Đồ án môn Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ: Xây dựng Giếng Đứng

MỤC LỤC Chương 1: Thiết kế kỹ thuật giếng đứng 3 1.1, Những yêu cầu cơ bản của thiết kế kỹ thuật giếng đứng 3 1.2, Lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang và kết cấu chống giữ giếng đứng. 3 1.3, Lựa chọn cốt giếng đứng 4 1.4, Thiết kế mặt cắt ngang giếng đứng 4 1.5, Lựa chọn cổ giếng 5 1.6, Mô tả phần đáy giếng 5 Chương 3: Lựa chọn công nghệ xây dựng giếng đứng 5 3.1 Mô tả các sơ đồ khả thi xây dựng giếng đứng. 5 3.2. Lựa chọn sơ đồ công nghệ xây dựng giếng đứng. 7 3.3. Mô tả bản chất sơ đồ công nghệ xây dựng giếng đứng đã chọn 8 Chương 4: Thiết kế và tính toán công tác khoan nổ mìn thi công giếng đứng 8 4.1, Một số vấn đề thiết kế tổng quan 8 4.2, Lựa chọn thuốc nổ 9 4.3, Lựa chọn phương tiện nổ 10 4.4, Tính chiều sâu lỗ khoan 11 4.5, Tính chi phí thuốc nổ và lượng thuốc nổ trong một lỗ mìn 12 4.6, Tính số lượng lỗ khoan trên gương 13 4.7, Chọn đường kính lỗ khoan: 13 4.8, Thiết kế sơ đồ bố trí các lỗ mìn trên gương và hộ chiếu khoan nổ mìn 13 4.9, Lựa chọn thiết bị khoan 18 4.10 Mô tả các công tác chính trong công nghệ khoan nổ mìn thi công giếng đứng (phương pháp khoan nổ mìn định vị và khoan các lỗ khoan trên gương, nạp và nổ mìn...) 18 Chương 5: Thiết kế công tác thông gió, đưa gương vào trạng thái an toàn và xúc bốc đất đá 19 Khái quát chung: 19 5.1, Thiết kế tính toán thông gió cho giếng đứng 19 5.2, Thiết kế công tác đưa gương vào trạng thái an toàn 21 5.3, Thiết kế công tác xúc bốc đất đá: 22 Chương 6: Công tác trục tải, thoát nước,chiếu sáng và cung cấp khí nén 25 6.1 Công tác trục tải 25 6.2 Thiết kế công tác thoát nước. 25 6.3 Thiết kế công tác chiếu sáng. 25 6.4 Thiết kế cung cấp khí nén cho các thiết bị thi công giếng đứng. 25 Chương 8: Thiết kế tổ chức thi công giếng đứng 26 8.1, Thành lập biểu đồ tổ chức chu kì đào giếng 26

MỤC LỤC

Chương 1: Thiết kế kỹ thuật giếng đứng 3

1.1, Những yêu cầu cơ bản của thiết kế kỹ thuật giếng đứng 3

1.2, Lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang và kết cấu chống giữ giếng đứng 3

1.3, Lựa chọn cốt giếng đứng 4

1.4, Thiết kế mặt cắt ngang giếng đứng 4

1.5, Lựa chọn cổ giếng 5

1.6, Mô tả phần đáy giếng 5

Chương 3: Lựa chọn công nghệ xây dựng giếng đứng 5

3.1 Mô tả các sơ đồ khả thi xây dựng giếng đứng 5

3.2 Lựa chọn sơ đồ công nghệ xây dựng giếng đứng 7

3.3 Mô tả bản chất sơ đồ công nghệ xây dựng giếng đứng đã chọn 8

Chương 4: Thiết kế và tính toán công tác khoan nổ mìn thi công giếng đứng 8

4.1, Một số vấn đề thiết kế tổng quan 8

4.2, Lựa chọn thuốc nổ 9

4.3, Lựa chọn phương tiện nổ 10

4.4, Tính chiều sâu lỗ khoan 11

4.5, Tính chi phí thuốc nổ và lượng thuốc nổ trong một lỗ mìn 12

4.6, Tính số lượng lỗ khoan trên gương 13

4.7, Chọn đường kính lỗ khoan: 13

4.8, Thiết kế sơ đồ bố trí các lỗ mìn trên gương và hộ chiếu khoan nổ mìn 13

4.9, Lựa chọn thiết bị khoan 18

4.10 Mô tả các công tác chính trong công nghệ khoan nổ mìn thi công giếng đứng (phương pháp khoan nổ mìn định vị và khoan các lỗ khoan trên gương, nạp và nổ mìn ) 18

