Khóa luận tốt nghiệp ngành xây dựng công trình ngầm và mỏ

Trang 2

Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng Cơng trình ngâm và Mỏ MỤC LỤC

đ9019087 1000777 5 CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG 5- 5< << s< Sss s9 se 6

1.1.Giới thiệu chung về mồ than Mơng Dương 5 -<- 6

DVV.V 1 tri da LY 6

Z9 8= 7 1.1.3.Khí hậu và thảm thực vật - CS S se, 8 1.1.4.G1ao thơng vận tải - - c1 1011111111111 1n ng 8

1.1.5.Tình hình dân cư, kinh té, chinh tri ccececeeeeseeseeteeteeteeseeeeeees 8

U41 0:00 11 9 1.2.1.Hiện trạng khu TmỎ - 233 930310 3 1 1v ng ng ng 9

1.2.2.Chế độ làm việc ¿7tr 2e 9

1.2.3 Trữ lượng TmỎ G0000 000 1111111119131 101 11111 1v kg ng 9 1.3.Giới thiệu chung về cơng trình thiết kế 5 5-55 << s<<2 10 1.3.1.Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn khu vực thiết kễ 10 1.3.2.VỊ trí cơng trÌnhh - - - - - - - cs s1 119399 199 99 95 39 101 1v ng re 15

1.3.3.Quy mơ, nhiệm vụ của cơng trình - - - - +ss<+s+ss+ssss2 15

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬTT 5 <5 se 5s es<s se 17

2.1.Xác định kích thước tiết diện ngang của đường lị 17

2.1.1.Phân loại khối đá . 262cc treo 17

2.1.2.Lựa chọn hình dạng tiết diện ngang của đường lị 20 2.1.3 Tính tốn sơ bộ cơng tác vận tảiI -SĂSsesrreses 22 2.1.4.Xác định kích thước tiết diện ngang của đường lị 22 2.1.5.Kiém tra diện tích sử dụng đường lị theo điều kiện thơng giĩ 3 1 2.2.Tính tốn kết cầu chống gÏĐữ 5-5-555 5s se ssSssssesessseses 31

2.2.1 Lựa chọn sơ bộ kết cầu chống ¬ 31

2.2.2 Xác định kích thước tiết diện đào c-ccccccrvsrcee 32

Trang 3

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THỊ CƠNG 5< 5< << se se 41

3.1 Lựa chọn sơ đồ đào và sơ đồ thi cơng đường lị 41 3.1.1 Phương pháp phá vỡ đất đá + ¿S1 S*xtxetvrrrrree, 41 3.1.2 Lựa chọn sơ đồ cơng nghệ thi cơng - - 2 sex: 41 3.2 Thiết kế hộ chiếu khoan nỗ mìn - << 5< << << << seseses 41 3.2.1 Chọn thuốc nỗ và phương tiện nỗ . - + 2 2c cz£zxcxe: 41

3.2.1 Thiết bị khoan lỗ mìn SG Sa SE S98 ES3 E93 E SE SE ESEsEEseessessss 43

3.2.2 Chỉ tiêu thuốc nỗ đơn vị, kg/m? ¬ 44

3.2.3 Số lỗ mìn trên gương N, lỗ + 5s+E+E+E xxx re, 46 3.2.4 Đường kính lỗ khoan d „ , mm + +22 =s<=ex+szxe- 48

3.2.5 Chiều sâu lỗ mìn L„m -¿-+- ++x++xvzx+rsrsrrterkerkerkerreee 48

3.2.6 Gĩc nghiêng và chiều dài của các lỗ khoan 5-5: 53 3.2.7 Chi phí thuốc nỗ cho 1 lần nỗ ( hay 1 chu kỳ cơng tác) 53

3.2.8 Lượng thuốc nỗ và phương pháp bồ trí thuốc nơ trong từng lỗ mìn

H1 111110111111 ng T0 T0 10 T018 8 E011 8 0001150 re 53

3.2.9 Khoảng cách giữa các vịng lỗ mìn ceseeeseeeseeees 56

3.2.10 Kết cầu lỗ mìn ¿522tr 57

Trang 4

Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng Cơng trình ngâm và Mỏ

3.6.1 Chọn thiết bị xúc bốc - ¿5c 2tr 69

3.6.2 Tính tốn năng suất xúc bốc thực tế của máy xúc 71 3.6.4 So d6 trao dOi ZOONG eee ceecesesesescscscscssseevevsvetsceseetsessaeaes 73 3.7 COng tc ChON IO cscscsssssssesssssesssssssssssssesesssssssessssesesssssereseesecees 73 3.7.1 Thi cơng n€O - - - c c1 1111011111111 111518221 11111111 1k net 73 3.7.2 Thi cong bê tơng phun (111 3115 15155 erses 76 3.8 Các cơng tác phụ - 56 05 6006000 0899689000040 6066666660666 56 78 3.8.1 Cơng tác đào rãnh thốt nước + + sssssssesssssss 78 3.8.2 Cung cấp điện, chiếu sáng - - csttE vn re, 79 3.8.3 Đặt đường xe tạm và cố định - - xxx xxx reckes 80 3.9 Các biện pháp an tồn khi thỉ cơng co s5 S55 555553 81 3.10.Thành lập biểu đồ tổ chức thi cơng 5.< 5-5 << <<<s<<<<- 83 3.10.1 Xác định khối lượng từng cơng việc trong 1 chu kỳ đào chống lị

H101 10k TT TT 0 T0 net 83

3.10.2 Xác định số người cần thiết cho từng cơng việc trong mỗi chu kỳ

H101 001k TT 1T ve 83

3.10.3 Xác định đội thợ cho một kíÍp <5 ĂĂ S111 ssssressss 84 3.10.4 Thời gian hồn thành từng cơng việc trong chu kỳ 84 CHƯƠNG 4: CÁC CHỈ TIỂU KINH TẾ - KỸ THUẬTT 87

4.1 Tien dO thi cOng cccccscsssssssssscssssssssssssssesesecacesssssscssesssrsssseneacers 87 4.2 Tốc độ đào chống . - 55s << 9s s93 e9 se e se eses 87

CN 02) 80.) 6 87

4.4 Chi phi cho 1m dao chống lị 5< 5 5 s5 5< << << seseses 88 4.5 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật 5 5 << 5e s< << << <ssseseses 90 4ð D0.) 0 91 /V.)80i2989:7 08.4.7010 1125 92

Trang 5

LOI NOI DAU

Sự nghiệp cơng nghiệp hố, hiện đại hố đất nước địi hỏi nhu cầu tiêu thụ năng lượng ngày càng lớn Cùng với sự phát triển của nền kinh tế đất nước, ngành khai thác khống sản nĩi chung và ngành khai thác than nĩi riêng cũng cĩ những mức tăng trưởng vượt bậc do đĩ sản lượng than ngày càng tăng, do đĩ cần phải đây mạnh cơng tác đào lị chuẩn bị để phục

vụ khai thác

Sau thời gian học tập tại trường Đại học Mỏ - Địa chất, chuyên

ngành Xây dựng cơng trình ngầm & mỏ, được sự giúp đỡ của cơ sở thực tập là cơng ty cơ phần than Mơng Dương và tập thê thầy, cơ giáo trong bộ mơn Xây dựng cơng trình ngầm & mỏ, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo ThS§.Nguyễn Tài Tiến, em đã hồn thành bản đồ án: “T”iếy kế thi cơng lị xuyên vỉa mức -250 khu Đơng đoạn đào qua đá cát kết cĩ hệ số kiên cỗ ƒ= 6+8, cơng ty cé phan than Mơng Dương” Bản đồ án gơm bốn chương :

- Chương Ì - Khái quát chung - Chương 2 - Thiết kế kỹ thuật - Chương 3 - Thiết kế thi cơng

- Chương 4 - Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

Do kiến thức cịn hạn chế nên bản đồ án khơng thê tránh khỏi những thiếu sĩt, em rất mong được sự gĩp ý của các thầy cơ và các bạn để bán đồ án được hồn thiện hơn

