ĐỒ ÁN CÔNG TRÌNH NGẦM TRONG MỎ - ĐƯỜNG LÒ DỌC VỈA VẬN TẢI HÌNH THANG

Đồ án môn học XDCTN mỏ Chơng I: Những vấn đề chung I.1 Yêu cầu thiết kế: Thiết kế lò dọc vỉa vận tải có chiều dài 120 m, tuổi thọ năm, góc dốc 50/00 Lò thiết kế phải đáp ứng đợc yêu cầu: sản lợng vận chuyển qua đờng lò 100000 than/năm( cha kể đến đá thải yêu cầu phụ trợ kèm) I.2 Điều kiện địa chất khu vực bố trí công trình: Khu vực công trình dự kiến đào qua gồm lớp đất đá đợc mô tả qua bảng sau: Tên đất đá Chiều dày Hệ số độ vỉa, m kiên cố (f) Sét kết (vách) 13 Than 2,2 1,5 Cuội kết (trụ) Trọng lợng riêng (T/m2) 2,2 1,9 2,45 Góc dốc vỉa (độ) 16 16 16 Lợng nớc chảy vào mỏ: m3/h Mỏ thuộc hạng II khí bụi nổ I.3 Xác định kích thớc mặt cắt ngang công trình- Kiểm tra khả thông qua mặt vận tải thông gió a)Xác định kích thớc mặt cắt ngang công trình : Dựa vào yêu cầu vận tải thông gió ta xác định đợc kích thớc mặt cắt ngang *) Về vận tải: A _ sản lợng hàng năm A = 100.000 (T/năm) Tổng khối lợng vận chuyển mỏ là: Q = A+ 0,3A Trong đó: 0,3A _ lợng đá thải trình khai thác, thay số Q = 100000 + 0,3.100000 = 130000 (T/năm) Am _ khối luợng vận chuyển qua lò ngày đêm Q 130000 Am = = = 434 (T/ngày đêm) 300 300 300 _ số ngày làm việc mỏ năm Chọn đầu tầu goòng: Chọn goòng UVG 2,2 Chọn tàu điện acquy 4,5ARP 2M Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 Đồ án môn học XDCTN mỏ Bảng : Đặc tính kỹ thuật goòng UVG 2,2 : STT Loại goòng Đáy kín lật đợc Đơn vị 10 Kiểu Dung tích tính toán Chiều rộng thùng Chiều cao từ đỉnh ray Chiều dài kể đầu đấm Cỡ đờng Khung cứng Đờng kính bánh xe Chiều cao trục kể từ đỉnh đờng ray Trọng lợng UVG-2,2 2,2 1200 1300 2775 600 1000 400 370 677 m3 mm mm mm mm mm mm mm kg Bảng : Đặc tính kỹ thuật đầu tầu điện acquy 4,5ARP 2M: STT 10 11 12 13 14 15 16 17 Các thông số Trọng lợng dính Cỡ đờng Động kéo Kiểu Số động Công suất động Điện áp Lực kéo chế độ ngắn hạn Tốc độ chế độ ngắn hạn ắc quy Khung cứng Nêm móc Kích thớc Dài Rộng Chiều cao với thùng ắc quy Bán kính vòng nhỏ Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 5ARV-2 4,5 600 EĐR-7 80 750 6,44 66TJN -300 900 85 3300 1000 1300 Dơn vị Tấn mm Kw V KG km/h mm mm mm m Đồ án môn học XDCTN mỏ Từ thông số đầu tàu ta tính đợc thông số sau: Fld = 0,75.Fnh Fld _ lực kéo tàu chế độ lâu dài Fnh _ lực kéo tàu chế độ ngắn hạn Fnh = 750 (kG) => Fld = 0,75.750 = 562,5 kG = 5625 (N) vld = 0,75vnh vld _ vận tốc đoàn tau chế độ lâu dài vnh _ vận tốc đoàn tau chế độ ngắn hạn vnh = 6,44 (km/h) => vld = 0,75.6,44 = 4,83 (km/h) +)Xác định số đầu tầu số toa goòng phục vụ công tác xây dựng mỏ: z _ số toa goòng đoàn tầu Q g,min z= G + G0 Trong đó: G _ sức chở toa goòng (T).ng theo kế hoạch G = .V = 0,85(T/m ); V = 2,2 m3 => G = 0,85.2,2 = 1,87 (T) Go _ trọng lợng bì goòng, Go = 677 kG= 0,677 (T) Qg,min _ giá trị nhỏ trọng lợng đoàn tầu tính theo điều kiện sau: 3.1 Theo điều kiện đốt nóng động Fld => Q g = (w + i) Trong đó: Fld _ lực kéo lâu dài đầu tàu i _ hệ số lực cản độ dốc đờng gây i = 50/00 _ hệ số lực cản chính, = 9N/kN =1 Trong : _ hệ số kể đến đốt nóng động ma nơ _ thời gian chuyển động tơng đối 5625 = 401 kN = 40,1 (T) => Q g = 9+5 3.2 Theo điều kiện bám dính: F Fbd F _ lực kéo đầu tàu theo khả máy tàu F = (P + Qg)(wo+i) Fbd _ lực bám dính đầu tàu Fbd=1000Pbd P _ trọng lợng đầu tầu P = Pbd = 4,5 T = 45 (kN) Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 Đồ án môn học XDCTN mỏ _ hệ số bám dính lấy = 0,12 1000 Pbd 1000.45.0,12 P = 45 = 340 kN = 34 (T) => Q g = w0 + i 9+5 3.3 Theo điều kiện tầu có tải khởi động lên dốc: 1000 m Q g = P( 1) m + i + 108a m m _ hệ số bám dính bánh xe với ray có rắc cát m = 0,24 m _ hệ số cản mở máy, m = 1,50 ( N/kN) => m = 13,5 N/kN am _ gia tốc mở máy, am = 0,05 m/s2 1000.0,24 1) = 406 kN = 40,6 (T) => Q g = 45( 13,5 + + 108.0,05 3.4 Theo điều kiện hãm xuống dốc: 1000 h Q g = P ; 54.v d + i [L ] h Trong đó: vd _ tốc độ tàu lúc bắt đầu hãm, vd = 6,44 km/h = 1,78m/s h _ hệ số hãm lấy h=0,12 [Lh] _ quãng đờng hãm cho phép [Lh] = 30 m 1000.0,12 = 3125 kN = 312,5 (T) Q = 45 => g 54.1,78 +5 30 Vậy Qg,min = 34T 34 13 (chiếc) (1,87 + 0,677) tcd _ thời gian chuyển động đầu tàu chuyến 2.60(L + 0,1) tcd = v cd 2.60(0,15 + 0,1) tcd = =7 (phút) 4,83 Trong đó: => z = Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 Đồ án môn học XDCTN mỏ _ thời gian ma nơ chất tải sân giếng: = 20 phút td _ thời gian dỡ tải td = phút tc _ thời gian chất tải tc = 16 phút Thời gian chuyến: Tck = tcd + td + tc + = + + 16 + 20 = 51 (phút) Số chuyến có đầu tàu ngày đêm: 60Tnd r= Tck Tnd _ Thời gian hoạt động thiết bị vận tải ngày đêm thông thờng Tnd = 18 ữ 24h , lấy Tnd = 22h 60.22 = 26 (chuyến) => r = 51 +)Số chuyến chở hàng cần thiết ngày đêm: = rh k dt A m 1,25.434 = = 23 zG 13.1,87 (chuyến) Trong đó: kdt=1,25 _ hệ số làm việc không đồng ca Nh ngày đêm cần đầu tàu làm việc đáp ứng đủ yêu cầu vận tải chí thừa 26 - 23 = chuyến Cần có hai đầu tàu đầu làm việc, đầu dự trữ *)Dựa vào thiết bị vận tải