Chương 5: Thiết kế công tác thông gió, đưa gương vào trạng thái an toàn và xúc bốc

đất đá 19

Khái quát chung: 19

5.1, Thiết kế tính toán thông gió cho giếng đứng 19

5.2, Thiết kế công tác đưa gương vào trạng thái an toàn 21

5.3, Thiết kế công tác xúc bốc đất đá: 22

Chương 6: Công tác trục tải, thoát nước,chiếu sáng và cung cấp khí nén 25

6.1 Công tác trục tải 25

6.2 Thiết kế công tác thoát nước 25

6.3 Thiết kế công tác chiếu sáng 25

6.4 Thiết kế cung cấp khí nén cho các thiết bị thi công giếng đứng 25

Chương 8: Thiết kế tổ chức thi công giếng đứng 26

8.1, Thành lập biểu đồ tổ chức chu kì đào giếng 26

Chương 1: Thiết kế kỹ thuật giếng đứng

1.1, Những yêu cầu cơ bản của thiết kế kỹ thuật giếng đứng

* Đại cương về giếng đứng

Giếng đứng là công trình ngầm (CTN) thẳng đứng có độ sâu lớn hơn nhiều lần

so với kích thước mặt cắt ngang, giếng đứng có thể có lối thông trực tiếp hoặc không trực tiếp so với mặt đất

Thông thường, giếng đứng được sử dụng để làm lối thông tổ hợp CTN với mặt đất hoặc với một mức sử dụng thấp hơn (hoặc cao hơn) để thỏa mãn nhiều công dụng khác nhau trong thời gian chuẩn bị xây dựng và khai thác tổ hợp CTN

Giếng đứng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực:

+ Phục vụ khai thác khoáng sản (giếng chính, giếng phụ, giếng gió…)

+ Phục vụ cho công tác thăm dò địa chất (giếng thăm dò)

+ Phục vụ cho công tác điều áp trong các nhà máy thủy điện ngầm (giếng điều áp)

+ Phục vụ cho công tác thông gió trong thời gian sử dụng các công trình ngầm giao thông có chiều dài lớn (giếng thông gió)

* Những yêu cầu cơ bản thiết kế kỹ thuật giếng đứng

- Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật (thực hiện chức năng điều áp)

- Đảm bảo tuân thủ đầy đủ các quy phạm của Bộ Xây Dựng

- Đảm bảo về khả năng thi công

- Đảm bảo về độ bền và tuổi thọ của công trình

- Đảm bảo về các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

- Giảm thiểu lãng phí nhân công, vật tư một cách tối đa

- Đảm bảo an toàn lao động trong suốt thời gian thi công và cả thời gian sử dụng

1.2, Lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang và kết cấu chống giữ giếng đứng.

* Tùy thuộc vào điều kiện địa chất, điều kiện địa chất thủy văn, tính chất cơ lý của các lớp đất đá mà giếng đào qua, thời gian tồn tại, chiều sâu và công dụng của giếng, tính chất vật liệu và kết cấu chống mà giếng đứng có hình dạng, kích thước khác nhau: hìnhtròn; hình chữ nhật; hình tang trống; hình elip…

- Trong các loại mặt cắt trên:

+ Giếng có mặt cắt ngang hình tròn chịu áp lực của đất đá tốt hơn và hệ số sức cản khí động học nhỏ hon với tuổi thọ của giếng trên 15 năm

+ Giếng có mặt cắt ngang hình chữ nhật áp dụng có lợi trong đất đá cứng trung bình với tuổi thọ tối đa của giếng là 15 năm

