Đồ án tốt nghiệp ngành xây dựng công trình ngầm và mỏ

Trang 2

MỤC LỤC

09/0/9671 ~ ,ơƠỎ 5 CHƯƠNG 1: KHÁI QT CHUNG - 5 5 <5 << 5 <sSs seseses 6

1.1.Giới thiệu chung về mồ than Mông Dương -< << <2 6

1.1.1.Vị trí địa lý (Sàn TH TH TH TH H TH HH ng gưr 6 1.1.2.Địa hình - chà TTH TT TT Tàn HT HH ng 7 1.1.3.Khí hậu và thảm thực vật . càng ngư 8

IS Gv, nh - 3 8

1.1.5.Tình hình dân cư, kinh tế, chính trị c se +ec£ceeesxcxeced 8

I1 4110 110/0 1 9

1.2.1.Hiện trạng khu Tnỏ ‹- 5c nnnn cn Hy S11 vn nen 9

1.2.2.Chế độ làm viỆc - ¿L1 TT HH1 HH grngr 9 1.2.3 Trữ lượng mỏ (c1 1E TT TT HH1 HH r 9 1.3.Giới thiệu chung về công trình thiết kế << sse< 10 1.3.1.Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn khu vực thiết kế 10

1.3.2 VỊ trí cơng trình - ccc n1 HH HH HH nn ngu ng vn ưen 15 1.3.3.Quy mô, nhiệm vụ của cơng trình các các cà sẰ: 15

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬTT 5-<-< << s<s<<s 17

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

2.1.1.Phân loại khối đá - - S v11 EE SE E3 HS ng rưki 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 (ải .c các cà nen nen ào 22 2.1.4.Xác định kích thước tiết diện ngang của đường lò 22

2.1.5.Kiểm tra diện tích sử dụng đường lị theo điều kiện thơng gió 3 2.2.Tính tốn kết cầu chống gÏữ o5 << <5 se Ssesesssss sessse 31

2.2.1 Lựa chọn sơ bộ kết câu chống " 31

2.2.2 Xác định kích thước tiết dién G40 voces cscs cscseseeeeseees 32

2.2.3 Tính tốn áp ÌỰC -.-.- TQ HS HH SH TH n HH nh 0n nu 33

Trang 3

CHƯƠNG 3: THIET KE THI CONG -.5- << << ssessess 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 (SE ket 41 3.1.2 Lựa chọn sơ đồ công nghệ thi công .- Sex 41

3.2 Thiết kế hộ chiếu khoan nỗ mìn 5.5 5 5 55s s se se sssss 41

3.2.1 Chọn thuốc nỗ và phương tiện nỖ (óc Set về te rrki 41

3.2.1 Thiết bị khoan lỗ mìn 5t 2 2 2211211211111 crrre 43

3.2.2 Chỉ tiêu thuốc nỗ đơn vị, kg/mÏ (c5 vest rrki 44

3.2.3 Số lỗ mìn trên gương N, lỗ -:- St chén ceerrrki 46

3.2.4 Đường kính lỗ khoan d „ , mm .- 55v S+s++x+zc>sxess2 48 3.2.5 Chiều sâu lỗ mìn L;m - ¿+ ©5+++2xt2t2E121123113E3121x2E 2x 48

3.2.6 Góc nghiêng và chiều đài của các lỗ khoan -c- - sex 33

3.2.7 Chi phí thuốc nỗ cho 1 lần nỗ ( hay 1 chu kỳ công tác) 53

3.2.8 Lượng thuốc nỗ và phương pháp bồ trí thuốc nỗ trong từng lỗ mìn c1 111900 11 1 K11 10010111 K60 01 4k0 111181 10114 4111 1610111 8116150011158 1111101140141 E4 53 3.2.9 Khoảng cach gitta cdc vong 16 min cece ccesescescseseesescesees 56

3.2.10 Kết cầu lỗ min wee cccccecsccsessessesesessesseescsesseesessestesueansseaseaeesesess 57

3.2.11 Thiét lap hộ chiếu khoan nỗ mìn ¿Sẻ Sex zx2 58

3.3 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khoan nỗ mìn - 5-5 <- 59 3.4 Tổ chức khoan nỖ 5 5555 5s sesSs S953 55 S0555555555555 555555 60 3.4.1.Công tác khoan ccnnnn HH0 ng ng ng TH 1 nà ng 01 55 60 3.4.2 Tổ chức nạp mìn - đầu ghép mạng nỗ ¿xxx cx¿ 61 3.4.3 Các biện pháp an toàn khoan nỗ mìn .- 5-5 se x2 61

3.5 Thơng øió và đưa gương vào trạng thái an toàn ‹.ss‹ 63

3.5.1, Yêu cầu chung ¿kh ch 1E HT HT 11k ng gưyi 63 3.5.2 Sơ đồ thơng gió t1 11111 1 1 111111 1 111g ng nu 63

SE IN ¡0v (00:03 0n 64

3.5.4 Thiết bị thơng gió c1 K1 E111 E ng ngu 68

Trang 4

3.6.1 Chọn thiết bị xúc bỐc . ¿- ¿2t 2 12112121121121111 11121111 xe 69

3.6.2 Tính tốn năng suất xúc bốc thực tế của máy xúc -‹- 71 3.6.4 So dé trao d6i ZOON ce ecccceseecesseececeececseeecersrsesteceeetseeetens 73

3.7 Công tác chống lò -5 5-5 6s S5 9< 9 5233 Sư 9ø s23 5 2942 73

3.7.1 Thi CONG NEO 4 73

3.7.2 Thi công bê tông phun -.- ĐH HH ngàn 76 3.8 Các công tác Dhụ 0G G55 9550006 00 006 006 06 006000 069.6 9669696969696996.956 78 3.8.1 Cơng tác đào rãnh thốt nước cà ng ven 78 3.8.2 Cung cấp điện, chiếu sáng te reg 79

3.8.3 Đặt đường xe tạm và cố định St vei 80

3.9 Các biện pháp an tồn khi thỉ cơng o 5-5 5s 5 s5 55s S655 $1

3.10.Thành lập biểu đồ tổ chức thi công 5 5-5-5 << << sss<2 83

3.10.1 Xác định khối lượng từng công việc trong 1 chu kỳ đào chống lò — 83 3.10.2 Xác định số người cần thiết cho từng công việc trong mỗi chu kỳ HH S111 01000010011 10550 181816815 1001000111181 648 111111511 10101010015 151 8111111111070 5: 83

3.10.3 Xác định đội thợ cho một kíp . ‹-ccc {<< cẰccŸccŸ+S s2 84 3.10.4 Thời gian hoàn thành từng công việc trong chu kỳ 84

CHƯƠNG 4: CÁC CHỈ TIỂU KINH TẾ - KỸ THUẬTT 87 4.1 Tiến độ thi công - <5 < s5 << S955 5ø sex se se sessse 87 4.2 Tốc độ đào chống <5 < s se 329259 9g s3 sgsee 87