ta xác định kích thớc mặt cắt ngang kiểm tra điều kiện thông gió: Chọn kích thớc mặt cắt ngang cá dạng hình thang, thời gian tồn mỏ năm nên chọn vật liệu chống lò gỗ Chọn mặt cắt ngang hình thang, với số liệu nh sau: Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 Đồ án môn học XDCTN mỏ l1 n A m h1 h a h2 c h/ b hB 600 l2 Hình 1-1: Sơ đồ đờng lò cần thiết kế Tỷ lệ: 1:50 Cấu tạo đờng sắt: chọn kiểu ray R-18 Chiều cao ray: hr = 90 mm Chiều cao tà vẹt: htv = 150 mm Chiều cao lớp đá lát: hdl = 100 mm hB _ chiều cao cấu tạo đờng ray hB = hr + htv + hdl = 90 + 150 + 100 = 340mm h _ chiều cao thiết bị vận tải tính từ đỉnh ray hmax = (hdautau, hg) =1300 mm a _ chiều rộng thiết bị vận tải Amax = (Adautau,Ag) =1300 mm _ chiều cao lớp đá lát dành cho ngời 2 = hdl + h tv = 100 + 150 = 200 mm 3 h _ chiều cao tính từ mức cao lớp đá lát(mức cao lối ngời lại) đến vị trí cao thiết bị vận tải 1 h = h + hr + h tv = 1300 + 90 + 150 = 1450 (mm) 3 h1 _ chiều cao đờng lò tính từ đỉnh ray đến mức cao đờng lò lấy h1= 2400 mm h2 _ chiều cao đờng lò tính từ lớp đá lát:2540mm m, n _ khoảng cách từ kết cấu chống giữ đến thiết bị vận tải, chống gỗ nên m =250 mm n = 0,7 m _ chiều rộng lối ngời mức 1,8 m tính từ lớp đá lát Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 Đồ án môn học XDCTN mỏ n = nmin+ (1800 - h)cotg _ góc thách chân cột lấy = 800 n = 700 + (1800 -1450)cotg800 = 762 (mm) B _ chiều rộng đờng lò mức cao thiết bị vận tải đờng lò đờng xe B = m + n + A = 762 + 250 + 1300 = 2312 (mm) a,c _ khoảng cách từ kết cấu chống đến tim đờng ray 1 a = m + A = 250 + 1300 = 900 (mm) 2 c = B - a = 2312 - 900 = 1412 (mm) b _ khoảng cách từ tim đờng xe đến tim đờng lò B 2312 900 = 256 (mm) b = a = 2 l1, l2 _ chiều rộng sử dụng đờng lò l1 = B - 2(h1 - h)cotg = 2312 - 2(2400 - 1300)cotg800 = 1924 (mm) l2 = B + 2(h1 - h)cotg = 2312 + 2(2400 -1300)cotg800 = 2700 (mm) Ssd _ diện tích sử dụng gơng lò Ssd = l1 + l 1924 + 2700 h2 = 2540 = 5872480mm2 = 5,87 (m2) 2 1924 1300 762 250 1300 1450 2400 900 1420 2540 256 340 600 140 2700 Hình 1-2: Mặt cắt ngang đờng lò thiết kế Tỷ lệ: 1:25 Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 Đồ án môn học XDCTN mỏ *)Kiểm tra điều kiện thông gió: v= Aq , (m/s) NàS sd 60 Trong đó: A _ Sản lợnghàng năm mỏ q _ lợng khí cần thiết cung cấp cho than khai thảc mỏ hạng II , q = 1,25 m3/ph N _ Số ngàylàm việc năm mỏ N = 300 ngày đêm _ hệ số giảm tiết diện đờng lò có cốt, lò = 1,lò ngiêng = 0,7 130000.1,25 v= = 