+ Giếng có mặt cắt ngang hình chữ nhật với bốn cạnh lồi, hình elip và hình tang trống chỉ áp dụng trong trường hợp phục hồi hoặc mở rộng giếng

=> Đối với giếng điều áp, ta lựa chọn mặt cắt ngang hình tròn

* Lựa chọn vật liệu chống giữ:

Với lượng nước chảy vào giếng là 3m3/h, ta chọn vật liệu chống giữ là bê tông liền khối, chống tạm bằng thép lòng máng dạng vòm linh hoạt giữa các khớp và vòm chống

Ngoài ra có thể sử dụng kết cấu chống bằng neo kếp hợp bê tông phun để chốngtạm hoặc chống cố định Đây là loạt kết cấu chống tạm có hiệu quả hơn so với các loại kết cấu khác do đặc tính trám các vết nứt và bảo vệ tạm thời mặt lộ công trình sau khi khai đào, tạo được vỏ chống nhân tạo xung quanh biên công trình ngầm, khả năng cơ giới cao

=> Theo đề bài, ta lựa chọn kết cấu chống tạm bằng vì neo kết hợp bê tông phun,

chống cố định bằng bê tông cốt thép 0,4cm với thép ϕ22

1.3, Lựa chọn cốt giếng đứng

Chỉ khi xây dựng các giếng mỏ phục vụ khai thác khoáng sản có chức năng trục tải mới cần đặt cốt giếng

Đối với giếng điều áp được xây dựng với mục đích điều áp, điều hòa năng

lượng nước khi đóng mở cửa van nhằm làm cho áp lực dòng nước tăng giảm từ từ

tránh hiện tượng sôi thủy lực làm ăn mòn cánh tuabin hoặc va đập gãy cánh tuabin

Vì vậy, khi xây dựng giếng điền áp không cần đặt cốt giếng

1.4, Thiết kế mặt cắt ngang giếng đứng

Theo đề bài đưa ra, mặt cắt ngang của giếng được biểu diễn như hình vẽ sau

1.5, Lựa chọn cổ giếng

Cổ giếng là phần trên cùng của giếng, được đào trực tiếp từ mặt đất Do giếng điều áp không có cổ giếng hoặc nếu có thì cổ giếng cũng đơn giản nên ta chọn kết cấu

cổ giếng dạng 1 vành, với dạng vành là vành đế 2 mặt nón

1.6, Mô tả phần đáy giếng

Giếng điều áp không có đáy mà được thông với hầm dẫn nước ở phía dưới

Chương 3: Lựa chọn công nghệ xây dựng giếng đứng

3.1 Mô tả các sơ đồ khả thi xây dựng giếng đứng.

Sơ đồ công nghệ là sự phối hợp giữa các yếu tố kỹ thuật, trang thiết bị của các nhóm công tác nhằm tiến hành thi công xây dựng giếng một cách hiệu quả

Dựa vào trình tự thực hiện hai công tác chủ yếu của một chu kỳ đào giếng là công tác bốc xúc đất đá và xây dựng vỏ chống cố định người ta chia ra:

+ Sơ đồ nối tiếp

+ Sơ đồ song song

+ Sơ đồ phối hợp

3.1.1 Sơ đồ thi công nối tiếp:

Đây là sơ đồ mà công tác đào phá đất đá và chống tạm thời với công tác thi

công vỏ chống cố định được hoàn thành nối tiếp nhau trong cùng một khâu Theo sơ đồnày người ta đào đất đá, chống tạm thời ở gương giếng theo chiều từ trên xuống dưới cho đến hết chiều cao 1 khâu và đào quá một đoạn giếng (khoảng một tiến độ) hoặc đào thêm một đoạn 4  5m thì gương dừng lại mà không bốc xúc đất đá, đào vành đế

đỡ, lắp cốp pha đổ bê tông vành đế, sau đó tiếp tục đổ vỏ chống cố định theo chiều từ dưới lên trên cho đến vành đế đỡ bên trên và tiếp tục quay lại thi công khâu tiếp theo với trình tự như trên