4.3 Thời gian thỉ CÔng o- s5 095 9909 90 006 096 06 00 00 066 06 066096699699996966 87

Trang 5

LỜI NĨI ĐẦU

Sự nghiệp cơng nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước đòi hỏi nhu cầu tiêu thụ năng lượng ngày càng lớn Cùng với sự phát triển của nên kinh tế

đất nước, ngành khai thác khống sản nói chung và ngành khai thác than

nói riêng cũng có những mức tăng trưởng vượt bậc do đó sản lượng than

ngày càng tăng, do đó cần phải đây mạnh công tác đào lò 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 công ty cô phần than Mông Dương và tập thê thây, cô giáo trong bộ

môn Xây dựng cơng trình ngầm & mỏ, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình

của thầy giáo ThS.Nguyễn Tài Tiến, em đã hoàn thành bản đồ án: “Tiết

kế thi cơng lị xun vía mức -250 khu Đông đoạn đào qua đá cát kết có

hệ số kiên cỗ ƒ= 6-8, công ty cô phân than Mông Dương” Bản đồ án

gồm bốn chương :

Chương l - Khái quát chung

Chương 2 - Thiết kế kỹ thuật Chương 3 - Thiết kế thi công

Chương 4 - Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

Do kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án không thể tránh khỏi những

thiếu sót, em rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn để bản đồ

án được hoàn thiện hơn

Sinh viên

Trang 6

CHƯƠNG 1

KHÁI QUÁT CHUNG

1.1.Giới thiệu chung vé mé than Mông Dương

1.1.1 VỊ trí địa lý

Khu mỏ than Mông Dương thuộc phường Mông Dương thị xã Câm

Phả tỉnh Quảng Ninh Khu thăm dị năm về phía Đông - Đông Bắc thị xã

Câm Phả, cách thị xã Cẩm Phả khoảng 10km Mỏ gồm 2 khu: khu Trung tâm và khu Đông Bắc Từ trước đến nay đây vẫn là 2 khu riêng biệt Trong quá trình thăm dò và khai thác 2 khu vẫn tiến hành thăm dò và khai thác riêng Về đặc điểm địa chất, sự tồn tại và hình thái của 2 khu có những nét

không đồng nhất, được ngăn cách bởi đứt gãy Mông Dương và đứt gãy D- D

a Khu Trung tâm

Phía Bắc giáp sông Mông 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 Đông giáp khu Đông Bắc Mơng Dương

Diện tích khu Trung Tâm Mông Dương: 6km

Khu Trung Tâm Mông Dương năm 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 biên

Phía Tây giáp khu Trung Tâm

Phía Nam giáp sơng Mơng Dương

Phía Đơng giáp biển

Trang 7

Khu Trung Tâm Mông Dương năm trong giới hạn tọa độ:

X = 28.000 + 32.500 Y = 430.800+ 434.100

1.1.2.Địa hình

Địa hình khu Mông Dương là các đồi núi liên tiếp nhau, điểm cao

nhất của địa hình ở khu trung tâm có độ cao +l165m và điểm thấp nhất là

lịng sơng Mơng Dương Sông Mông Dương chảy dọc khu thăm dò 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 đồ ra sông Mông Dương Có hai dải

núi chảy theo hướng Đông Tây, thấp dần từ Tây sang Đông và từ Bắc

xuống Nam, độ dốc các sườn đôi từ 15°+35° Hiện tại nơi thấp nhất có độ

cao -L5m (đáy 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 ngun thuỷ cịn ngun vẹn, phần lớn diện tích được phủ bởi thảm thực vật là cây keo Một phan diện tích ở phía Nam là bãi thải của mo

Cao Sơn Do ảnh hưởng của quá trình khai thác lộ thiên và hầm lò 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 bé sung cho nước dưới đất

và chảy vào khu vực khai thác hầm lị

Địa hình khu Đông Bắc Mông Dương gồm các đồi núi thấp dạng bát úp, sườn núi thoải từ 25” + 30”, độ cao của đỉnh núi từ 50 + 100m, có nhiều

thung lũng nhỏ và hẹp là phần hạ lưu của sông Mông Dương tạo thành Các khe suối trong vùng có đặc điểm dốc và ngắn, nên nước mặt

thoát nhanh chóng và dễ dàng Hầu hết các suối chỉ có nước về mùa mưa,

mùa khơ lịng suối khơ cạn, nước chỉ còn ở dạng tham ri

Trong khu thăm dò có 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 động tử 3,50+4,20m

Trang 8

1.1.3.Khí hậu và thảm thực vật

Khu Mơng Dương nói riêng, thị xã Cẩm Phả nói chung nam trong

vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm chia thành 2 mùa 1õ tệt

- Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10

- Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau

Nhiệt độ không khí hàng năm cao nhất vào tháng 6 đến tháng 8

Nhiệt độ thấp nhất vào tháng I 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 công tác thi cơng các cơng trình địa chất

Thảm thực vật trong khu thăm dò gồm các loại cây cỏ, cây dây leo,

cây lấy gỗ, cây tre, cây doc va các loại cây dương sỉ Xong thảm thực vật

trên đã bị phá hết Thay thế các loài cây rừng là các loại cây trông: Keo tai

tượng, bạch đàn, thông Các loại cây này có đường kính = 5+25cm, cao

từ 0,5+20m Thảm thực vật nhân tạo này đã dần dần thay thế thảm thực vật

tự nhiên, tạo môi trường sinh thái tốt, phục vụ cho đời sống COn người và

các ngành công nghiệp khác 1.1.4.Giao thông vận tải

Khu thăm dò có hệ thống đường sá, hệ thống giao thông rất thuận tiện Đường bộ từ trung tâm khu mỏ ra đường 18A, chạy ra cảng than Cửa

Ông, cảng Khe Rây, đi các nơi khác trong tỉnh và cả nước Trung tâm khu

mỏ có đường sắt vận chuyền than từ mỏ Mông Dương ra cảng Cửa Ông dài 5km

Khu mỏ nằm sát ngay sông Mông Dương, chảy ra biến, do đó giao thông đường thuỷ rất thuận tiện, băng phương tiện tàu, thuyễn, sà lan chạy từ cửa sông Mông Dương ra cửa biển Bái Tử Long đi Hòn Gai, Hải Phòng, đến các cảng biên trong nước và Quốc tế

