyên suốt toàn bộ bài làm của chúng em là thiết kế thi công đoạn lò đá dọc vỉa, hình thang với các thông số như sau: - Thông số của đường lò: Chiều dài (m) Tuổi thọ (năm) Góc dốc (‰) Thông số mặt cắt ngang đường lò. 300 5 5 Chiều rộng nóc (mm) Chiều rộng nền (mm) Chiều cao đường lò (mm) 2400 3200 2450 Nhóm 1 3 Lớp XDCT Ngầm $ Mỏ - K56 Đồ án: Xây dựng công trình ngầm trong mỏ GVHD: ThS. Nguyễn Tài Tiến - Các thông số cơ lý của đá: Tên đá Hệ số kiên cố Trọng lượng thể tích (Tấn/m 3 ) Bột kết f = 4 2,45 Do còn hạn chế về kiến thức và thời gian, quá trình làm đồ án có thể xảy ra những sai sót, vì vậy chúng em rất mong được sự đóng góp, chỉ bảo của các thầy trong bộ môn XD CTN & Mỏ và các bạn. Qua đây chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tới thầy Nguyễn Tài Tiến đã nhiệt tình giúp đỡ chúng em hoàn thành bản đồ án của mình. Nhóm sinh viên thực hiện 1. Đặng Anh Tuấn, mssv: 1121040295 2. Nguyễn Khắc Hoàng Dương, mssv: 1121050020 3. Nguyễn Minh Đức, mssv: 1121050031 Bản đồ án gồm 2 phần với 4 chương như sau: PHẦN I: THIẾT KẾ KĨ THUẬT Chương 1: Các vấn đề chung (thiết kế quy hoạch) Chương 2: Thiết kế chống giữ đường lò PHẦN II: THIẾT KẾ THI CÔNG Chương 3: Sơ đồ tổ chức thi công, phương pháp đào chống lò Chương 4: Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật đào lò Nhóm 1 4 Lớp XDCT Ngầm $ Mỏ - K56 Đồ án: Xây dựng công trình ngầm trong mỏ GVHD: ThS. Nguyễn Tài Tiến Đồ án số 1 CHƯƠNG I : CÁC VẤN ĐỀ CHUNG 1.1. Tình hình chung về đường lò - Công dụng: Chức năng chính dùng để vận chuyển khoáng sản. Chức năng phụ dùng để vận chuyển người và thông gió cho mỏ hầm lò. 1.2. Chọn vật liệu và kết cấu chống giữ Để xây dựng vỏ chống các công trình ngầm, người ta thường sử dụng chính các vật liệu vẫn dùng để xây dựng các công trình trên mặt đất. Tuy nhiên, do đặc điểm làm việc dưới ngầm (vỏ chống công trình ngầm chịu áp lực mỏ với đặc trưng và hướng xuất hiện khác nhau, ảnh hưởng của nước ngầm, khí hậu mỏ tới vật liệu, v v ) nên đòi hỏi vật liệu chống lò phải có yêu cầu cao hơn. Khi xét đến đặc điểm làm việc dưới ngầm không những cần chú ý đến ảnh hưởng của chúng đến sự làm việc của vật liệu chống, mà còn cần chú ý đến điều kiện lắp dựng bản thân vỏ chống. Sau khi khai đào công trình ngầm, trạng thái cơ học cân bằng tự nhiên của khối đá xung quanh công trình bị biến đổi sang trạng thái cân bằng mới. Ở trạng thái cân bằng mới này, khối đá có thể ổn định hay không ổn định. Khối đá là ổn định nếu như các biến đổi cơ học không làm thay đổi hình dạng và kích thước của công trình ngầm (khoảng trống) sau khi đào và trong suốt thời gian tồn tại của công trình. 1.2.1. Yêu cầu đối với vật liệu chống lò Nhóm 1 5 Lớp XDCT Ngầm $ Mỏ - K56 Đồ án: Xây dựng công trình ngầm trong mỏ GVHD: ThS. Nguyễn Tài Tiến Vật liệu chống lò cần thỏa mãn các yêu cầu sau: có khả năng mang tải cao, trọng lượng bản thân nhỏ, giá thành hạ, không bị biến dạng, không bị cháy, có khả năng chống han gỉ và mục nát. Ngoài ra, phụ thuộc vào điều kiện làm việc của vỏ chống, đôi khi vật liệu chống còn phải có khả năng chống thấm, cách nước. Vật liệu chống lò được chọn phụ thuộc vào kết cấu vỏ chống, công dụng và thời gian phục vụ của đường lò, cường độ áp lực mỏ và điều kiện làm việc của vỏ chống, cũng như tính hợp lý về kinh tế của vỏ chống. 