ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔ CHỨC THI CÔNG LÒ XUYÊN VỈA +115 THAN VÀNG DANH

Sau thời gian học tập tại trờng Đại học Mỏ - Địa chất, chuyên ngànhXây dựng công trình ngầm và mỏ, đợc sự giúp đỡ của cơ sở thực tập là công tythan Vàng Danh và tập thể thầy giáo trong b

Lời nói đầu

Sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc đòi hỏi nhu cầu tiêuthụ năng lợng ngày càng lớn Cùng với sự phát triển của nền kinh tế đất nớc,ngành khai thác khoáng sản nói chung và ngành khai thác than nói riêng cũng

có những mức tăng trởng vợt bậc do đó trữ lợng than ngày càng giảm, cầnphải mở rộng khai thác xuống những độ sâu lớn hơn.Việc xây các đờng lòthông gió cho các lò chợ rất quan trọng luôn đi song song với mở rộng cáckhu khai thác

Lò xuyên vỉa thông gió +115 khu I Cánh Gà đợc xây dựng để phục vụviệc thông gió cho các lò chợ I-8a-1a,I-8-1,I-7-1, có nhiệm vụ chuyển gió thải

từ các gơng ra ngoài giếng gió mức +225-:- +115

Sau thời gian học tập tại trờng Đại học Mỏ - Địa chất, chuyên ngànhXây dựng công trình ngầm và mỏ, đợc sự giúp đỡ của cơ sở thực tập là công tythan Vàng Danh và tập thể thầy giáo trong bộ môn Xây Dựng Công TrìnhNgầm, đặc biệt là sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo Ngô Doãn Hào, tôi đãhoàn thành bản đồ án: Thiết kế, thi công lò xuyên vỉa thông gió mức +115 khu

đợc hoàn thiện hơn

Hà Nội 6 - 2008

Sinh viên : Trần Quang Khải

phần 1 thiết kế kỹ thuật

chơng 1

đặc điểm kinh tế xã hội và đặc điểm địa chất khu mỏ 1.1 Đặc điểm kinh tế xã hội

1.1.1 Vị trí địa lý khu mỏ

Mỏ than Vàng Danh nằm trong dải than Bảo Đài, vùng than Uông Bí thuộc

bể than Quảng Ninh Mỏ nằm cách thị xã Uông Bí 14km về phía Nam, nằm cáchthành phố Hạ Long 50km về phía Đông, cách Thành phố Hà nội 130 km về phíaTây

- Ranh giới của Mỏ: Phía Đông lấy phay F1 làm giới hạn giáp Công tyliên doanh Việt - In đô Phía Tây giới hạn bởi phay F13 giáp mỏ Đồng Vông.Phía Bắc là khu vực núi cao (Dãy núi Bảo Đài) Phía Nam là mặt bằng sâncông nghiệp mỏ

- Mỏ đợc chia làm 3 khu khai thác:

* Khu Đông Vàng Danh từ lò xuyên vỉa +122 đến phay F1 dài 2,5 km

* Khu Cánh Gà từ phay F8 đến F13 dài 2,5 km

* ở giữa là khu Tây Vàng Danh

1.1.2 Địa hình khu vực, hệ thống sông suối và khí hậu

1.1.2.1 Địa hình

Khu mỏ Vàng Danh có địa hình đồi núi cao, phân cách phức tạp, đồinúi có độ cao trung bình 300 đến 400m chạy theo hớng Đông Bắc - Tây Nam,phía Bắc là núi Bảo Đài cao nhất, chiều cao gần 800m, phía Nam là đồi núithấp hơn, sờn núi có độ dốc trung bình là từ 20 đến 300, do độ dốc trung bình

địa hình tơng đối lớn nên thoát nớc trên mặt rất thuận lợi

Mùa hè có gió Đông Nam, tốc độ gió trung bình 3,1m/s, mùa Đông cógió mùa Đông Bắc tốc độ gió trung bình 4,2 m/s

Lợng ma hàng năm thờng từ 2400 - 2700mm, do lợng ma lớn hơn lợngbốc hơi nên độ ẩm tơng đối lớn

1.1.3 Điều kiện kinh tế, xã hội, chính trị

Khu mỏ nằm trên địa bàn phờng Vàng Danh dân số khoảng 1,3 vạn

ng-ời, chủ yếu là ngời Kinh, ngoài ra còn có nhiều dân tộc thiểu số nh: Thanh Y,Thanh Phán, Sán Dìu sống tập trung thành bản làng xung quanh khu mỏ.Các dân tộc thiểu số sống chủ yếu bằng nghề làm ruộng Ngời Kinh chủ yếu

là CBCNVC của mỏ và con em CBCNVC mỏ đang làm mỏ hoặc đã nghỉ hu

Về chính trị : Dới chế độ XHCN đời sống vật chất, tinh thần của nhân

dân ngày một nâng cao, văn hoá, giáo dục, xã hội không ngừng phát triển,trình độ nhân dân ngày càng đợc giác ngộ cao