Sinh viên

Nguyễn Thị Tuyết Mai

Trang 6

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT CHUNG

1.1.Giới thiệu chung về mồ than Mơng Dương 1.1.1 VỊ trí địa lý

Khu mỏ than Mơng Dương thuộc phường Mơng Dương thị xã Câm Phả tỉnh Quảng Ninh Khu thăm dị năm về phía Đơng - Đơng Bắc thị xã Câm Phả, cách thị xã Câm Phả khoảng 10km Mỏ gồm 2 khu: khu Trung

tâm và khu Đơng Bắc Từ trước đến nay đây vẫn là 2 khu riêng biệt Trong

quá trình thăm dị và khai thác 2 khu vẫn tiến hành thăm dị và khai thác riêng Về đặc điểm địa chất, sự tơn tại và hình thái của 2 khu cĩ những nét khơng đồng nhất, được ngăn cách bởi đứt gãy Mơng Dương va đứt gãy D- D

a Khu Trung tam

Phía Bắc giáp sơng Mơng Dương

Phía Tây và Tây Nam giáp các mỏ than Cao Sơn, Khe Chàm

Phía Nam giáp khu bãi thải Bắc Cọc Sáu, Khu Quảng Lợi

Phía Đơng giáp khu Đơng Bắc Mơng Dương Diện tích khu Trung Tâm Mơng Dương: 6km

Khu Trung Tâm Mơng Dương nằm trong giới hạn tọa độ: X = 28.500 + 30.500

Y = 428.500+ 433.000

Theo hệ tọa độ nhà nước năm 1972 b Khu Đơng Bắc

Phía Bắc giáp biến

Phía Tây giáp khu Trung Tâm Phía Nam giáp sơng Mơng Dương Phía Đơng giáp biển

Diện tích khu Đơng Bắc Mơng Duong: 5 km’

Trang 7

Khu Trung Tâm Mơng Dương nằm trong giới hạn tọa độ: X = 28.000 + 32.500

Y = 430.800+ 434.100 1.1.2.Địa hình

Địa hình khu Mơng Dương là các đồi núi liên tiếp nhau, điểm cao nhất của địa hình ở khu trung tâm cĩ độ cao +165m và điểm thấp nhất là lịng sơng Mơng Dương Sơng Mơng Dương chảy dọc khu thăm dị và bao quanh ở phía Tây và Tây Bắc khu mỏ Địa hình ở đây bị phân cắt mạnh bởi hệ thống suối, các suối đều tập trung đỗ ra sơng Mơng Dương Cĩ hai dải núi chảy theo hướng Đơng Tây, thấp dần từ Tây sang Đơng và từ Bắc xuống Nam, độ dốc các sườn đồi từ 15°+35° Hiện tại nơi thấp nhất cĩ độ cao -15m (day moong), nơi cao nhất đạt đến gần 170m Ở phía Nam và Đơng Nam địa hình nguyên thuỷ bị đào bới do khai thác lộ vỉa và lộ thiên của các xí nghiệp khai thác than trong khu vực Phần Trung Tâm khu mỏ địa hình nguyên thuỷ cịn nguyên vẹn, phân lớn diện tích được phủ bởi thám thực vật là cây keo Một phần diện tích ở phía Nam là bãi thải của mỏ Cao Sơn Do ảnh hưởng của quá trình khai thác lộ thiên và hầm lị một số

nơi mặt địa hình bị rạn nứt và sụt lún, các khe suối nhỏ bị vùi lấp đã tạo

điều kiện cho nước mặt, nước mưa ngẫm xuống bồ sung cho nước dưới đất và chảy vào khu vực khai thác hầm lị

Địa hình khu Đơng Bắc Mơng Dương gơm các đồi núi thấp dạng bát úp, sườn núi thoải từ 25° + 30”, độ cao của đỉnh núi từ 50 + 100m, cĩ nhiều thung lũng nhỏ và hẹp là phân hạ lưu của sơng Mơng Dương tạo thành

Các khe suối trong vùng cĩ đặc điểm dốc và ngắn, nên nước mặt thốt nhanh chĩng và dễ dàng Hầu hết các suối chỉ cĩ nước về mùa mưa, mùa khơ lịng suối khơ cạn, nước chỉ cịn ở dạng thâm rỉ

Trong khu thăm dị cĩ sơng Mơng Dương chảy qua, lịng sơng rộng, chiều sâu mực nước tại các lạch dao động từ 2+5m và chịu ảnh hưởng trực tiếp của chế độ thuỷ triều Mực nước thuỷ triều dao dong tu 3,50+4,20m Vì vậy rất thuận tiện cho giao thơng đường thuỷ và xây dựng các cảng than

nội địa

Trang 8

Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng Cơng trình ngâm và Mỏ 1.1.3.Khí hậu và thảm thực vật

Khu Mơng Dương nĩi riêng, thị xã Cẩm Phả nĩi chung nam trong vùng khí hậu nhiệt đới giĩ mùa, hàng năm chia thành 2 mùa rõ rệt

- Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10

- Mùa khơ từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau

Nhiệt độ khơng khí hàng năm cao nhất vào tháng 6 đến tháng 8 Nhiệt độ thấp nhất vào tháng 1 và tháng 2 Lượng mưa hàng năm thay đổi từ 1361,3mm đến 2868,8mm, trung bình 1755,85mm

Lượng mưa chủ yếu tập trung vào mùa mưa chiếm từ 80% đến 92%, điều này ảnh hưởng lớn đến cơng tác thi cơng các cơng trình địa chất

Thảm thực vật trong khu thăm dị gồm các loại cây cỏ, cây dây leo, cây lây gỗ, cây tre, cây dĩc và các loại cây dương sỉ Xong thảm thực vật trên đã bị phá hết Thay thế các lồi cây rừng là các loại cây trồng: Keo tai tượng, bạch đàn, thơng Các loại cây này cĩ đường kính ¿ = 5+:25cm, cao

từ 0,5+20m Thảm thực vật nhân tạo này đã dan dan thay thé tham thuc vat

tự nhiên, tạo mơi trường sinh thái tốt, phục vụ cho đời sống con người và các ngành cơng nghiệp khác

1.1.4.Giao thơng vận tải

Khu thăm dị cĩ hệ thống đường sá, hệ thống giao thơng rất thuận tiện Đường bộ từ trung tâm khu mỏ ra đường 18A, chạy ra cảng than Cửa Ơng, cảng Khe Rây, đi các nơi khác trong tỉnh và cả nước Trung tâm khu mỏ cĩ đường sắt vận chuyên than từ mỏ Mơng Dương ra cảng Cửa Ơng dài 5km

Khu mo nam sát ngay sơng Mơng Dương, chảy ra biển, do đĩ giao thơng đường thuỷ rất thuận tiện, bằng phương tiện tàu, thuyên, sà lan chạy từ cửa sơng Mơng Dương ra cửa biển Bái Tử Long đi Hịn Gai, Hải Phịng, đến các cảng biển trong nước và Quốc tế

1.1.5 Tình hình dân cư, kinh tế, chính tri

Trang 9

Mơng Dương thuộc phường Mơng Dương, phường cĩ diện tích 119.83 km Dân số năm 1999 là 13040 người mật độ đạt 109 người/ km, trên dia bàn chủ yếu là người Kinh sinh sống ngồi ra cịn cĩ các dân tộc thiêu số như Dao, Sán dìu Người Kinh chủ yếu là cán bộ cơng nhân viên của mỏ và con em cán bộ cơng nhân viên mỏ đang làm việc hoặc đã nghỉ hưu

Về chính trị: Dưới sự lãnh đạo của Đảng và Nhà Nước đời sơng vật

chất tinh thân của nhân dân khơng ngừng được nâng cao, văn hĩa, giáo dục, xã hội khơng ngừng được phát triển

1.2.Khái quát về mồ 1.2.1.Hiện trạng khu mỏ

Mỏ Mơng Dương đã được khai thơng bằng 2 giếng đứng trung tâm từ mặt băng +18(giếng chính) và +6,50(giễng phụ) đến mức -97,50 Mức vận tải chính -97,50 đã cĩ hệ thống sân ga vận tải 2 phía và các lị vận tải

chính các cánh đến các khu khai thác Các khu khai thác được chuẩn bị

theo kiểu tầng chia phân tầng và khấu dật từ biên giới về thượng trung tâm Hiện nay mỏ đang khai thác và chuẩn bị khai thác các vỉa từ I(12)

+K(8) thuộc khu trung tâm Khu Đơng bắc đang cải tạo và đào mới một số

đường lị để chuẩn bị khai thác các via 10, 9, 8

1.2.2 Chế độ làm việc

Chế độ làm việc của mỏ được xác định theo luật lao động và chế độ làm việc chung của ngành than là làm việc khơng liên tục( nghỉ chủ nhật và

ngày lễ )

Số ngày làm việc trong năm: 300 ngày Số ca làm việc trong ngày: 3 ca

Số giờ làm việc trong ca: 8 giờ 1.2.3 Trữ lượng mỏ

a Khu Trung tam Méng Duong

Trữ lượng tài nguyên theo tiêu chuẩn nhà nước( từ lộ vỉa + -550m): Tổng trữ lượng tài nguyên: 96.932,57 ngàn tấn;

Trữ lượng tài nguyên theo tiêu chuẩn than Việt Nam( từ lộ vỉa + - 550m):

Tổng trữ lượng tài nguyên: 101.465,82 ngàn tấn;

Trang 10

Trữ lượng tài nguyên theo tiêu chuẩn nhà nước ( từ lộ vỉa + đáy tầng than):