1.2.2. Yêu cầu về kết cấu chống Mục đích của việc tạo ra kết cấu chống là để giữ ổn đinh khoảng không gian ngầm, bảo vệ, đảm bảo an toàn và hoạt động bình thường cho con người, các thiết bị, phương tiện kĩ thuật, v v trong đó. Tuy nhiên, các nhiệm vụ cụ thể của kết cấu chống được đặt ra tùy thuộc vào mục tiêu sử dụng công trình ngầm. - Yêu cầu mang tính kĩ thuật: Kết cấu chống phải đảm bảo có độ bền và độ ổn định nhất định trong thời gian tồn tại. Kết cấu chống phải giữ được kích thước và hình dạng ban đầu hoặc theo yêu cầu sử dụng cụ thể. Nói chung hai yêu cầu về độ bền và độ ổn định nên được kết hợp lại thành một yêu cầu chung về khả năng mang tải của kết cấu chống. - Yêu cầu về chức năng sử dụng: Kết cấu chống không được gây ra các trở ngại cho các quá trình sản xuất, thi công và phải cho phép khả năng cơ giới hóa (theo yêu cầu); chiếm ít không gian, thuận tiện cho việc sử dụng khoảng không gian ngầm tùy theo mục đích cụ thể; đảm bảo khả năng thông gió, an toàn về cháy, trong nhiều trường hợp còn phải đảm bảo các yêu cầu về cách nước, thẩm mỹ. - Yêu cầu về kinh tế: Nhóm 1 6 Lớp XDCT Ngầm $ Mỏ - K56 Đồ án: Xây dựng công trình ngầm trong mỏ GVHD: ThS. Nguyễn Tài Tiến Kết cấu chống phải phù hợp với thời gian tồn tại của công trình ngầm. Tổng vốn đầu tư ban đầu và giá thành bảo dưỡng, sửa chữa phải nhỏ nhất. 1.2.3. Phương án chống giữ cho đường lò Việc lựa chọn kết cấu chống cho đường lò và hình dạng mặt cắt ngang đường lò phụ thuộc vào công dụng của đường lò, thời gian tồn tại, tính chất cơ lý mà lò đào qua. Xuất phát từ các yêu cầu đã nêu trên và căn cứ vào điều kiện đề bài về độ ổn định trung bình của đất đá xung quanh đường lò, lò đá dọc vỉa, hệ số kiên cố f = 4, và tuổi thọ của đường lò là 5 năm nên việc lựa chọn kết cấu chống bằng bê tông cốt thép và kết cấu chống gỗ chưa đáp ứng được khả năng mang tải và tuổi thọ của đường lò. Do đó ta chọn kết cấu chống là thép chữ I với mặt cắt ngang có dạng hình thang là kết cấu chống cố định cho đường lò. 1.3. Thiết kế quy hoạch đường lò Vỉa khoáng sản Đất đá Đường lò Hình 1.1. Mặt cắt ngang đường lò đào trong vỉa Nhóm 1 7 Lớp XDCT Ngầm $ Mỏ - K56 Đồ án: Xây dựng công trình ngầm trong mỏ GVHD: ThS. Nguyễn Tài Tiến Vỉa khoáng sản Đường lò Hình 1.2. Hình chiếu cạnh bố trí đường lò Đất đá Đường lò Vỉa khoáng sản Hình 1.3. Hình chiếu bằng bố trí đường lò 1.3.1 Hình dạng và kích thước mặt cắt ngang đường lò Kích thước mặt cắt ngang phụ thuộc vào thiết bị vận tải , theo thông gió và các khoảng cách theo quy phạm an toàn. Nhóm 1 8 Lớp XDCT Ngầm $ Mỏ - K56 Đồ án: Xây dựng công trình ngầm trong mỏ GVHD: ThS. Nguyễn Tài Tiến 2450 3200 2400 Hình 