1,54 (m/s) 300.1.5,87.60 0,3 = v v = 1,54 v max = (m/s) Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 Đồ án môn học XDCTN mỏ 4) Bình đồ trắc dọc tuyến công trình: Hình1-3:Bình đồ tuyến công trình Tỷ lệ: 1:100 i=5 Đường lò Hình 1-4: Trắc dọc tuyến công trình Tỷ lệ: 1:500 Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 Đồ án môn học XDCTN mỏ Chơng II: Tính toán áp lực đất đá lên công trình ngầm II.1 áp lực đất đá lên nóc, hông công trình II.1.1 áp lực đất đá lên Theo giả thiết Trimbasevich tính gần cho mét chiều dài đờng lò đợc xác định công thức: P = 2a.b1 (kN/m) Trong đó: _ trọng lợng thể tích đất đá 2a _ chiều rộng lò b1_ chiều cao vòm cân b1 = a1 (m) f a1 _ nửa chiều rộng vòm cân f _ độ cứng đất đá b1 h N x0 Q 2a 2a Hình 2.1: Sơ đồ tính áp lực theo giả thuyết Trimbasevich Tỷ lệ: 1:50 Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 10 Đồ án môn học XDCTN mỏ lth = lck nck nngày = 1,46 26 = 113,88 m Trong đó: nck _ số chu kỳ ngày, nck = 24/8 = chu kỳ nngày_ số ngày làm việc tháng, lầy 26 ngày Thời gian đào xong lò là: L 150 Txdcb = = = 1,3 tháng = 34 ngày l th 113,88 b) Khối lợng đất đá nguyên khối đào sau chu kỳ: Vck = Sd lck = 1,1 6,457 1,46 = 10,37 m3 c) Khối lớng đất đá phải xúc bốc sau chu kỳ: Vxb = Vck k0 = 10,37.2 = 20,74 m3 Với k0 hệ số nở rời đất đá, với f = có k0 = d) Chi phí thuốc nổ + Cho m3 đá nguyên khối: G = Qtt/Vck = 26,14/10,37 = 2,52 kg/m3 + Cho m đờng lò : G = Qtt/lck = 26,14/1,46 = 17,9 kg/m e) Chi phí kíp điện + Cho m3 đá nguyên khối: = N/Vck = 30/10,37 = 2,89 cái/m3 + Cho m đờng lò : = N/lck = 30/1,46 = 20,54 cái/m Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 34 Đồ án môn học XDCTN mỏ Bảng 10: Bảng tiêu kinh tế kỹ thuật khoan nổ mìn STT Điều kiện tiêu KNM Loại mỏ theo khí bụi nổ Hệ số kiên cố đất đá (f) Số lợng Đơn vị Diện tích sử dụng 5,87 m2 Diện tích đào 6,457 m2 10 11 Loại máy khoan PR-19 Đờng kính khoan Chiều sâu trung bình lỗ khoan Số lợng lỗ khoan Loại thuốc nổ: AH1 Kíp điện vi sai Chi phí thuốc nổ cho chu kỳ 40 1,72 30 mm m lỗ 30 26,14 kg 12 Lợng thuốc nổ đơn vị 1,626 kg/m3 13 14 15 16 Hệ số sử dụng lỗ mìn Tiến độ gơng sau chu kỳ Số mét LK khoảng đào Hệ số nở rời đất đá 0,85 1,46 51,6 m m 17 Lợng đá nổ sau chu kỳ 10,37 m3 18 Lợng đá cần xúc bốc sau chu kỳ 20,74 m3 III.3 Thông gió đa gơng vào trạng thái an toàn III.3.1 Thông gió Khi thi công đờng lò gơng lò dọc theo suốt chiều dài đờng lò có lợng khí độc hại phát sinh từ đât đá (các khe nứt, đá, than), từ công tác khoan lỗ mìn Để cho ngời thiết bị hoạt động bình thờng cần phải tiến hành thông gió Công tác thông gió phải đảm bảo hoà tan lợng khí độc hại, loại khí cháy đẩy ngoài, để không khí gơng lò, đờng lò đảm bảo nhiệt độ, hàm lợng khí cho phép Nhiệt độ cho phép 260c, hàm lợng O2 > 20%, CH4[...]