Đồ Án tốt nghiệp lò dọc vỉa Trường đại học Mỏ Địa Chất 2018Thiết Kế Kỹ Thuật và Tổ Chức Thi Công lò Dọc Vỉa mỏ Khe TamThuộc công ty than Dương Huy.Việc xây dựng hệ thống công trình ngầm tại mỏ than Khe Tam nhằm duytrì nâng cao sản luợng khai thác than của Công ty than Duong Huy lên 2.500.000tấn than nguyên khainam khi mà phần khai thác lộ thiên chỉ còn ở mức duy trì sảnluợng. Từ dó dáp ứng về nhu cầu than của nền kinh tế quốc dân, góp phần thựchiện mục tiêu phát triển ngành than Việt Nam.1.2. Các dặc diểm cấu tạo chủ yếu của hệ thống công trình ngầm và các côngtrình bề mặt liên quan1.2.1. Các công trình trên bề mặt Mỏ than Khe Tam do Công ty than Duong Huy quản lý và khai thác vớicông nghệ khai thác hầm lò. Vị trí khu mỏ nằm ở khu vực có diều kiện giao thôngvận tải khá thuận lợi. Cách SCN mỏ khoảng 4 km về phía Nam có tuyến QL 18A. Giáp SCN mỏ ở phía Nam có tuyến duờng ô tô Ngã HaiKhe TamCao SonMôngDương,
Trang 1NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN
Trang 2
NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN
Trang 3
MỤC LỤC
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH NGẦM
TẠI MỎ THAN KHE TAM 9
1.1 Đặc điểm về công dụng, vị trí, sự cần thiết phải thiết kế xây dựng hệ thống công trình ngầm tại mỏ than Khe Tam 9
1.2 Các đặc điểm cấu tạo chủ yếu của hệ thống công trình ngầm và các công trình bề mặt liên quan 10
1.3 Sơ đồ quy hoạch cấu tạo hệ thống công trình ngầm mỏ than Khe Tam 11
1.4 Những đặc điểm về điều kiện xây dựng toàn bộ khu vực hệ thống công trình ngầm tại mỏ than Khe Tam 11
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐƯỜNG LÒ DỌC VỈA N68 MỨC -100 21
2.1 Đặc điểm về vị trí, công dụng, sự cần thiết của đường lò 21
2.2 Đặc điểm về mối liên giữa đường lò dọc vỉa N6-8 và các công trình ngầm, công trình bề mặt 21
2.3 Các đặc điểm về yêu cầu thiết kế quy hoạch, thiết kế cấu tạo đường lò N6-8 21
2.4 Những đặc điểm về điều kiện xây dựng toàn bộ khu vực đường lò dọc vỉa vận tải N6-8 21
THIẾT KẾ QUY HOẠCH CÔNG TRÌNH NGẦM 23
3.1 Những yêu cầu cơ bản về thiết kế quy hoạch công trình ngầm 23
3.2 Thiết kế quy hoạch công trình ngầm trên bình đồ 26
3.3 Thiết kế quy hoạch công trình ngầm trên mặt cắt dọc 28
3.4 Thiết kế quy hoạch công trình ngầm trên mặt cắt ngang 28
THIẾT KẾ LỰA CHỌN VẬT LIỆU, TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỐNG GIỮ CÔNG TRÌNH NGẦM 40
4.1 Những yêu cầu cơ bản về thiết kế vật liệu, kết cấu chống giữ công trình ngầm 40
4.2 Thiết kế lựa chọn vật liệu chống giữ công trình ngầm 40
4.3 Tính toán áp lực tác dụng lên công trình ngầm 41
4.4 Hộ chiếu chống lò (chống cố định) 52
- LỰA CHỌN SƠ ĐỒ THI CÔNG CÔNG TRÌNH NGẦM 53
5.1 Những yêu cầu cơ bản về công tác lựa chọn sơ đồ thi công công trình ngầm 53
5.2 Mô tả khái quát một số sơ đồ thi công khả thi cho công trình ngầm 53
5.3 So sánh, lựa chọn sơ đồ thi công tối ưu các thành phần đặc trưng cho công trình ngầm cần thiết kế 53
THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ ĐÀO PHÁ ĐẤT ĐÁ 55
6.1 Lựa chọn phương pháp đào phá đất đá tại gương 55
Trang 46.2 Lựa chọn thiết bị khoan lỗ mìn 55
6.3 Tính toán các thông số tổ hợp khoan lỗ mìn cho gương thi công 55
CÔNG TÁC THÔNG GIÓ TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM 63
7.1 Các yêu cầu thông gió cho công trình ngầm trong quá trình thi công 63
7.2 So sánh, lựa chọn các sơ đồ thông gió cho đường lò 63
7.3 Tính toán các thông số cơ bản của hệ thống thông gió cục bộ cho đường lò 64
7.4 Tính toán lựa chọn các trang thiết bị thông gió cơ bản 65
XÚC BỐC ĐẤT ĐÁ SAU KHI KHOAN NỔ MÌN 67
8.1 So sánh, lựa chọn phương pháp xúc bốc đất đá tại gương 67
8.2 Lựa chọn trang thiết bị xúc bốc đất đá 67
8.3 Tính toán các thông số và năng suất xúc bốc của tổ hợp xúc bốc đất đá 68
8.4 Thiết kế công tác tổ chức xúc bốc đất đá 68
VẬN CHUYỂN ĐẤT ĐÁ TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG CÔNG TRÌNH NGẦM 69
9.1 So sánh lựa chọn phương pháp vận tải đất đá tại gương 69
9.2 Lựa chọn trang thiết bị vận tải đất đá 69
9.3 Công tác trao đổi goòng và thiết bị vận tải 69
CHỐNG TẠM THỜI VÀ SƠ BỘ KHU VỰC GẦN GƯƠNG 71
10.1 Mục đích, ý nghĩa và các yêu cầu cơ bản của công tác chống tạm thời và chống sơ bộ khu vực gần gương 71
10.2 Thiết kế kết cấu chống tạm 71
CHỐNG CỐ ĐỊNH CHO CÔNG TRÌNH NGẦM 72
11.1 Mục đích, ý nghĩa và các yêu cầu cơ bản của công tác chống cố định 72
11.2 Thiết kế tổ chức công tác chống cố định cho công trình ngầm 72
CÁC CÔNG TÁC PHỤ TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM 73
12.1 Những yêu cầu về công tác phụ trợ cho quá trình thi công công trình ngầm 73
12.2 Thiết kế công tác thoát nước cho công trình ngầm đang xây dựng 73
12.3 Thiết kế công tác lắp đặt đường xe tạm thời và cố định 74
TỔ CHỨC CÔNG TÁC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM 78
13.1 Các yêu cầu về tổ chức xây dựng công trình ngầm 78
13.2 So sánh lựa c họn, tính toán biểu đồ tổ chức chu kì xây dựng công trình ngầm 78
13.3 Chọn biểu đồ tổ chức chu kì xây dựng công trình ngầm 78
CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ-KỸ THUẬT CƠ BẢN KHI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM 82
Trang 514.1 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế cơ bản, giá thành xây dựng công trình ngầm.