1.4. Hình dạng kích thước mặt cắt ngang đường lò. Các kích thước sử dụng của đường lò: + Chiều cao sử dụng của đường lò: H = 2450mm. + Chiều rộng sử dụng của nóc lò: B 1 = 2400mm. + Chiều rộng sử dụng của nền lò: B 2 = 3200mm Diện tích sử dụng của đường lò: ( ) 2 sd 2400 3200 .2450 S 6860000mm 2 + = = Nhóm 1 9 Lớp XDCT Ngầm $ Mỏ - K56 Đồ án: Xây dựng công trình ngầm trong mỏ GVHD: ThS. Nguyễn Tài Tiến CHƯƠNG II : THIẾT KẾ CHỐNG GIỮ ĐƯỜNG LÒ 2.1. Đánh giá độ ổn định của khối đá xung quanh đường lò Đường lò đào trong đá có hệ số kiên cố f= 4 (theo phân loại của giáo sư M.M Protodiakonop), khối đá xung quanh công trình ngầm có độ ổn định trung bình. 2.2. Tính toán áp lực mỏ (nóc, hông, nền) và các loại tải trọng khác Trong thực tế, khi đá ở hai bên sườn khoảng trống công trình ngầm là cững vững (f > 4), người ta tính toán áp lực nóc theo Prôtôđiakônốp. Theo điều kiện đề bài đá có hệ số kiên cố f =4 do đó ta tính áp lực nóc, áp lực sườn, áp lực nền theo công thức của Tximbarevich. Ta có sơ đồ tính toán như sau: θ =(45°+ ϕ/2) 2 θ =(45°−ϕ/2) 1 q s 1 q s 2 q s 1 q s 2 h b 1 2 B B 1 Hình 2.1. Sơ đồ tính toán các loại áp lực tác dụng lên đường lò Nhóm 1 10 Lớp XDCT Ngầm $ Mỏ - K56 [...]... 3.3.1.1 Mỏy khoan v cỏc thit b ph tr Chng loi v s lng mỏy khoan: Chng loi v s lng mỏy khoan c la chn phi phự hp vi tớnh cht c lý t ỏ trờn gng, din tớch mt ct ngang ng lũ vi cỏc c im: o qua lp ỏ bt kt cú f=4, v din tớch mt ct ngang ng lũ bng 7,5m2 Nờn thun li cho cụng tỏc khoan, t hiu qu cao nht ta chn mỏy khoan chy bng khớ nộn s hiu PR-18LU, v s lng mỏy khoan l 3 vi 2 mỏy lm vic ng thi trờn gng v 1 mỏy... dng thi cụng ng lũ trong khi ỏ tng i n nh, vng chc (ng lũ c thi cụng trong khi ỏ cho phộp lu khụng trong mt khong thi gian nht nh no ú) - Cỏc phng phỏp c bit: p dng khi thi cụng ng lũ trong khi ỏ khụng n nh, khụng vng chc (khi ỏ mm yu, nt n mnh, ngm nc ln, t chy, cỏt chy ); hoc trong khi ỏ rn cng, song nt n mnh, cha nc nhiu ũi hi phi cú nhng bin phỏp ph tr ngn nga khụng cho nc chy vo trong cụng trỡnh;... Chiu di kớp (mm) 72 72 Dũng in an ton (A) 0,18 0,18 Dũng in gõy n (A) 1,2 1,2 Mỏy n mỡn: n mỡn ta dựng mỏy n mỡn VKM-3/50 (Liờn Xụ c sn xut), vi cỏc c tớnh k thut sau: Bng 3.5 c tớnh k thut mỏy n VKM-3/50 STT Ch tiờu k thut n v Thụng s 1 Ngun np 2 in th V 650 3 S lng kớp n ng thi max Cỏi 50 4 in tr ln nht 380 5 Trng lng mỏy Kg 4,2 in t 3.3.2 Tớnh toỏn cỏc thụng s khoan n mỡn Ta cú: Din tớch ng lũ... khi ỏ (mi quan h vi thi gian tn ti, khu thi cụng) Nhúm 1 30 Lp XDCT Ngm $ M - K56 ỏn: Xõy dng cụng trỡnh ngm trong m GVHD: ThS Nguyn Ti Tin 3 Cỏc trang thit b nh xe khoan hoc sn cụng tỏc, mỏy o lũ v mỏy ct , khụng bao quỏt c ton b tit din (tit din o ln so vi nng lc ca thit b thi cụng); mỏy xỳc bc khụng cú cụng sut hp lý cho ton b chu k o, do vy phi chia gng Cn c vo cỏc yu t trờn v qua thc t iu kin... tớnh k thut ca mỏy khoan c cho di bng sau: Bng 3.1 c tớnh k thut ca mỏy khoan PR-18LU ST T 1 2 3 4 5 Ch tiờu k thut n v