1.1.5.Tình hình dân cư, kinh tế, chính trị

Công ty cỗ phần than Mông Dương - TKV tiền thân là mỏ than

Trang 9

Mông Dương thuộc phường Mơng Dương, phường có diện tích 119.83

km” Dân số năm 1999 là 13040 người mật độ đạt 109 người/ km, trên địa

bàn chủ yếu là người Kinh sinh sống ngồi ra cịn có các dân tộc thiểu số

nhu Dao, San diu Người Kinh chủ yếu là cán bộ công nhân viên của mỏ

và con em cán bộ công nhân viên mỏ đang làm việc hoặc đã nghỉ hưu

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

chất tỉnh thân của nhân dân không ngừng được nâng cao, văn hóa, giáo

dục, xã hội không ngừng được phát triển

1.2.Khái quát về mồ

1.2.1.Hiện trạng khu mở

Mỏ Mông Dương đã được khai thông bằng 2 giếng đứng trung tâm từ mặt bằng +I8(giếng chính) và +6,50(giếng phụ) đến mức -97,50 Mức

vận tải chính -97,50 đã có 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 Đông bắc đang cải tạo và đào mới một số

đường lò đề chuẩn bị khai thác các vỉa 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 không 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 tâm Mlông Dương

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):

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 tan;

b Khu Đông Bắc Mông Dương

Trữ lượng tài nguyên theo tiêu chuẩn nhà nước ( từ lộ via + -300m):

Tổng trữ lượng tài nguyên: 20.584,25 ngàn tan;

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

300m):

Tổng trữ lượng tài nguyên: 23.795,41 ngàn tan;

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 Điễu kiện địa chất

Đá của tầng chứa than gồm: Cát kết, sạn kết, bột kết, sét kết và các vỉa than chúng nam xen kẽ nhau Các lớp đá có độ gan kết rắn chắc, thuộc

loại đá bền vững Các lớp đá có thể năm đơn nghiêng với góc dốc biến đổi

từ 20° đến 40°, tạo nên các cánh của nếp uốn Nhìn chung các lớp đá có đặc

điểm và tính chất cơ lý như sau:

Sạn kết: Thường có 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

gan két bang xi mang silic bền vững, rất rắn chắc , chỉ số RQD biến đổi từ

30 % đến 75%

Cát kết: Thường có màu xám tro, xám sáng , cẫu tạo phân lớp dày,

đôi nơi cấu tạo khối, kẽ nứt phát triển, chỉ số RQD biến đổi từ 25% đến

75%, càng xuống sâu chỉ số RQD càng tăng Chiều dày biến đổi phức tạp

từ 0,5m đến l5m, cá biệt có những lớp chiều đày đến 40m duy trì khá liên tục theo cả đường phương và hướng dốc, hạt từ mịn đến thô được gắn kết bằng xi măng silíc Các lớp cát kết ở khu trung tâm Mông Dương có độ bên

cao hơn khu đông bắc Mông Dương Trong các mặt cắt loại đá này ở khu

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 tỷ lệ trung bình, ở khu Trung tâm Mơng Dương chiếm 39%, khu Đông Bắc Mông Dương chiếm 46%

trong dia tang, thành phân chủ yếu là các khoáng vật sét và các hạt thạch

anh hạt mịn, được gan két bang keo silíc rắn chắc Trong đới phong hóa chỉ

số RQD biến đổi từ 30% đến 60%, càng xuống sâu chỉ số RQD càng tăng

Cấu tạo phân lớp dày đơi nơi có dạng khối đặc xít Các lớp ở khu Trung

tâm Mông Dương thường có độ bền cao hơn khu Đông Bắc Mông Dương

Chiều dày các lớp bột kết biến đổi 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 Mông Dương

chiếm tỷ lệ khoảng 6%, khu Đông Bắc Mông Dương chiếm tỷ lệ 0,74%

trong địa tầng Câu tạo phân lớp mỏng là chủ yếu, chỉ số ROD biến đổi từ

0% đến 5% chiêu dày lớp biến đối từ 0,3m đến 3m, cục bộ có nơi lên đến

10m Các lớp sét thường nằm sát vách trụ các vỉa than, thuộc loại đá nửa

cứng đến cứng, nhiêu lớp mêm dẻo Trong quá trình khoan thăm dò loại đá

này thường bị trương nở làm cho đường kính các lỗ khoan bị hẹp lại gây

khó khăn cho cơng tác thi công , đồng thời ở nóc 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 sông

Năm tiếp giáp với khu mỏ ở phía bắc là sơng Mông Dương, chiêu

dài khoảng 7 km, bắt nguôn từ phía tây nam khu thăm dị Lịng sơng ở khu

vực thăm dò rộng 30+50m, khá bằng phẳng, được lắng đọng các vật liệu

cát, cuội sỏi, các hòn tảng đá của các mỏ khai thác lộ thiên vận chuyển ra

Sông Mông Dương là nơi tiếp nhận nước trong và ngoài khu mỏ đưa ra biển Theo trạm hải văn Cửa Ông mực nước sông Mông Dương phân 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 sông Mông

Dương thường gây ra lũ, nước đục, chảy xiết, vận chuyển theo nhiêu bùn

Trang 12

b Nước suôi

Hệ thống suối bắt nguồn từ phía nam khu mỏ chảy theo hướng bắc

đồ ra sông Mông Dương gồm các suối Vũ Môn, suỗi Mông Dương, đây là

các suối lòng hẹp, dốc, có nước chảy quanh năm về mùa khô 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 dò cung cấp, về mùa mưa lưu lương thay đỗi từ 100 đến 5001⁄s, chủ yếu là do nước mưa cung cấp Sau trận mưa rào to từ

30 phút đến I giờ lượng nước tăng rất nhanh, hình thành dòng lũ chảy xiết

cuốn theo đất đá thải, ngừng mưa từ I đến 3 giờ lưu lượng và vận tốc dòng 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 khoáng hoá (M) < 0,500 g/1 Độ PH từ 4,3

đến 7,3, trung bình 6,5 thuộc loại nước nhạt, axít yếu Tổng độ cứng biến

đôi từ 0,15-14.58 độ đức thuộc loại nước rất mềm đến mềm Loại hình hoá

học của nước chủ yếu la Bicacbonat Clorua, Sunfat, Natri, Canxi, có khả

năng ăn mịn cacbonat (bê tơng)

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

nước đã có sự biến đôi rất nhiều Độ PH của nước từ 3,6 + 6,2, nước thuộc loại axÍt yếu đến axít mạnh, loại hình hố học của nước chủ yếu la Sunphat

- Clorua Natri Nguyên nhân dẫn đến thành phần hoá học của nước biến đổi

là do quá trình khai thác nước từ các lò khai thác, bãi thải chảy trực tiếp ra

các nhánh suối Bản thân nước trong các lò khai thác và bãi thải chảy qua các lớp đá và vỉa than có chứa các khoáng vật Sunfua (Fe;S), những khoáng vật này bị ơxy hố làm tăng hàm lượng ion HỈ và ion S047 trong nước dẫn đến nước có tính axít và khả năng ăn mịn axít của nước tăng

theo

c Các khôi nước mặt:

Trang 13

khả năng dự trữ nước nhiều đặc biệt là mùa mưa Nước mặt chứa ở các

moong này có quan hệ mật thiết với hệ thống nước ngầm phía dưới và ảnh hưởng không nhỏ tới hệ thống lò khai thác phía dưới nếu 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 còn tồn tại một phan điện tích ở phía bắc, phần trung tâm và các thung lũng sông suối trong khu mỏ Còn các chỗ khác lớp phủ

đệ tứ đã được bốc xúc đi nơi khác để phục vụ cho khai thác lộ thiên Thành phần đất đá gồm đất đá thải, cát, cuội, sỏi lẫn sét, màu vàng nhạt đến nâu sam, ngudn gốc Eluvi, Đêluvi Chiều dày biến đổi từ 3m đến 7m Ở khu vực địa hình cao lớp phủ có chiều dày mỏng, ở các thung lũng suỗi dày đến

7m Nước dưới đất được chứa trong các lỗ hồng của đất đá, do đặc điểm

thành phần có chứa nhiều sét và chiều dày mỏng nên khả năng chứa nước và thấm nước kém Theo kết quả khảo sát tầng này nước xuất lộ không

nhiều, về mùa mưa các điểm lộ có lưu lượng từ 0,02 + 0,11⁄s, mùa khô các

điểm lộ khơng cịn nước chảy Nguồn cung cấp nước cho tầng này chủ yếu là nước mưa thẫm xuống

Do chiều dày mỏng, chứa và thắm nước kém nên các cơng trình khai thác hầm lò ảnh hưởng không đáng kê

e Tầng chứa nước khe nứt trong phụ hệ tầng Hòn Gai giữa T›(n-r)hg;: Các trầm tích của phụ hệ tầng Hòn Gai giữa được lộ ra chiếm phần

lớn diện tích khu mỏ, chiều dày trung bình biến đổi từ 700m 1200m, bao

gdm 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, cầu tạo khối đến phân lớp dày, độ hạt từ vừa đến lớn Chiều dày các lớp biến đổi từ vài mét đến hàng chục mét và tương đối duy trì theo cả đường phương và hướng dốc, kế nứt tách phát triển, nước đưới đất được tôn tại chủ yếu trong các lớp này Các lớp bột kết và sét kết cấu tạo đặc xít,

Trang 14

Do đặc điểm các lớp chứa nước nằm xen kẽ với các lớp cách nước và có thế nằm đơn nghiêng nên nước trong tầng này nước có áp yếu Chiêu sâu mực nước trung binh của toàn khu Mông Dương là 52.49m, khu đông

Bắc Mông Dương là 32,85m

Kết quả bơm nước thí nghiệm trong tầng này cho thấy khu Mông Dương tý lưu lượng (q) biến đổi từ 0,00041+0,19460, trung bình

0,02175/ms Hệ số thấm K từ 0,00014+0,1191m/ng, trung bình 0,01886

m/ng Khu đông bắc Mông Dương tỷ lưu lương trung binh 0.0385 I/ms, hé

số thấm trung bình là 0,05835m/ng

Động thái của nước biến đổi theo mùa và có 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 m”⁄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 thông các đầu lộ vỉa của các lớp đá cát kết và sạn kết Nước được

thoát ra theo các con suối cắt qua các lớp đá chứa nước Một phần nước của

tang này được tháo cạn do hệ thống lò giếng khai thác mức -100m của

Công ty than Mông Dương

Kết quả phân tích các mẫu nước cho thay độ PH biến đổi 2,7 - 7,8,

trung bình 6,6 thuộc loại nước trung tính Tổng độ khống hố (M) biến đôi

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 có khả năng ăn mòn 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 gãy như thuận Mong Duong, dut gay nghich Quang Loi (For), Fa, Fr, Fo, Fe,

Eo, Fu Biên độ dịch chuyên của các đứt gãy từ 10 + 120m, đới phá hủy

Trang 15

kiến tạo không lớn hơn so với nơi đất đá ôn định Theo tài liệu bơm nước

thí nghiệm lỗ khoan 13 trong đứt gãy Mông Dương tỷ lưu lượng và hệ số thấm trung bình rất nhỏ (qre= 0,00191/ms, Krs= 0,00013m/ng lỗ khoan 712 bơm trong đứt gãy FA, tỷ lưu lượng trung bình qrp = 0,00441/ms, KTp

= 0.00427m/ng

1.3.2 VỊ trí cơng trình

Lị xuyên vỉa mức -250 khu Đông nối thông khu Đông Bắc Mông

Dương và khu trung tâm Lò được đào theo hướng dốc lên 3 %a

Tổng chiêu dài đường lò là 1km Đoạn lò thiết kế đào qua cát kết dài

80m

1.3.3.Qwy mô nhiệm vụ của cơng trình

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

Trang 17

CHUONG 2

THIET KE KY THUAT 2.1.Xác định kích thước tiết diện ngang của đường lò 2.1.1.Phân loại khối đá

Đường lò thiết kế đi qua đá cát kết thường có màu xám tro, xám sáng, cầu tạo phân lớp dày, một số nơi cấu tạo khối, khe nứt phát triển, chỉ số RQD = 70%, chỉ số RMR = 45 Hạt từ mịn đến thô được gắn kết bằng xi măng silíc Các lớp đá cát kết ở khu Mông Dương có độ bền cao hơn ở khu

đông bắc Mông Dương Trong các mặt cắt loại đá này ở khu Mông Dương

chiếm tỷ lệ trung bình 42%, khu đơng bắc Mông 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 Đông Bắc Mông Dương

TT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị

1 Cường độ kháng nén Kg/cmˆ 1468,61

2 Cường độ kháng kéo Kg/cmˆ 133,33

3 Khối lượng thê tích g/cmˆ 2,84

4 Luc dinh két Kg/cmˆ 350,0

5 Hệ số kiên cô 6+8

6 Chi s6 RMR 45

7 Chỉ sô ROD % 70

RQD 1a chi số phan anh mức độ nứt nẻ của khối đá, được xác định theo I tuyến khảo sát Sử dụng tỷ số giữa tổng chiều dài các lõi khoan có

chiều dài không 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,

Trang 18

Bảng 2.2 Phân loại khối đá theo Deere

RQD (%) Loại đá Phân loại chất lượng

0+25 V Rất xâu 25+50 IV Xâu 50+75 IH Trung bình 75-90 II Tét 90+100 I Rat tốt

RMR là chỉ số đánh giá khối đá có 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

năm 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 xấu 21 +40 IV Xâu 41 +60 IH Trung bình 61 +80 II Tốt 81 + 100 I Rat tot