* Ưu điểm: Tổ chức công tác đơn giản, yêu cầu về trang thiết bị đào giếng là nhỏ nhất

* Nhược điểm:

- Tốc độ đào giếng không cao

- Độ tin cậy của vỏ chống tạm thời không cao

- Luôn luôn có thời gian chuyển tiếp từ đào chống tạm sang chống cố định và ngược lại

* Điều kiện áp dụng:

Sơ đồ này ít được áp dụng, thường chỉ được sử dụng đào cổ giếng, đào các giếng qua đất mềm yếu, không ổn định ngậm nước có sử dụng các phương pháp đặc biệt, đào các giếng có chiều sâu đến 100m, chủ yếu là trong giao thông ngầm của thành phố

3.1.2 Sơ đồ thi công song song

Ở sơ đồ này, giếng cũng được chia thành từng khâu, công tác đào phá đất đá, chống tạm thời với công tác chống cố định được tiến hành đồng thời ở 2 khâu liền kề (hoặc cách nhau 1 khoảng bằng chiều cao 1 khâu) Khi đào giếng theo sơ đồ song song,

để đảm bảo cho công tác đào chống giếng thực hiện nhịp nhàng và đều đặn, tiến độ ở

cả hai khâu trên và dưới phải bằng nhau

Sơ đồ thi công song song có 2 phương án đào: đào song song với vỏ chống tạm thời và đào song song với vỏ bảo hiểm

* Đào giếng song song với vỏ chống tạm thời

Theo sơ đồ này, công tác đào, chống tạm thời (gỗ, khung thép hoặc kết hợp bê tông phun) tiến hành theo chiều từ trên xuống dưới, chống cố định bằng bê tông, bê tông cốt thép liền khối sử dụng ván khuôn di động tiến hành từ dưới lên trên

- Ưu điểm:

+ Các công tác đào bốc đất đá và xây dựng vỏ chống cố định được phối hợp với nhau

do đó có thể tăng tốc độ lên 20-25% so với sơ đồ nối tiếp

- Nhược điểm:

+ Tổ chức công tác phức tạp

+ Nguy cơ mất an toàn do đồng thời thi công ở 2 cao độ giếng

+ Phải có 2 thiết bị trục

+ Độ tin cậy của vỏ chống tạm thời không cao, tốn công lắp dựng và tháo dỡ

+ Vốn đầu tư ban đầu lớn

- Điều kiện áp dụng: Thường sử dụng để đào giếng có chiều sâu ≥ 450m, đường kính ≥4,5m Tốc độ đào giếng có thể đạt 200m/tháng

* Đào giếng song song với vỏ bảo hiểm:

Theo sơ đồ này, công việc đào phá đất đá và chống cố định được tiến hành đồngthời theo chiều từ trên xuống, nhưng phải dùng vỏ bảo hiểm Vỏ bảo hiểm đóng vai trò

là vỏ chống tạm cho đoạn giếng gần gương Vỏ bảo hiểm có đường kính nhỏ hơn

đường kính đào của giếng khoảng từ 0,2 ÷ 0,6m, chiều cao từ 15 ÷ 25m và được treo bằng các dây cáp dòng từ trên mặt đất hoặc từ sàn treo xuống, chiều cao của vỏ bảo hiểm được lựa chọn phụ thuộc vào chiều cao của khâu giếng và để đảm bảo an toàn khitiến hành công tác nổ mìn

- Ưu điểm

+ Độc lập hoàn toàn cho các công tác đào phá đất đá và dựng vỏ chống cố định

+ Mức độ an toàn cao, giảm số lượng các công tác phụ, bảo đảm mức độ cơ giới hóa cao

3.1.3 Sơ đồ thi công phối hợp

Với sơ đồ này, các công tác đào bốc đất đá và xây dựng vỏ chống cố định được hoàn thành nối tiếp hoặc phối hợp từng phần với nhau trong 1 tiến độ với chiều cao từ 3÷5m Ở đây, khi đào giếng không sử dụng kết cấu chống tạm thời, còn vỏ chống cố định được đổ ngay trong mỗi chu kỳ nhờ sử dụng cốp pha di động,