82
14.2 Bảng chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật tổng hợp xây dựng công trình ngầm 82
14.3 Chi phí xây dựng 84
KẾT LUẬN 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO 86
Trang 6DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1 1 Tọa độ mốc mỏ 9
Bảng 1 2 Chỉ tiêu cơ lý của lớp sạn kết 18
Bảng 1 3 Chỉ tiêu cơ lý của lớp cát kết 19
Bảng 1 4 Chỉ tiêu cơ lý của lớp bột kết 19
Bảng 1 5 Chỉ tiêu cơ lý của lớp sét kết 19
Bảng 1 6 Chỉ tiêu cơ lý của đá vách, đá trụ 20
Bảng 3 1 Bảng phân loại khối đá theo RQD……….23
Bảng 3 2 Bảng phân loại khối đá theo RMR 24
Bảng 3 3 Bảng phân loại khối đá theo Barton, Lien, Lunde 25
Bảng 3 4 Bảng phân loại khối đá theo f (độ kiên cố) 26
Bảng 3 5 Đặc tính kỹ thuật của goòng UVG-3,3 30
Bảng 3 6 Đặc tính kỹ thuật đầu tầu điện ắc quy AM-8 30
Bảng 3 7 Đặc tính kỹ thuật của ray P-24 30
Bảng 3 8 Thông số kỹ thuật của vì thép SVP – 22 37
Bảng 4 1 Tính chất cơ lý của đất đá trong vỉa……… 41
Bảng 4 2 Nội lực trong tường 47
Bảng 4 3 Nội lực trong vòm 48
Bảng 6 1 Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ P113……….55
Bảng 6 2 Đặc tính kỹ thuật máy nổ mìn KVP 1/100m 55
Bảng 6 3 Đặc tính kỹ thuật của kíp nổ EDKZ - PM 25 56
Bảng 6 4 Các chỉ tiêu kỹ thuật khoan nổ mìn 61
Bảng 7 1 Các thông số kỹ thuật của quạt cục bộ VM - 6M……… 66
Bảng 8 1 Đặc tính kỹ thuật của máy xúc 1PPN – 5……… 67
Bảng 14 1 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tổng hợp……….82
Bảng 14 2 Chi phí trực tiếp đào chống cố định cho 1m lò 84
Bảng 14 3 Tổng chi phí xây dựng 84
Trang 7DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 3 1 Mối liên hệ giữa giá trị RMR với thời gian ổn định khung chống theo
Bieniawski 24
Hình 3 2 Vị trí đường lò dọc vỉa N6-8 trên bình đồ 27
Hình 3 3 Mặt cắt dọc đường lò dọc vỉa N6-8 28
Hình 3 4 Hình dạng tiết diện ngang của đường lò 29
Hình 3 5 Sơ đồ xác định kích thước sử dụng tối thiểu của đường lò 34
Hình 3 6 Sơ đồ lựa chọn tiết diện sử dụng của đường lò 35
Hình 3 7 Sơ đồ xác định bán kính vòm bán nguyệt cho đường lò một đường xe 36
Hình 3 8 Mặt cắt ngang sử dụng của đường lò 36
Hình 3 9 Mặt cắt ngang vì thép SVP–22 37
Hình 3 10 Mặt cắt ngang thi công của đường lò dọc vỉa 38
Hình 4 1 Mặt cắt ngang kết cấu chống và tấm chèn bê tông cốt thép………40
Hình 4 2 Vòm áp lực theo Tximbarevich 42
Hình 4 3 Sơ đồ tải trọng tác dụng lên đường lò 43
Hình 4 4 Sơ đồ tính toán kết cấu chống 44
Hình 4 5 Sơ đồ xác định nội lực trong tường và vòm 45
Hình 4 6 Sơ đồ xác định nội lực trong tường 46
Hình 4 7 Sơ đồ xác định nội lực trong vòm 47
Hình 4 8 Biểu đồ nội lực trong vì chống SVP 49
Hình 4 9 Sơ đồ tính tấm chèn 50
Hình 4 10 Sơ đồ ứng suất trên tiết diện chữ nhật chịu uốn đặt cốt đơn 51
Hình 4 11 Kết cấu chống tạm 52
Hình 7 1 Sơ đồ thông gió đẩy……… 64
Hình 8 1 Sơ đồ bố trí thiết bị xúc bốc đất đá……….68
Hình 9 1 Sơ đồ trao đổi goòng gần gương………70
Hình 10 1 Hộ chiếu chống tạm……….71
Trang 8LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay với nhiều quốc gia trên thế giới khoáng sản là nguồn đem lại nguồn lợi vô cùng to lớn và đóng vai trò chính trong nền kinh tế quốc dân.Với nhiều điều kiện thiên nhiên ưu đãi, Việt Nam là quốc gia có nguồn khoáng sản dồi dào và phong phú.Nguồn lợi của khoáng sản đem lại là vô cùng to lớn Chính vì thế mà việc khai thác khoáng sản luôn được Đảng và Nhà nước hết sức quan tâm
Ở Việt Nam, trải qua nhiều thập kỷ khai thác, trữ lượng khoáng sản bề mặt đang giảm dần, đòi hỏi chúng ta phải mở rộng phương thức khai thác xuống sâu trong lòng đất Như vậy, việc xây dựng các công trình phục vụ cho việc mở vỉa, tiếp cận vỉa ở sâu trong lòng đất là vấn đề hết sức quan trọng
Xuất phát từ những yêu cầu thực tiễn trên, kết hợp với những kiến thức đã được trang bị sau một thời gian học tập tại trường Đại học Mỏ - Địa chất, chuyên ngành
Xây dựng công trình ngầm và mỏ, em đã chọn đề tài “Thiết kế kỹ thuật và tổ chức thi công đường lò dọc vỉa vận tải N6-8 mức -100 mỏ than Khe Tam-Công
ty than Dương Huy”
Với sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Xây dựng công trình Ngầm và Mỏ, các anh chị kỹ sư tại phòng Kỹ thuật Công ty than Dương Huy và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của GS.TS Võ Trọng Hùng em đã hoàn thành đồ án
Tuy nhiên, với lượng kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm làm việc thực tế chưa có nhiều nên bản đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô giáo, cùng toàn thể bạn bè đồng nghiệp để bản đồ án được hoàn thiện hơn nữa
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng 06 năm 2017
Sinh viên
Trang 9PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN I KHÁI QUÁT CHUNG
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH NGẦM
TẠI MỎ THAN KHE TAM
1.1 Đặc điểm về công dụng, vị trí, sự cần thiết phải thiết kế xây dựng hệ thống công trình ngầm tại mỏ than Khe Tam
1.1.1 Vị trí của hệ thống công trình ngầm tại mỏ than Khe Tam
Mỏ than Khe Tam thuộc Công ty than Dương Huy, nằm tại xã Dương Huy, thị xã Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh Cách trung tâm thị xã Cẩm Phả khoảng 8 km về phía Tây Bắc
Khoáng sàng Khe Tam có diện tích khoảng 16 km2 nằm trong giới hạn tọa
1122 QĐ-HĐQT ngày 16 tháng 05 năm 2008 [16] Theo quyết định phê duyệt này
mỏ than Khe Tam-Công ty than Dương Huy-TKV được giới hạn bởi các mốc toạ
Trang 101.1.2 Công dụng, sự cần thiết phải thiết kế của hệ thống công trình ngầm tại
mỏ than Khe Tam
Việc xây dựng hệ thống công trình ngầm tại mỏ than Khe Tam nhằm duy trì nâng cao sản lượng khai thác than của Công ty than Dương Huy lên 2.500.000 tấn than nguyên khai/năm khi mà phần khai thác lộ thiên chỉ còn ở mức duy trì sản lượng Từ đó đáp ứng về nhu cầu than của nền kinh tế quốc dân, góp phần thực hiện mục tiêu phát triển ngành than Việt Nam
1.2 Các đặc điểm cấu tạo chủ yếu của hệ thống công trình ngầm và các công trình bề mặt liên quan
1.2.1 Các công trình trên bề mặt
Mỏ than Khe Tam do Công ty than Dương Huy quản lý và khai thác với công nghệ khai thác hầm lò Vị trí khu mỏ nằm ở khu vực có điều kiện giao thông vận tải khá thuận lợi
- Cách SCN mỏ khoảng 4 km về phía Nam có tuyến QL 18A
- Giáp SCN mỏ ở phía Nam có tuyến đường ô tô Ngã Hai-Khe Tam-Cao Mông Dương, tuyến đường này đang được đầu tư cải tạo nâng cấp để phục vụ giao thông liên lạc, vận tải người và vận tải than của vùng than Cẩm Phả
Sơn Hệ thống đường ô tô từ SCN mỏ tới đường QL 18A đã được xây dựng hoàn chỉnh
Hiện tại mỏ Khe Tam đang trong thời kì vừa XDCB vừa sản xuất than ở tầng lò bằng mức +38 với sản lượng than nguyên khai khoảng 1,6 triệu tấn/năm Các công trình phục vụ sản xuất của mỏ đó được thiết kế và xây dựng tương đối hoàn chỉnh bao gồm:
- Khu Trung tâm: mặt bằng sân công nghiệp chính mức + 38; mặt bằng mức + 100; mặt bằng mức +150; mặt bằng mức +157; mặt bằng mức +200, +210;
- Khu Nam: mặt bằng mức +100/IV;
- Khu Đông Bắc: mặt bằng cửa lò mức +124,00; mặt bằng mức +115,00;
- Khu Tây bắc: mặt bằng cửa lò mức +150,00
Hiện trạng mặt bằng SCB +38