Bieniawski đã lập mối tương quan giữ các giá trị RMR voi “ thời

Trang 19

Hình 2.1 Mối liên hệ giữa giá trị RMR với thời gian ồn định không chống

Theo bảng 2.2 và 2.3 ta có thê đánh giá chất lượng khối đá mà đường

lò đào qua thuộc loại trung bình

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

Từ sự đánh giá mức độ ỗn định không chống của đường lò ở trên,

dựa vào sơ đồ lựa chọn loại hình kết cấu chống cho cơng trình ngầm theo

Cumming & Kendoski (1982) (hình 2.2) ta có thể lựa chọn sơ bộ kết cấu

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 lò là mạng neo dày trung bình kết hợp với bê tông phun

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

Việc lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang đường lò hợp lý chính là một

trong những giải pháp nhằm đảm bảo độ 6n định của công trình, giảm thiểu

khối lượng cơng tác đào Trong đá có độ ôn định cao, nếu chọn được hình

dạng mặt cất ngang hợp lý thì có thê khơng phải chống

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

+ Áp lực đất đá xung quanh công trình Căn cứ vào dạng và độ lớn

của áp lực đất đá xung quanh công trình ngầm ta có các dạng mặt cắt ngang phù hợp (hình 2.3) Khi áp lực nóc là chủ yếu thì hình dạng đường lị là

hình vịm tường đứng một tâm (h-Lla) Khi có áp lực nóc và áp lực hông (h-

Trang 21

+ Thời gian tồn tại của cơng trình

+ Chức năng, nhiệm vụ, kết cấu chống và vật liệu chống đường ham

+ Phương pháp thi công và trang thiết bị phục vụ thi công

+ Các yêu cầu về kĩ thuật

Do đường lò này là đường lò xuyên vỉa nên tải trọng tác dụng lên

đường lò là tải trọng đối xứng có áp lực nóc và áp lực hông đối xứng qua

trục thắng đứng của đường nên ta chọn hình dạng tiết diện đường lò có

dạng tường thẳng, vịm bán nguyệt 1 tâm

Trang 22

2.1.3 Tính toún sơ bộ cơng tác vận tải

Ta có 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

e Tổng khối lượng cần vận chuyền qua đường lò trong 1 năm là:

Q=A+0,3A Trong đó:

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/nam

° Khối lượng vận chuyển qua lò trong 1 ngày đêm :

m= g = 260000 = 867 T/ngay dém

300 300

Trong đó:

Q - Tổng khối lượng vận chuyển qua đường lò trong 1 năm,T ; 300 - Số ngày làm việc trong l năm;

2.1.4.Xác định kích thước tiết diện ngang của đường lò 2.1.4.1.Lựa chọn thiết bị vận tải trong đường lò

Hiện nay trong cơng nghiệp khai thác khống sản ở nước ta sử dụng

2 loại phương tiện vận tải chủ yếu là băng tải và tàu điện

Phương tiện vận tải băng tải được sử dụng chủ yếu trong các đường

lò dọc vỉa vận tải chính, lị xuyên vỉa Chiều dài làm việc của tuyến băng

tải có thể từ 200m đến hàng chục km, độ dốc làm việc nằm trong khoảng -

13° dén 18°

Phương (tiện vận tải bằng tàu điện là hình thức vận tải khơng liên tục

thường được sử dụng trong các đường lò băng vận tải chính có độ dốc từ

3 %„ đến 40 %,

Theo đó với đường lị xun vỉa có độ dốc 3%, mỏ thuộc hạng 2 về

Trang 23

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

TT Các chỉ tiêu Số lượng Đơn vị

1 Trọng lượng đầu tàu 8,8 Tân

2 Vận tốc tôi đa 8 km/h

3 | Vận tốc chuyển động ở chế độ ngăn hạn 6,8 km/h 4 Lực kéo ở chế độ ngắn hạn 1150 Kg

5 Chiêu 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 gng UVG-3

STT Đặc tính Thông số l Dung tich 3,0 mŸ 2 Chiêu rộng 1,35m 3 Chiêu dài 3,45m 4 Chiêu cao 1,4m 5 Cỡ đường 0,9m 6 Trọng lượng 1,183 tân

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

Bảng 2.6 Đặc tính kỹ thuật của ray P24

STT Cac théng sé Kích thước Đơn vị

1 Chiéu dai tiêu chuẩn 8 m

2 Chiéu cao 107 mm

3 Chiều rộng của đỉnh ray 31 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 tông cốt thép

STT Các thơng số Kích thước Đơn vị

1 Chiéu dai cua ta vet 120 mm

2 Chiêu rộng của mặt đáy b,„ 170 mm

3 Chiêu rộng của đỉnh b„ 140 mm

4 Chiêu dài của thanh tà vẹt 1200 mm

2.1.4.2 Tĩnh toản khả năng vận tải của đầu tàu điện

Khả năng vận tải của đầu tàu điện được tính theo các trường hợp sau:

- Tàu có tải khởi động lên dốc

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

e Tĩnh toản khả năng vận tải của đầu tàu điện theo điều kiện từu

có tải khởi động lên dốc

Ora = PA L5wy +Wa, tlloJ/, 1),T (2.1)

Trong đó:

P - Trọng lượng của đầu tàu, P = 8,8 tấn;

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

w „ - Sức cản chuyên động của đầu tàu khi lên dốc w „= 5kg/tấn;

Wx - Sức cản do độ dốc đường gây ra, w„=1000.i, với ¡ là độ dốc

của đường xe 1= 3 %„;

Jạ - Gia tốc mở may , J,= 0,03m/s?; Thay vào công thức (2.1) ta được:

0,4 =8,8.( 1000.0,135 —1)=77,29T

1,5.5 + 1000.3%, + 110.0,03

° Khả năng vận tải của đâu tàu điện theo điểu kiện hãm xuống

doc

Trong đó:

Trang 25

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

0,17;

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

v_ 0,8.1,89

a - Gia toc của đâu tàu khi hãm, a=—— h

v - Van tốc hãm v=0,8 v„ ,v„ = 6,8km/h = 1,89m/s là vận tốc kỹ

thuật của đâu tàu;

=0,0378;

1, - Chiều dài quãng đường hãm tàu theo quy phạm, l, = 40m;

Thay số vào công thức (2.2) ta được:

1000.0,17

= 8,8 + 1) =298,83T

2, (710.0,0378+ 4-3 )

° Khả năng vận tải của đầu tàu điện theo điểu kiện đốt nóng

động cơ

lr]

=——————_-PF,T 2.3

Gan w +i+108J, 29)

Trong do:

w - Luc can chinh cua dau tau w= 9 kg/tan;

J, - Gia tốc mở may J, = 0,03m/s*: i- Do dốc của đường xe ¡ = 3%;

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

Fig at

F, - Luc kéo cua dau tau 6 ché dé lau dai, F, =0,9F,, F, 1a luc kéo kỹ thuật của đầu tàu, tra bảng 2.2 Ƒ„ = 1150 kợ;

—> „=0,9.1150=1035*g;