... XDCTN & Mỏ K 49 20 Đồ án môn học XDCTN trong mỏ II.3.4 hộ chiếu chống lò A A Hình 2.9: Kết cấu chống lò Tỷ lệ : 1:10 Hình 2.10:Mặt cắt A-A Hình 2-1 1:Bản vẽ tách chân 150 cột Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 21 Đồ án môn học XDCTN trong mỏ Vì đào trong đất đá có độ kiên cố trung bình f= 5 nên chân cột đào sâu thêm từ 1 5-2 0 cm 1 2 Hình 2.11: Các loai mối nối Tỷ lệ:1:5 1- liên kết giữa xà và cột 2- mộng nối giữa cột... thi công III.1 Khái quát về tổ chức thi công: III.1.1 Lựa chọn sơ đồ thi công: Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 23 Chiều dài (m) 2,33 2,73 1,3 1,3 Đồ án môn học XDCTN trong mỏ Việc lựa chọn sơ đồ thi công đờng lò có ý nghĩa rất quan trọng Sơ đồ thi công hợp lý sẽ đẩy nhanh tốc độ đào lò, qua đó giảm đợc giá thành đào lò Việc lựa chọn sơ đồ thi công dựa trên các đặc điểm sau: + Kích thớc tiết diện ngang đờng lò, ... Với: x=0 Mx=0 x=1,92 Mx=0 nội lực trong cột: - Lực dọc: Nx = qslxsin cos - qnlx sin cos + VA sin - HA cos Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 16 Đồ án môn học XDCTN trong mỏ M x Nx qs Qx V A lx y HA Hình 2.7: Sơ đồ tính nội lực trong cột Tỷ lệ: 1:25 y = lxsin Nx = qsycos - qn ycos + VA sin - HA cos Nx = 1,1.ycos800 - 26,57.ycos800 + 35,87sin800 - 3,3cos800 = 34,75 - 4,42y (kN) Với: y = 0 thì Nx = 34,75... cos - 3,3y - 2 1,1y2 - 2 26,57 sin 80 2 = 3,02y - 0,96y Với: y=0 thì Mx = 0 y = 2,54 thì Mx = 0 y = 1,27 thì Mx = Mmax = 2,29 (kNm) Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 17 Đồ án môn học XDCTN trong mỏ Sau khi tính xong ta có biểu đồ nội lực trong khung chống nh hình vẽ: 25,5 + - 1,84 1,84 - + Q x (kN) 25,5 + - 2,98 2,98 23,52 6,1 + 34,75 - 23,52 6,1 + N x (kN) + 2,29 + Mx (kNm) 12,24 2,29 + 34,75 Hình 2.8: Biểu đồ. .. 1:25 - Lực dọc: Nx = - HD = q n - Lực cắt: a2 b2 h + qs 2h 2 Qx = VD - qnx Qx= qna - qnx = qn(a - x) Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 14 Đồ án môn học XDCTN trong mỏ - Mô men uốn: Mx = VD x q n x x 2a x = q n x 2 2 Xét trờng hợp: Qx = 0 Qx = qn(a - x) = 0 Khi đó: q a2 M = Mmax = n 2 b)Xác định nội lực trong cột Cột đợc xem nh một dầm đặt nghiêng một góc so với phơng nằm ngang trên gối tựa, cột