Để phục vụ khai thác phần lò bằng với công suất khoảng gần 2,0 triệu tấn/năm, mỏ Khe Tam đó đầu tư xây dựng tương đối hoàn chỉnh mặt bằng sân công nghiệp chính mức +38 Vị trí mặt bằng nằm phía Nam khai trường, trên mặt bằng đó xây dựng các hạng mục công trình như sau: xưởng sàng mức +38 và kho than, hệ thống sân ga đường goòng 900 mm và hố nhận than, nhà đề pô xe goòng, nhà đề pô cứu hoả, trạm quang lật đổ thải, cầu đường goòng và cầu đi bộ, đường
ô tô vào mặt bằng, kho vật tư, xưởng sửa chữa cơ khí và đề pô tầu điện, xưởng sửa chữa ô tô, nhà đèn, trạm nén khí, nhà giao ca công trường: 02 nhà, hố nhận than nguyên khai, nhà nén khí, nhà đèn, nhà chờ tầu, nhà ăn, nhà vệ sinh, họng cung cấp nước, hệ thống thoát nước trên mặt bằng
Trang 11Hiện nay các nhà và các công trình trên mặt bằng có thể sử lại để phục vụ cho sản xuất của mỏ thời gian tới [16]
1.2.2 Bố trí mặt bằng giai đoạn khai thác xuống sâu
Việc bố trí và xây dựng nhà và các công trình trên mặt bằng mỏ phục vụ khai thác và vận chuyển giai đoạn xuống sâu của mỏ than Khe Tam được lập trên những nguyên tắc sau:
- Phù hợp với sơ đồ khai thông chuẩn bị, công nghệ khai thác và vận tải Phù hợp với tiến độ xây dựng và khai thác của mỏ;
- Điều kiện địa hình tự nhiên của khu vực;
- Tận dụng tối đa các công trình hiện có và các công trình đầu tư xây dựng giai đoạn khai thác tầng lò bằng +38;
- Đảm bảo vệ sinh môi trường
Để phục vụ khai thác than phần giếng của mỏ than Khe Tam với công suất 2.50 triệu tấn/năm Tổng mặt bằng mỏ được bố trí và xây dựng bổ sung những hạng mục công trình theo phương án phù hợp với phương án khai thác bằng cặp giếng nghiêng mức +40 đồng thời phù hợp với giai đoạn khai thác phần lò bằng +38 Trên tổng mặt bằng mỏ dự kiến xây dựng các mặt bằng sau:
- Mặt bằng SCN +38
+ Cải tạo mở rộng mặt bằng SCN mỏ +38;
+ Xây dựng mới mặt bằng CG +40;
+ Xây dựng mới mặt bằng cửa rãnh gió +40
- Xây dựng mới kho thuốc nổ 20 tấn
- Xây dựng mới hệ thống băng tải than từ cửa giếng chính đi NMT Lép Mỹ [17]
1.3 Sơ đồ quy hoạch cấu tạo hệ thống công trình ngầm mỏ than Khe Tam
1.4 Những đặc điểm về điều kiện xây dựng toàn bộ khu vực hệ thống công trình ngầm tại mỏ than Khe Tam
1.4.1 Khí hậu
Khu vực Khe Tam mang tính lục địa rõ rệt, một năm có hai mùa (mùa khô
và mùa mưa) Mùa mưa kéo dài từ tháng 4 tới tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau
Trong mùa khô, hướng gió chủ đạo là Bắc-Đông Bắc, độ ẩm trung bình là
3040%, nhiệt độ trung bình 15180C Trong thời gian này thường chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc kèm theo mưa phùn và giá rét, nhiệt độ có thể xuống đến dưới 80C
Trong mùa mưa hướng gió chủ đạo là Nam-Đông Nam, độ ẩm trung bình
6080%, nhiệt độ trung bình 25300C Trong mùa mưa thường chịu ảnh hưởng trực tiế của các cơn bão và áp thấp nhiệt đới kèm theo mưa lớn
Trang 12Lượng mưa lớn nhất trong tháng là 1.126,1 mm (vào tháng 8/1995) và cũng
có tháng có lượng mưa trong ngày lớn nhất 250 mm Lượng mưa nhiều nhất của năm là 2.915,4 mm (năm 1973) [15]
1.4.2 Điều kiện hạ tầng giao thông
Mạng lưới giao thông, công nghiệp trong vùng khá phát triển, có đường trực nối liền quốc lộ 18A đi vào khu mỏ, đường quốc lộ 18B hay ven rìa phía Bắc khu mỏ, sông Diễn Vọng chảy từ khu mỏ ra vịnh Cuốc Bê (Hồng Gai) Từ phía Đông nam khu mỏ có đường tàu hỏa tuy nen xuyên núi Khe Sim nối liền với hệ thống đường sắt từ km6 Cẩm Phả đi Cửa Ông Cơ sở hạ tầng và điều kiện giao thông thuận tiện, đáp ứng tốt cho công tác địa chất và khai thác mỏ [17]
1.4.3 Dân cư và xã hội nhân văn
Trong vùng hiện nay dân cư chủ yếu là cán bộ công nhân viên cức của các Công ty và Xí nghiệp khai thác than, công nhân địa chất, công nhân mỏ nghỉ hưu, sống định cư chủ yếu tập trung ở phần trung tâm của vùng nghiên cứu Ngoài ra còn có người Sán Rừu, Sán Chỉ, sống lâu đời bằng sản xuất nông, lâm nghiệp
Ngành công nghiệp lớn nhất trong khu vực là khai thác than Hiện na quy
mô khai thác đang trên đà phát triển và mở rộng rãi trên toàn vùng Khe Tam Tuy nhiên, nông nghiệp ở đây kém pháp triển do diện tích trồng lúa và hoa màu quá ít
và kém màu mỡ, trồng trọt chăn nuôi ở đây mang tính chất phân tán Mặc dù có sự đầu tư khoa học kỹ thuật cho nông nghiệp, nhưng nguồn lương thực tại chỗ chỉ cung cấp cho nhu cầu nhân dân sống bằng nghề nông nghiệp và thủ công nghiệp, còn lực lượng chính là công nhân mỏ chủ yếu được cung cấp lương thực từ các tỉnh đồng bằng
Một phần diện tích trên mặt đã trở thành các moong khai thác lộ thiên của các Công ty thuộc VINACOMIN, phần còn lại thường được giao cho dân để sử dụng trồng rừng (chàm keo) phục vụ công nghiệp sản xuất chế biến giấy
Mạng lưới thương nghiệp đang ngày càng phát triển và mở rộng Tại các xã, phường, thị trấn, các khu công nghiệp đều có các đại lý dịch vụ và các chợ đáp ứng đầy đủ nhu cầu sinh hoạt của nhân dân
Về đời sống văn hóa vật chất của nhân dân trong vùng đang ngày càng được nâng cao Tại các thị trấn, thành phố đều có rạp hát, thư viện, phòng truyền thống, sân vận động, Trong các xí nghiệp đều có đội văn nghệ, câu lạc bộ Trong vùng
đã có bệnh viện đa khoa, trạm xá, bệnh xá của nhà nước và các xí nghiệp Mạng lưới bưu điện viễn thông trong khu vực khá phát triển Các xã, phường đều có các trường phổ thông cơ sở và trường phổ thông trung học đáp ứng nhu cầu đời sống văn hóa và giáo dục trong vùng [17]
1.4.4 Điều kiện địa chất
a Kiến tạo
Khoáng sàng than Khe Tam nằm trong cấu tạo nếp lõm lớn Khe Tam, thuộc khối trung tâm Cẩm Phả, được giới hạn bởi đứt gẫy A-A ở phía Nam và đứt gãy
Trang 13Bắc Huy ở phía Bắc Trên hai cánh nếp lõm phát triển các nếp uốn bậc cao như nếp lồi, lõm Nam Khe Tam, nếp lồi Tây Bắc [14] Đặc điểm kiến tạo cụ thể như sau:
b Nếp uốn:
- Nếp lõm Khe Tam: cánh bắc nếp lõm được giới hặn bởi đứt gẫy Bắc Huy,
cánh Nam được giới hạn bởi đứt gẫy F4, nếp lõm có chiều dài khoảng 3000 đến 4000m Trục của nếp lõm phát triển theo phương Tây Nam-Đông Bắc Mặt trục nếp uốn gần như cắm đứng, các cánh đối xứng, tương đối thoải Độ dốc chung hai cánh trong khoảng 250÷300, tăng dần 350÷400, bị đứt gẫy B-B phân thành hai khối lớn: khối Đông Bắc và khối Bao Gia;
- Nếp lồi Nam Khe Tam: phân bố từ phía Đông tuyến TG.VI (Khe Chàm)
sang phía Tây tuyến T.II (Ngã Hai), dài khoảng 700 m đến 1000 m, chỗ hẹp còn
100 đến 150 m, cánh Bắc bị chặn bởi đứt gẫy F4 Trục nếp uốn theo phương vĩ tuyến và chếch dần theo phương Tây bắc-Đông nam Mặt trục nếp uốn cắm đứng, đôi khi hơi chếch về Bắc, với góc dốc 800÷850 ( tuyến IIA-IIB ) Độ dốc hai cánh thay đổi từ 300÷350 Các đứt gãy F6, B-B chia nếp lồi thành 3 khối;
- Nếp lõm Nam Khe Tam: kế tiếp phía Nam nếp lồi Nam Khe Tam, kéo dài
từ tuyến T.V đến T.I và phát triển tiếp tục sang khu Ngã Hai Trục nếp lõm có phương vĩ tuyến, mặt trục dốc đứng Độ dốc vỉa hai cánh tương đối thoải, thay đổi
từ 200÷ 250 Nếp lõm bị đứt gãy B-B, F5 phân cắt thành ba khối;
- Nếp lồi Tây Bắc: phân bố ở phía Tây Bắc khu mỏ, kéo dài từ tuyến TG.II
đến T.I, chiều dài khoảng từ 150÷200 m, cánh Nam tiếp giáp với nếp lõm Khe Tam Trục nếp uốn phát triển theo phương Tây Nam-Đông Bắc Mặt trục cắm chếch về Bắc, dốc 700÷750, cánh Bắc dốc hơn cánh Nam (250÷350 ), góc dốc vỉa cánh Nam từ 200÷250