œ - Hệ số tính tới sự đốt nóng động cơ do làm mát không thuận lợi

œ=l1,15 + 1,25 chọn a= 1,25;

z - Hệ sô đặc trưng chê độ làm việc của đâu tàu;

T

T= T,+0

[F]= (2.4)

Trang 26

T., - Thời gian chuyên động của tàu trong chu kỳ vận tải; L

T„= 2.—— phút (2.6)

Vid

6 - Thoi gian dừng tàu trong chu kỳ làm việc 6= 20 phut;

L - Chiều dài quãng đường vận tải L = 1000 m;

vự - Vận tốc lâu dài của dau tau, v,, = 0,8v,,=0,8.1,89 =1,512m/s;

Thay các giá trị vào công thức (2.6) ta được: 1= ^2 1000 =22 phút

1,512.60

Thay gia tri cua T_, vào công thức (2.5) ta tính được: z=0,52;

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

[F]= 1035 1148 1,25./0,52

Thay các giá trị vào công thức (2.3) ta tính được:

_ 1148

đứt” 9 13/1000+ 108.0,03

Từ đó QO, =min(O,,,.0,.Om)= Ong = 77.29 T

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

— 8,8 = 84,977

ngay dém

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

một chuyến

Căn cứ vào sức kéo của đầu tàu và loại goòng đã chọn ta xác định

được số goòng cho một đoàn tàu (N) :

ya Qu

G+G, Trong đó :

G, - Trọng lượng goong , G,= 1,183 tan;

goong (2.7)

G - Trọng lượng hàng, G = k.V.1⁄, tan;

k - Hệ số chứa đầy goòng, k = 0,95; V - Dung tích goòng, V = 3 mỶ;

Trang 27

+y _ 2,84

kạ - Hệ sô nở rời của đât đá, kạ= 2;

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

7

Thay các giả trị vào công thức (2.7) ta tính được: —— 17,29

_4,05+1/183

Trọng lượng hàng một chuyến mà đầu tàu kéo được (không tính

trong luong cua goong) :

Q, = N.G = 15.4,05 = 60,75 tan

° Sản lượng vận tải của đoàn tàu trong một ngày đêm

Sản lượng mà một đoàn tàu vận tải được trong một ngày đêm được

=14,8 ta lấy N = 15 gng

tính bằng công thức:

Qne-a =O.n , tan (2.8)

Trong đó:

Q,,-4 - Sản lượng vận tải của một đoàn tàu trong một ngày đêm;

O, - Trọng lượng hàng một chuyến mà đầu tàu kéo được (khơng tính trọng lượng goòng);

n - Số chuyến tàu trong một ngày đêm;

Tàn ,

n=_"#"“ chuyến; (2.9)

lc

T„ ¿ - Thời gian hoạt động của tàu trong một ngày đêm, thông

thường từ 18 giờ đến 24 giờ, ta lấy 7„_„ = 21 giờ = 1260 phút

7, - Thời gian I chuyến

đụ, — la +t, +ty +6 phut (2.10)

t., - Thoi gian chuyén dng cua tau trong mét chuyén;

t= fy, 4 (2.11)

60 Vor Vien-t

L - Quang duong van tai L= 1000m;

Trang 28

;„ - Thời gian chất tải z,= 15 phúi;

t, - Thời gian dỡ tải z„= 10 phút;

ø - Thời gian đợi chất tải và tránh tàu ø = 20 phút;

Thay số vào công thức (2.11) ta tính được:

= (1008 + 100°) 0 oni 60 \1,512 1,89

Thay số vào công 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 l ngày đêm là:

n= 1260 ~19 chuyến 65

Thay số vào cơng thức (2.8) ta tính được :

Ono-a = 60,75.19 = 1155 tan

2.1.4.4 Yêu cầu sản lượng vận tải trong một ngày đêm của tuyến đường lò

Với yêu cầu về sản lượng thông qua của đường lò là 200000 tan/nam

ta xác định được yêu cầu về sản lượng thông qua tuyến đường lò trong một

ngày:

ng—a a2, tan/ ngay đêm (2.12)

Trong đó:

z - Hệ số vận tải khi khai thac a =1,35;

K - Hệ số tăng năng suất k= 1,15;

Q - Tông khối lượng vận chuyên qua đường lò trong l 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

"ed 300

Do Q,,.4<Q7 4 nén ta sé thiét kê đường lò với 2 đường xe sử

=1346 tan/ngay đêm

Trang 29

2.1.4.5 Xác định kích thước mặt cắt ngang đường lị Tìm đường lị KXKKXKKXKK xxx!) — — — — fo —— —.— 900 m n m ZKAKARKAKAA SE 7 ok, yyyyy ¬ >> x

Hình 2.4.Sơ đồ lựa chọn kích thước tiết điện sử dụng của đường lò

° Chiêu rộng đường lò

B=2.A+C+ 21m + 2m, + 2.n (m) (2.13)

Trong đó:

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

m;

C - Khoảng cách an toàn giữa 2 đường xe, C = 0,3m;

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

m¡= 0,35m;

m, - Khoảng cách an toàn giữa lỗi người đi lại và tường, m,=0,3m;

n - chiều rong 16i người đi lại, n = 0,6 m;

Ta có B=2.1,35 + 0,3 + 2.0,35 + 2.0,3 + 2.0,6 = 5,5 m, ° Chiếu cao đường lò

Chiều cao đường lò cần bảo đảm các kích thước sau

Trang 30

Trong đó:

J, - Chiều cao tường thắng đứng, đối với lò xuyên vỉa 2 đường xe

thường lấy từ 1,1 + 1,4m, ta lẫy ” = 1,2m

h, - Chiéu cao vom h, = R =_= 2 =2,75 m

=> A =1,24+ 2,75 =3,95 m

+ Chiêu cao đường lị phía người đi lại

A, = Hy +ha +h, (2.15)

Trong đó:

h„ - Chiêu cao lớp lát, h„ = 0,2 m;

Ay - Chiều dày tắm bê tông phủ rãnh nước, h„ =0,06m;

H, - Chiều cao tối thiểu lỗi người đi lại, H,= 1,8 m;

=> A, =0,2 +1,8 + 0,05= 2,06 m

° Diện tích sử dụng của đường lò

Sea = 5 aR? h,.B = 0.218 +1,2.5,5=18,5 m’

Trang 31

2.1.5.Kiêm tra diện tích sử dụng đường lị theo điều kiện thơng gió

2.1.3.1.Lưu lượng gio dam bảo cho khai thác

Lưu lượng gió cần thiết cho khai thác được xác định trên cơ sở sản

lượng thông qua của đường lò và độ xuất khí của mỏ than

9-4" m°/ phút (2.16)

Trong đó:

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

Q - Sản lượng gió cần thiết cho một tấn than với mỏ thuộc hạng 2 về

khí và bụi nỗ thì q = 1,25 mˆ/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.Téc d6 gid cho phép