- Ưu điểm:

+ Có thể đơn giản hóa việc tổ chức công tác và nâng cao tính an toàn

+ Bảo đảm cơ khí hóa cao, đơn giản hóa việc trang bị cho giếng

3.2 Lựa chọn sơ đồ công nghệ xây dựng giếng đứng.

Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ thi công giếng đứng được tiến hành trên cơ sở sosánh các phương án kỹ thuật khác nhau theo các đại lượng chi phí thời gian và các thiết

bị để xây dựng giếng đứng

Đối với mỗi sơ đồ sẽ có các công thức tính toán khác nhau để tính toán thời giantrực tiếp thi công

Trên thực tế, người ta thường sử dụng sơ đồ công nghệ phối hợp với một tổ hợp

cơ giới hóa các quá trình công nghệ xây dựng chính Tuy nhiên tại những độ sâu lớn của giếng đứng (800÷1500m) và trong môi trường đất đá tương đối bền vững nên sử dụng sơ đồ công nghệ song song với khiên đào, vỏ bảo vệ Riêng đối với các giếng đứng có độ sâu nhỏ hơn 100m, có thể sử dụng sơ đồ đào nối tiếp

=> Ta lựa chọn sơ đồ phối hợp nối tiếp

3.3 Mô tả bản chất sơ đồ công nghệ xây dựng giếng đứng đã chọn

Bản chất của sơ đồ đào giếng phối hợp nối tiếp:

- Ở sơ đồ này, công tác đào bốc đất đá và xây dựng vỏ chống cố định được hoàn thành nối tiếp hoặc phối hợp từng phần với nhau trong một tiến độ đào 2,35m

- Khi đào giếng không sử dụng kết cấu chống tạm, vỏ chống cố định được đổ ngay trong mỗi chu kỳ nhờ sử dụng cốp pha di động

- Trong thực tế khi sử dụng sơ đồ phối hợp nối tiếp, sau khi nổ mìn người ta chỉ xúc bốc khoảng 60÷70% lượng đất đá nổ ra khỏi gương, sau đó san gạt mặt gương để hạ cốp pha di động tiến hành xây dựng vỏ chống cố định bằng bê tông cốt thép có sử dụngphụ gia đông cứng nhanh

- Phần đất đá còn lại sẽ được bốc xúc ngay sau khi thi công phần vỏ chống cố định của

1 tiến độ Phần đất đá này để lại làm lớp đệm cho cốp pha di động, tạo khoảng cách giữa gương đào với vỏ chống cố định để tránh nứt nẻ vỏ chống khi nổ mìn Đồng thời khoảng thời gian xúc bốc lượng đất đá còn lại cũng đủ để bê tông của vỏ chống cố định

có đủ thời gian ninh kết rắn chắc

Chương 4: Thiết kế và tính toán công tác khoan nổ

mìn thi công giếng đứng

4.1, Một số vấn đề thiết kế tổng quan

Sau khi hoàn thành công đoạn khoan doa mở rộng, ta tiến hành công tác khoan

nổ mìn Thời gian hoàn thành công tác khoan nổ mìn thường chiếm từ 20-25% thời gian chu kỳ đào giếng Tổ hợp các công tác khoan nổ mìn thi công giếng đứng bao gồm:

+ Công tác khoan các lỗ

+ Công tác nạp mìn

+ Công tác nổ mìn

+ Công tác thông gió sau nổ mìn

Các yêu cầu đối với công tác khoan nổ mìn:

+ Tạo tiết diện mặt cắt ngang giếng đứng theo yêu cầu của thiết kế về hình dạng

và kích thước

+ Cỡ hạt đất đá đều đặn, không có đá quá cỡ

+ Tạo điều kiện thuận lợi cho công tác xúc bốc

+ Giảm tối đa chi phí khoan

+ Nâng cao hệ số sử dụng lỗ mìn

Căn cứ vào các điều kiện địa chất, địa chất công trình và đường kính đào của giếng điều áp là 12m, ta chọn phương án thi công theo sơ đồ nối tiếp toàn phần, công tác đào

và gia cố tạm thời theo hướng từ trên xuống dưới, phương pháp này có ưu điểm:

+ Tốc độ đào giếng nhanh

+ Công tác phá đá bằng khoan nổ mìn đạt hiệu quả

+ Công tác xúc bốc và vận chuyển đất đá đơn giản

+ Công tác thoát nước và thông gió đơn giản

Khi đào các giếng trong đá rắn cứng không nguy hiểm về khí và bụi nổ cần sử dụng thuốc nổ có sức công phá mạnh như AH-1, P113, PM3151

Nếu trong giếng có lượng nước ngầm lớn phải dùng thuốc nổ chịu nước như cácloại thuốc nổ nhũ tương, hoặc có các biện pháp cách nước cho thuốc nổ

Lựa chọn thuốc nổ dựa vào 3 tiêu chí:

2200÷3200

3200÷4000

4000÷5000Hoặc cao hơn

Sử dụng loại thuốc nổ P113 đường kính 32mm, do công ty TNHH MTV cơ khí – hóa chất 13 (Tổng công ty công nghiệp hóa chất Mỏ) sản xuất Đây là loại thuốc nổ chất lượng cao, chịu nước tốt, ít độc hại và không gây ô nhiễm môi trường, an toàn trong bảo quản, vận chuyển và sử dụng Thuốc nổ P113 có thông số kỹ thuật như sau:

STT Thông số kỹ thuật Trị số

1 Sức công nổ P, cm3 320÷330

2 Đường kính thỏi thuốc,mm 32

3 Chiều dài thỏi thuốc, mm 220

4 Trọng lượng một gói

5 Tỷ trọng thuốc nổ, g/cm3 1,1÷1,25

7 Khả năng chịu nước, giờ ≥12

8 Thời gian bảo quản, tháng 6

4.3, Lựa chọn phương tiện nổ

Ta lựa chọn phương thức nổ sử dụng kíp điện vi sai Đây là loại kíp nổ mà kể từkhi có dòng điện chạy qua, kíp sẽ nổ sau thời gian tính bằng mili giây (ms) Thời gian

chậm nổ là do phía trước thuốc nổ nhóm 1 có chất cháy chậm vi sai Kíp điện vi sai được áp dụng rộng rãi ở mọi lĩnh vực nổ mìn, có thể sử dụng riêng phương pháp này hoặc kết hợp thêm với các phương tiện nổ khác Số kíp điện vi sai lấy theo thời gian chậm nổ khi có dòng điện chạy qua, thường là số 0:0ms, số 1: 25ms, số 2: 50ms, số 3:75ms, số 4: 100ms, số 5: 150ms, số 6: 200ms, số 7: 250ms Số vi sai được ghi trên tem gắn vào dây kíp, ghi ở vỏ hộp kíp và được dập số chìm ở đáy kíp.

Ta lựa chọn sử dụng kíp KVĐ-8Đ do công ty Z121 của Bộ Quốc Phòng sản xuất, so với các loại kíp được nhập khẩu từ Nga, Ấn Độ, Trung Quốc… đây là loại kíp

có giá thành rẻ hơn, chất lượng tương đối tốt, đáp ứng được yêu cầu phân đợt nổ các lỗ mìn trên gương nhằm tăng hiệu quả công tác khoan nổ mìn và giảm chấn động đến các khối đá xung quanh giếng

Tùy thuộc vào lượng chất cháy chậm, chỉ tiêu về thời gian chậm nổ của kíp điện

vi sai được tra theo bảng sau:

Bảng 4.3.a: Chỉ tiêu về thời gian chậm nổ của kíp điện vi sai theo số kíp

Thông số cơ bản của kíp điện vi sai KVĐ-8Đ

Bảng 4.3.b: Thông số cơ bản của kíp điện vi sai KVĐ-8Đ

4.4, Tính chiều sâu lỗ khoan

Chiều sâu lỗ mìn là 1 thông số quan trọng ảnh hưởng tới khối lượng công việc, chi phí nhân công cho tất cả các công việc trong 1 chu kỳ đào giếng

Chiều sâu lỗ mìn phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất đá, diện tích mặt cắt

ngang đào giếng, chủng loại thiết bị khoan, sơ đồ tổ chức công tác, tốc độ đào giếng

Chiều sâu lỗ mìn hợp lý là chiều sâu mà ứng với nó thì chi phí sức lao động thờigian và phương tiện đào 1m giếng là nhỏ nhất hay nói cách khác chọn được chiều sâu

lỗ mìn hợp lý sẽ góp phần làm tăng tốc độ đào giếng, tăng năng suất lao động và giảm giá thành xây dựng giếng.