Tổng trữ lượng tài nguyên: 213.350,87 ngàn tấn;

Trữ lượng tài nguyên theo tiêu chuẩn than Việt Nam ( từ lộ vỉa + đáy tầng than):

Tổng trữ lượng tài nguyên: 218.017,45 ngàn tấn; b Khu Đơng Bắc Mơng Dương

Trữ lượng tài nguyên theo tiêu chuẩn nhà nước ( từ lộ via + -300m): Tổng trữ lượng tài nguyên: 20.584,25 ngàn tấn;

Trữ lượng tài nguyên theo tiêu chuẩn than Việt Nam ( từ lộ vỉa + -

300m):

Tổng trữ lượng tài nguyên: 23.795,41 ngàn tấn; 1.3.Giới thiệu chung về cơng trình thiết kế

1.3.1.Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn khu vực thiết kế

1.3.1.1 Điều kiện địa chất

Đá của tang chứa than gom: Cát kết, sạn kết, bột kết, sét kết và các vỉa than chúng nằm xen kẽ nhau Các lớp đá cĩ độ gắn kết rắn chắc, thuộc loại đá bền vững Các lớp đá cĩ thê năm đơn nghiêng với gĩc dốc biến đơi

tir 20° dén 40°, tao nên các cánh của nếp uốn Nhìn chung các lớp đá cĩ đặc

điểm và tính chất cơ lý như sau:

Sạn kết: Thường cĩ màu xám sáng, chiếm tỷ lệ trung bình 7% trong địa tầng, phân bố chủ yếu ở khoảng giữa địa tầng các vỉa than, chiều dày biến đổi từ 1,5m đến 7m Thành phần chủ yếu là các hạt thạch anh được gắn kết bằng xi măng silic bền vững, rất rắn chắc , chỉ số RQD biến đổi từ

30 % đến 75%

Trang 11

chiếm khoảng 30% cột địa tầng Các lớp cát kết thường nằm ở khoảng giữa hai vỉa than

Bột kết: Màu xám tro, xám đen chiếm tý lệ trung bình, ở khu Trung tân Mơng Dương chiếm 39%, khu Đơng Bắc Mơng Dương chiếm 46% trong địa tầng, thành phần chủ yếu là các khống vật sét và các hạt thạch anh hạt mịn, được gắn kết bằng keo silíc rắn chắc Trong đới phong hĩa chỉ số RQD biến đổi từ 30% đến 60%, càng xuống sâu chỉ số RQD càng tăng Câu tạo phân lớp dày đơi nơi cĩ dạng khối đặc xít Các lớp ở khu Trung tâm Mơng Dương thường cĩ độ bền cao hơn khu Đơng Bắc Mơng Dương Chiều dày các lớp bột kết biến đơi rất phức tạp từ 0,3m đến 35m và thường năm gần vách trụ các vỉa than

Sét kết và sét than: Màu xám đen, ở khu Trung tâm Mơng Dương chiếm tỷ lệ khoảng 6%, khu Đơng Bắc Mơng Dương chiếm tỷ lệ 0,74% trong địa tầng Cầu tạo phân lớp mỏng là chủ yếu, chỉ số RQD biến đỗi từ 0% đến 5% chiều dày lớp biến đồi từ 0,3m đến 3m, cục bộ cĩ nơi lên đến 10m Các lớp sét thường nằm sát vách trụ các vỉa than, thuộc loại đá nửa cứng đến cứng, nhiều lớp mềm dẻo Trong quá trình khoan thăm dị loại đá này thường bị trương nở làm cho đường kính các lỗ khoan bị hẹp lại gây khĩ khăn cho cơng tác thi cơng , đồng thời ở nĩc các lị khai thác lớp này thường sập cùng với quá trình khai thác than

1.3.1.2.Đặc điểm địa chất thuy van

a Nước sơng

Năm tiếp giáp với khu mỏ ở phía bắc là sơng Mơng Dương, chiều dài khoảng 7 km, bắt nguồn từ phía tây nam khu thăm dị Lịng sơng ở khu vực thăm dị rộng 30+50m, kha bằng phang, duoc lắng đọng các vật liệu

cát, cuội sỏi, các hịn tảng đã của các mỏ khai thác lộ thiên vận chuyển ra

Sơng Mơng Dương là nơi tiếp nhận nước trong và ngồi khu mỏ đưa ra biển Theo trạm hải văn Cửa Ơng mực nước sơng Mơng Dương phần hạ lưu chịu ảnh hưởng của nước thuỷ triều, mực nước thuỷ triều lớn nhất là 5,0m, nhỏ nhất 1,0m, chênh nhau đến 4,0m Về mùa mưa sơng Mơng Dương thường gây ra lũ, nước đục, chảy xiết, vận chuyển theo nhiều bùn cát, cuội sỏi, đá dăm, nhưng cũng chỉ sau vài giờ trời tạnh mưa nước sơng lai trở lại bình thường Nước sơng Mơng Dương cĩ thê là nguồn cung cấp cho nước dưới đất chảy vào giếng mỏ Mơng Dương

Trang 12

b Nước suơi

Hệ thống suối bắt nguồn từ phía nam khu mỏ chảy theo hướng bắc đồ ra sơng Mơng Dương gồm các suối Vũ Mơn, suối Mơng Dương, đây là các suối lịng hẹp, dốc, cĩ nước chảy quanh năm về mùa khơ lưu lượng thay đổi từ 10 đến 1001/s, chủ yếu là do nước từ các bãi thải, các moong khai thác trong khu thăm dị cung cấp, về mùa mưa lưu lương thay đổi từ 100 đến 5001/s, chủ yếu là do nước mưa cung cấp Sau trận mưa rào to từ 30 phút đến 1 giờ lượng nước tăng rất nhanh, hình thành dịng lõ chảy xiết cuốn theo đất đá thải, ngừng mưa từ 1 đến 3 giờ lưu lượng và vận tốc dịng nước giảm dân Nguồn cung cấp cho nước suối chủ yếu là nước mưa và một phần nhỏ nước dưới đất

Kết quả phân tích thành phần hố học nước trước đây ở các suối trong khu mỏ cho thấy: Tổng độ khống hoa (M) < 0,500 g/l D6 PH tir 4,3 dén 7,3, trung binh 6,5 thuộc loại nước nhạt, axit yéu Tong độ cứng biến đơi từ 0,15-14.58 độ đức thuộc loại nước rất mềm đến mềm Loại hình hố học của nước chủ yếu la Bicacbonat Clorua, Sunfat, Natri, Canxi, cĩ khả năng ăn mịn cacbonat (bê tơng)

Kết quả phân tích gần đây nhất cho thấy thành phần hố học của

nước đã cĩ sự biến đổi rất nhiều Độ PH của nước từ 3,6 + 6,2, nước thuộc

loại axit yếu đến axít mạnh, loại hình hố học của nước chủ yếu là Sunphát - Clorua Natri Nguyên nhân dẫn đến thành phần hố học của nước biến đơi là do quá trình khai thác nước từ các lị khai thác, bãi thải chảy trực tiếp ra các nhánh suối Bản thân nước trong các lị khai thác và bãi thải chảy qua các lớp đá và vỉa than cĩ chứa các khống vật Sunfua (Fe;S), những khống vật này bị ơxy hố làm tăng hàm lượng ion HỈ và ion S04” trong

nước dẫn đến nước cĩ tính axít và khả năng ăn mịn axít của nước tăng

theo

c Các khơi nước mặt:

Trang 13

khả năng dự trữ nước nhiều đặc biệt là mùa mưa Nước mặt chứa ở các moong này cĩ quan hệ mật thiết với hệ thống nước ngầm phía dưới và ảnh hưởng khơng nhỏ tới hệ thống lị khai thác phía dưới nễu khơng được chèn lấp tốt

d Nước trong trầm tích Đệ Tứ (Q):

Trầm tích Đệ Tứ trước đây bao phủ hầu hết diện tích khu mỏ, hiện tại trầm tích đệ tứ chỉ cịn tồn tại một phân diện tích ở phía bắc, phần trung tâm và các thung lũng sơng suối trong khu mỏ Cịn các chỗ khác lớp phủ đệ tứ đã được bốc xúc đi nơi khác để phục vụ cho khai thác lộ thiên Thành phan đất đá gồm đất đá thải, cát, cuội, sỏi lẫn sét, màu vàng nhạt đến nâu sam, nguon gốc Eluvi, Đềluvi Chiều dày biến đổi từ 3m đến 7m Ở khu vực địa hình cao lớp phủ cĩ chiều dày mỏng, ở các thung lũng suối dày đến 7m Nước dưới đất được chứa trong các lỗ hồng của đất đá, do đặc điểm thành phân cĩ chứa nhiều sét và chiều đày mỏng nên khả năng chứa nước và thâm nước kém Theo kết quả khảo sát tầng này nước xuất lộ khơng nhiều, về mùa mưa các điểm lộ cĩ lưu lượng từ 0,02 + 0,11⁄s, mùa khơ các điểm lộ khơng cịn nước chảy Nguồn cung cấp nước cho tầng này chủ yếu là nước mưa thâm xuống