c Đứt gãy:
Gồm hai hệ thống, theo phương vĩ tuyến, á vĩ tuyến (gồm các đứt gẫy lớn)
và hệ thống đứt gẫy theo phương kinh tuyến
Đứt gãy thuận: F.B, F.C, F.T1, F.T3, F.4, F.6, đứt gãy Bắc Huy
Đứt gãy nghịch: F.A, F.D, F.E, F.1, F.2, F.3, F.5, F.7, F.N, F.T2
- Đứt gãy thuận Bắc Huy: đứt gãy này là ranh giới phía Bắc khoáng sàng,
phân chia ranh giới tầng chứa than và không chứa than phía Bắc Các công trình địa chất bắt gặp đứt gẫy Bắc Huy gồm: các lỗ khoan LK2363, LK.2364 (TII), LK335 (T.IIIB), LK 342 (T.IVB ), LK 869 (T.TGI) Đứt gẫy Bắc Huy là đứt gãy thuận, phát triển theo phương vĩ tuyến, phát triển sang Khe chàm, Ngã Hai, cắm Nam, dốc 550÷600, biên độ dịch chuyển khoảng trên 1000 m, cánh Bắc nâng lên,
lộ ra phụ diệp dưới than, canh Nam hạ, tồn tại các vỉa than thuộc phụ điệp chứa than của khu vực;
- Đứt gãy thuận B-B: đứt gãy này được hình thành ở phía Đông Bắc khu
mỏ, trong phạm vi giữa đứt gãy Bắc Huy và đứt gãy F4 phát triển theo phương Tây
Trang 14Bắc-Đông Nam Các công trình thăm dò gặp FB gồm: các lỗ khoan LK.2377 (tuyến II), LK.863, LK.91 (tuyến TG.VII), LK.930Đ(T.IV), LK.2370, LK.2378 (T.V), các công trình hào H.218 (TG.IX), H.215 (T.V), H.212 (T.IV), H.224 (TG.VII), H.151 (T.II) Đứt gãy cắm Tây Nam, độ dốc 800850, biên độ thay đổi từ 200÷250 m, đới huỷ hoại rộng 15÷20 m;
- Đứt gãy thuận C-C: xuất hiện ở phân khu Bao Gia, trong phạm vi từ đứt
gãy F4 đến đứt gãy Bắc Huy, phát triển theo phương kinh tuyến Các công trình khống chế đứt gãy gồm: LK.310 (T.IIIN), LK.930 I, LK.972 (TG.VI), LK.313 (T.trục), LK.978 (TG.II), LK.928 (T.IVB), các hào H.2015, H.2022 Đứt gẫy có hướng cắm Tây, độ dốc 700750, biên độ dịch chuyển từ 30÷50 m;
- Đứt gãy thuận F 4 : xuất hiện ở cánh Nam nếp lõm Khe Tam, kéo dài theo
phương vĩ tuyến và phát triển liên tục sang khu Ngã Hai, khu Khe Chàm (là ranh giới giữa phân khu Bao Gia và Nam Khe Tam) Các công trình thăm dò bắt gặp F4
gồm: các lỗ khoan LK318, LK.985 (tuyến IIIN ), LK.958 (tuyến III), LK.950 (tuyến IV), LK.893 (tuyến TG.VII), LK.307 (tuyến V), LK.319 (tuyến VI), LK.972 (tuyến TG.VI), LK.979, LK.813 (tuyến II), LK.324 (tuyến IIN), LK.981 (tuyến
IIA), LK.976 (tuyến IN), H.223 (tuyến VI), H.1861 (tuyến IV), H.217 (tuyến II), H.2016, H.1987 (tuyến IIA) Đứt gãy cắm Nam, dốc từ 700750, chiều rộng đới phá huỷ 15 20 m Biên độ dịch chuyển 70÷100 m ở phần phía Đông, phần còn lại
200 250 m;
- Đứt gãy thuận F 6: xuất hiện ở phía Đông Nam khu mỏ, giữa hai đứt gãy
F4 và FA, phát triển theo phương vĩ tuyến, về hai đầu có phương Đông Bắc-Tây Nam Các công trình gặp đứt gẫy F6 gồm: LK.941 (T.V), LK.975 (T.IV), LK.318 (T.III N), hào H.1880 (T.IV), H.1910, H.1170 (T.III), H.1840 (T.III N) Đứt gãy
F6 thuận, cắm Tây Nam, góc dốc 700750, biên độ dịch chuyển từ 150÷200 m, đới huỷ hoại rộng 2025 m Hai bên cánh F6 các vỉa than bị biến đổi nhiều;
- Đứt gãy thuận FT 1 : xuất hiện ở khối Bắc Khe Tam, phát triển theo phương
á vĩ tuyến qua tuyến IVa, cắm Nam với góc dốc 700800 Biên độ dịch chuyển theo mặt trượt 15 20 m;
- Đứt gãy nghịch FT2: xuất hiện ở khối Bắc Khe Tam, phát triển theo
phương á vĩ tuyến, cắm Nam với góc dốc từ 700 800 Biên độ dịch theo mặt trượt
4050 m Đứt gãy có hướng chạy Tây bắc-Đông bắc;
- Đứt gãy thuận FT 3 : xuất hiện ở khối Bắc Khe Tam, phát triển theo phương
á vĩ tuyến có hướng cắm Nam với góc dốc mặt trượt từ 700 800 Biên độ dịch chuyển nhỏ từ 1520m, xuất phát từ F2, chạy theo hướng Tây sang Đông và chập vào F2 giữa T.Va và V;
- Đứt gãy A-A: là đứt gãy nghịch lớn, là ranh giới thăm dò phía Nam giữa
Khe Tam và Khe Sim Đứt gãy kéo dài theo phương vĩ tuyến, cắm Nam với góc dốc mặt trượt từ 800850, đới huỷ hoại rộng 4060 m, biên độ dịch chuyển khoảng
Trang 151000 m Đứt gãy A-A xuất hiện ở phía Nam khu thăm dò, dài khoảng 1500 m Các công trình xác định đứt gãy LK.971, 984 (T.IIIN), LK.974, 812 (T.IV), các công trình hào: 1935 (T.IIIN), 1906 (T IV) 1984 (T.VI);
- Đứt gãy nghịch D-D: tương ứng là đứt gẫy F.KT mỏ Ngã Hai, xuất hiện
ở phía Tây khu Bao Gia, trong phạm vi giữa đứt gẫy Bắc Huy và F4, phát triển theo phương kinh tuyến, cắm Đông, góc dốc 700750, biên độ dịch chuyển từ 100÷150m, đới huỷ hoại rộng 15÷20 m;
- Đứt gãy nghịch F 1 (F.2NH): xuất phát từ đứt gẫy FE , phát triển theo phương vĩ tuyến kéo dài sang mỏ Ngã Hai, tương ứng là đứt gẫy nghịch F.2 của khoáng sàng than Ngã Hai Đứt gẫy cắm Nam, góc dốc 750800, biên độ dịch chuyển từ 150200 m, đới huỷ hoại nhỏ;
- Đứt gãy nghịch F 2: xuất hiện ở khu Đông bắc giữa đứt gẫy Bắc huy và FB, phát triển theo phương vĩ tuyến, chếch về Đông bắc, cắm Nam, góc dốc mặt trượt
750800, biên độ dịch chuyển từ 100150 m, đới huỷ hoại rộng 1520 m
- Đứt gãy nghịch F 3: xuất hiện ở phân khu Đông Bắc, có vị trí nằm ở phía Nam và song song với đứt gãy F2 Hướng cắm Nam với góc dốc =75800 Biên
độ dịch chuyển theo mặt trượt là 150180 m, đới huỷ hoại rộng 1520 m Đứt gãy được xác định tại các LK: 2373, 2365, 333 (T.IV), 2371, 347 (T.V), 2381, 2362 (T.TGVII), 2342, 2356A (T.TGIX), 2344 (T.TGVII) Các hào: 224, 216, 76, 1083,
1391, 45, 140A, 140B,1053;
- Đứt gãy nghịch F 7: xuất hiện ở Đông Nam khu mỏ, giữa đứt gãy A-A và
F4, phát triển theo phương á kinh tuyến, chếch về Tây bắc, hướng cắm Đông Nam, góc dốc 750800, biên độ dịch chuyển từ 20÷40 m, đới huỷ hoại rộng 15÷20 m, đứt gãy F7 mới được phát hiện trong quá trình khai thác (1998)
Ngoài các đứt gãy đã được mô tả trên, trong khoáng sàng than Khe Tam-Công ty TNHH 1 TV than Dương Huy-TKV còn gặp các đứt gẫy phân bố hạn hẹp, khi đào
lò khai thác còn phát hiện các đứt gãy nhỏ đã thể hiện trên các bản vẽ [14]
1.4.5 Điều kiện địa chất thủy văn
a Đặc điểm địa hình
Khu Trung tâm Khe Tam có địa hình cao ở phần phía Nam và thấp dần về phía Tây Bắc, Tây Nam và Đông Bắc Cao nhất là đỉnh Bao Gia 302,37 m, Thấp nhất là khu vực suối Léc Mỹ ở phía Tây Nam 25,7 m và khu mặt bằng phía Tây Bắc 20,67 m
Địa hình khu mỏ Đông Nam Khe Tam gồm các dải đồi cao từ 200350 m Địa hình cao ở phía Nam với đỉnh 350 m và thấp dần về phía Tây Bắc +33 m Do địa hình khu mỏ bị chia cắt mạnh tạo nên mạng sông suối dày đặc Song đáng kể nhất là hệ thống suối phía Đông Bắc, phía Tây Nam và phía Đông Nam khu mỏ
b Đặc điểm nước mặt
Hệ thống suối Đông Bắc: gồm nhiều suối lớn và nhỏ chảy từ phía Nam xuống phía Bắc hoặc từ Đông sang Tây và tập chung ở suối Dương Huy đổ ra sông
Trang 16Diễn Vọng Các suối đều dốc và hẹp ở thượng nguồn, xuống hạ nguồn lòng rộng, bằng phằng từ 2÷12 m Nguồn cung cấp cho các suối chủ yếu là nước mưa và một phần là nước dưới đất thông qua các điểm lộ nước
Kết quả lưu lượng đo được lúc mưa to lớn nhất Q = 29599 l/s, nhỏ nhất 0,407 l/s
Hệ thống suối phía Tây Nam: Gồm các suối bắt nguồn từcác đỉnh suối phía Nam và phần trung tâm (Bao Gia) chảy theo hướng Nam-Bắc hoặc Đông-Tây tập trung vào suối lớn Léc Mỹ đổ ra sông Diễn Vọng Nhìn chung các suối đều hẹp và dốc ở thượng nguồn đến suối Léc Mỹ lòng rộng, bằng phẳng có nước chảy quanh năm Nguồn cung cấp cho suối chủ yếu là nước mưa và một phần do nước dưới đất Kết quả lưu lượng đo được Qmax=18927 l/s và Qmin=0,692 l/s