1.1.4 Điều kiện giao thông liên lạc

Từ trung tâm mỏ tới thị xã Uông Bí có đờng bê tông dài 14km, đờng sắt

cỡ 1000mm tới cảng Điền Công Từ Uông Bí đến Hà Nội có đờng quốc lộ18A và đờng sắt Quốc gia cỡ 1435mm Sông Đá Bạc qua cảng Điền Công,thuyền gỗ cỡ lớn và xà lan tải trọng 100 ữ 200 tấn đi lại thuận tiện vào ăn thancủa mỏ, trong tơng lai sẽ mở rộng cảng, khơi sâu sông Đá Bạc và hoàn thànhcải tạo quốc lộ 18A thì việc giao thông thuỷ bộ của mỏ ngày càng thuận lợi

Hệ thống thông tin liên lạc: Trung tâm Lán Tháp có bu điện tự động số

nối mạng điện thoại của mỏ với Quốc gia, Quốc tế Trong mỏ có trạm điệnthoại nội bộ tới các phòng ban phân xởng, đáp ứng đợc yêu cầu về thông tinliên lạc trong mỏ

1.2 Đặc điểm địa chất

1.2.1 Cấu tạo địa chất khu mỏ Vàng Danh

1.2.1.1 Địa tầng

Địa tầng chứa than khu vực Vàng Danh thuộc nhóm nguyên đại TrungSinh (Mê do Zôi) và nhóm nguyên Đại Tân Sinh (Kai mê zôi)

* Nhóm nguyên Đại Trung Sinh: (M) là đất đá thuộc nhóm Triat trung

và dới (T1+2) và hệ Triat Jura (T3+5) Đất đá thuộc hệ Triat trung và dới đợc chialàm 3 tầng từ dới lên là :

Tầng 1: (T1+2) có các lớp diệp thạch và xa thạch màu tím hơi biến chất,thỉnh thoảng có lớp kẹp của thạch anh và pilit dày 760m

có 8 vỉa có giá trị công nghiệp

Tầng 2: (T3 J1)2 chủ yếu là diệp thạch lớp mỏng màu tro đen có các lớpkẹp xa thạch hạt trung bình và lớn, màu trắng dày 420m

Tầng 3: (T3J1)3 cầu tạo bởi Acghilit thạch anh và đá thạch hạt lớn phầntrên gồm cong lô mê rat, thạch anh và Acghilit Phần giữa là xa thạch anh có

bề dày 600m

* Nhóm nguyên đại Tân sinh (R) là đất đá thuộc kỷ đệ tứ gồm các trầm

tích Đô luvi, chu vi gầm sỏi, cát, cuội và đất thổ nhỡng phủ lên trên lớp đá gốcnhóm trung đại nguyên sinh, bề dày lớp này xê dịch từ 3 - 4m, bề dày trungbình các lớp đạt 10 - 13m

1.2.1.2 Kiến tạo địa chất

+ Nếp uốn: Khu mỏ tồn tại 5 nếp uốn chính (Nếp lồi Tây Cánh Gà, nếplõm Đông Cánh Gà, nếp lồi Tây Vàng Danh, nếp lõm trung tâm Vàng danh,nếp lồi Đông Uông Thợng, ngoài ra còn có các lớp uốn nhỏ cục bộ)

- Nếp lõm Đông Cánh Gà: Trục nếp lõm theo phơng Đông - Bắc, ĐôngBắc - Nam Tây Nam Gần trung tuyến 10 chạy từ Nam khu mỏ đến F8 mặttrục nghiêng về Đông Góc dốc f nham thạch 2 cánh khác nhau Cánh Đôngthế nằm của nham thạch rất không ổn định, thay đổi từ 20 ữ 600, phần giáp F8

nham thạch cục bộ chuyển sang cắm Đông tạo nên nếp lồi nhỏ cách dốc trục

đoản tồn tại ở phần nông giữa F8 và F10 Cánh Tây thế nằm của nham thạchthay đổi từ 20ữ300

- Nếp lồi Tây Vàng Danh: Trục của nếp chạy giữa 2 tuyến 66 và IVA,

có phơng Đông Bắc và Nam Tây Nam, mặt trục nghiêng về Đông, đờng bản lềchúc thu đờng dốc của cấu trúc chính và bị gián đoạn bởi các đứt gãy FM và

F5 Góc dốc của 2 cánh không ổn định dao động từ 25 ữ 500, trên 2 cánh củanếp uốn tồn tại nhiều nếp uốn nhỏ làm cho cấu trúc khu mỏ rất phức tạp

+ Đứt gãy: Trong khu mỏ tồn tại nhiều đứt gãy, phần lớn các đứt gãy cóphơng á kinh tuyến gần song song với trục của nếp uốn Một số đứt gãy có ph-

ơng Đông Tây hoặc Tây Bắc - Đông Nam

- Các đứt gãy có phơng á kinh tuyến gồm F13 - F0

(khu Vàng Danh) và suối C (khu Cánh Gà ), đặc điểm các suối có lòng hẹp,sâu, độ dốc lớn Suối thờng có hớng vuông góc với sờn dốc lên sau những trận

ma to lu lợng nớc ở các suối này rất lớn và rút rất nhanh

Theo báo cáo quan trắc của địa chất thuỷ văn ở thợng nguồn suối A vềmùa khô đập nớc số II vẫn còn nớc, đạp nớc số I không còn nớc Điều nàychứng tỏ rằng nớc ở suối A đã chảy vào công trình lò khu Vàng Danh và chảy

ra cửa lò +122 Vì nớc tại cửa lò +122 lớn hơn rất nhiều so với cửa lò +135.Qua đo đạc địa chất kết quả tại cửa lò +135 nh sau :