Do chiều dày mỏng, chứa và thâm nước kém nên các cơng trình khai thác hầm lị ảnh hưởng khơng đáng kẻ

e Tầng chứa nước khe nứt trong phụ hệ tầng Hịn Gai giữa T›(n-r)hg;: Các trầm tích của phụ hệ tầng Hịn Gai giữa được lộ ra chiếm phần lớn diện tích khu mỏ, chiều dày trung bình biến đổi từ 700m + 1200m, bao gơm các lớp sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than, nằm xen kẽ nhau tạo nên các nếp uốn Các lớp sạn kết,cát kết thường nằm xa vách trụ các vỉa than, câu tạo khối đến phân lớp dày, độ hạt từ vừa đến lớn Chiều dày các lớp biến đơi từ vài mét đến hàng chục mét và tương đối duy trì theo cả đường phương và hướng dốc, kẽ nứt tách phát triển, nước dưới đất được tơn tại chủ yếu trong các lớp này Các lớp bột kết và sét kết câu tạo đặc xít, kẽ nứt kín và thường nằm sát vách trụ các vỉa than và được coi là những lớp cách nước

Trang 14

Do đặc điểm các lớp chứa nước nằm xen kẽ với các lớp cách nước và cĩ thế năm đơn nghiêng nên nước trong tầng này nước cĩ áp yếu Chiều sâu mực nước trung bình của tồn khu Mơng Dương là 52.49m, khu đơng Bắc Mơng Dương là 32,85m

Kết quả bơm nước thí nghiệm trong tầng này cho thấy khu Mơng

Dương tỷ lưu lượng (g) biến đổi từ 0,00041+0,19460, trung bình 0,02175/ma Hệ số thấm K từ 0,00014+0,1191m/ng, trung bình 0,01886

m/ng Khu đơng bắc Mơng Dương tỷ lưu lương trung bình 0.0385 l/ms, hệ số thâm trung bình là 0,05835m/ng

Động thái của nước biến đổi theo mùa và cĩ liên quan chặt chẽ với lượng mưa Kết quả quan trắc nhiều năm, lượng nước bơm ra khỏi giếng mỏ cho thấy lưu lượng biến đổi từ 116,0 đến 2323.0 mỉ⁄h, trung bình

355.5m’/h, hệ số biến đổi lớn nhất đến 7,4 lần

Nguồn cung cấp nước cho tầng này chủ yếu là nước mưa thấm xuống thơng các đầu lộ vỉa của các lớp đã cát kết và sạn kết Nước được thốt ra theo các con suối cắt qua các lớp đá chứa nước Một phần nước của tầng này được tháo cạn do hệ thống lị giếng khai thác mức -100m của Cơng ty than Mơng Dương

Kết quả phân tích các mẫu nước cho thay d6 PH bién déi 2,7 - 7,8,

trung bình 6,6 thuộc loại nước trung tính Tổng độ khống hố (M) biến đơi từ 0,11g/1 đến 0,5653g/1, trung bình 0,2965g/1, tổng độ cứng từ 1,91 -

13,19, trung bình 5,66 độ đức

Như vậy từ lúc chưa khai thác đến khi đang và đã khai thác nước từ trung tính chuyển sang nước axit cĩ khả năng ăn mịn các thiết bị khai thác mỏ bằng kim loại như các vì chống bằng thép, các thiết bị bơm nước f Nước trong các đới ảnh hưởng của đứt gãy kiến tạo:

Kết quả nghiên cứu địa chất cho thấy trước đây hoạt động kiến tạo trong khu mỏ xảy ra tương đối mạnh mẽ, đã phát hiện được một số đứt gay như thuận Mong Duong, dut gay nghich Quang Loi (Fox), Fa, Fr, Fp, Fe,

Fo, Fy Bién do dich chuyén của các đứt gãy từ 10 + 120m, đới phá hủy

Trang 15

kiến tạo khơng lớn hơn so với nơi đất đá ơn định Theo tài liệu bơm nước thí nghiệm lỗ khoan 13 trong đứt gãy Mơng Dương tỷ lưu lượng và hệ số thắm trung bình rất nhỏ (qrà= 0,00191/ms, K+rs= 0,00013m/ng lỗ khoan 712 bơm trong đứt gãy FA, tỷ lưu lượng trung bình qịp = 0,00441/ms, Kp = 0.00427m/ng

1.3.2 Vị trí cơng trình

Lị xuyên vỉa mức -250 khu Đơng nối thơng khu Đơng Bắc Mơng

Dương và khu trung tâm Lị được đào theo hướng dốc lên 3 %2

Tổng chiều dài đường lị là 1km Đoạn lị thiết kế đào qua cát kết dài 80m

1.3.3.Quy mơ nhiệm vụ của cơng trình

Đường lị được thiết kế với mục đích vận tải than, thiết bị máy mĩc Sản lượng thơng qua đường lị là 200000 tắn/năm Thời gian tồn tại của đường lị là 12 năm

Trang 17

CHƯƠNG 2

THIET KE KY THUAT

2.1.Xác định kích thước tiết diện ngang của đường lị

2.1.1.Phân loại khối đá

Đường lị thiết kế đi qua đá cát kết thường cĩ màu xám tro, xám sáng, cầu tạo phân lớp dày, một số nơi câu tạo khối, khe nứt phát triển, chỉ số RQD = 70%, chỉ số RMR = 45 Hạt từ mịn đến thơ được gắn kết bằng xi măng silíc Các lớp đá cát kết ở khu Mơng Dương cĩ độ bên cao hơn ở khu đơng bắc Mơng Dương Trong các mặt cắt loại đá này ở khu Mơng Dương chiếm tỷ lệ trung bình 42%, khu đơng bắc Mơng Dương chiếm khoảng 30% cột địa tầng Các lớp cát kết thường nằm ở khoảng cách giữa hai vỉa than Theo kết quả phân tích thí nghiệm cho chỉ tiêu cơ lý như sau:

Bảng 2.1 Chỉ tiêu cơ lý đất đá khu Đơng Bắc Mơng Dương

TT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị

1 Cường độ kháng nén Kg/cmˆ 1468,61

2 Cường độ kháng kéo Kg/cmÏ 133,33

3 Khơi lượng thê tích g/cmˆ 2,84

4 Lực dính kết Kg/cmˆ 350,0

5 Hệ số kiên cỗ 6+8

6 Chi s6 RMR 45

7 Chi s6 RQD % 70

RQD là chỉ số phản ánh mức độ nứt nẻ của khỗi đá, được xác định theo 1 tuyến khảo sát Sử dụng tỷ số giữa tơng chiều dài các lõi khoan cĩ chiều dài khơng nhỏ hơn 10cm, khi đường kính lõi khoan là 5cm và chiều dài các đoạn lỗ khoan được khoan khảo sát Dựa vào quan sát thực nghiệm, Deere sắp xếp các khối đá ra làm 5 loại tương ứng với các trị số RQD khác nhau như trong bảng sau:

Trang 18

Dé án tốt nghiệp ngành xây dựng cơng trình ngâm va mỏ

Bảng 2.2 Phân loại khối đá theo Deere

RQD (%) Loại đá Phân loại chật lượng

0-25 V Rât xâu 25-50 IV Xâu 50+75 Il Trung binh 75+90 II Tốt 90-100 I Rất tốt

RMR là chỉ số đánh giá khối đá cĩ xét đến các yếu tố: độ bến nén đơn trục của đá, lượng thu hồi lõi khoan (RQD), khoảng cách giữa các khe nứt, trạng thái của các khe nứt, điều kiện nước ngầm, tương quan giữa thế nằm của các lớp và hướng đào của cơng tình ngầm Dựa vào các yếu tố trên Bieniawski đã lập bảng phân loại khối đá như sau:

Bảng 2.3 Phân loại khối đá theo RMR

Chỉ tiêu RMR (%) Loại đá Phân loại chất lượng

<20 V Rất xâu 21+40 IV Xâu 41 + 60 IH Trung bình 61 +80 II Tét 81 + 100 I Rat tét

Bieniawski đã lập mỗi tương quan giữ các giá trị RMR với “ thời gian tồn tai 6n định ” và “ khâu độ khơng chống ” thể hiện trên hình 2.1

Trang 19

Hình 2.1 Mối liên hệ giữa giá trị RMR với thời gian ỗn định khơng chống Theo bảng 2.2 và 2.3 ta cĩ thể đánh giá chất lượng khối đá mà đường lị đào qua thuộc loại trung bình