Hệ thống suối Đông Nam: gồm một số suối bắt nguồn từ các dải đồi ở phía Đông và Nam chạy theo hướng Nam Bắc đổ dồn về suối lớn Đá Mài, Khe Chàm
và chảy ra sông Mông Dương
Nguồn cung cấp nước cho các hệ thống suối chính chủ yếu là nước mưa và một phần nước của tầng chứa than Hiện tại, địa hình khu vực đã thay đổi rất nhiều,
do khai thác lộ thiên
Vào cuối thập kỷ 80 đầu 90 để đáp ứng yêu cầu sản lượng than cho các ngành kinh tế trong nước và xuất khẩu, việc khai thác tận thu đầu các lộ vỉa than,
đã để lại khá nhiều moong chứa nước Song song với khai thác lộ vỉa, các đường
lò khai thác than trái phép, cũng để lại những khoảng trống chứa nước và khí
Các moong khai thác có kích thước dài hàng trăm mét, rộng vài chục mét, chứa nước sâu từ 35 m Vì chưa có điều kiện nghiên cứu cụ thể sự biến đổi về lượng và chất ở các moong này Nhưng đối với các công trình khai thác lò ở phía dưới, gần moong chứa nước sẽ bị ảnh hưởng Các moong nước này cần phải đổ thải lấp đầy cho nước chảy tự do ra ngoài mặt, để không ứ lại nước lại
Lò khai thác các vỉa than trái phép không được cập nhật, để lại trong lòng đất những khoảng chống dài, chứa đầy nước, khí độc và khí cháy nổ Các đường
lò khai thác phía dưới, cùng độ cao với lò trái phép sẽ bị ảnh hưởng của nước, khí độc xâm nhập vào, gây ra sự cố không thể lường trước được như sập lò, nước tràn ngập đầy lò, khí độc và cháy nổ gây tai nạn cho con người
c Đặc điểm nước dưới đất
Do đặc điểm về động thái và điều kiện tàng trữ, nước dưới đất trong khu
mỏ được chia làm 2 tầng chứa nước
- Nước trong tầng Đệ tứ (Q):
Tầng Đệ tứ (Q) phân bố rộng rãi trên diện tích khu mỏ Thành phần lớp đất phủ là cát, cát pha sét, chiều dày tầng từ 0,5÷8,5 m Lưu lượng nước quan trắc được từ 0,01 l/s đến 9,55 l/s và cạn dần vào mùa khô Nước trong tầng này không ảnh hưởng đối với khai thác
- Nước trong địa tầng chứa than (T3n):
Trang 17Đất đá chứa nước trong địa tầng tuổi T3n là một phức hệ chứa nước nằm trong tầng than ở giữa tầng trên và tầng dưới than Đây là một phức hệ chứa nước
áp lực nằm trong điệp chứa than Hòn Gai-Cẩm Phả Đất đá có mặt trong phức hệ này bao gồm cuội, sạn, cát, bột, sét kết và các vỉa than Địa tầng chứa than khu mỏ Khe Tam có các tầng chứa nước chủ yếu như sau:
+ Tầng chứa nước thứ nhất: gồm các lớp đá chứa nước nằm giữa các vỉa than V.16 đến V.13, phân bố chủ yếu ở trung tâm Bao Gia Đây là tầng có độ giàu nước hơn so với các tầng chứa nước khác trong địa tầng Mực nước dao động ở các lỗ khoan quan trắc, thay đổi từ 6,24÷17,82 m Tại các lỗ khoan bơm nước thí nghiệm, có lưu lượng đơn vị q từ 0,005 l/ms đến 0,0181 l/ms, hệ số thấm k từ 0,0094 m/ngày đêm đến 0,0238 m/ngày đêm
+ Tầng chứa nước thứ hai: gồm các lớp đá chứa nước nằm giữa các vỉa than V.12 đến V.9, phân bố rộng hơn, đá chứa nước chủ yếu là sạn kết, cát kết Mực nước dao động ở các lỗ khoan quan trắc thay đổi từ 1,13÷5,88 m Tại các lỗ khoan bơm nước thí nghiệm, có lưu lượng từ 0,0012 l/ms đến 0,00491 l/ms
+ Tầng chứa nước thứ ba: gồm các lớp đá chứa nước nằm giữa các vỉa than V.8 đến V.5 phân bố rộng rãi và sâu hơn hai tầng trên Mực nước dao động ở các
lỗ khoan quan trắc thay đổi từ 1,34÷5,86 m Tại các lỗ khoan bơm nước thí nghiệm,
có lưu lượng đơn vị q từ 0,0012 l/ms đến 0,0241 l/ms, hệ số thấm k từ 0,002 m/ngày đêm đến 0,014 m/ngày đêm
Trong phạm vi các thung lũng suối, tại đây nước mặt có liên hệ với nước dưới đất, động thái nước biến đổi nhiều Tại các lỗ khoan bơm nước thí nghiệm, lưu lượng đơn vị q từ 0,031 l/ms đến 0,093 l/ms, hệ số thấm k từ 0,140 m/ngày đêm đến 0,348 m/ngày đêm Khi khai thác than ở thung lũng, cần chú ý biện pháp phòng tránh nước gây ngập công trường, lò giếng
Nguồn cung cấp nước cho phức hệ chứa nước áp lực là nước mưa Vì vậy động thái nước dưới đất phụ thuộc vào điều kiện khí tượng thuỷ văn, miền thoát nước cho mỏ là mạng các suối trong vùng Sự dao động mực nước theo mùa, trong năm thường từ 1,13 m đến 17,82 m
- Nước trong các đứt gãy: trong khu mỏ Khe Tam có nhiều đứt gãy, hầu hết các đứt gãy có phương vĩ tuyến, kinh tuyến Việc nghiên cứu nước có trong các đứt gãy được tiến hành đồng thời với quá trình thăm dò Đất đá trong các lỗ khoan gặp đới phá huỷ thường là các mảnh thạch anh, cát, bột, sét lẫn lộn, mức độ gắn kết rời rạc, mẫu lõi khoan khi lấy lên mềm bở có thể dùng tay bóp vụn được, trong lớp có rất nhiều khe nứt Hầu hết các lỗ khoan bơm nước thí nghiệm đều nghèo nước Hệ
số thấm nhỏ hơn nhiều so với đất đá bình thường khác, như đứt gãy F.A có K=0,0043 m/ngày đêm ( LK.2569), đứt gãy F.B, K = 0,006 m/ngày đêm ( LK.912), đứt gãy Bắc Huy có K = 0,00227 m/ngày đêm (LK.918)
- Tính chất hoá học của nước: kết quả phân tích nước mặt, nước dưới đất chủ yếu mang tính kiềm và là loại Bicacbonat Natri Canxi hoặc Bicacbonat Canxi Natri
Trang 18Tổng độ khoáng hoá thay đổi từ 0,037 g/l÷0,65 g/l Hệ số ăn mòn thay đổi từ 5,993 đến 0,161, nước không ăn mòn là chủ yếu Hệ số váng thay đổi từ 0,072 đến 88,01 chủ yếu là lắng tụ cứng Hệ số sủi bọt thay đổi từ 0,445 đến 97,18 chủ yếu là nước không sủi bọt Nước không ăn mòn Sunfat luôn nhỏ hơn 25 mg/l
Đặc biệt trong vỉa than nước có tính axit cao, khả năng ăn mòm kim loại tương đối cao Kết quả phân tích mẫu vi trùng cho thấy nước bị nhiễm bẩn cao [15]
1.4.6 Đặc điểm địa chất công trình
Đặc điểm ĐCCT của các lớp đất đá trong tầng trầm tích chứa than
Nham thạch trong địa tầng chứa than của khu thăm do có tuổi T3n-rhg2 bao gồm:
sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và sét than Sự phân bố các lớp nham thạch này khác nhau cả về diện tích cũng như chiều sâu, đặc biệt các lớp này lại nằm xen kẽ nhau trong toàn bộ địa tầng than tính chất cơ lý của từng loại đá biến đổi không theo quy luật nhất định Mỗi loại đá được đặc trưng bởi các đặc tính rất khác nhau
kể cả tính chất cơ lý
- Sạn kết: là loại nham thạch có mặt ở khắp khu mỏ, chiều dày biến đổi từ vài mét
đến hàng chục mét cá biệt tại LK930E gặp lớp sạn kết dày 26 m Nham thạch này chiếm 5,74% trong địa tầng khu mỏ, sạn kết có mầu xám sáng, thành phần hạt là thạch anh màu trắng đục có góc cạnh Thành phần xi măng là silic hoặc sét Cấu tạo khối rắn trắc và có độ bền vững cao
Giá trị các chỉ tiêu cơ lý của lớp sạn kết theo bảng sau đây:
Bảng 1 2 Chỉ tiêu cơ lý của lớp sạn kết
Giá trị Cường độ
kháng nén tự nhiên (KG/cm2)
Cường độ kháng kéo (KG/cm2)
Dung trọng (g/cm3)
Tỷ trọng (g/cm3)
Cát kết: Là loại nham thạch phân bố rộng và nhiều trong khu vực thăm dò, chiếm
tỷ lệ 48,91% địa tầng than Cát kết thường có màu xám tro-xám trắng thành phần hạt là cát xi măng là sét, đôi chỗ hạt là thạch anh, xi măng gắn kết là silic Đá có cấu tạo lớp rắn, dai
Chiều dày lớp thay đổi từ vài mét đến vài chục mét, cá biệt dày tới 43m (LK929B) Sự chuyển tiếp của cát kết với đá vây quanh có chỗ rõ ràng, có chỗ chuyển tiếp từ từ Cát kết là loại nham thạch bền vững về mặt địa chất công trình Giá trị các chỉ tiêu cơ lý của lớp cát kết theo bảng sau đây:
Trang 19Bảng 1 3 Chỉ tiêu cơ lý của lớp cát kết
Giá trị Cường độ
kháng nén tự nhiên (KG/cm2)
Cường độ kháng kéo (KG/cm2)