Thụng s Nng lng p Tiờu hao khớ nộn Trng lng bỳa khoan Chiu di bỳa khoan ng kớnh l khoan kG.m m3/phỳt kg mm mm 4 2,8 28 715 36ữ56 Thit b ph tr: gim nh sc lao ng cho cụng nhõn khoan v tng nng sut lao ng, ta b trớ thờm cỏc giỏ cho mỏy khoan La chn giỏ P17LK phự hp vi mỏy khoan Nhúm... n ca vt liu chng ng sut un v nộn dc xut hin trong x di tỏc dng ca ngoi lc phi nh hn ng sut cho phộp: Ta cú cụng thc kim tra bn cho cu kin nh sau: M N max = max + Ê [ u ] Wx F Trong ú: + Wx: H s bn ca tit din hay cũn gi l mụmen chng un, cm3 + F: Din tớch mt ct ngang ca x, cm2 + Mmax: Momen ln nht trong x, Mmax = 0,83 (T.m)=87000 (kG.cm) + N: Lc dc xut hin trong x, N = 360 (kG) Ta cú bng s liu k thut... biu thc tớnh ni lc trong ct, ta cú bng giỏ tr ni lc trong ct nh sau: Bng 2.3 Kt qu ni lc ca ct BC Ni lc Mx Qy Nz lx = 0 0 0,1383 -1,3917 lx = 0,5 0,0551 0,0821 -1,4692 l x = 1,0 0,0821 0,0259 -1,5466 lx = 1,5 0,0810 -0,0303 -1,6241 lx = 2 0,0518 -0,0865 -1,7016 lx = 2,56 0 -0,1494 -1,7883 Biu ni lc ca kt cu chng nh sau: Nhúm 1 19 Lp XDCT Ngm $ M - K56 ỏn: Xõy dng cụng trỡnh ngm trong m GVHD: ThS... = a1 2, 58 = =0, 645 ( m) f 4 La chn chiu di bc chng L = 0,7 (m) p lc tỏc dng lờn núc cụng trỡnh l: q n = b1..L = 0,645.2,45.0,7 = 1,061 (T/m) Trong ú: Nhúm 1 12 Lp XDCT Ngm $ M - K56 ỏn: Xõy dng cụng trỡnh ngm trong m GVHD: ThS Nguyn Ti Tin : Gúc ma sỏt trong ca t ỏ, = arctg(f) = arctg 4 = 75,960 760 tan= 2H 2.2, 45 = = 6,125 = 80 o43' B2 -B1 3, 2 2, 4 : Gúc thỏch ca ct chng a: Na chiu rng... cụng riờng Phng phỏp o hp lý l phng phỏp phự hp vi cỏc yu t sau: + To ra kh nng o phỏ t ỏ cú hiu qu kinh t cao nht v u n trong ton b d ỏn + Hn ch c ti a hin tng gim bn ca khi ỏ + Hn ch ti a mc chn ng trong khu vc dõn c Nhúm 1 31 Lp XDCT Ngm $ M - K56 ỏn: Xõy dng cụng trỡnh ngm trong m GVHD: ThS Nguyn Ti Tin + Hn ch ti a cỏc tỏc ng n mụi trng + Phự hp vi cỏc loi kt cu chng + Phự hp vi trang thit b... sn: Tựy thuc bi h s kiờn c f ca t ỏ v khoỏng sn (theo phõn loi ca GS.M.M Protodiaconov) trong quỏ trỡnh thi cụng ng lũ ngi ta cú th ỏp dng cỏc phng phỏp (phng tin) phỏ v t ỏ v khoỏng sn khỏc nhau Trong cỏc m than hm lũ nc ta, khi tin hnh o cỏc ng lũ ch yu ngi ta s dng phng phỏp khoan n mỡn phỏ v t ỏ v khoỏng sn Trong mt s trng hp khi t ỏ hoc khoỏng sn mm yu, ngi ta cú th s dng phng phỏp o th cụng . 0,5 l x = 1, 0 l x = 1, 5 l x = 2 l x = 2,56 M x 0 0,05 51 0,08 21 0,0 810 0,0 518 0 Q y 0 ,13 83 0,08 21 0,0259 -0,0303 -0,0865 -0 ,14 94 N z -1, 3 917 -1, 4692 -1, 5466 -1, 62 41 -1, 7 016 -1, 7883 Biểu. sau: Nhóm 1 19 Lớp XDCT Ngầm $ Mỏ - K56 Đồ án: Xây dựng công trình ngầm trong mỏ GVHD: ThS. Nguyễn Tài Tiến + Biểu đồ lực dọc N Z : N z T 1, 3 917 1, 4692 1, 5466 1, 62 41 1,7 016 1, 7883 0,36 1, 3 917 1, 4692 1, 5466 1, 62 41 1,7 016 1, 7883 Hình. thành bản đồ án của mình. Nhóm sinh viên thực hiện 1. Đặng Anh Tuấn, mssv: 11 210 40295 2. Nguyễn Khắc Hoàng Dương, mssv: 11 210 50020 3. Nguyễn Minh Đức, mssv: 11 210 500 31 Bản đồ án gồm 2 phần với