Tốc độ gió cho phép trong đường lò để đảm bảo các phương tiện lưu

thông được thuận tiện và không phát sinh bụi

=1250 m/phút

Tốc độ gió trong đường lò phải đảm bảo:

Vain <V <Vinax Trong đó:

V.„ - Tốc độ gió tối thiểu trong đường lò, V „ =0,3 m⁄s;

V - Tốc độ gió tỗi đa trong đường lò, V„ =8 m⁄s; V - Tốc độ gió trung bình trong đường lị;

— Q 1250

—Š„60 18,5.60

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

=1,13m/s

Như vậy qua các yêu câu trên ta chọn đường lò có tiết diện ngang là hình vòm tường thắng, chiều rộng B = 5,5 m chiều cao tường h,= 1,2 m

chiều cao vòm h,= 2,75 m diện tích sử dụng đường lị S „= 18,5m”

2.2.Tính toán kết cầu chống giữ

2.2.1 Lựa chọn sơ bộ kết cấu chống

Trang 32

Tính chất cơ lý của đất đá xung quanh đường lò, 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 có, dễ tìm kiếm, dễ vận chuyền

Đơn giản, dễ thi cơng

Lị xun vỉa mức -250 khu Đông được thiết kế phục vụ cho công

tác vận chuyển khoảng sản, thiết bị, máy móc, thời gian tồn tại là 12 năm

Với điều kiện địa chất cơng trình, địa chất thuỷ văn đã mô tả ở chương 1,

lựa chọn kết cấu chống cho công trình là neo chất dẻo cốt thép kết hợp bê tông phun Ưu điểm của neo chất dẻo cốt thép:

+Lắp đặt dễ dàng và là kết câu chống có hiệu quả cao tương ứng với

tuôi thọ lâu bên ,

+ Neo chat deo co kha nang mang tải cao trong điêu kiện đá trung binh va cing, co kha nang mang tai ngay sau khi lap dat (thoi gian dong ket

cua chat dẻo rât ngăn) -

+ Nêu sử dụng chât dẻo đông kêt nhanh tại đáy lơ khoan, có thê áp dụng biện pháp ứng suât trước đôi với loại neo dính kêt trên tồn bộ chiêu

dai than neo ;

2.2.2 Xác định kích thước tiêt diện đào

Tiết diện khai đào của đường lò được xác định bằng các kích thước tiết diện sử dụng cộng với kích thước kết cấu chống

Đường lò được chống bằng neo bê tông phun thì khi tiến hành khoan nỗ mìn ta phải đào mở rộng thêm đường lò: Bạ= B + 2.I k

Trong đó :

B - Chiều rộng đường lò, B = 5,5 m;

1, - Chiều dài phần đuôi neo nhô vào trong lò, l„ = 0,1m;

Chiều rộng đường lò khi đào là: Bạ = 5,5+ 2.0,1 = 5,7 m; Bán kính của vòm 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

Trang 33

2.2.3 Tính toún dp lực

Đoạn lò cân thiết kế đào qua lớp đá cát kết có hệ số kiên có f= 6+8

Để đảm bảo an tồn cho cơng tác tính tốn áp lực đất đá và tính tốn kết

cầu chống giữ cho đường lò sau này ta lẫy giá trị hệ số kiên cỗ của đá f= 6

để tính tốn áp lực của đất đá lên kết câu chỗng

Ap lực đất đá tác dụng lên kết cầu chống được xác định theo giả thiết

về vòm áp lực của Protodiakonov — Tximbarevich

k TT” cm TS bị “ | ¬ La | `h 1 V⁄⁄ ⁄ | NI ` \ ⁄/⁄⁄ | \» NY (⁄“z | ` > U4 /) | NAY Ys Lv lI x | ` ý ro V⁄ | N / V | ỳ Vv | Y 45°+@/2 / Y | y`N4g¬ạI 2 N _ f | ¬ 2a = 5700 J 2a: NI

Hình 2.6 Sơ đồ tính toán áp lực theo Tximbarevich

Theo G.S Tximbarevich, sau khi khai đào hai bên sườn khoảng trống

cũng có thể bị sụt lở, khi đó chiều rộng của vòm phá hủy nóc sẽ là 2a¡ và

được xác định theo công thức:

a=a+ Hse =?) ,m (2.17)

Trong đó :

B, - Chiều rộng bên ngoài vỏ chống , B „=5,7 m;

` ; B

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

Trang 34

Thay số vào công thức (2.17) ta được: 90— =) =3,2m

a, =2,85 + 405/4)

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

bị =L=°ˆ =0,54m f 6

2.2.3.1.Áp lực nóc

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

q„ =7.b.k = 2,84.0,54.1,5=2,3 (T/m) (2.18) Trong do:

y - Khối lượng thê tích đất đá ,y = 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

chống

qe qs

Qa qe

Hình 2.7 Sơ đồ tính áp lực sườn theo GS Tximbarevich

Khi đất đá ở nóc và hông là như nhau thì biểu đồ phân bố áp lực

sườn có dạng hình thang với:

Trang 35

Áp lực sườn tại nén cong trinh : g,, = v.(b, + Hy w'(;#) ,„ lim

Áp lực sườn tập trung tác dụng lên khung chống :

đạ †đ;; _ 7 ›( 90—øØ = =+(2.b,+H,).t , T/m qs 2 2t ¡+ Hạ)dg 5 Với vy =2,84T /m’ , H ,=4,05m, b,=0,54m, g =80° _ 2,84 90° — = 2 5 (2.0,54+ +0s0e | =0,067/m § 2.2.3.3 Áp lực nên b: Had | | | | | | | | | | | | | N + † T T E T T + + Xo a \ 2a J KR N 2a, Ĩ N

Hình 2.8 Sơ đồ tính áp lực nền theo GS Tximbarevich

Áp lực nền được tính dựa vào giả thuyết Tximbarevich: Trong đó:

Ø - góc nội ma sát, Ø = 80°: AQ - Luc day ngang, T/m;

AQ = 0., ~ Ona

(2.20)

Trang 36

2 x 90— đa -Í2 +74 Ha) |e 5 ° (2.21) 2 0 0,4 = 1g [ate 2 2 - 3 (2.22) Trong đó:

xe - Chiều sâu tác dung cua ap luc nén, m;

y - Khéi luong thé tich dat d4 bot két, y = 2,84 T/m’;

Thay (2.21), (2.22) vào (2.20) ta được:

AO = yb, + Hạ dante’ * — ° + I(#:°) — z(*z°)| (2.23)

2 2 2 2

Khi cân bằng: Qa = Qia ta có:

(6, + Ha ye =) (0,544 409)'(5 5 °

xX =

° 1—/g1|==# ( 2 90-9\ _ 1—/ | 2 „(90 — 80

Thay xo vào công thức ( 2.23) ta được: A@O= 0,0003 T/m Thay kết quả trên vào công thức ( 2.19) ta được:

Q,= AogL h9) = 0,0003.9{ ~80 = 0,0003m 3.107 T/m

Sau khi tính tốn ta thấy áp lực nền rất nhỏ có thể bỏ qua

2.2.4 Tính tốn két cau chong, hé chiéu chong

2.2.4.1.Chiéu dai cia neo

Chiều dài neo tính theo nguyên lý treo được 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 nỗ mìn

L„=b,+L5!l + ,m (2.24)

Trong đó:

l - Chiều dài phan đuôi neo nhô vào trong lò, chọn ly = 0,1 m; I„ - Chiều dài khóa neo,chọn l„= 0,4 m;

b, - Chiều cao vòm phá huỷ, b = 0,54m;

1,5 - Hệ số dự trữ bên;

Trang 37

L„ =0,54 +1,5.0,4 + 0,1 = 1,24m

Đề đảm bảo khả năng mang tải của neo và tiện cho việc tính toán ta

chọn Z,=1,5 m

2.2.4.2 Khả năng mang tải của neo

° Tính theo khả năng chịu tải của cốt neo

Py = RF Ky 9 7 (2.25)

Trong đó :

2

F, - Tiết diện thanh cốt neo, = 3,14.10'm;

¢ - Duong kính thanh cốt neo, ø = 0,02m;

R¿ - Giới hạn bên kéo của vật liệu làm neo, với thép AI(CTS) thì:

R¿ = 270 Mpa = 270.10” T/m”

ky, - Hệ số làm việc của thanh neo, kạ = 0,9;

—= P„ại =3,14.10.270.107.0,9 = 7,6 T

e Tinh theo lực bám dính của cốt neo với chất dẻo

Đ›=7.d„.r„Ä1,.k,.k„„, T (2.26)

Trong đó :

dạ - Đường kính cốt thép, dạ = 0,02m;

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

1, - Chiều dài phần khoá neo, l„ = 0,4 m;

k, - Hé số điều chỉnh chiều dài khoá neo, kạ = 0,55;

k„ - Hệ số tính kế đến điều kiện làm việc của khóa neo,kị„; = 0,8;

Thay số vào (2.26):

P„ = Z.0,02 730.0,4.0,55.0,8 = 8,07 T

° Tính theo lực bám dính của chất kết dính với thành lỗ khoan

P„= z.d„.7„ 1k, k,„,T (2.27)

Trong đó :

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

Trang 38

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

k; - Hệ số điều chỉnh chiêu dài khoá neo, ky = 0,55;

kwz - Hệ số tinh ké đến điều kiện làm việc của khóa neo,kị„; = 0,8;

Thay số vào (2.27) có:

P; = z 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 do dé

tính tốn Cụ thể tính tốn ở trên thiết kế chon ra duoc P, = P,3 = 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 vòm của đường lò lấy theo trị số nhỏ nhất trong các điều kiện

sau:

e Theo diéu kién tao thanh vom sap lở P

a, =l,- “1 (1, + b);m (2.28)

Trong đó :

1,- chiéu dai neo, l„= 1,5 m;

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

k;- hệ sô phụ thuộc vào hình dạng và độ ổn định của đường hầm

thong thuong k,= 0,2 +0,3 , ta chon k,= 0,3;

C - Lực dính của đất trong vùng phá hoại được xác định bằng thực nghiệm Đề tính tốn sơ bộ có thể lẫy theo công thức sau: C=3.f = 3.6 = 18;

P„- áp lực thắng đứng tiêu chuẩn, Ð, = ö,.y = 0,54.2,84= 1,54 Tím”;

Thay số vào cơng thức ta tính được: 0,3.1,54

18

a=1,5- (1,5 +5,7)=1,3m

e Theo độ ôn định của đa giữa các Vì neo

a,= 3P, 3 \L44 1¬ (2.29)

° Theo độ bên gia cô của neo

a,= |! = \ 232 19 P.k,¿ \1,54.13 (2.30)

Trang 39

Do chiều cao của đường lò = 4,05m < 6m nên khoảng cách giữa các neo ở phần tường hầm được lấy bằng khoảng cách giữa các neo ở phan

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

Dé tiện cho việc thi công và tăng độ ồn định cho kết cầu chống ta lấy

khoảng cách giữa các neo trong Ì vòng = Im và khoảng cách giữa các vòng

neo = 0,9m

2.2.4.5.Tính lượng neo cho một vòng chồng

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

Ny= & 41 (2.31)

a

Trong đó :

C, - Chu vi cua nwa vom, C, = 2 B/2 =z 5,62/2 = 8,82 m;

an - Khoảng cách giữa các thanh neo trong | vong, a, = 1m; 8,82

Thay số ta được : Nv = + 1 =9,92 neo/vong; Chon số neo trong một vòng chống là 10 neo/vòng 2.2.4.6 Tính chiếu dày bê tơng phun

P,

mR,

Dnt = K.a ;m (2.32)

Trong do :

a - Khoang cach giita cac neo trong 1 vong, a = 1m;

k - Hệ số khi sử dụng bê tông phun kết hợp với neo, k = 0,25;

m - Hệ số làm việc của neo và bê tông phun, m = 0,75;

P, - Tải trọng thắng đứng ở đỉnh vòm,

P =b,.y =0,54.2,84 =1,54T/m”;

R, - Giới hạn bền kéo của bê tông phun, #, = 1,5., của bê tông

thường, đối với bê téng mac 300 thi R, = 150 T/m*, R, = 225 T/m”;

Thay số vào công thitc (2.32) ta tinh duge d,,,= 0,023m = 2,3cm Dé

Trang 40

Tấm đệm

100x100x5

F cu M20x25 Cốt thép neo xoắn Chất dẻo

1500 1600 Hình 2.9 Mặt cắt lỗ neo 1000 eT QO we aa | TT ¬" Ss Ss ` Qo ive) So wv § , \ = ! ' N: : ; ' LỒN : i aS i \ LÊ ¡ | TIM ^ <x<x xxx, sv AXKN, 3 A $ 2 5500 pe - 5700 ` J s

Hình 2.10 Mặt cắt ngang đường lò khi đóng neo

—_———_-_- _—-—-——=m ẽ “CC ——

70% 70% 70°% 70°

TESA ESS SSIS LY NESS NENTS RTRSY NY MES IS MAS SESS IES 85 SESS ITER UII

§ o o a a o a o a a a a a o a o a Lo] a o a o a Š 4050 3 o a a o a a o o a o a o o a o Lo} a o a a o ) / 3 a o o o o a a a a o oa a o a o oa a a o o a o # 5 o te l / Mức đường sũt Nx

Đoạn chưa phun BT Đoạn phun BT hoản thiện

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