Dung trọng (g/cm3)
Tỷ trọng (g/cm3)
- Bột kết: là loại nham thạch phổ biến trong khu mỏ chiếm tỷ lệ 40,20% Bột kết
thường có mầu xám tro, xám đen Thành phần hạt chủ yếu là cát, xi măng sét, cấu tạo phân lớp rõ và có khả năng bảo tồn hoá thạch Chiều dày của lớp thay đổi từ vài mét đến hàng chục mét (LK7 có chiều dày 30,8 m) Bột kết là loại nham thạch
có độ bền trên phương diện địa chất công trình ở mức trung bình, tỷ lệ mẫu khoan thường đạt từ 70%÷88%, mẫu thỏi dài dễ lấy mẫu cơ lý
Giá trị các chỉ tiêu cơ lý của lớp bột kết theo bảng sau đây:
Bảng 1 4 Chỉ tiêu cơ lý của lớp bột kết
Giá trị Cường độ
kháng nén tự nhiên (kG/cm2)
Cường độ kháng kéo (kG/cm2)
Dung trọng (g/cm3)
Tỷ trọng (g/cm3)
- Sét kết: là loại nham thạch ít phổ biến trong khu mỏ chỉ chiếm tỷ lệ 2,73% so với
các loại đá khác, thường gặp ở vách trụ các vỉa than Nham thạch có mầu xám đen, thành phần chủ yếu là sét, cấu tạo phân lớp mỏng và vi lớp rất rõ, mực độ gắn kết rắn chắc kém và thường được khai thác kéo theo các lớp than
Giá trị các chỉ tiêu cơ lý của lớp sét kết theo bảng sau đây:
Bảng 1 5 Chỉ tiêu cơ lý của lớp sét kết
Giá trị Cường độ
kháng nén tự nhiên (KG/cm2)
Cường độ kháng kéo (KG/cm2)
Dung trọng (g/cm3)
Tỷ trọng (g/cm3)
Trang 20- Sét than: là loại đá nằm xen kẹp giữa các lớp sét kết và than, lượng than chỉ chiếm
từ 10÷40% Than dưới dạng vảy hoặc vi lớp Sét than chỉ chiếm tỷ lệ 0,15% trong địa tầng dưới dạng lớp rất mỏng thường gặp sét than ở sát vách và trụ các vỉa than hoặc kẹp giữa vỉa than
Chiều dày lớp từ 0,1 m đến 2 m (LK885) Sét than là nham thạch có độ gắn kết mềm yếu nhất, dễ bị vỡ vụn Trong quá trình khoan khó lấy mẫu, trong khai thác
dễ bị sập lở và bùng nền đòi hỏi phải có biện pháp gia cố chèn chống [14]
Đặc tính cơ lý đá vách và đá trụ của các vỉa than và mức độ ổn định của chúng ảnh hưởng tới khai thác mỏ
Trong phạm vi khu mỏ tính đến mức -150 tồn tại các vỉa than từ vỉa 15 đến vỉa 3 Để phục vụ cho việc thiết kế khai thác mỏ, trong quá trình thăm dò địa chất công trình qua các giai đoạn từ sơ bộ, tỷ mỉ đến thăm dò bổ sung và khai thác đếu tiến hành lấy mẫu cơ lý đá ở vách và trụ vỉa than
Đặc điểm cấu tạo chung của vách, trụ ở các vỉa than thường là sự sắp xếp từ than đến sét kết, bột kết, cát kết, cá biệt có trường hợp vách trụ vỉa là cát kết Tính phổ biến này làm cho vách trực tiếp của vỉa than là bột kết, cát kết còn sét kết chỉ là vách giả vì mức độ ổn định kém, chiều dày mỏng dễ bị sập lở Vách vỉa than càng cấu tạo bởi nhiều lớp mỏng thì mức độ ổn định ĐCCT càng kém do sự gắn kết giữa mặt lớp nhỏ hơn nhiều so với sự gắn kết của lớp Vì vậy vòm sập lở càng lớn khi đường lò dài không được chèn chống hoặc chèn chống thưa
Kết quả tính toán giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý đá ở vách trụ vỉa than cho thấy điều kiện địa chất công trình ở vách và trụ vỉa than là tương đương nhau [14]
Bảng 1 6 Chỉ tiêu cơ lý của đá vách, đá trụ
Giá trị Cường độ kháng
nén tự nhiên (KG/cm2)
Dung trọng (g/cm3)
Tỷ trọng (g/cm3)
Trang 21
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐƯỜNG LÒ DỌC VỈA N6-8 MỨC -100
2.1 Đặc điểm về vị trí, công dụng, sự cần thiết của đường lò
Đường lò dọc vỉa N6-8 là đường lò dọc vải vận tải được đào dọc theo vỉa 6 khu Nam mỏ Khe Tam mức -100 Từ đường lò này, tiến hành đào thêm các đường
lò thượng để rót than trực tiếp xuống và vận tải bằng đường ray 900 mm Lò dọc vỉa N6-8 được đào nhằm mục đích khai thông vỉa 6, kết nối khu vực lò chợ vỉa 6 với với giếng nghiêng trục tải, vận chuyển đất đá, than từ khu vực vỉa 6 ra phía sân
lò trong sân ga mức -100 là 4,591 m Từ sân ga mức -100 đào các đường lò đặt đường ray mức -100 khu Trung Tâm I và khu Trung Tâm II Đào các lò đặt băng tải mức -90 khu Trung Tâm I và khu Trung Tâm II và lò xuyên vỉa vận tải mức -100 khu Nam I để khai thông cho các vỉa có lò chợ đầu tư xây dựng cơ bản và các vỉa còn lại ở khu Trung Tâm và khu Nam Từ các đường lò khai thông trên tiếp tục đào thêm các đường lò để khai thông cho các lò chợ duy trì sản xuất của các vỉa còn lại khu Nam, khu Đông Bắc và khu Bắc trong khai trường
Từ các đường lò khai thông chính mức -100 của các khu, theo kế hoạch khai thác tiến hành đào các đường lò xuyên vỉa và dọc vỉa mức -100 còn lại của khu để khai thông cho các diện khai thác tầng +40 đến -100
2.3 Các đặc điểm về yêu cầu thiết kế quy hoạch, thiết kế cấu tạo đường lò N6-8
Lò dọc vỉa N6-8 có biên dạng tường thẳng vòm bán nguyệt, chiều rộng đường lò là 3 m, chiều cao đường lò là 2,8 m, chiều cao tường là 1,3 m Sau khi khai đào đường lò có diện tích khoảng 7,4 m2, dự kiến sẽ sử dụng kết cấu chống bằng vì thép SVP
Lò dọc vỉa N6-8 sử dụng hình thức vận tải bằng goòng với cỡ ray 900 mm nhằm mục đích vận chuyển đất đá trong quá trình khai thông vỉa 6 và vận chuyển than sau khi khai thác từ mức -100 lên mức +38 trên mặt mỏ
2.4 Những đặc điểm về điều kiện xây dựng toàn bộ khu vực đường lò dọc vỉa vận tải N6-8
Lò dọc vỉa N6-8 đào dọc theo phương vỉa 6 Phía vách là lớp than dày từ 3÷4 m Trụ vỉa là bột kết, đôi khi dưới trụ là sét kết, sét than Trên lớp bột kết là
Trang 22lớp sạn kết tương đối dày Chiều dày tổng quát biến đổi từ 1,27,47 m, trung bình 4,24 m Có từ 13 lớp kẹp, đá kẹp Độ cứng của đá trong khu vực vỉa nằm trong khoảng f=46
Trang 23PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NGẦM
THIẾT KẾ QUY HOẠCH CÔNG TRÌNH NGẦM
3.1 Những yêu cầu cơ bản về thiết kế quy hoạch công trình ngầm
3.1.1 Phân loại khối đá bao quanh đường lò
Phương pháp phân loại khối đá theo Deer (RQD)
Phương pháp phân loại khối đá theo RQD gọi là phương pháp đánh giá chất lượng khối đá( Rock Quaility Designation) do Deer đề xuất năm 1963 Từ quan sát và nhận xét độ dài các thỏi khoan lấy lên từ các lỗ khoan, theo Deer thì chỉ số RQD (chỉ số chất lượng khối đá) được xác định theo công thức thực nghiệm sau:
%100
- Chiều dài lỗ khoan khảo sát
Dựa vào RQD Deer đã sắp xếp các khối đá làm 5 loại tương đương theo bảng sau:
Bảng 3 1 Bảng phân loại khối đá theo RQD
chất lượng
Số khe nứt/1mdài
Tỷ lệ mô đun biến dạng KE
Phương pháp phân loại khối đá theo Bienawski (RMR)
Phân loại khối đá theo RMR (Rock Mass Rating) của Bienawski có chú ý đến 6 điểm khác nhau trong khối đá và được xác định bằng công thức thực nghiệm sau:
RMR = I1+ I2+ I3+ I4 I5+ I6 (3 2)
Trang 24Trong đó: I1 – Tham số xét đến độ bền nén đơn trục của khối đá; I2 – Tham số thể hiện lượng thu hồi lõi khoan RQD; I3 – Tham số thể hiện khoảng cách giữa các khe nứt; I4 – Tham số thể hiện trạng thái của các khe nứt; I5 – Tham số thể hiện điều kiện ngậm nước của đá; I6 – Tham số thể hiện mối tương quan giữa thế nằm
và hướng của đá
Các tham số và RMR cũng như sự phân loại đá theo Bienawski được thể hiện trong bảng như sau:
Bảng 3 2 Bảng phân loại khối đá theo RMR
Lượng điểm theo RMR Chất lượng khối đá Cấp phân loại
Trang 25Phương pháp phân loại khối đá RMR thường được áp dụng cho các công trình có vốn đầu tư ban đầu lớn, tuổi thọ cao như các công trình ngầm giao thông, thủy lợi, thủy điện, các công trình ngầm thi công theo phương pháp NATM… phương pháp này ít được sử dụng trong ngành mỏ vì tốn kém về thời gian và chi phí [5]