Chiều sâu lỗ mìn < chiều sâu hợp lý thì hệ số sử dụng lỗ mìn sẽ tốt

Cơ sở để chọn chiều sâu lỗ mìn là diện tích mặt cắt ngang giếng Chiều sâu lỗ mìn (12÷

4.5, Tính chi phí thuốc nổ và lượng thuốc nổ trong một lỗ mìn

4.5.1, Lượng thuốc nổ đơn vị

Theo giáo sư N.M.POKROPXKI, lượng thuốc nổ đơn vị được tính toán như sau:

q = vc.q1.fc.e.kd

Trong đó:

q1 –Lượng thuốc nổ đơn vị tiêu chuẩn cần để đập vỡ 1m3 đá nguyên khối ở điều kiện

tiêu chuẩn Với đá có hệ số kiên cố f=6 Chọn q 1 = 0,1.f = 0.6 kg/m 3

fc – Hệ số cấu trúc của đá fc được lựa chọn theo bảng sau:

STT Đặc tính của đất đá Giá trị f c

1 Đất Đá dẻo, đàn hồi, có các lỗ rỗng nhỏ 2

2 Đất đá bị phong hóa, thế nằm không đều với các khe nứt nhỏ 1,4

3 Đất đá phân lớp kiểu diệp thạch với độ kiên cố thay đổi, hướng phân lớp vuông góc với hướng

các lỗ mìn

1,3

=> chọn f c =1,4

e – Hệ số xét tới sức công nổ, Đối với thuốc nổ P113, e = 380/320 = 1,1875

kd – Hệ số phụ thuộc vào đường kính thỏi thuốc, với thỏi thuốc d=32mm k d =32/32=1

vc–Hệ số ảnh hưởng của mức độ nén ép đất đá phụ thuộc vào số mặt tự do Đối với gương có hai mặt tự do, vc=1,2÷1,5 vì vậy chọn v c =1,2

-Thay các giá trị vào công thức tính chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị:

q = 1,2 0,6 1,4 1,1875 1 = 1,197 kg/m 3

4.5.2, Chi phí thuốc nổ tính toán

Là lượng thuốc nổ tiêu hao để nổ đồng thời thể tích đất đá ở gương ở 1 chu kì đào Q (kg) Chỉ tiêu thuốc nổ phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: tính chất cơ

lý của đất đá, trạng thái thế nằm của đất đá, khả năng công phá của thuốc nổ, vật liệu làm bua, diện tích gương giếng, chiều sâu lỗ mìn, kích thước thỏi mìn…

- Chi phí thuốc nổ được xác định theo công thức:

Qlt = q.Sđ.l, kg

Trong đó:

q – lượng thuốc nổ đơn vị, q = 1,197 kg/m 3

Sđ – diện tích gương đào của giếng

S g = πD g2

4 – π.d d2

4 = π4(122−2,42) = 108,52m 2

Dg – đường kính đào của giếng

dd – đường kính giếng dẫn hướng

l – chiều sâu lỗ mìn

Vậy Q lt = 1,197 108,52 2,35 = 305,26 kg

4.6, Tính số lượng lỗ khoan trên gương

Khi biết được trọng lượng, đường kính và chiều dài thỏi thuốc, theo giáo sư

POKROPXKI, ta có công thức sau :

N = q S g l t h

a m t h , lỗ

Trong đó:

q – lượng thuốc nổ đơn vị, q = 1,197 kg/m 3

Sg – diện tích gương đào giếng S g = 108,52 m 2

a – hệ số nạp mìn; a= 0,5 (f=6, đường kính thỏi thuốc d= 32mm nên ta chọn a= 0,5

theo bảng 4.7.a)

lth – chiều dài thỏi thuốc; l th = 0,22 m

mth – trọng lượng của thỏi thuốc, m th = 0,2kg

STT

Đườngkính baothuốc nổ,mm

Giá trị hệ số nạp thuốc “a” khi giá trị của hệ

số kiên cố thay đổi

4.7, Chọn đường kính lỗ khoan:

Theo yêu cầu, đường kính lỗ khoan phải lớn hơn đường kính thỏi thuốc khoảng

3 ÷ 5 mm tại gương đào là đá

Tại giếng cần thi công sử dụng thuốc nổ P113 có đường kính thỏi thuốc

d=32mm, vậy ta chọn đường kính lỗ khoan d k = 32 + 5 = 37mm

4.8, Thiết kế sơ đồ bố trí các lỗ mìn trên gương và hộ chiếu khoan nổ mìn

4.8.1, Sơ đồ bố trí các lỗ mìn trên gương

Giếng điều áp có mặt cắt ngang hình tròn, các lỗ mìn thường được bố trí trên các vòng tròn đồng tâm với giếng theo thứ tự từ tâm giếng ra: vòng lỗ tạo rạch, các vòng lỗ phá, vòng lỗ biên Vì thi công khoan dẫn hướng vs D=2,4m tại tâm giếng, vì vậy không cần sử dụng vòng lỗ tạo rạch

Với đường kính thỏi thuốc nổ 32mm, theo kinh nghiệm, ta chọn 5 vòng Đường kính mỗi vòng được tính như sau

• Vòng 1: Không có do đã khoan dẫn hướng

• Vòng 2: 0,43.Dg = 5,16m

• Vòng 3: 0,6.Dg = 7,2m

• Vòng 4: 0,76.Dg = 9,12m

• Vòng 5: 0,93.Dg = 11,16m

Tỉ lệ số lượng các lỗ mìn tương ứng các vòng như sau: 1:2:3:4:5

Số lượng lỗ mìn tại các vòng được tính như sau:

Vòng phá 2: Nv2=2+ 3+4 +5286 2=40,8 → Chọn 41 lỗ

Vòng phá 3: Nv3=2+ 3+4 +5286 3=61,3 → Chọn 61 lỗ

Vòng phá 4: Nv4=2+ 3+4 +5286 4=81,7 → Chọn 82 lỗ

Vòng biên 5: Nv5=2+ 3+4 +5286 5=102,14 → Chọn 102 lỗ

4.8.2, Lượng thuốc nổ trong từng lỗ mìn trên lý thuyết

- Lượng thuốc nạp trung bình cho 1 lỗ khoan:

=> Qtt= 1,2.184+1,1.102=333kg => thỏa mãn yêu cầu Qtt>Qlt

4.8.3, Thiết kế kết cấu lượng thuốc nổ trong lỗ khoan

4.8.3.1 Thiết kế sơ đồ bố trí nhóm lỗ mìn biên:

- Nhóm lỗ mìn biên nằm ở ngoài cùng và được nổ sau cùng, có tác dụng tạo ra đường biên thiết kế của mặt cắt ngang gương giếng

- Các lỗ mìn biên thường khoan thường khoan nghiêng 1 góc 85÷870 , hướng ra biên

- Ta có chiều sâu lỗ mìn tạo biên cần khoan:

- Lỗ mìn phá thường khoan với góc nghiêng từ 75÷900 hướng vào tâm

- Ta có chiều sâu lỗ mìn tạo biên cần khoan:

4.8.3.3-Chiều dài bua

Chiều dài bua của lỗ mìn biên là:

l 1 = l b – 5,5.0,22 = 2,35 – 5,5.0,22 = 1,14(m)

-Với lỗ mìn phá, ta sử dụng 10 thỏi thuốc, khi đó, chiều dài bua là:

l = l - 6.0,22= 2,35 – 6.0,22 = 1,03 (m)