- Lu lợng lớn nhất của Qma x = 53,79 L/s (ngày 26/6/1980)

- Lu lợng nhỏ nhất của Qmin = 2,44 L/s (ngày 6/8/1978)

1.2.2.2 Nớc ngầm

Nớc dới đất đợc quan tâm ở phụ diệp chứa than Nớc tồn tại ở các lớp cátkết, sét kết phân lớp vừa và mỏng nằm ở sát vách và trụ vỉa đóng vai trò lớp cáchnớc

Nớc trong địa tầng có tính áp lực tại 1 lỗ khoan đã phụt lên khỏi miệng

lỗ khi thi công

Các thông số: q = 0,0005 l/s -:- 0,09 l/s, trung bình 0,02 l/s

Hệ số thấm : k = 0,0032 m3/ng trung bình 0,0265 m3/ng

Khi bơm nớc thì q và k giảm theo chiều sâu

Nguồn cung cấp cho nớc dới đất chủ yếu là nớc ma ngấm xuống, kếtquả phân tích cho thấy: Nớc trong địa tầng không màu, không mùi, không vị,

độ pH = 6 - 8 thuộc loại nớc Axít yếu đến trung tính

- Tổng khoáng hoá M = 0,04 -:- 0,33 g/l thuộc loại nớc siêu sạch

- Tổng độ cứng 0,092 -:- 3,93 mg/l thuộc loại nớc mềm đến hơi cứng,

n-ớc thuộc loại hình Bicacbonnat - Clonatri hoặc Bicabonat Natri - Canxi

Trong phạm vi lò khai đào cho chế độ tự nhiên của nớc bị phá huỷ do sự

ô xy hoá của các hợp chất sunfua nên loại hình nớc trở thành sunfat clo nat rihoặc sunfua natri Nớc thể hiện tính A4xít độ pH = 4 - 5,5, do vậy nớc có tính

ăn mòn lớn đối với bê tông, sắt thép

1.2.3 Địa chất công trình

Khu mỏ nằm trong khu vực đồi núi phân cắt lớn điều này chứng tỏ mỏnằm trong khu vực có hoạt động thăng trầm mạnh của lớp vỏ trái đất Biểuhiện cụ thể là trong khu mỏ có nhiều phay phá nếp uốn tạo nên các mặt trợt,các đới vò nhàu của đất đá và khoáng sản than Yếu tố này gây nên khó khăncho công tác thăm dò và xây dựng các công trình ngầm Trên mặt lớp đất thổnhỡng mỏng phân bố không đều Mặt khác địa hình nhiều sờn dốc vì vậy th-ờng sảy ra hiện tợng trợt lở nhỏ ở các sờn núi, ven suối, các mặt ta luy trên cáccông trình khai đào

Trong lòng đất các đá trong địa tầng chứa than là đá cát kết, bột kết, sétkết, xét than có màu xám sẫm đến xám sáng phân ly dày tơng đối ổn định có

độ bền từ trung bình đến bền vững Điều này thuận lợi cho việc chống giữ bảo

vệ các đờng lò, xong mặt khác nó còn làm khó khăn cho việc sử lý đá nóctrong các khu lò chợ đã khai thác

Mặt xâm thực của nớc ngầm ở mức +90 và nớc chảy vào các đờng lòmùa ma gây khó khăn cho khai thác và vệ sinh môi trờng, đặc biệt là khi khai

thác mức dới lò bằng.

Trên mặt mỏ trong khu vực khai thác không có dân c và các công trìnhcông cộng cần phải bảo vệ vì vậy trong khi khai thác không cần để lại các trụbảo vệ cho các công trình trên mặt

2.1.1 Điều kiện địa chất khu vực

Theo tài liệu địa chất khu vực dự kiến đờng lò sẽ đi qua các lớp đất đásạn kết, bột kết, cát kết và sét kết.Tuy nhiên đờng lò thi công có điều kiện địachất ổn định,không gặp các phay phá, độ cứng của đá f = 6 ữ 8

- Sạn kết: Thờng có màu xám sáng, chiều dày mỏng 0,5 m đến 2,5m.Thành phần chủ yếu là các hạt thạch anh, đợc gắn kết bằng xi măng silíc bền

vững, rất rắn chắc.

- Cát kết: Thờng có màu xám tro, xám sáng, cấu tạo phân lớp dày, đôinơi cấu tạo khối, kẽ nứt phát triển Chiều dày biến đổi phức tạp từ 0,5 m đến15m, cá biệt có những lớp chiều dày đến 25m duy trì khá liên tục theo cả đờngphơng và hớng dốc, hạt từ mịn đến thô đợc gắn kết bằng xi măng silíc rất bềnvững

- Bột kết: Màu xám tro, xám đen, thành phần chủ yếu là các khoáng vật

sét và các hạt thạch anh hạt mịn, đợc gắn kết bằng keo silíc rắn chắc Cấu tạophân lớp dày, đôi nơi dạng khối đặc xít Chiều dày các lớp bột kết biến đổi rấtphức tạp, từ 0,3m đến 20m và thờng nằm gần vách trụ các vỉa than