chịu tải. .. Nx = 23,52 (kN) - Lực cắt: Qx = VA cos + HAsin - qslxsin2 - qnlx cos2 y 2 sin = VA cos + HAsin - qsysin - qn cos = 35,87cos800 - 3,3sin80 0- 1,1.y.sin800 - 26,57 = 2,98 - 1,9.y Với y = 0 Qx = 2,98 (kN) y = 2,54m Qx = - 1,84 (kN) - Mô men uốn: Mx = VA lx cos + HAlx sin - y cos2800 0 sin 80 1 1 qs (lxsin ) 2- qn (lxcos )2 2 2 y y 1 1 ( cos ) 2 =VA sin cos + HAy - 2 qsy2 - 2 qny2 sin y... f Vậy áp lực ở nóc lò là: P = qn = 2a.b1 = 2,7.0,41.24,5 = 26,57 (kN/m) qn b1 h x0 N Q 2a 2a 1 Hình 2.2: Sơ đồ tính áp lực ở nóc lò Tỷ lệ: 1:25 Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 11 Đồ án môn học XDCTN trong mỏ II.1.2 áp lực đất đá ở hông lò P=Pn b1 P P s s h c N x0 Q 2a 2a1 Hình 2.3: Sơ đồ tính áp lực ở hông và nền lò Tỷ lệ: 1:25 áp lực hông tác dụng lên 1 mét chiều dài của lò đợc tính theo công thức 0 2 90... = 26,57.0,96 = 25,5 (kN) Nội lực trong xà: - Lực dọc: Nx = - HD = - 6,1 ( kN) Nx mang dấu - có nghĩa là chiều của Nx ngợc chiều so với giả thiết trên - Lực cắt: Qx = qn(a - x) = 26,57.(0,96-x) ( kN) 0 x 1,92 Với: x=0 Qx = 26,57(0,96 - 0) = 25,5 (kN) x=1,92 Qx = 26,57(0,96 -1 ,92) = - 25,5 (kN) Qx mang dấu - có nghĩa là chiều của Qx ngợc chiều so với giả thiết trên - Mô men uốn: 2a x 1,92 x ... chống lò bằng gỗ II.2 Tính nội lực trong khung chống hình thang Giả thiết kích thớc của khung chống nh sau: Chiều cao h Chiều rộng nóc lò 2b Chiều rộng nền lò 2a Góc thách chân cột =800 Kết cấu chịu tác dụng tải trọng phân bố đều tại nóc qs và tại sờn qh Ta có sơ đồ tính nh sau: qn qs HD V V C D q HC s 2a V A h V B HA HB 2b Hình 2.4: Sơ đồ tính toán kết cấu chống hình thang Tỷ lệ: 1:25 Lớp: XDCTN & Mỏ. .. gió Công tác thông gió phải đảm bảo hoà tan lợng khí độc hại, các loại khí cháy và đẩy ra ngoài, để không khí trong gơng lò, đờng lò đảm bảo về nhiệt độ, hàm lợng khí cho phép Nhiệt độ cho phép 260c, hàm lợng O2 > 20%, CH4 ... 1,93 1,95 1930 Hình 3.4 :Sơ đồ cầu băng chuyền chuyền tải P5 Liên Xô sản xuất Sơ đồ cầu băng chuyền- chuyền tải đợc mô tả hình 3.4: Cầu băng chuyềnchuyền tải bao gồm phận: đoạn nhận tải có bun-ke... kiện thông gió: Chọn kích thớc mặt cắt ngang cá dạng hình thang, thời gian tồn mỏ năm nên chọn vật liệu chống lò gỗ Chọn mặt cắt ngang hình thang, với số liệu nh sau: Lớp: XDCTN & Mỏ K 49 Đồ... + hdl = 90 + 150 + 100 = 340mm h _ chiều cao thiết bị vận tải tính từ đỉnh ray hmax = (hdautau, hg) =1300 mm a _ chiều rộng thiết bị vận tải Amax = (Adautau,Ag) =1300 mm _ chiều cao lớp đá lát