Theo hình 3.1 (Mối liên hệ giữa giá trị RMR với thời gian ơn định khơng chống của Bieniawski), với giá trị RMR = 45 thì khẩu độ khơng chống tối đa là 12m tương ứng với thời gian Ổn định khơng chống là 24giờ

Từ sự đánh giá mức độ ồn định khơng chống của đường lị ở trên,

dựa vào sơ đồ lựa chọn loại hình két cau chống cho cơng trình ngâm theo

Cumming & Kendoski (1982) (hình 2.2) ta cĩ thể lựa chọn sơ bộ kết cẫu chống cho cơng trình ngầm

Trang 20

Hình 2.2 Sơ đồ lựa chọn loại hình kết cầu chống hợp lý cho cơng trình ngầm theo

Cumming & Kendorski 1982

Với giá trị RMR = 45, ta chọn kết cấu chống cho đường lị là mạng neo dày trung bình kết hợp với bê tơng phun

2.1.2.Lựa chọn hình dạng tiết diện ngang của đường lị

Việc lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang đường lị hợp lý chính là một trong những giải pháp nhằm đảm báo độ ồn định của cơng trình, giảm thiểu khỗi lượng cơng tác đào Trong đá cĩ độ ơn định cao, nếu chọn được hình dạng mặt cắt ngang hợp lý thì cĩ thể khơng phải chống

Hình dạng đường lị được lựa chọn phụ thuộc vào các yếu tố:

+ Áp lực đất đá xung quanh cơng trình Căn cứ vào dạng và độ lớn của áp lực đất đá xung quanh cơng trình ngầm ta cĩ các dạng mặt cắt ngang phù hợp (hình 2.3) Khi áp lực nĩc là chủ yếu thì hình dạng đường lị là hình vịm tường đứng một tâm (h-1a) Khi cĩ áp lực nĩc và áp lực hơng (h- 1b) hình dạng đường lị là hình mĩng ngựa Khi cĩ áp lực cả ở bốn phía thì hình dạng đường lị là hình trịn (h-1c) Khi áp lực mọi phía khơng đều nhau, nhưng đỗi xứng thì chọn đường lị hình elíp (h-1đ); Khi áp lực nĩc nhỏ ta chọn đường lị hình thang (h-1g) hoặc hình chữ nhật (h- le)

Trang 21

+ Thời gian tồn tại của cơng trình

+ Chức năng, nhiệm vụ, kết cầu chống và vật liệu chống đường ham + Phương pháp thi cơng và trang thiết bị phục vụ thi cơng

+ Các yêu cầu về kĩ thuật

Do đường lị này là đường lị xuyên vỉa nên tải trọng tác dụng lên đường lị là tải trọng đối xứng cĩ áp lực nĩc và áp lực hơng đối xứng qua trục thăng đứng của đường nên ta chọn hình dạng tiết điện đường lị cĩ dạng tường thắng, vịm bán nguyệt 1 tâm

Hình 2.3 Hình dạng đường lị theo áp lực đất đá tác dụng lên đường lị

Trang 22

Dé án tốt nghiệp ngành xây dựng cơng trình ngâm va mỏ 2.1.3 Tính tốn sơ bộ cơng tác vận tải

Ta cĩ sản lượng khai thác hàng năm của mỏ là A=200000 T/năm Khối lượng đá cần vận chuyên lên mặt đất thường lấy bằng 30% sản lượng

khai thác

° Tổng khối lượng cần vận chuyên qua đường lị trong 1 năm là:

Q=A+0,3A

Trong do:

A - Sản lượng hàng năm của mỏ A=200 000 T/năm; 0,3A - Lượng đá thải trong quá trình khai thác; Thay số vào ta được:

Q=200000+0,3.200000=260 000 T/năm

e Khối lượng van chuyén qua lo trong 1 ngay dém : m— L _ 260000 _ 867 T/ngay dém

300 300

Trong do:

Q - Tong khéi hrong van chuyén qua dudng 16 trong 1 nam,T ; 300 - Số ngày làm việc trong 1 năm;

2.1.4.Xác định kích thước tiết diện ngang của đường lị

2.1.4.1.Lựa chọn thiết bị vận tải trong đường lị

Hiện nay trong cơng nghiệp khai thác khống sản ở nước ta sử dụng 2 loại phương tiện vận tải chủ yếu la bang tai va tau điện

Phương tiện vận tải băng tải được sử dụng chủ yếu trong các đường lị dọc vỉa vận tải chính, lị xuyên vỉa Chiều dài làm việc của tuyến băng tai co thé tir 200m đến hàng chục km, độ dốc làm việc nằm trong khoảng -

13° dén 18°

Phương tiện vận tái bằng tàu điện là hình thức vận tải khơng liên tục thường được sử dụng trong các đường lị băng vận tải chính cĩ độ dốc từ

3%, dén 40%

Theo d6 voi dudng 1d xuyén via cd dé déc 3%, mo thuộc hạng 2 về khí và bụi nỗ ta sử dụng phương tiện vận tải là tàu điện ác quy AM-8 và gịong UVG-3 tân với các thơng số kỹ thuật cho ở bảng sau:

Trang 23

Bảng 2.4 Thơng số kỹ thuật của đầu tàu điện AM-8

TT Các chỉ tiêu Số lượng Đơn vị

1 Trọng lượng đâu tàu 8,8 Tan

2 Vận tốc tơi đa 8 km/h

3 | Vận tốc chuyển động ở chế độ ngăn hạn 6,8 km/h

4 Lực kéo ở chê độ ngắn hạn 1150 Kg

5 Chiều cao của đường tàu 1415 mm

6 Chiêu rộng 1050 mm

7 Chiêu dài 4500 mm

8 Cỡ đường xe 900 mm

Bảng 2.5 Đặc tính kỹ thuật của goịng UVG-3

STT Dac tinh Thơng số

1 Dung tích 3,0 m? 2 Chiéu rong 1,35 m 3 Chiéu dai 3,45 m 4 Chiêu cao 1,4m 5 Cỡ đường 0,9m 6 Trọng lượng 1,183 tan

Đề phù hợp với thiết bị vận tải tàu điện goịng UVG-3 cỡ đường 0,9 m ta chọn loại ray P24 và tà vẹt bê tơng cốt thép tiết diện hình thang

Bảng 2.6 Đặc tính kỹ thuật của ray P24

STT Các thơng số Kích thước Đơn vị

1 Chiêu dài tiêu chuẩn 8 m

2 Chiêu cao 107 mm

3 Chiéu rong cua dinh ray 51 mm

4 Chiêu rộng chân ray 90 mm

5 Chiéu cao chan ray 107 mm

Trang 24

Bảng 2.7 Đặc tính kỹ thuật của tà vẹt bê tơng cốt thép

STT Các thơng sơ Kích thước Đơn vị

1 Chiêu dài của tà vẹt 120 mm

2 Chiêu rộng của mặt đáy b,„ 170 mm

3 Chiéu rong cua dinh b,, 140 mm

4 Chiêu dài của thanh tà vẹt 1200 mm

2.1.4.2 Tinh tốn khả năng vận tải của dau tau dién

Khả năng vận tải của đầu tàu điện được tính theo các trường hợp sau: - Tàu cĩ tải khởi động lên dốc

- Hãm xuống dốc an tồn - Đốt nĩng động cơ kéo

e Tĩnh tốn khả năng vận tai cua đầu từu điện theo điểu kiện tàu Cĩ tải khởi động lên dốc

“.- 155W„ +Wø, +1102 1), T (2.1)

Trong do:

P - Trọng lượng của dau tau, P = 8,8 tan;

£ - Hệ số bám dính giữa bánh xe với ray £= 0,135;

w „ - Sức cản chuyến động của đầu tàu khi lên dốc w „= 5kg/tấn; w„„ - Sức cản do độ dốc đường gây ra, w„=1000.i, với ¡ là độ dốc của đường xe I= 3 %4;

Jạ - Gia toc mé may , J,= 0,03m/s’; Thay vào cơng thức (2.1) ta được:

O,, =8,8.( 1000.0,135 -1)=77,29T 1,5.5 + 1000.3% + 110.0,03

e Khả năng vận tải của đểu tàu điện theo diéu kiện hãm xuống dốc

O, = P.( 1000, +1) ,T (2.2)

110a+ wy —Wo Trong do:

P - Trong luong cua tau, P = 8,8 T;

Trang 25

é, - Hệ số bám dính của bánh xe với đường sắt khi xuống dốc £,=

0,17;

w; - Sức cản chuyển động của đầu tàu khi xuống dốc w,= 3kg/tấn; w„ - Sức cản cân bằng w „=4kg/tân;

y _ 0,8.1,89

a - Gia tơc của đầu tàu khi hãm, a=—— h

=0,0378;

v - Vận tốc hãm v=0,8 V„ ,V„ = 6,Škm/h = 1,89m/s là vận tốc kỹ thuật của đầu tàu;