- Sét kết và sét than: Màu xám đen, cấu tạo phân lớp mỏng là chủ yếu,chiều dày lớp biến đổi 0,3m - đến 2m, cục bộ có nơi lên đến 4m Các lớp sétkết thờng nằm sát vách trụ các vỉa than, thuộc loại đá nửa cứng đến cứng.Trong quá trình khoan thăm dò loại đá này thờng bị trơng lở làm cho đờngkính lỗ khoan bị hẹp lại gây khó khăn cho công tác thi công, đồng thời ở nóccác lò khai thác lớp này thờng xập cùng với quá trình lấy than

Bảng 1.2 Tính chất cơ lý của đất đá dọc đờng lò

2.1.2 Nhiệm vụ của đờng lò

Lò xuyên vỉa thông gió +115 khu I Cánh Gà đợc xây dựng để phục vụviệc thông gió cho các lò chợ I-8a-1a,I-8-1,I-7-1, đờng lò có nhiệm vụ chuyểngió thải từ các gơng lò chợ ra đến ga tránh mức +115 và lò dọc vỉa thông giómức +115 vỉa 4.Sau đó gió bẩn sẽ đợc đa ra ngoài bằng giếng gió mức +225-:-+115

9

Hình 1.1 Sơ đồ vị trí thi công lò

tỉ lệ 1:500

2.1.3 Thời gian tồn tại của đờng lò

Lò xuyên vỉa thông gió +115 đợc thiết kế phục vụ cho việc thông giócho các khu khai thác than khu vực I Cánh Gà.Theo tính toán thì thời giankhai thác than ở khu I Cánh Gà là 6 năm, nh vậy thời gian tồn tại của đờng lò

là 6 năm không tính thời gian xây dựng cơ bản

2.1.4 Chiều dài đờng lò

Lò đợc đào bắt đầu từ ngã ba số I - 3 mức +115 đến ngã ba số I - 4 mức+115 với chiều dài tính toán L = 285m

2.2 Xác định diện tích sử dụng tối thiểu của đờng lò

2.2.1 Lu lợng gió cung cấp cho lò chợ khai thác

Lu lợng gió cung cấp cho khu I đợc xác định theo công thức

2.2.2 Xác định diện tích sử dụng tối thiểu của đờng lò

Tốc độ gió thực tế trong lò đợc tính theo công thức:

v =

sd S Q

, m/s

Trong đó :

Q - lu lợng gió đi qua đờng lò, vì lò xuyên vỉa +115 khu I có nhiệm vụnhận gió thải từ các lò chợ, mà lợng gió cung cấp cho khu I cũng là lợng gióthải sẽ đi qua đờng lò, suy ra Q = Qkhu = 61,5 m3/s

Ssd - diện tích tiết diện sử dụng của đờng lò

Theo quy phạm an toàn ta có 0,15 m/s ≤ v ≤ 8 m/s

61 = 7,7 m2

Nh vậy diện tích sử dụng tối thiểu của đờng lò là 7,7 m2

2.3 Lựa chọn hình dạng tiết diện ngang

Việc lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang đờng lò hợp lý chính là mộttrong những giải pháp nhằm đảm bảo độ ổn định của công trình, giảm thiểukhối lợng công tác đào Trong đá có độ ổn định cao, nếu chọn đợc hình dạngmặt cắt ngang hợp lý thì có thể không phải chống Trên thực tế, việc lựa chọnmặt cắt ngang đờng lò thờng dựa trên những kinh nghiệm sau:

• Khi chỉ chịu áp lực nóc là chủ yếu, nên chọn đờng lò có dạng hình vòm,tờng thẳng

• Khi cả áp lực nóc và hông đều lớn, nên chọn hình vòm tờng cong

• Khi có áp lực từ mọi phía với cờng độ gần nh nhau, nên chọn mặt cắtngang hình tròn hoặc hình móng ngựa có vòm ngợc

• Khi áp lực không đều, nhng đối xứng ở nóc và nền, thì nên chọn dạngelip có trục dài theo phơng có áp lực lớn

• Nếu các đờng lò chống bằng gỗ, bê tông cốt thép đúc sẵn theo dạngthanh thẳng hoặc thanh kim loại thẳng thì hợp lý nhất là chọn mặt cắtngang dạng hình thang, hình chữ nhật hay hình đa giác

Nếu xét về độ ổn định thì mặt cắt ngang hình tròn là ổn định nhất

Việc lựa chọn mặt cắt ngang đờng lò còn phụ thuộc vào tính chất cơ lýcủa đất đá xung quanh đờng lò, thời gian tồn tại của mỏ… Do yêu cầu phục vụcủa đờng lò, việc bố trí thiết bị làm việc và điều kiện điạ chất khu vực đờng lò

đào qua ta chọn hình dạng tiết diện đờng lò có dạng tờng thẳng, vòm bánnguyệt

2.4 Xác định kích thớc tiết diện đờng lò

Trên cơ sở tính toán diện tích sử dụng tối thiểu của đờng lò ở trên, emchọn diện tích sử dụng của đờng lò theo các tiết diện tiêu chuẩn mà công tythan Vàng Danh thờng sử dụng.Với Ssd(min) = 7,7m2 gần với tiết diện lò chốngvì SV-3 là Ssd = 8m2

Chiều rộng đờng lò là B = 3400 mm;

Chiều cao của tờng là ht = 1000 mm;

Chiều cao sử dụng là h = 2700 mm;