Phương pháp phân loại theo Barton và Lunder
Trên cơ sở phân tích thống kê các kết quả quan trắc xây dựng các công trình ngầm Năm 1974 Barton(Nauy) đã đưa ra một phương pháp phân loại khối đá theo chỉ tiêu chất lượng tunnel (Tunnel-Quaility) Q Được xác định bằng biểu thức:
SRF
J J
J J
RQD
a r n
Trong đó: Jn – Chỉ số chú ý đến số lượng khe nứt khối đá; Jr – Chỉ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám của các mặt khe nứt; Ja – Chỉ số xét tới mức độ phong hoá bề mặt của các khe nứt; Jw – Chỉ số kể tới ảnh hưởng của nước ngầm; SRF – Chỉ số tính đến sự suy giảm ứng suất [5]
Bảng 3 3 Bảng phân loại khối đá theo Barton, Lien, Lunde
Giá trị của chỉ tiêu Q Cấp ổn định khối đá Đặc điểm ổn định của khối đá
Phân loại khối đá theo GS Protodiaconop
Phương pháp phân loại đá theo G.S Prôtôđiakônôv hay còn gọi là phương pháp phân loại đá theo độ cứng với chỉ số f (chỉ số độ cứng) được xác định dựa trên cơ sở thí nghiệm nén với các loại đá khác nhau và rút ra kết luận về tính chất
cơ học cho các loại đá khác nhau:
Giá trị độ cứng f được xác định theo công thức sau:
100
σ
Trong đó: n – Độ bền nén của loại đá đem thí nghiệm
Dựa vào chỉ số f cũng chia ra các nhóm đá có tính chất cơ học khác nhau Dưới đây là một sắp xếp về đặc điểm của các nhóm đá [5]
Trang 26Bảng 3 4 Bảng phân loại khối đá theo f (độ kiên cố)
STT Giá trị độ cứng f Đặc điểm ổn định của khối đá
1 f<3 Đất đá yếu, đất đá phong hoá, đất phủ
3.1.2 Những yêu cầu cơ bản về thiết kế đường lò xuyên vỉa
Để đảm bảo sử dụng đường lò dọc vỉa được an toàn, khi thiết kế phải chú ý các yêu cầu sau:
- Đảm bảo cho quá trình vận tải không bị gián cản trở, đảm bảo cho công nhân đi lại trong đường lò dễ dàng và an toàn;
- Đảm bảo chế độ thông gió theo yêu cầu thiết kế và theo quy phạm an toàn, diện tích tối thiểu của đường lò phải đảm bảo các yêu cầu sau đây:
+ Đối với các đường lò vận tải, thông gió cho phần ngầm, diện tích tối thiểu là 4,5 m2 khi được chống giữ bằng các kết cấu có gân, gờ lắp ghép từ gỗ, bê tông hoặc kim loại;
+ Diện tích tối thiểu là 4 m2 nếu được chống bằng các loại đá xây dựng, bê tông cốt thép, bê tông liền khối
Trong cả 2 trường hợp trên, chiều cao đường lò tối thiểu là 1,9 m tính từ đỉnh ray
3.2 Thiết kế quy hoạch công trình ngầm trên bình đồ
Đường xuyên vỉa N6-8 mức -100,vỉa 6 có chiều dài lò đào dự kiến L=375
m Sau khi xây dựng, đường lò có chức năng khai thông vỉa 6, vận chuyển than từ
lò thượng tới lò vận tải chính tới sân giếng nghiêng
Trang 27Hình 3 2 Vị trí đường lò dọc vỉa N6-8 trên bình đồ
L = 800 m, = 10°
45
330
Phay F1
Trang 283.3 Thiết kế quy hoạch công trình ngầm trên mặt cắt dọc
Đoạn đường dọc vỉa vận tải N6-8 mức -100V đào qua đá có độ cứng f=4÷6, chủ yếu là cát kết, bột kết sét than và than Kết quả khảo sát lỗ khoan LK 943 cho thấy đường lò dọc vỉa N6-8 được đào trong lớp bột kết dày khoảng 6,5 m, phía trên là lớp sét than và than dày khoảng 3,5 m Mặt cắt dọc đường lò thể hiện trong hình dưới đây
Hình 3 3 Mặt cắt dọc đường lò dọc vỉa N6-8
3.4 Thiết kế quy hoạch công trình ngầm trên mặt cắt ngang
Việc lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang của đường lò hợp lý chính là một trong những giải pháp nhằm đảm bảo độ ổn định của công trình, giảm thiểu được khối lượng công tác đào lò, dễ thi công và giảm giá thành khi xây dựng Việc lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang của đường lò thường dựa trên một số điều kiện như:
- Tính chất của các lớp đá mà công trình đào qua;
- Cường độ và hướng tác dụng của tải trọng đất đá và một số tải trọng khác (như
áp lực nước ngầm, tự trọng và kết cấu khung chống, vỏ chống);
- Thời gian tồn tại của công trình;
- Kết cấu của khung vỏ chống và vật liệu chống
Hình dạng của đường lò lựa chọn phải đảm bảo một số yêu cầu sau:
- Áp lực đất đá và các loại tải trọng tác dụng nên công trình là nhỏ nhất;
- Hình dạng mặt cắt của đường đường lò có lợi về mặt thủy lực, giảm độ nhám biên hầm, hạn chế sự thấm nước vào công trình;
- Dễ dàng thi công và tiết diện đào là nhỏ nhất
Trong thực tế, khi thiết kế đường lò có áp thường sử dụng mặt cắt ngang là hình tròn vì nó rất có lợi về khả năng chịu lực cả về bên trong lẫn bên ngoài do độ
Trang 29cong đều không gây ra sự tập trung ứng suất lớn, tạo điều kiện dòng chảy tương đối tốt xong việc thi công khá khó khăn và tốn kém Do vậy trên thực tế việc lựa chọn mặt cắt ngang của đường lò thường dựa vào một số kinh nghiệm sau:
- Khi chỉ chịu áp lực nóc là chủ yếu nên chọn đường lò có dạng tường thẳng vòm bán nguyệt;
- Khi có cả áp lực nóc và áp lực hông lớn nên chọn dạng hình vòm tường cong;
- Khi có áp lực xuất hiện từ mọi phía với cường độ gần như nhau, nên chọn mặt cắt ngang là hình tròn hoặc hình móng ngựa có vòm ngược;
- Khi xuất hiện áp lực không đồng đều, nhưng đối xứng ở nóc và nền thì nên chọn dạng elip có trục dài theo phương có áp lực lớn hơn;
- Nếu các đường lò chống bằng gỗ hoặc bê tông cốt thép đúc sẵn theo dạng thanh thẳng hoặc kim loại thẳng là hợp lý nhất thì chọn mặt cắt ngang là hình thang, hình chữ nhật hay đa giác
Căn cứ vào những điều kiện trên lò được đào trong đá tương đối cứng vững (f=6) ta nên chọn hình dạng tiết diện là tường thẳng vòm bán nguyệt
Hình 3 4 Hình dạng tiết diện ngang của đường lò
3.4.1 Tính toán sơ bộ công tác vận tải
Xác định kích thước mặt cắt ngang của đường lò ta phải đảm bảo được khả năng thông qua của các thiết bị vận tải, các yêu cầu về thông gió, thoát nước, khoảng cách an toàn cho người đi lại cũng như đảm bảo cho các thiết bị máy móc hoạt động bình thường
Lựa chọn thiết bị vận tải cho đường lò
Vì đây là đường lò dọc vỉa, khối lượng vận chuyển qua đường lò này thuộc loại trung bình (sản lượng thông qua 180000 T/năm) và là mỏ đoạn lò đào qua đá nên theo quy phạm an toàn ta chọn phương pháp vận chuyển ở đây là đường sắt dùng đầu tàu ác quy kéo đoàn gòong
Với yêu cầu về sản lượng thông qua là 180000 T/năm ta chỉ cần bố trí đường
lò 1 đường xe, bên cạnh đó là lối người đi lại đảm bảo an toàn theo quy phạm
Trang 30Các thiết bị vận tải dùng trong mỏ gồm có: goòng vận tải UVG-3,3 chạy trên cỡ đường 900 mm; đầu tầu điện ắc quy AM-8 chạy trên cỡ đường 900 mm; loại ray P-24
Bảng 3 5 Đặc tính kỹ thuật của goòng UVG-3,3
Goòng UVG-3,3 đáy kín
Bảng 3 6 Đặc tính kỹ thuật đầu tầu điện ắc quy AM-8
Bảng 3 7 Đặc tính kỹ thuật của ray P-24
Trang 31k
Trong đó: k – Hệ số làm việc không đồng đều, k = 1,25÷1,3 (chọn k =1,3); An –
Sản lượng mỏ trong 1 năm, An= 180000 T/năm; N – Số ngày làm việc trong năm,
N = 300 ngày/năm
Am = 180000 1,3
300 = 780 tấn/ngàyđêm
b Xác định khối lượng đoàn goòng, Qtk
Theo điều kiện bám dính:
Qbd = P (1000bd
Trong đó: P – Trọng lượng dính, P = 88 kN; Ψbd – Hệ số bám dính của bánh xe
với đường sắt, Ψ=0,12÷0,3 (chọn Ψbd=0,24); 𝜔0 – Hệ số cản mở máy của đầu tàu,
ω0 = 9 N/kN; itb – Góc dốc trung bình của đường tàu, itb=5‰
Qbd = 88 (1000.0,24
9+5 − 1) = 1421(kN) = 142 T Theo điều kiện lên dốc:
Qld = P ( 1000ld
Trong đó: P – Trọng lượng dính, P=88 kN; Ψld – Hệ số bám dính giữa đường sắt