1, - Chiều dài quãng đường hãm tàu theo quy phạm, l, = 40m; Thay số vào cơng thức (2.2) ta được:

O, =8,8.( 1000.0,17 + 1) = 298,837 110.0,0378+ 4-3

e Khả năng vận tải của dau tau điện theo diéu kiện đốt nĩng động cơ

F

ma TU, fot ¿3)

Trong đĩ:

w - Lực cản chính của đầu tàu w= 9 kg/tan;

J, - Gia téc mé may J, =0,03m/s?; i- Dé déc cua duong xei=3%,;

[r] - Lực kéo cho phép của đầu tàu theo điều kiện nhiệt;

Ir]=-^”- (24)

F„ - Lực kéo của đầu tàu ở chế độ lâu dài, #„ =0,97„, „ là lực kéo kỹ thuật của đầu tàu, tra bảng 2.2 Z„ = 1150 kg;

— F,, =0,9.1150 =1035kg ;

a - Hệ số tính tới sự đốt nĩng động cơ do làm mát khơng thuận lợi œ=l1,15 + 1,25 chọn z= 1,25;

z - Hệ số đặc trưng chế độ làm việc của đầu tàu; đa

¬ 2.5

, T+8 (2.9)

Trang 26

Dé an tot nghiép nganh xây dựng cơng trình ngâm và mỏ 7„ - Thời gian chuyển động của tàu trong chu ky van tai;

L

T„=2.— phút (2.6)

Vid

9 - Thời gian dừng tàu trong chu kỳ làm việc 9= 20 phút; L - Chiều dài quãng đường vận tải L = 1000 m;

vự - Vận tốc lâu dài của đầu tàu, vự; = 0,8v„=0,8.1,89 =1,512m/s; Thay các giá trị vào cơng thức (2.6) ta được:

sa =2 1000 =22 phut 1,512.60

Thay gia tri cua T,, vao cong thức (2.5) ta tính được: z=0,52;

Thay các giá trị vào cơng thức (2.4) ta tính được:

[r]= !9°— -1148 1,25./0,52

1148

Ở„, — 9+ 3/1000 +108.0,03

Tu do on — min(Ø,„; Ĩ,› Ởạ, ) — O72 = 77,29 1

2.1.4.3 Xác định sản lượng vận tải cúa các loại đâu tàu điện trong mot

— 8,8 =84,97T

ngay dém

° Xác định số goịng trong một đồn tàu và trọng lượng hàng một chuyển

Căn cứ vào sức kéo của đầu tàu và loại goịng đã chọn ta xác định được số goịng cho một đồn tàu (N) :

On G + Trong đĩ :

G, - Trọng lượng goịng , G„= 1,183 tấn;

goong (2.7)

G - Trong luong hang, G=k.V.y,, tan; k - Hệ số chứa đầy goong, k = 0,95; V - Dung tích goịng, V = 3 mỶ;

z¡ - Trọng lượng thể tích của đất đá sau khi nỗ mìn,

Trang 27

+y _ 284 ⁄ì ke

kạ - Hệ sơ nở rời của đât đá, kạ= 2;

=1,42 tan/m? > G=0,95.3.1,42 = 4,05 tan;

— 77,29

4,05+1,183

Trọng lượng hàng một chuyến mà đâu tàu kéo được (khơng tinh =14,8 ta lầy NĐ = 15 goịng

trọng lượng của goịng) :

Q =N.G = 15.4,05 = 60,75 tân

e Sản lượng vận tải của đồn tàu trong một ngày đêm

Sản lượng mà một đồn tàu vận tải được trong một ngày đêm được tính bằng cơng thức:

Ở„_¿ =Q , tan (2.8)

Trong do:

Ø„.„ - Sản lượng vận tải của một đồn tàu trong một ngày đêm; O - Trọng lượng hàng một chuyến mà đầu tàu kéo được (khơng tính trọng lượng goịng);

n - Số chuyến tàu trong một ngày đêm;

_ Ty chuyến ; (2.9)

le

7„.¿ - Thời gian hoạt động của tàu trong một ngày đêm, thơng thường từ 18 giờ đến 24 giờ, ta lẫy 7„_„ = 21 giờ = 1260 phút

T,„ - Thời gian 1 chuyến

Tie =beg tla tla +9 phút (2.10)

t., - Thoi gian chuyén déng của tàu trong một chuyến;

ld i fy L (2.11)

60 (v„ Vins

L - Quãng đường vận tải L= 1000m;

v, - Vận tốc cĩ tải v,, = 0,8.v,, = 1,512 m/s; v„_„ - Vận tơc khong tai v,,_, =V,,3

Trang 28

Dé án tốt nghiệp ngành xây dựng cơng trình ngâm va mỏ r„ - Thời gian chất tải z,= 15 phút;

„ - Thời gian đỡ tải /„= 10 phút;

ø - Thời gian đợi chất tải và tránh tàu Ø = 20 phút; Thay số vào cơng thức (2.11) ta tính được:

ta ¬ 1000 + 1000 |_ 20 phút 60\1,512 1,89

Thay số vào cơng thức (2.10) ta tính được:

T„= 20 + 15 + 10 +20 = 65 phút

Thay số vào cơng thức (2.9) ta tính được số chuyến tàu trong 1 ngày đêm là:

n= = ~19 chuyến

Thay số vào cơng thức (2.8) ta tính được : Ø„„_¿ = 60,75.19 = 1155 tấn

2.1.4.4 Yêu câu sản lượng vận tải trong một ngày đêm của tuyến đường lị Với yêu cầu về sản lượng thơng qua của đường lị là 200000 tắn/năm ta xác định được yêu cầu về sản lượng thơng qua tuyến đường lị trong một ngày:

” akQ , tan/ ngay dém (2.12)

ng—d — N Trong do:

a - Hé sé vận tải khi khai thac a =1,35; K -Hệ số tăng năng suất k= 1,15;

Q - Tổng khối lượng vận chuyên qua đường lị trong 1 năm N - Số ngày làm việc trong năm N= 300 ngày;

Thay vào cơng thức (2.12) ta tính được:

ye _ 1,35.1,15.260000

_— 300

Do Ở, ;<(;„ ¿ nên ta sẽ thiết kế đường lị với 2 đường xe sử

=1346 tân/ngày đêm dụng đầu tàu điện AM-8 và goịng UVG-3

Trang 29

2.1.4.5 Xác định kích thước mặt cắt ngang đường lị Tim đường lị SSS yb 900 h Ne ‘A YR: 4 ⁄ az 900 m n m KXXXX RRAKRKKRARKKAS B 3 B

Hình 2.4.Sơ đồ lựa chọn kích thước tiết diện sử dụng của đường lị

° Chiêu rộng đường lị

B=2.A+C+2.m,+2.m,+2.n (m) (2.13)

Trong đĩ:

A - Chiều rộng lớn nhất của thiết bị vận tải trong đường lị, A= 1,35

mM,

C - Khoang cach an tồn giữa 2 đường xe, C = 0,3m;

m - Khoảng cách an tồn giữa lỗi người đi lại và đường xe,

m¡= 0,35m;

m; - Khoảng cách an tồn giữa lỗi người ổi lại va tuéng, m,=0,3m; n - chiều rộng lỗi người đi lại, n = 0,6 m;

Ta cĩ B=2.1,35 + 0,3 + 2.0,35 + 2.0,3 + 2.0,6 = 5,5 m, ° Chiêu cao đường lị

Chiều cao đường lị cần báo đảm các kích thước sau

+ Chiếu cao đường lị tại vị tri tim lo

H =h, +h, (2.14)

Trang 30

Dé án tốt nghiệp ngành xây dựng cơng trình ngâm va mỏ Trong đĩ:

J - Chiều cao tường thăng đứng, đối với lị xuyên vỉa 2 đường xe thường lấy từ 1,1 + 1,4m, ta lẫy % = 1,2m

h, - Chiều cao vịm h, = R =¬” _ =2,75 m

=> H =1,2+ 2,75 =3,95 m

+ Chiêu cao đường lị phía người ấi lại

H = Hạ thạ + hụ, (2.15)

Trong đĩ:

h„ - Chiều cao lớp lat, h,, = 0,2 m;

h, - Chiều dày tấm bê tơng phủ rãnh nước, h, = 0,06m; H, - Chiều cao tơi thiêu lỗi người đi lại, H,= 1,8 m;

=> H, =0,2+1,8+0,05=2,06 m ° Diện tích sử dụng của đường lị

Sa= „RR + h,B =n 2,75" +1,2.5,5=18,5 m7

Hình 2.5.Kích thước tiết diện sử dụng của đường lị

Trang 31

2.1.5 Kiểm tra diện tích sứ dụng đường lị theo điều kiện thơng giĩ 2.1.5.1.Lưu lượng giĩ đảm bảo cho khai thác

Lưu lượng giĩ cần thiết cho khai thác được xác định trên cơ sở sản lượng thơng qua của đường lị và độ xuất khí của mỏ than

o-1“Z m°/ phút (2.16)