* Kiểm tra tiết diện theo điều kiện thông gió:

Vận tốc gió bên trong đờng lò:

sd

m S N

q A v

60

ξ - hệ số suy giảm diện tích mặt cắt ngang của đờng lò có cốt, ξ=1;

N - số ngày làm việc trong một năm, N = 300, ngày;

=> 5 , 69

8 1 60 300

1

- Thời gian tồn tại của công trình

- Vật liệu làm vỏ chống phải sẵn có, dễ tìm kiếm, dễ vận chuyển

- Đơn giản, dễ thi công

3.1.1 Cơ sở tính toán, lựa chọn kết cấu chống

Việc tính toán, lựa chọn kết cấu vỏ chống cố định cho đờng lò trên từng

đoạn cụ thể phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Trong phạm vi loại vỏ chống cố định đã đợc chọn

- Điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất công trình khu vực

- áp lực đất đá xung quanh tác dụng lên vỏ chống

- Hiệu quả cao nhất về kinh tế và tính khả thi

3.1.2 Kết quả tính toán lựa chọn kết cấu chống

Lò xuyên vỉa thông gió +115 khu I Giếng Cánh Gà mỏ than Vàng Danh

đợc thiết kế phục vụ cho công tác thông gió cho các lò chợ khai thác than, thờigian tồn tại là 6 năm Với điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn đã

mô tả ở chơng 1, lựa chọn kết cấu chống cho công trình là neo bê tông phun.

Ta lựa chọn kết cấu chống cố định cho đờng lò là neo bê tông phun vì

đờng lò đi qua vùng đất đá cứng ổn định và dựa vào thời gian tồn tại của đờng

lò là ngắn và so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

lk - chiều dài phần đuôi neo nhô vào trong lò, chọn lk = 70 mm;

Chiều rộng đờng lò khi đào là: Bđ = 3400 + 2.70 = 3540 mm

Bán kính của vòm khi đào : Rđ = 1770 mm;

Chiều cao tờng: ht = 1000 mm; Diện tích đào: Sđ = ht Bđ +

2

d R

Π = 8,42 m2 ;

3.3 Tính toán đờng lò

3.3.1 Chiều dài của neo

Chiều dài neo đợc xác định theo điều kiện giữ đầu neo ở ngoài giới hạn của vùng đất đá bị phá huỷ: vòm phá huỷ, sập lở cục bộ hay lớp đất đá do nổ mìn

Ln = lk + b + 1,5.lz

Trong đó:

lk - chiều dài phần đuôi neo nhô vào trong lò, chọn lk = 0,07 m

lz - chiều dài neo nằm ngoài vòm sạt lở, lz = 0,3-:- 0,5 m chọn lz = 0,5 m

b - chiều cao vòm phá huỷ

Tính b :

Theo Tximbarevic thì sau khi đào, phía nóc khoảng trống hình thành vòm sụt lún dịch chuyển thẳng về phía khoảng trống Khối đá ở phía ngoài vòm sụt lún ở trạng thái cân bằng ổn định Trọng lợng đá vòm sụt lún là

nguyên nhân gây ra áp lực đá phía nóc lên khung, vỏ chống

f - Hệ số kiên cố của đất đá, f=8;

a1- Nửa chiều rộng vòm áp lực, a1 đợc xác định theo công thức sau:

0 1

ϕ

tg h a

Trong đó:

a - Nửa chiều rộng đờng lò khi đào,a = 1,77m;

h - Chiều cao đờng lò khi đào, h=2,77m;

ϕ - Góc ma sát trong của đất đá nóc, ϕ=330;

3 = 0,4 m;

Thay số: Ln = 0,07 + 0,4 + 1,5.0,5 = 1,22 m

Chiều dài thanh neo sau khi tính toán là Ln = 1,22m cho tiết diện đào8,42m2, để an toàn chọn chiều dài thanh neo Ln = 1,25m

3.3.2 Khả năng mang tải của neo

• Tải trọng giới hạn lên neo đợc xác định theo điều kiện kéo đỉnh neo:

φ - đờng kính thanh cốt neo, φ = 0,02m

Rk - giới hạn bền kéo của vật liệu làm neo, với thép AII(CT5) thì

dN - Đờng kính cốt thép, dN = 0,02m

τ1 - Lực bám dính giữa thanh neo và bê tông, MPa

Theo kết quả thí nghiệm τ1=6,4 MPa

lz - Chiều dài phần khoá neo thực tế, lz = 1,5.0,5 = 0,75 m

kz - Hệ số điều chỉnh khoá neo, kz = 0,55

kLVz - Hệ số tính đến vì neo làm việc trong môi trờng nớc,kLVz = 0,6Thay số vào (2):

Từ khả năng chịu tải thấp nhất của vì neo BTCT đợc xác định theo 3

điều kiện trên, thiết kế chọn ra giá trị nhỏ nhất trong 3 giá trị đó để tính

toán.Cụ thể tính toán ở trên thiết kế chọn ra đợc Pn = P2 = 6,53T

3.3.3 Tính mật độ neo

Khoảng cách giữa các neo đợc lựa chọn theo các điều kiện:

+ điều kiện tạo thành vòm sạt lở

+ điều kiện ổn định đất đá giứa các thanh neo

+ điều kiện bền gia cố neo

Khoảng cách giữa các thanh neo đợc tính theo công thức:

S =

n

at n P

2 15 , 1

= 0,35 neo/m2;Theo quy phạm an toàn S ≥1neo/m2 nên em chọn S = 1neo/m2 và an=1

C

+ 1Trong đó :

5 + 1 = 6,55 neo/vòng;

Chọn số neo trong một vòng chống là 7 neo/vòng

Khoảng cách thực giữa các thanh neo trong một vòng neo là:

a1 =

6

55 ,

5 = 0,925mCăn cứ vào kết quả tính toán, điều kiện địa chất, chiều dài phần khoáneo nằm sâu trong vùng đất đá bị ảnh hởng do quá trình nổ mìn phải đạt ítnhất 0,5m cũng nh khoảng cách giữa các thanh neo phải lớn hơn 3 lần khoảngcách giữa các khe nứt phá huỷ.Cho nên cần lựa chọn nh sau :

Chiều dài thanh neo Ln = 1,25 m

Để đảm bảo an toàn và thuận tiện cho công tác thi công, thiết kế chọn khoảng cách giữa thanh neo trong cùng một vòng a1 = 0,925m và khoảng cáchgiữa các vòng neo theo trục lò a2 = 1m

3.3.5 Tính chiều dầy bê tông phun.

k

m m

k G

σ

δ

.

35 , 0

2 , 1 46 , 0 35 , 0

h×nh 1.4 Hé chiÕu chèng neo

tØ lÖ 1:50 B¶ng 1.3 §Æc tÝnh kü thuËt cña thanh neo

1250 21,7 70

Chi phí thép làm thanh neo

07 07 07

Cái Cái

Cái Cái

Bê tông Cốt neo

Tấm ốp

Đai ốc M22

1320

Tấm ốp đĩa Tấm ốp bứơm

C-C C

Chơng 1 Công tác đào phá đất đá

ơng pháp đào lò phải đảm bảo các điều kiện sau:

- Tiến độ đào lò phải nhanh nhất;

- Giá thành đào lò phải thấp nhất;

- Có tính khả thi cao;

- An toàn trong thi công

Trên cơ sở đó thiết kế đã tính toán và lựa chọn nh sau:

- Đào lò theo sơ đồ công nghệ thi công nối tiếp từng phần: Theo đó ờng lò đợc đào chống theo từng đoạn với chiều tuỳ thuộc vào độ ổn định của

đ-đất đá môi trờng xung quanh đờng lò Trình tự thi công nh sau: Đầu tiên đào(và chống tạm thời, nếu cần) cho đến hết chiều dài đoạn thứ nhất Sau đó đào(và chống tạm thời, nếu cần) một phần (hoặc toàn bộ) chiều dài đoạn thứ haithì dừng lại để chống cố định cho đoạn thứ nhất Sau đó đào (và chống tạmthời, nếu cần) một phần (hoặc toàn bộ) chiều dài đoạn thứ ba thì dừng lại đểchống cố định cho đoạn thứ hai Công việc lặp đi lặp lại nh vậy cho đến hếtchiều dài đờng lò

- Đào lò bằng phơng pháp khoan nổ mìn vì những u điểm của phơngpháp này là: Giá thành đào lò nhỏ, sức công phá lớn, tốc độ đào lò nhanh, tínhkhả thi cao…

- Hình thức đào: Đào gơng toàn tiết diện

1.2 Tiến độ đào chống theo yêu cầu

Tiến độ đào lò đợc xác định trên cơ sở sơ đồ công nghệ tổ chức đào lò

đã đợc chọn có xem xét đến điều kiện thi công, trang thiết bị đào lò thực tế

mà mỏ có thể thực hiện đợc…Qua đó xác định tiến độ đào lò theo yêu cầu là70m/tháng

* Thiết bị thi công

Bảng 2.1 Các thiết bị phục vụ công tác thi công

Công tác đào lò đợc bắt đầu khi đã hoàn thành các công việc chuẩn bịnh: Lắp đặt, kéo dài hệ thống các mạng lới điện, nớc phục vụ thi công; chuẩn

bị các loại vật t thiết bị nh: Vật liệu đào chống, máy khoan, máy bơm, quạt

gió cục bộ, xe goòng… Công việc quan trọng là tổ chức thi công đào lò hợp lý,giảm đến mức tối thiểu mọi khả năng gây ách tác cho thi công.

Thuốc nổ nhũ tơng P113 đợc nhồi trong các ống giấy tẩm paraphin hoặctrong các túi bằng màng mỏng nilon, với quy cách nh sau:

Bảng 2.3 Quy cách thỏi thuốc:

STT loại thuốcKý hiệu thỏi thuốc (mm)Đờng kính thỏi thuốc (mm)Chiều dài thỏi thuốc (gam)Khối lợng

Dòng điện an toàn: 0,18A;

Dòng điện đảm bảo nổ: 1,2A;

Cờng độ nổ: Số 8;

Dây dẫn điện: 2 m

Kíp có 6 số vi sai, với thứ tự nổ chậm nh sau:

Bảng 2.4 Thứ tự nổ chậm của kíp vi sai an toàn MS

f1- Hệ số cấu trúc của đất đá ở gơng lò, nó phụ thuộc vào cấu trúccủa đất đá ở gơng lò, ở đây lấy f1 = 1,2

v1- Hệ số nén ép hay hệ số sức cản của đá, vì chọn phơng pháp đàotoàn tiết diện do đó v1 đợc xác định theo công thức sau:

2 , 2 42 , 8

5 , 6 5 , 6

d S

P e

Trong đó: Pch- Khả năng công nổ của thuốc nổ chuẩn, Pch= 380 cm3

Ptn- Khả năng công nổ của thuốc nổ chọn dùng, với thuốc nổ

d k =d b + ( 4 ữ 8 )

Trong đó: db - là đờng kính thỏi thuốc, với thuốc nổ P113 thì db= 32

mm Trong trờng hợp nổ mìn tạo biên thì đờng kính thỏi thuốc càng nhỏ hơn

đờng kính lỗ khoan thì hiệu quả tạo biên càng tốt, do đó khi sử dụng thỏithuốc có d = 32 mm thì d = 40ữ44 mm Để phù hợp với loại máy khoan

YT-28, ta chọn đờng kính lỗ khoan dk = 42 mm.

1.4.3 Chiều sâu lỗ khoan

* Chiều sâu lỗ khoan xác định theo tốc độ đào lò theo yêu cầu:

η

).

30 25 (

Trong đó: Vth - Tốc độ đào lò theo yêu cầu, Vth=70m/tháng;

Tck - Thời gian một chu kỳ đào lò, sơ bộ chọn Tck=8giờ;

T - Số giờ làm việc trong một ngày, T=24 giờ;

25ữ30 - Số ngày làm việc trong một tháng, khi đào lò chọn bằng 26 ngày;

η - Hệ số sử dụng lỗ mìn, η=0,85

Vậy: 1 , 05

85 , 0 26 24

8

* Chiều dài của từng nhóm lỗ khoan đợc xác định nh sau:

- Lỗ khoan biên đợc khoan nghiêng một góc 850 so với mặt cắt ngang ờng lò do đó có chiều dài:

1 , 204

85 sin

2 , 1 85

= tb b

γ - Lợng thuốc nổ nạp cho 1m dài lỗ khoan, γ=∆.v.a.k;

Trong đó: v - Thể tích thuốc nổ trên 1m dài lỗ khoan, v=0,785 2

t

a - Hệ số nạp thuốc cho lỗ mìn, a=0,6-:-0,7;

k - Hệ số phân bố ứng suất, phụ thuộc vào khả năng công nổ,với thuốc nổ P113 có k=0,85;

dt - Đờng kính thỏi thuốc, dt=0,032m;

∆ - Mật độ thuốc nổ trong thỏi thuốc, ∆=1,25g/cm3=1250kg/m3; Vậy: γ = 1250.0,785.0,0322.0,65.0,85 = 0,55kg/m;

42 , 8 55

, 0

42 , 8 42 ,

; 1

4 , 0

93 , 5

đứng Với diện tích gơng đào là 8,42m2 sơ bộ chọn số lỗ mìn nhóm đột phá là

4 lỗ, góc nghiêng của lỗ khoan là 830

Vậy số lỗ mìn phá là Np=Nr,p-Ndp =24 - 4 =20 lỗ, trong đó có một lỗ tạorãnh nớc

1.4.5 Lợng thuốc nổ tính toán cho một chu kỳ đào

Lợng thuốc nổ cho một chu kỳ đào lò đợc xác định theo công thức:

+ Chiều dài nạp thuốc: ldp,nt=3,5.0,22=0.77m;

+ Chiều dài nạp bua: ldp,nb =1,3 - 0.77=0,53m;

- Nhóm lỗ phá có thể lấy nhỏ hơn hoặc bằng qlktb, chọn qlkp=qlktb=0,6 kg;Vậy: + Số thỏi thuốc trong một lỗ mìn phá: np=qlkp/mth=0,6/0,2=3 thỏi; + Chiều dài nạp thuốc: lp,nt=3.0,22=0,66m;

+ Chiều dài nạp bua: lp,nb =1,2 - 0,66=0,54m;

- Nhóm lỗ biên đợc lấy giảm xuống10%ữ15%:

qlkb=0,9.qlktb=0,9.0,6=0,54 kg;

Vậy: + Số thỏi thuốc trong một lỗ mìn biên: nb=qlkb/mth=0,54/0,2=2,7

thỏi; chọn nb=2,5 thỏi;

+ Chiều dài nạp thuốc: lb,nt=2,5.0,22=0,55 m;

+ Chiều dài nạp bua: lb,nb =1,2 - 0,55=0,65m;

Lợng thuốc thực tế cho một chu kỳ: Q=(3,5.4+3.20 + 2,5.16).0,2 = 22,8kg

Cấu trúc lợng nạp thể hiện ở trên hình 2.1:

dây kíp bua đất sét

540

thỏi thuốc P113 kíp điện MS

220

Hình 2.1 Cấu trúc lợng nạp trong các lỗ mìn

tỷ lệ 1: 50

B¶ng 2.6 B¶ng chØ tiªu khoan næ

1.5 Công tác nạp và nổ mìn

Sau khi khoan xong số lỗ mìn theo hộ chiếu, phó quản đốc phân xởngphải tiến hành kiểm tra lại chiều sâu, hớng và cách bố trí lỗ mìn, nếu đạt yêucầu mới cho củng cố chắc chắn lại lò và thổi hết phoi, nớc trong lỗ khoan đểnạp mìn Trớc khi nạp mìn phải đặt các trạm gác mìn theo đúng qui định, khinạp mìn phải nạp đủ, chặt bua, khi đó trong gơng chỉ có thợ mìn và ngời chỉhuy nổ mìn Vị trí làm mìn mồi tại vị trí gơng lò, khi làm mìn mồi, kéo dài cácdây kíp nổ phải cầm chắc đầu dây ở miệng kíp, không đợc cầm vào kíp, không