với bánh xe khi tầu lên dốc,Ψld=0,24; 𝜔ld – Hệ số sức cản khi tầu lên dốc,
ωld =9 N/kN; i – Độ dốc trung bình của đường xe, i=5‰; am – Gia tốc của đầu tầu
Trong đó: P – Trọng lượng dính, P=88 kN; Ψh – Hệ số bám dính của bánh xe với
đường xe, Ψh=0,2; v – Vận tốc khi hãm, v=1,5 m/s; [Lh] – Quãng đường hãm cho
phép theo quy định, [Lh]=40 m; ωh – Hệ số cản chuyển động của đầu tàu khi xuống
dốc, ωh=6 N/kN; i – Độ dốc trung bình của đường lò, i=5‰
𝑄𝑥𝑑 =55.1,521000.0,2
40 −6 + 5− 88 = 8318 (kN) = 832 T Nhận xét: Để đảm bảo đoàn tàu có thể làm việc trong mọi trường hợp, khi
tính toán, thiết kế ta chọn khả năng kéo của đoàn tàu là nhỏ nhất:
Qtk = min(Qbd, Qld, Qxd) = 81 T (3.9)
c Xác định số goòng cho một đoàn tàu (Ng)
Trang 32𝑁𝑔 = Qtk
Trong đó: G0 – Khối lượng bì của goòng, G0=1,207 T; Qtk – Khả năng kéo của đoàn tàu, Qtk=81 (T); G – Khối lượng hàng của goòng (T) được tính bằng công thức sau:
Trong đó:V – Dung tích goòng, V=3,3 m3
; γr – Khối lượng thể tích của đá, γ=1,8 T/m3; φg – Hệ số chất đầy goòng, φg=0,9
G = 3,3 1,8 0,9 = 5,35 T
Ng = 81
1,207+5,35= 12 goòngThời gian trung bình của một chuyến
Tck = tc+ tct + tkt + td + θ, phút (3.12)
Trong đó:tc – Thời gian chất tải của đoàn tàu bằng máy xúc có băng tải đuôi,
tc=16 phút;tct – Thời gian chuyển động có tải, phút
tct =0,8.L
v ct + 0,2.L
Trong đó: L – Chiều dài đường lò, L=375 m; vct – Vận tốc có tải của đoàn tàu,
vct=0,65vkt; vkt – Vận tốc kỹ thuật của đầu tàu, vkt=1,89 m/s;
td – Thời gian dỡ tải của tầu, td=8 phút;
θ – Thời gian manơ dừng tầu trong 1 chu kỳ dỡ tải, θ=15 phút
Tck = 16 + 6,1 + 4,97+ 8 + 15 ≈ 50 phút
d Năng suất vận tải của đường tầu
Năng suất kỹ thuật:
Qtt = Qkt.ktg = 1617,84 0,7 = 1132,49 T/ngày đêm
Trong đó: ktg – Hệ số sử dụng thời gian, ktg=0,7
e Số đầu tầu và goòng cho mỏ
Số đầu tầu cho mỏ:
Trang 33Trên nguyên tắc đảm bảo vận chuyển hết khối lượng yêu cầu, số chuyến cần thiết trong một ngày đêm là:
R =Am.kdt
Trong đó: Am – Khối lượng hàng cần vận chuyển qua đường lò 1 ngày đêm,
Am=780 T/ngày đêm; kdt – Hệ số dự trữ chuyến tầu kể đến các đoàn tầu làm việc không theo kế hoạch, kdt=1,25
f Khả năng thông qua năng lực vận tải của tuyến đường sắt
Yêu cầu tuyến đường phải đủ năng lực vận tải theo điều kiện:
Trang 34Md = 49
1,2 12 5,35 = 2622 T/ngày đêm
Ta thấy: Md>Am, (2622>780), vậy đảm bảo năng lực vận tải
3.4.2 Xác định kích thước mặt cắt ngang đường lò
Kích thước tiết diện bên trong khung chống
Kích thước tiết diên bên trong khung chống được xác định theo phương pháp họa
đồ như sau:
Diện tích sử dụng tối thiểu của đường lò được xác định dựa trên các chức năng của đường lò như sau: Vận tải than, đất đá thải và trang thiết bị bằng tầu điện ắc quy kéo đoàn goòng, kích thước sử dụng tối thiểu của thiết bị lấy theo kích thước lớn nhất giữa đầu tầu ắc quy và goòng (miền 1); Đoàn goòng chạy trên hệ thống đường
xe được cấu tạo gồm lớp đá lát, tà vẹt và thanh ray (miền 2) Phần dành cho người
đi lại, lấy theo quy phạm an toàn Phần diện tích dành cho chức năng thông gió được sử dụng chung cùng các chức năng khác
Hình 3 5 Sơ đồ xác định kích thước sử dụng tối thiểu của đường lò
Theo GS TS Võ Trọng Hùng [1], kích thước mặt cắt ngang của đường lò vận tải bằng tầu điện ắc quy được xác định như sau:
1
2
3 1320
700
457
Trang 35Hình 3 6 Sơ đồ lựa chọn tiết diện sử dụng của đường lò
Trong đó: h – Chiều cao thiết bị vận tải, h=1415 mm ( lấy chiều cao đầu tầu điện
ắc quy AM-8 đã chọn ); A – Chiều rộng thiết bị vận tải, A=1320 mm lấy theo chiều rộng của goòng UVG – 3,3 đã chọn ); m – Khoảng cách từ thiết bị vận tải đến biên đường lò tại vị trí cao nhất của thiết bị vận tải, m=250 mm; HN – Chiều cao lối đường đi lại, HN=1800 mm; hld – Chiều cao lối người đi lại ở phía trên nền đường
lò, hld=100 mm; ht – Chiều cao tường, ht=1,1÷1,3 chọn ht=1300 mm; hdx – Chiều cao của đường xe, hdx=hđl + htv + hr; htv – Chiều cao từ nền lò đến mặt trên của tà vẹt, htv=120 mm; hđl – Chiều dày lớp đá lát đường xe, hđl=250 mm; hr – Chiều cao của loại ray P-24 đã chọn, hr=107 mm
Trang 36Hình 3 7 Sơ đồ xác định bán kính vòm bán nguyệt cho đường lò một đường xe
Mặt cắt ngang sử dụng của đường lò :
Hình 3 8 Mặt cắt ngang sử dụng của đường lò
L C
O N
C 250
Trang 37b Tiết diện ngang sử dụng của đường lò :
Ssd =π
8 B2+ B ht =π
8 2,62+ 2,6.1,3 = 6,03 m2 (3 30)
c Tiết diện thiết kế của đường lò :
Ta lựa chọn sơ bộ kết cấu chống là vì thép SVP 22, các thông số thể hiện như trong hình:
Chiều rộng thi công (chiều rộng thiết kế ) :
60
145,5
Trang 38Btk=B+2.200=2600+400=3000 mm (3 31) Bán kính vòm thiết kế :
Chiều cao thi công:
htk=ht+Rtk=1300+1500=2800 mm (3 33) Tiết diện thiết kế:
Stk =π
8 Btk2 + Btk ht =π
8 3,02+ 3,0.1,3 = 7,4 m2 (3 34)
Hình 3 10 Mặt cắt ngang thi công của đường lò dọc vỉa
d Kiểm tra tiết diện theo điều kiện thông gió
V = Am q.k
Trong đó: Am – Sản lượng chuyển qua lò, Am=180.000 tấn/năm; q – Lượng không khí cần cung cấp cho 1 tấn hàng chuyển qua, q=1,25 m3/phút; k – Hệ số không cân bằng sản xuất, k=1,25÷1,45, lấy k=1,45; μ – Hệ số suy giảm diện tích của đường
lò có cốt, μ=1; N – Số ngày làm việc trong 1 năm, N=300 ngày; Ssd – Diện tích sử dụng của đường lò, Ssd=6 m2
.
V = 180000.1,25.1,45
Vmin=0,3 m/s, Vmax=8 m/s; Vmin ≤ V ≤ Vmax thỏa mãn điều kiện thông gió
Vậy việc lựa chọn và tính toán diện tích sử dụng thỏa mãn cho điều kiện thông gió
Trang 39Chiều cao h=240 mm, chiều rộng b=380 mm, chiều dày d=40 mm; thép để làm cốt
=6 mm
Trang 40THIẾT KẾ LỰA CHỌN VẬT LIỆU, TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỐNG GIỮ CÔNG TRÌNH NGẦM
4.1 Những yêu cầu cơ bản về thiết kế vật liệu, kết cấu chống giữ công trình ngầm
Theo tài liệu địa chất khu vực dự kiến sẽ đi qua các lớp đất đá không đồng dạng, không hợp nhất, có điều kiện địa chất phức tạp, có các phay phá, đứt gãy, độ cứng của đá trung bình f=6 Đá có dạng cuội kết, sạn kết, bột kết và cát kết Độ liên kết vững chắc khi lò đào qua những vùng điều kiện địa chất ổn định Còn khi
lò đào qua những vùng địa chất phức tạp, không ổn định thì thường đất đá có dạng mền yếu trượt lở Theo dự báo lò sẽ đi qua những vùng có điều kiện địa chất phức tạp, không ổn định Lò dọc vỉa vận tải N6-8 mức -100 chủ yếu đào qua lớp đất đá
có độ cứng f=6, đất đá chủ yếu là bột kết, điều kiện địa chất tương đối ổn định
4.2 Thiết kế lựa chọn vật liệu chống giữ công trình ngầm
Việc tính toán lựa chọn loại vỏ chống cố định cho đường lò dựa vào các điều kiện, thông số sau:
+Tính chất cơ lý của đất đá xung quanh đường lò, liên kết giữa các khối đá xung quanh;
+Đặc điểm địa chất công trình, địa chất thuỷ văn khu vực công trình đi qua; +Thời gian tồn tại của công trình;
+Vật liệu làm vỏ chống phải sẵn có, dễ tìm kiếm, dễ vận chuyển;
+Đơn giản, dễ thi công
Đường lò xuyên vỉa mức -100 có chiều dài khoảng 375 m, được sử dụng làm lò vận chuyển chính phục vụ cho việc khai thác mức -100 và các mức dưới các với điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn đã mô tả ở Chương 1 Lựa chọn sơ bộ kết cấu chống: Vì thép
Kết câu chống của vì thép SVP-22:
Hình 4 1 Mặt cắt ngang kết cấu chống và tấm chèn bê tông cốt thép