Trong đĩ:

A - Sản lượng thiết kế của mỏ, A = 200 000 tân/năm;

Q - Sản lượng giĩ cần thiết cho một tấn than,với mỏ thuộc hạng 2 về khí và bụi nỗ thì q = 1,25 m?/tắn/phút;

k - Hệ số dự trữ, k= 1,5;

N - Số ngày làm việc trong một năm, N = 300 ngày; 200000.1,25 1,5

=> 0 = —_—

300 2.1.5.2.Tốc độ giĩ cho phép

Tốc độ giĩ cho phép trong đường lị để đảm bảo các phương tiện lưu =1250 m/ phút

thơng được thuận tiện và khơng phát sinh bụi Tốc độ giĩ trong đường lị phải đảm bảo:

V nin <V <V max Trong do:

V, - Tốc độ giĩ tơi thiểu trong đường lị, V_ =0,3 m/s; V - Tốc độ giĩ tối đa trong đường lị, V =8 m⁄s; V - Tốc độ giĩ trung bình trong đường lị;

ye @ _ 1250 5460 18,5.60

Vậy vận tốc giĩ trong đường lị phù hợp với vận tốc cho phép

=1,13m/s

Như vậy qua các yêu cầu trên ta chọn đường lị cĩ tiết điện ngang là hình vịm tường thăng, chiều rộng B = 5,5 m chiều cao tường h,= 1,2m chiều cao vịm h,= 2,75 m diện tích sử dụng đường lị § ,„= 18,5m”

2.2.Tính tốn kết cầu chống giữ 2.2.1 Lựa chọn sơ bộ kết cầu chống

Việc tính tốn lựa chọn loại kết cầu chống cơ định cho đường lị dựa vào các điều kiện, thơng SỐ sau:

Trang 32

Tính chất cơ lý của đất đá xung quanh đường lị, liên kết giữa các khối đá xung quanh

Đặc điểm địa chất cơng trình, địa chất thuỷ văn khu vực cơng trình đi

qua

Thời gian tồn tại của cơng trình

Vật liệu làm vỏ chống phải sẵn cĩ, dễ tìm kiếm, dễ vận chuyền Đơn giản, dễ thi cơng

Lị xuyên via mức -250 khu Đơng được thiết kế phục vụ cho cơng tác vận chuyển khoảng sản, thiết bị, máy mĩc, thời gian tồn tại là 12 năm Với điều kiện địa chất cơng trình, địa chất thuỷ văn đã mơ tả ở chương 1, lựa chọn kết cầu chống cho cơng trình là neo chất dẻo cốt thép kết hợp bê tơng phun Ưu điểm của neo chất dẻo cốt thép:

_ +Lắp đặt dé dang và là kết cau chong cĩ hiệu quả cao tương ứng với

tuơi thọ lâu bên

+ Neo chat déo co kha năng mang tải cao trong điêu kiện đá trung bình và cứng, cĩ khả năng mang tải ngay sau khi lắp đặt (thời gian đơng kêt

của chât dẻo rât ngăn) ˆ -

+ Nêu sử dụng chât dẻo đơng kêt nhanh tại đáy lỗ khoan, cĩ thê áp dụng biện pháp ứng suât trước đơi với loại neo dính kêt trên tồn bộ chiêu

đài thân neo ;

2.2.2 Xác định kích thước tiết diện đào

Tiết diện khai đào của đường lị được xác định băng các kích thước tiết diện sử dụng cộng với kích thước kết cầu chống

Đường lị được chống bằng neo bê tơng phun thì khi tiến hành khoan nổ mìn ta phải đào mở rộng thêm đường lị: Bạ= B + 2.1,

Trong đĩ :

B - Chiều rộng đường lị, B = 5,5 m;

ly - Chiều dài phần đuơi neo nhơ vào trong lị, I =0,Im; Chiều rộng đường lị khi đào là: Bạ = 5,5+ 2.0,1 = 5,7 m; Bán kính của vịm khi đào : Rạ = 2,75 + 0,1 = 2,85 m; Chiều cao tường: h, = 1,2 m;

Chiều cao khai đào: H„= 2,85 + 1,2 =4,05 m;

z.R? z.2,857

Diện tích đào: Sa = hy Bạ+ = 1,2.5,7 + = 19,6 m’;

Trang 33

2.2.3 Tính tốn úp lực

Đoạn lị cần thiết kế đào qua lớp đá cát kết cĩ hệ số kiên cơ f= 6+8 Dé dam bảo an tồn cho cơng tác tính tốn áp lực đất đá và tính tốn kết cấu chống giữ cho đường lị sau này ta lấy giá trị hệ số kiên cỗ của đá f= 6 dé tinh tốn áp lực của dat đá lên kết câu chống

Áp lực đất đá tác dụng lên kết câu chống được xác định theo giả thiết về vịm áp lực của Protodiakonov — Tximbarevich

TT” — BS —— ao | TC b; LY | SA JL ⁄ \ AL | "SN N ` V⁄⁄7 4 C7 | NYY SN \ v ⁄ 4 | SXY (⁄⁄ § | hờ 2 C/K | ` `à + I “Y 4 | | `N/ `y 7 OY V | ` Y 45"to/2 / ( | y \45"to/2 \ J | — | \ 2a = 5700 x| 2a NJ

Hình 2.6 Sơ đồ tính tốn áp lực theo Tximbarevich

Theo G.S Tximbarevich, sau khi khai đào hai bên sườn khoảng trơng cũng cĩ thê bị sụt lở, khi đĩ chiêu rộng của vịm phá hủy nĩc sẽ là 2a¡ và được xác định theo cơng thức:

a, -a+H,1—( 9 * ,m (2.17)

Trong đĩ :

B„ - Chiêu rộng bên ngồi vỏ chong , B,=5,7 m;

B

a - Nửa chiêu rộng khai đào , a = 2 = 2,85m;

H, - Chiều cao khai đào , H„=4,05 m;

ø - Gĩc ma sát trong , Ø = arcfg ƒ = arcfg 6 =80”;

Trang 34

Dé án tốt nghiệp ngành xây dựng cơng trình ngâm va mỏ Thay số vào cơng thức (2.17) ta được:

a, =2,85+ 105/4” — ”) =3,2m 2

Chiều cao vịm phá hủy b, được tính theo cơng thức :

bị = 5L = °2 = 0,54m f 6

2.2.3.1.Ap luc noc

Áp lực nĩc phân bố đều trên nĩc cơng trình được xác định theo cơng thức:

Gd, =Y-b,.k =2,84.0,54.1,5 =2,3 (T/m) (2.18) Trong đĩ:

y - Khối lượng thê tích đất đá ,z = 2,84 T/m°; k - Hệ số vượt tải , k=1,5;

2.2.3.2.Áp lực sườn

Theo GS Tximbarevich sau khi khai đào khoảng trống, đá bị phá hủy 2 bên sườn, trượt về phía khoảng trống gây ra áp lực lên tường chắn hay vỏ chơng

Qa q:

Qa Qs

Hình 2.7 Sơ đồ tính áp lực sườn theo GS Tximbarcevich

Khi đất đá ở nĩc và hơng là như nhau thì biểu đồ phân bố áp lực sườn cĩ dạng hình thang với:

Áp lực sườn tại nĩc cơng trình : g., = 7.°, 1g 2) T/m

Trang 35

Áp lực sườn tại nền cơng trình : ¢g,, = 7(b, + Hạ '(P;*] , T/m

Áp lực sườn tập trung tác dụng lên khung chống :

qạịTđ;¿ ⁄ 2 90-ø = =" _**% =" (25 +H ,)te°| —— |, T/m Với z=2,84T/m°,H„=4,05m,b,=0,54m, v =80° 0 _ o0 —=q.= 28409 0,54 + 4,05).tg? 0" 5 2 — 80" | _ 0,06 T/m 2 2.2.3.3 Ap lực nên » Cm ts JU Xo , —— 2 |

Hình 2.8 Sơ đồ tính áp lực nền theo GS Tximbarevich

Ap luc nén được tính dựa vào giả thuyết Tximbarevich:

O, = Aoue[ , (T/m) (2.19) Trong đĩ: ø - gĩc nội ma sát, ø = 80”; AO - Lực đây ngang, T/m; AO=ØO„-„ (2.20) Với Q4 và Qua là áp lực chủ động và áp lực bị động;

Trang 36

Dé án tốt nghiệp ngành xây dựng cơng trình ngâm va mỏ 2 — 0.,= 2 +.x, (bị + Hạ ee") (2.21) x ,f{ 90° Qu = St (ae) (2.22) Trong do:

xe - Chiều sâu tác dụng của áp lực nên, m;

+ - Khối lượng thê tích đất đá bột kết, z = 2,84 T/mỉ; Thay (2.21), (2.22) vào (2.20) ta được:

AO = yb, + H,)x, ưa“ v3» |s'(*;*) _ z(52°)| (2.23) 2 2 2 2

Khi cân bằng: Q‹a = Qua ta cĩ:

(bị + H;)/g (72) (0,54 + 4,05)zg , 5 80

x=

Đĩ 1—tg*| —* 90-9) ~ 1-1 „(90 — 80

° ( 2 ° ( 2

Thay xạ vào cơng thức (2.23) ta duoc: AO = 0,0003 T/m Thay kết quả trên vào cơng thức ( 2.19) ta được:

QO, = Aoie{ >?) = 0,0003/g|ˆ” —80

Sau khi tính tốn ta thấy áp lực nên rất nhỏ cĩ thể bỏ qua

=0,0003m

)-3.107 T/m

2.2.4 Tính todn két cau chong, hé chiéu chong 2.2.4.1.Chiéu dai ctia neo

Chiều dài neo tính theo nguyên lý treo được xác định theo điều kiện giữ đầu neo ở ngồi giới hạn của vùng đất đá bị phá huỷ: vịm phá huỷ, sập lở cục bộ hay lớp đất đá do nỗ mìn

L, =6,+1,5/,+1, ,m (2.24)

Trong do:

|, - Chiéu dai phan duéi neo nhé vao trong 1d, chọn l„ = 0,1 m;

|, - Chiéu dai khéa neo, chon 1,= 0,4 m;

b, - Chiéu cao vom pha huy, b = 0,54m; 1,5 - Hệ số dự trữ bèn;

Thay số vào cơng thức (2.24) ta tính được:

Trang 37

L, =0,54 +1,5.0,4 + 0,1 = 1,24m

Dé dam bao khả năng mang tải của neo và tiện cho việc tính tốn ta

chon Z,=1,5 m

2.2.4.2 Khả năng mang tải của neo

° Tính theo khả năng chịu tải của cốt neo

mạ = R,.F,.kị,,, T (2.25)

Trong đĩ :

2

Fc - Tiêt diện thanh cơt neo, Fc = = = 3,14.10° m;

ĩ - Đường kính thanh cốt neo, ĩ = 0,02m;

R¿ - Giới hạn bền kéo của vật liệu làm neo, với thép AII(CTS) thì: Ry, = 270 Mpa = 270.107 T/m?

ky - Hé s6 lam viéc cua thanh neo, ky = 0,9; — P„ại = 3,14.10 270.107.0,9 = 7,6 T

° Tính theo lực bám đính của cốt neo với chất đẻo

Đa = n.d, Ta Lk, Ky 5 T (2.26)

Trong đĩ :

d„ - Đường kính cốt thép, dạ = 0,02m;

tạ - Lực bám dính giữa cốt thép và chất dẻo, z„=7,3Mpa =730 T/m”;

I„ - Chiều dài phần khố neo, l„ = 0,4 m;

k„ - Hệ số điều chỉnh chiều dài khố neo, kạ = 0,55;

k„ - Hệ số tính kê đến điều kiện làm việc của khĩa neo,ky„„ = 0,8;

Thay số vào (2.26):

Pw = 2 0,02 730.0,4.0,55.0,8 = 8,07 T

° Tính theo lực bám đính của chất kết đính với thành lỗ khoan P„„= z.d„.r„ 1k k Tk" azz" lvz 9 T (2.27)

Trong đĩ :

d„ - Đường kính lỗ khoan, dự = 0,042 m;

Trang 38

L, - Chiều dài phần khố neo, l¿ = 0,4 m;

k, - Hệ số điều chỉnh chiều dai khoa neo, k, = 0,55;

k„ - Hệ số tính kể đến điều kiện làm việc của khoa neo,k,,, = 0,8; Thay số vào (2.27) cĩ:

P; = w 0,042.100.0,4.0,55.0,8 = 2,32 T

Từ khả năng chịu tải thấp nhất của vì neo chất dẻo được xác định theo 3 điều kiện trên, thiết kế chọn ra giá trị nhỏ nhất trong 3 giá trị đĩ dé

tính tốn Cu thé tinh toan 6 trén thiét ké chon ra duoc P, = P„a = 2,32 T

2.2.4.3.Khoảng cách giữa các neo

Khoảng cách giữa các thanh neo theo phương ngang và phương dọc đối với phần vịm của đường lị lẫy theo trị số nhỏ nhất trong các điều kiện sau:

° Theo điều kiện tạo thành vịm sập lở

7 XU ( +);m (2.28)

ai =Ï

Trong đĩ :

l„- chiều dài neo, l„= 1,5 m;

b - chiều rộng khai đào đường lị, b = 5,7 m;

k,- hệ sơ phụ thuộc vào hình dạng và độ ơn định của đường hầm thơng thường kạ= 0,2 +0,3, ta chọn k,= 0,3;

C - Lực dính của đất trong vùng phá hoại được xác định bằng thực nghiệm Đề tính tốn sơ bộ cĩ thê lẫy theo cơng thức sau: C=3.f= 3.6 = 18; P¿- áp lực thang đứng tiêu chuẩn, P, =b,.v = 9,54.2,84 =1,54 T/m?*: Thay số vào cơng thức ta tính được:

a=1,5— 02.154 (1,5 +5,7)=1,3m

° Theo độ ồn định của đá giữa các vì neo

° Theo độ bên gia cỗ của neo

"—= Pk, = \1,54.1,3 (2.30)

Trang 39

Do chiều cao của đường lị = 4,05m < 6m nên khống cách giữa các neo ở phần tường hầm được lây băng khoảng cách giữa các neo ở phan

vịm Khoảng cách giữa các neo được chọn a =min(a,,a;,đ;) = a;= 1,0 m

Để tiện cho việc thi cơng và tăng độ ơn định cho kết cầu chống ta lẫy khoảng cách giữa các neo trong Ì vịng = 1m và khoảng cách giữa các vịng

neo = 0,9m

2.2.4.5.Tỉnh lượng neo cho một vịng chống

Số lượng neo cho một vịng chống được tính như sau:

N,=& 41 (2.31)

a n

Trong đĩ :

C, - Chu vi của nửa vịm, Cy = z B/2 =7 5,62/2 = 8,82 m; an - Khoảng cách giữa các thanh neo trong 1 vong, a, = 1m;

Thay s6 ta duoc : Ny = 8,82 + 1 = 9,92 neo/vong; Chọn số neo trong một vịng chống là 10 neo/vịng 2.2.4.6 Tính chiêu dày bê tơng phun

đy, = Ka ;m 2.32

mR, 2.92)

Trong đĩ :

a - Khoảng cách giữa các neo trong Ì vịng, a = 1m;

k - Hệ số khi sử dụng bê tơng phun kết hợp với neo, k = 0,25; m - Hệ số làm việc của neo và bê tơng phun, m = 0,75;

P, - Tải trọng thắng đứng ở đỉnh vịm, P, =b,+y = 0,54.2,84 =1,54T/m”;

R, - Giới hạn bền kéo của bê tơng phun, #, = 1,5.R, của bê tơng thường, đối với bê tong mac 300 thi R, = 150 T/m’, R,= 225 T/m’;

Thay số vào cơng thức (2.32) ta tính được d,„= 0,023m = 2,3cm Dé đảm bảo an tồn và thuận tiện cho việc thi cơng, ta lây chiều dày bê tơng

phun d,„ =5cm

Trang 40

Dé án tốt nghiệp ngành xây dựng cơng trình ngâm va mỏ Tấm đệm 100x100x5 E cu M20x25 Cốt thép neo xoắn Chất dẻo 1500 1600

Hinh 2.9 Mat cat 16 neo

S Aer | “Ay &,

$ $ 8 | % ` yy: 7 ik : PP | as | LÊN : : ` ' \ Hh 1 | xy ' ` - XIN 2XZSANZVASANAVANSAY - 1h W % 2 5500 > eo es on ble « e ee 5700

Hình 2.10 Mặt cắt ngang đường lị khi đĩng neo

709 70 V70 V470

TESS RI MON RENESAS SS MES NS MESS IOS RS MESA RIE SOS

8s ø a a a B a a a a ° a a B a a a a a B a a o = xe 4060 3 o a a a o a a a a o o a 5 o o o a a 5 o o o E | 5 o a a o o a a a o o a a 5 a o o a a a a o o = > © ro x Z / / Mức đường sắt DLL DY DY DIN

Đoạn chưa phun BT Đoạn phun BT hồn thiện

Hình 2.11 Mặt cắt ngang đường lị khi phun bê tơng hồn thiện

Định dạng
Số trang	92
Dung lượng	13,38 MB