để ngời ngoài nhiệm vụ nạp, nổ mìn ở lại gơng

Tiến hành nạp mìn từng đợt nổ, theo hớng từ trên xuống dới Khi nạp thuốcvào lỗ mìn phải cầm, chỉnh đầu dây sao cho không chọc gậy mìn làm xớc vỏ, đứtdây kíp, bua phải tốt, không ớt, đợc nạp đủ chiều dài theo qui định của hộ chiếu.Khi đấu xong dây cái vào bãi mìn ở gơng tổ chức khiêng các bó cành cây kếtthành mảng rào cản chống đá văng xa, ở phía ngoài tấm rào đợc chống chắc vàocác thanh nẹp bằng các thanh ray thu hồi, l=1,5-:-3m

1.5.2 Biện pháp kỹ thuật an toàn khi khoan, nổ mìn.

Sau khi nổ mìn xong phải thông gió cho gơng 30 phút, sau đó thợ mìncùng trởng gơng xuống gơng đo, kiểm tra khí và xem xét gơng nổ mìn và xử

lý mìn câm (nếu có), trớc khi kiểm tra mìn câm cần cạy om đá nóc, gơng,củng cố sơ bộ lò sau khi làm xong công việc này mới đợc xoá trạm gác mìn

và đa gơng về trạng thái an toàn, cho phép trở lại làm việc bình thờng ở gơng

1.6 Công tác thông gió

Khi thi công các đờng lò thì tại gơng lò và dọc theo suốt chiều dài đờng

lò thì có một lợng khí độc hại phát sinh từ trong đât đá (các khe nứt, trong đá,trong than), từ công tác khoan lỗ mìn… Để cho ngời và thiết bị hoạt động bìnhthờng thì cần phải tiến hành thông gió Công tác thông gió phải đảm bảo hoàtan lợng khí độc hại, các loại khí cháy và đẩy ra ngoài, để không khí trong g-

ơng lò, đờng lò đảm bảo về nhiệt độ, hàm lợng khí cho phép Nhiệt độ chophép ≤ 260c, hàm lợng O2>20%, CH4<1%, CO2<0,5%, CO<0,0016%

Quạt gió ống gió

Hình 2.4 Sơ đồ thông gió đẩy.

Khi thi công đờng lò sử dụng sơ đồ thông gió đẩy, quạt cục bộ đặt ởluồng gió sạch vào lò, ống gió treo ở phía không có lối ngời đi lại, sử dụngống gió mềm, có đờng kính 500mm

1.6.2 Tính toán các thông số

1.6.2.1 Xác định lợng không khí cần thiết để đa vào gơng lò

Lợng không khí cần thiết phải đa vào gơng lò để thông gió đợc xác địnhtheo 3 điều kiện sau:

+ Theo số ngời làm việc đồng nhất trong gơng (Qng):

Trong đó: Ssd - Diện tích sử dụng, Ssd = 8 m2;

t - Thời gian thông gió tích cực, t = 25ữ30 phút;

qn - Lợng thuốc nổ chi phí cho 1 m2 đờng lò;

2 , 7

42 , 8

8 ,

A q

Trong đó: Am - Lợng thuốc nổ nổ đồng thời, Am = 22,8 kg;

l - Chiều dài đờng lò cần thông gió, l = 285m;

=> 2 , 7 285 127

30

8 8 ,

m - lợng chứa khí cho phép ở luồng gió khí ra khỏi ống, theo quy định

cũ của Liên Xô lấy m= 1%;

m0 - nồng độ khí độc đa vào đờng ống để thông gió, lấy m0=0%; => 120

0 01 , 0

012 , 0 100

=

=

sd S

Q

Đối với mỏ không có khí và bụi nổ thì ta sẽ lấy vmin = 0,15 m/s, Thấy

v > vmin = 0,15 m/s, vậy lợng gió cần thiết là Q = 127 m3 / phút

1.6.2.3 Năng suất và áp quạt gió

Ht - Giá trị áp lực tĩnh của quạt gió, Ht = p.R.Q2 ;

Với : R - Sức cản khí động học của đờng ống, phụ thuộc vào đờng kínhống gió và chiều dài đờng ống, sơ bộ chọn ống gió có đờng kính 500mm,

α- hệ số sức cản khí động học phụ thuộc vào độ nhẵn của thành ống,

2 2

Hd - Giá trị áp lực động của quạt,

2 , 1 7 ,

1.6.3 Đa gơng vào trạng thái an toàn

Sau một thời gian thông gió tích cực (25ữ30 phút), đã xua hết khí độc rangoài, tiến hành đa gơng vào trạng thái an toàn, trớc khi cho công nhân và thiết bị vào trạng thái làm việc Việc đa gơng vào trạng thái an toàn gồm các công việc: