Bài viết trình bày khảo sát hình dạng mặt cắt ngang đường lò và các loại hình kết cấu chống đang sử dụng ở các công ty khai thác than hầm lò thuộc TKV, nhận xét kết quả khảo sát việc lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang và kết cấu chống của các mỏ than hầm lò thuộc TKV, đề xuất sử dụng hình dạng mặt cắt ngang và các loại kết cấu chống phù hợp cho đường lò đào qua khu vực có điều kiện địa chất phức tạp, đất đá bở rời, mềm yếu.
NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT HÌNH DẠNG MẮT CẮT NGANG, KẾT CẤU CHỐNG PHÙ HỢP CHO ĐƯỜNG LÕ ĐÀO QUA KHU VỰC CÓ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT PHỨC TẠP, ĐẤT ĐÁ BỞ RỜI, MỀM YẾU NGƠ DỖN HÀO* Research and recommendation of suitable shapes and supports of roadways excavated in the complex geological conditions, in the loose and weak rocks Abstract: After investigation of existing shapes and supports which are using in 145 roadways in 12 underground mines at Vinacomin, author has been analyzed, evaluated for suitable and unsuitable of conditions of shapes and supports in the detail geological conditions, where located roadways Basing on the results of appropriated analysis and evaluation, combination with research results of selection of supports for some underground mines in Vinacomin, and Dong Bac corporation-Ministry of defense author proposed solution to raise the stability of roadways by the selection of suitable shapes and supports in case of roadways excavated in the complex geological conditions, in loose and weak rocks or in the coal seams Recommendations to raise the stability of roadways by using the combination of methods the selection suitable shapes and supports for the detail geological conditions have been effectively used in the production reality ĐẶT VẤN ĐỀ * Trong năm qua, cơng ty khai thác than hầm lị thuộc Tập đồn Cơng nghiệp ThanKhống sản Việt Nam mở rộng diện khai thác khai thác xuống sâu Khi khai thác xuống sâu, thường gặp điều kiện địa chất mỏ phức tạp; đặc biệt gặp đất đá bở rời, mềm yếu dẫn đến sạt lở gương đào ổn định đường lò đưa vào sử dụng dẫn tới phải xén, chống gia cường liên tục Sự ổn định đường lò dẫn tới chi phí đào lị chi phí bảo vệ đường lị suốt q trình sử dụng sau tăng cao, chí dẫn tới an tồn cho người thiết bị Có nhiều nguyên nhân dẫn tới ổn định đường lò, song nguyên nhân quan * Đại học Mỏ-Địa Chất Số 18 Phố Viên - Phường Đức Thắng - Quận Bắc Từ Liêm - Hà Nội ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2020 trọng việc lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang đường lị kết cấu chống chưa thực phù hợp với điều kiện áp lực mỏ KHẢO SÁT HÌNH DẠNG MẶT CẮT NGANG ĐƢỜNG LÕ VÀ CÁC LOẠI HÌNH KẾT CẤU CHỐNG ĐANG SỬ DỤNG Ở CÁC CÔNG TY KHAI THÁC THAN HẦM LÕ THUỘC TKV Để có kết đánh giá phù hợp lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang đường lị loại hình kết cấu chống ban đầu đường lị cơng ty khai thác than hầm lị thuộc TKV; chúng tơi tiến hành khảo sát 145 đường lò 12 cơng ty thuộc Tập đồn Cơng nghiệp Than – Khống sản Việt Nam Các công ty mà tiến hành khảo sát trải suốt từ Mạo Khê đến Cẩm Phả - Quảng Ninh Các mỏ than khảo sát mỏ Than Mạo Khê, Than Nam Mẫu, Than Hồng 85 Thái, Than ng Bí, Than Vàng Danh, Than Hà Lầm, Than Núi Béo, Than Hạ Long, Than Hịn Gai, Than Thống Nhất, Than Mơng Dương, Than Khe Chàm Các đường lò khảo sát gồm đường lò xuyên vỉa vận tải, lò dọc vỉa vận tải than, dọc vỉa đá; thượng than thượng đá; lò cắt mở lò chợ; ngầm vận tải; lò chứa nước, hầm bơm; giếng nghiêng, bun ke tháo than, … Các lị có hình dạng tiết ngang hình vịm, tường thẳng lị hình thang Các đường lị khảo sát có hệ số kiên cố đất đá (f) có giải tương đối rộng, f =1†10; diện tích tiết diện ngang đào (Sđ) chia thành nhóm: nhóm có tiết diện đào tới 11m2, nhóm có (11Sđ ≤ 20)m2 nhóm có Sđ 20m2 Các đường lò thiết kế đơn vị là: Công ty CP tư vấn đầu tư Mỏ công nghiệp – Vinacomin; Viện khoa học công nghệ mỏ Vinacomin; Viện nghiên cứu thiết kế Nam Kinh – Trung Quốc Trong 145 đường lò 12 cơng ty (mỏ) khảo sát có: - 10 mỏ với 121 đường lị thiết kế Cơng ty CP tư vấn đầu tư Mỏ công nghiệp Vinacomin, chiếm 83,45; - 01 mỏ với 12 đường lò thiết kế Viện khoa học công nghệ mỏ -Vinacomin, chiếm 8,275; - 01 mỏ với 12 đường lò thiết kế Viện nghiên cứu thiết kế Nam Kinh – Trung Quốc, chiếm 8,275; Kết khảo sát hình dạng mặt cắt ngang đường lò kết cấu chống 145 đường lị thuộc 12 mỏ chúng tơi thống kê bảng NHẬN XÉT KẾT QUẢ KHẢO SÁT VIỆC LỰA CHỌN HÌNH DẠNG MẶT CẮT NGANG VÀ KẾT CẤU CHỐNG CỦA CÁC MỎ THAN HẦM LÕ THUỘC TKV Từ nghiên cứu tài liệu thiết kế phòng kỹ thuât, thực tế khảo sát trường kết bảng tổng hợp thông số bảng đường lị, chúng tơi thấy: 86 * Việc thiết kế hình dạng mắt cắt ngang đường lò loại kết cấu chống phù hợp với điều kiện địa chất mỏ thể qua loại đất đá, than, hệ số kiên cố, tính chất phay phá đất đá mà đường lị đào qua * Tuy nhiên, cịn có số trường hợp sử dụng hình dạng mặt cắt ngang kết cấu chống chưa thực phù hợp, mà theo chúng tơi ngun nhân làm cho đường lò sau bị ổn định, chí lị bị ổn định đào như: - Về hình dạng mặt cắt ngang đường lị: + Có tới 129 đường lị có tiết diện hình vịm tường thẳng, chiếm 88,96 cho tất điều kiện địa chất mỏ f=1†10 (11,04 lại hình thang hình trịn chức đường lị, khơng phải điều kiện địa chất mỏ), tính riêng đất đá mềm yếu f=1†3 46 đường lò, chiếm 31,7%; + Chỉ có đường lị có vịm ngược, chiếm 2,069 Số lò thiết kế đào qua phay Trong số đường lị đào qua đất đá yếu có f=1†3 chiếm 31,72; + Một số đường lị đào qua than đất đá yếu (f=1-3), có tiết diện đào lớn không sử dụng tường xiên, mà sử dụng vòm thấp (vòm tâm) Ví dụ đường lị sau: Lị dọc vỉa thơng gió mức -35LC I-6C-1 mỏ Thống Nhất, đào qua đất đá có hệ số kiên cố f=2, diện tích đào 9,5m2, chống lị thép SVP-17; Thượng rót than -150 ÷-60 V9B(44B)-1-TK mỏ Tràng Bạch, đào than, có hệ số kiên cố f=1, diện tích đào 9,6m2, chống lò thép SVP-17; Ga nhận than-150/V.9B(44B)-TK mỏ Tràng Bạch, đào than, có hệ số kiên cố f=3, diện tích đào 16,67m2 , chống lị thép SVP-27 - Về kết cấu chống lò: + Kết cấu chống bị động: Kết cấu chống bị ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2020 động thiết kế cho 123 đường lò, chiếm tới 84,8 Trong đất đá mềm yếu f=1-3 chiếm 31,72, kể f=1-4 số lớn nhiều + Kết cấu chống tích cực: Trong 145 đường lị khảo sát ngẫu nhiên, đơn vị thiết kế có 13 đường lị thiết kế kết cấu chống tích cực neo + bê tông phun, chiếm 8,97, loại kết cấu nâng cao khả tự mang tải khối đá Điều đáng nói số 13 đường lị này, có tới đường lò mỏ Hà Lầm Viện nghiên cứu thiết kế Nam Kinh - Trung Quốc thiết kế + Phối hợp kết cấu chống: có đường lị phối hợp kết cấu chống bị động kết cấu chống chủ động (Neo + Bê tông cốt thép liền khối), chiếm 6,21 Song, số đường lò này, có tới đường lị mỏ Hà Lầm Viện nghiên cứu thiết kế Nam Kinh - Trung Quốc thiết kế (tổng số đường lò khảo sát mỏ Hà Lầm 12 đường lò), vấn đề cần quan tâm người thiết kế Bảng 1: Tổng hợp kết khảo sát hình dạng mặt cắt ngang đƣờng lò kết cấu chống 145 đƣờng lị thuộc TKV Mỏ Diện tích đào, Hệ TT Tỷ lệ MẠO KHÊ Tổng số 14 2÷10 NAM MẪU 12 1÷8 13 5 1÷8 4 30,77 30,8 38,5 0,31 TRÀNG BẠCH 12 1÷8 tổ ng số lị 5 41,67 41,7 THÀNH CƠNG 12 2÷8 tổ ng số lò QUANG 33,33 58,3 25,0 16,7 tổ ng số lò Vật liệu + Kết cấu chống đá 35,71 28,6 35,7 35,7 tổ ng số lị Hình dạng mặt cắt ngang đường lị tâm tâm Vịm Hình Hình Tƣờn Neo+ Neo 11˂ số lò kiên yếu, Tới tƣờn tƣờn ngƣợ Gỗ BTCT g Thép BTCT + BT Sđ > 20 tròn thang cố (f) f=1-3 11 ≤ 20 g g c **** lƣu * ** xiên +BTP phun thẳng thẳng *** tổ ng số lò VÀNG DANH m2 Đ ất 12 1÷8 1 7,1 14,3 64,3 0,0 14,3 0,0 11 0 0 0,0 8,3 91,7 0,0 0.0 0,0 0,0 11 0 7,7 0 7,7 7,69 84,6 10 0 50 8,33 0 83,3 25 0 0 0 0 0 0 14,3 64,3 0 2 0,0 14,3 7,1 2 0,0 16,7 0 0 8,33 0 0 0 0 0 66,7 16,7 69,2 23,1 8,33 66,7 16,7 25,00 50 0 41,67 75 25 0 0 12 0 0 0 0,00 25 0 100 0 0 0 0 0 33,33 41,7 33,3 25 16,67 75 9,09 0 25 0 0 0 0 9,09 0 0 33,3 16,7 8,33 58,3 33,3 11 16,7 66,7 16,7 11 HANH tổ ng số lò HÀ LẦM 12 ÷7 tổ ng số lị THỐ NG 12 1÷8 41,7 33,3 8,33 91,67 8,33 91,7 58,3 41,7 NHẤT tổ ng số lị MƠNG 11 1÷9 8,33 66,7 DƢƠNG tổ ng số lò 10 KHE CHÀM tổ ng số lò 27,27 36,4 18,2 45,5 12 2÷8 3 25,00 25 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2020 33,3 41,7 9,09 72,73 18,18 0 0 8,33 75 16,7 0 72,7 18,2 58,3 41,7 87 11 DƢƠNG HUY 11 1÷9 tổ ng số lò 12 KHE CHÀM II 36,36 18,2 63,6 18,2 12 tổ ng số lò TỔ NG LỊ TKV 145 tổ ng số lị 1÷8 50,00 25 46 55 58,3 16,7 55 35 0 10 9,09 90,91 0 0 0 9,09 72,7 0 0 18,2 1 1 16,7 75 8,33 8,33 75 8,33 8,33 13 116 13 10 93 20 13 0,0 6,9 6,21 8,9 31,72 37,9 37,9 21,4 0,69 8,97 80,0 8,97 2,07 64,1 13,8 * Tiết diện dùng Bunke chứa than; ** Tiết diện dùng lò cắt mở lò chợ; *** Vòm ngược đào qua phay; **** Vật liệu dùng lò cắt mở lò chợ ĐỀ XUẤT SỬ DỤNG HÌNH DẠNG đường lị có khả làm giảm áp lực MẶT CẮT NGANG VÀ CÁC LOẠI KẾT khối đá lên cơng trình, hay hiểu rộng CẤU CHỐNG PHÙ HỢP CHO ĐƯỜNG nâng cao khả tự mang tải thỏa LÒ ĐÀO QUA KHU VỰC CÓ ĐIỀU KIỆN mãn tiêu trí sau: - Làm giảm áp lực sinh ĐỊA CHẤT PHỨC TẠP, ĐẤT ĐÁ BỞ RỜI, khối đá Áp lực giảm khi: MỀM YẾU + Giảm chiều rộng cơng trình; 4.1 Đề xuất hình dạng mặt cắt ngang + Đường biên cơng trình nhẵn, cong Phần phù hợp 4.1.1 Khái niệm điều kiện địa chất mỏ cung cong lồi cơng trình phải ngược phức tạp ứng xử học chiều với chiều trọng lực, cung nhọn Cho tới nay, chưa có khái niệm thống tốt; điều kiện địa chất mỏ phức tạp + Giảm trượt lở bên hơng lị (giảm áp Song thực tế nghiên cứu, thiết kế lực ngang) thi cơng cơng trình mỏ, khái niệm địa - Làm giảm áp lực đẩy ngang sinh chất phức tạp nhà khoa sử dụng khối đá Áp lực đẩy ngang giảm khi: nhiều là: đất đá bao gồm đặc tính + Góc tạo phần tường (hơng) lị với mặt mềm yếu (f≤3), nứt nẻ, bở rời, trương nở, vò phẳng ngang () nhỏ Nghĩa là, tiến nhàu, đặc biệt phức tạp gặp cát chảy, đất tới Trong đó: góc ổn định tự nhiên 90 lầy, bùn lỗng đất đá bên hơng lị, với ; đây: Đây loại đất đá thường có lực dính kết (C) phần tử đá thấp, góc nội ma góc nội ma sát (góc ma sát trong) đất đá; + Chiều rộng vịm sụt lở nhỏ nhất, mà sát () nhỏ Do đó, khối đá ln thường trực sập lở, trí sập đổ; chiều rộng vòm sụt lở lại phụ thuộc chiều trường hợp khối đá xung quanh cơng rộng cơng trình; - Làm giảm áp lực sinh trình ln gia tăng áp lực lên đường lị Nói chung điều kiện địa chất mỏ phức tạp khối đá Nếu khơng xét tới vấn đề trương nở áp lực mỏ lớn Áp lực mỏ không phụ đất đá áp lực giảm khi: + Giảm áp lực áp lực hơng (áp thuộc vào điều kiện địa chất mỏ, mà cịn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác; yếu tố lực ngang); + Đường biên cơng trình nhẵn, cong Phần có hình dạng, kích thước tiết diện ngang cung cong lồi cơng trình phải đường lị Trong điều kiện lý khối chiều với phương trọng lực, cung nhọn đá, diện tích, thời gian tồn tại, tốt 4.1.2 Đề xuất hình dạng mặt cắt ngang độ sâu bố trí cơng trình, … Mặt cắt ngang 88 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2020 đường lò phù hợp đào lị qua khu vực có điều kiện địa chất phức tạp, đất đá bở rời, mềm yếu Sau có kết thăm dò, khảo sát điều kiện địa chất mỏ, người ta phải tiến hành phân tích dự báo áp lực mỏ sinh khố đá có khai đào Trên sở dự báo đặc điểm tải trọng, trị số áp lức mỏ tác dụng từ phía xung quanh đường lị, đồng thời vào chức nhiệm vụ công trình mà người ta lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang cho có lợi mặt học Từ nghiên cứu lý thuyết thực tế, chúng tơi thấy: loại trừ số đường lị có nhiệm vụ cơng việc đặc thù lị cắt mở lò chợ, bun ke tháo tháo than;… Đồng thời vào độ lớn đặc điểm áp lực mỏ, thực tế thi công mỏ, chúng tơi đề xuất sử dụng số loại hình dạng mặt cắt ngang đường lò đào qua khu vực đất đá có điều kiện địa chất mỏ phức tạp, đất đá bở rời, mềm yếu hình - Hình 1a sử dụng chịu áp lực chủ yếu, áp lực hơng khơng đáng kể - Hình 1b sử dụng có áp lực áp lực lớn, áp lực hơng khơng đáng kể - Hình 1c sử dụng áp lực tác dụng từ phía cường độ gần - Hình 1d sử dụng áp lực tác phía hông tương đối lớn cường độ gần nhau, áp lực khơng đáng kể Hình 1: Hình dáng đường lò theo áp lực đất đá tác dụng lên đường lò 4.2 Đề xuất sử dụng kết cấu chống phù hợp cho đường lò đào qua khu vực có điều kiện địa chất phức tạp, đất đá bở rời, mềm yếu 4.2.1 Các bước tiến hành chọn kết ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2020 cấu chống Theo [1], nói chung hệ thống khung, vỏ chống cho cơng trình mỏ lựa chọn sở tiêu chuẩn hoạt động (khả làm việc hệ thống khung, vỏ chống), phương 89 pháp xây dựng, điều kiện địa chất dự đoán tải trọng đất đá tác dụng lên cơng trìmh Việc lựa chọn khung, vỏ chống phải tiến hành theo quy trình: - Bước 1: Đánh giá áp lực tác dụng lên công trình Dựa vào kinh nghiệm, đánh giá hợp lý, cơng tác điều tra cần thiết tính toán sơ áp lực để dự đoán áp lực lên cơng trình Trong bước này, người thiết kế nên ý thức phương pháp sử dụng để dự đốn áp lực tác dụng lên cơng trình khơng xét tới tính khơng đồng nhất, ảnh hưởng "động" nổ mìn hoạt động khai thác, tính bất đẳng hướng khối đá thời điểm lắp đặt vỏ chống Nói chung, nên sử dụng đồng thời nhiều phương pháp, phương pháp xét tới thông số ảnh hưởng khác để dự báo áp lực tác dụng lên cơng trình - Bước 2: Lựa chọn hệ thống kết cấu chống: Một hệ thống chống giữ gọi đầy đủ thoả mãn u cầu bản: tính an tồn khả phục vụ Tính an tồn có nghĩa hệ thống có khả chịu tải trọng tác dụng lên mà khơng gây phá hủy hệ thống Khả phục vụ cơng trình tức thỏa mãn yêu cầu làm việc mà khơng có biến dạng q mức hay phá hủy cục suốt trình tồn cơng trình - Bước 3: Đơn giản hố kết cấu chống lựa chọn để tiến hành phân tích cấu trúc kết cấu hệ thống chống giữ Trong bước cần thiết phải sử dụng số giả thiết giả thiết gây ảnh hưởng tới tính xác phân tích kết cấu vỏ chống Để nâng cao tính xác cho cơng tác đòi hỏi phải nắm rõ hoạt động kết cấu chống, điều tuỳ thuộc vào đặc trưng tác động tải trọng lên kết cấu [4] Ngoài ra, kiến thức địa kỹ thuật cơng nghệ đóng vai trò quan trọng để tạo 90 kết cấu chống có hiệu - Bước 4: Phân tích kết cấu Trong giai đoạn tiến hành phân tích kết cấu để xác định lực thành phần momen uốn xuất Thơng thường hệ thống chống giữ có tính linh hoạt có độ cứng (stiffness properties) sức chịu tải cuối lớn với hệ thống vỏ chống khơng có tính linh hoạt nhờ vào khả cho phép dịch chuyển kết cấu theo biến dạng biên cơng trình - Bước 5: Xác định kích thước vỏ chống: Dựa vào kết phân tích kết cấu ta xác định kích thước phận kết cấu theo thành phần nội lực lớn (lực dọc, lực cắt mômen uốn), xuất tác dụng tải trọng địa tầng Để xác định ta sử dụng lý thuyết đàn hồi hay lý thuyết dẻo - Bước 6: Kiểm tra: Trong giai đoạn phải tiến hành kiểm tra chi tiết thành phần kết cấu chống Nếu kích thước tính tốn xác minh đầy đủ thiết kế thoả mãn yêu cầu Nếu không, cần phải tiến hành phân tích lại kết cấu sở kích thước thành phần gia cố trình tiếp tục kết nhận có tính hội tụ (thu kết không thay đổi) Trong dự án lớn, việc phân tích kết cấu chống phải tiến hành phương pháp quan sát suốt trình tồn cơng trình để xác định lại điều kiện địa tầng, diễn biến thực tế trình đào 4.2.2 Các loại kết cấu chống phù hợp với điều kiện địa chất phức tạp * Quá trình phát triển áp lực điều kiện địa chất phức tạp Nhiều nhà nghiên cứu cho nguyên nhân gây áp lực mỏ phân bố lại ứng suất đất đá xung quanh đường lị Áp lực đất đá hình thành phát triển theo thời gian Giả sử đào vào đất đá bở rời mềm yếu đất đá dẻo, phát triển áp lực thể ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2020 đồ thị hình với đất đá trung bình yếu Hình 2: Sự hình thành áp lực đất đỏ theo thời gian - Áp lực ứng với thời gian t áp lực biến dạng hay áp lực động; - Trong thời gian từ t áp lực giảm dần với đất đỏ bở rời mềm yếu tiếp tục tăng với đất đá dẻo * Phạm vi ứng dụng kết cấu chống: Khi đào lò đất đá có điều kiện địa chất phức tạp, hợp lý sử dụng kết cấu chống [6]: + Kết cấu chống linh hoạt chế tạo từ thép hình; + Các kết cấu chống chế tạo từ vật liệu có độ bền vững cao, thời gian tồn lâu dài bê tông cốt thép; + Phối hợp các kết cấu chống bị động kết cấu chống chủ động - Vỏ chống bêtông cốt thép Vỏ chống bêtông cốt thép liền khối sử dụng để chống đoạn lò kiến thiết quan trọng nhắt, đoạn lò chịu áp lực lớn, phân bố khơng đều, mặt cắt ngang lị thường có dạng vịm dạng vịng trịn (các dạng vỏ chống bảo đảm ứng suất kéo vỏ chống nhỏ nhất) Vỏ chống bê tơng thường có loại: vòm bán nguyệt; vòm cao; vòm tâm + Vòm bán nguyệt vòm cao dùng ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2020 91 + Dạng vòm tâm (vòm thấp) dùng với loại đất đá ổn định Việc lựa chọn đường bao vòm phụ thuộc vào cường độ áp lực mỏ, xuất phát từ điều kiện bảo đảm cho đường cong áp lực không vượt phạm vi lõi mặt cắt (1/3 chiều dày mặt cắt kể từ tâm) vịm có áp lực nén tác dụng - Khung chống linh hoạt kích thước hình vịm: Khung chống chế tạo từ thép lịng máng; dùng rộng rãi để chống đường lị có cơng dụng khác Độ linh hoạt lớn có khả điều khiển chuyển dịch chống theo áp lực mỏ Nó dùng cho đường lò đào vào đất đá mềm yếu có hệ số kiên cố tới 0,8 vùng có áp lực ổn định vùng ảnh hưởng khu khai thác Khung chống có loại đoạn (hình 3) loại đoạn (hình 4) Loại ba đoạn gồm có xà cột, dùng đường lị khơng có tượng bùng độ chuyển vị đất đá khơng lớn 300mm Độ linh hoạt thường đạt từ 100300mm theo phương thẳng đứng Khi có dịch chuyển đất đá lớn phải dùng loại đoạn với độ linh hoạt đạt tới 700mm R Hình 3: Khung chống linh hoạt kích thước loại đoạn - Khung chống hình vịm có khớp (linh hoạt hình dạng) Loại khung chống có dạng bản: khớp khớp Loại khung chống dùng thép chữ I thép ray Loại khớp cấu tạo đơn giản hơn, gồm thép, có bàn đế cong để ơm khít thìu Chân cột hàn đế phẳng hay cong; đế cong phải dùng rầm gỗ (hình 5) Loại khớp dùng 92 Hình 4: Khung chống linh hoạt kích thước loại đoạn đoạn xà cong, cột thìu dọc Hai đầu đoạn xà cong hàn đế cong để ơm thìu hai thìu hơng; thìu hơng đỡ cột gỗ cột kim loại hình Khung chống hình vịm có khớp chống đường lị vùng ảnh hưởng khu khai thác, khai thác vỉa chiều dày không lớn, đặc biệt với vỉa dốc (chịu áp lực không đối xứng nóc) vùng có áp lực ổn định ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2020 1 2 Hình 5: Cấu tạo khung chống linh hoạt hình dạng loại khớp 1- Thìu nóc; 2- Thìu nền; * Đề xuất sử dụng kết cấu chống phù hợp: Khung chống, vỏ chống cơng trình nhân tạo, xây dựng đường lò nhằm ngăn ngừa phá huỷ đất đá xung quanh giữ kích thước tiết diện ngang đường lò theo thiết kế Dựng khung chống vỏ chống biện pháp để bảo vệ đường lị suốt q trình sử dụng Vỏ chống khung chống phải đảm bảo được: - Về mặt kỹ thuật: phải có độ bền độ ổn định cao; - Về sản xuất: vỏ chống khung chống không gây trở ngại cho trình sản xuất mỏ, khơng gây sức cản gió lớn, an tồn phòng cháy, v.v Mỗi loại vỏ chống phải có khả chống lại tải trọng tác dụng, khả biến dạng phù hợp với điều kiện địa chất điều kiện làm việc Người thiết kế q trình lựa chọn, xác định kích thước khung vỏ chống phải tính tốn tải trọng đất đá tác dụng lên vỏ chống theo vài phương pháp khác phương pháp thực nghiệm (vòm tự nhiên ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2020 Hình 6: Cấu tạo khung chống linh hoạt hình dạng loại khớp 3- thìu hơng khối đá, khái niệm vịm sụt lún), phương pháp phân loại khối đá, phương pháp phân tích, phương pháp số Tuy nhiên, kiến thức kinh nghiệm, thực tế tích luỹ giúp ích nhiều cho người kỹ sư việc đưa định hợp lý có tính thực tiễn giá trị tải trọng đất đá tác dụng lên cơng trình Mỗi loại kết cấu chống có ưu điểm, nhược điểm phạm vi áp dụng khác Mỗi loại kết cấu chống làm việc độc lập kết hợp làm việc với để đảm bảo độ bền độ ổn định cao Từ phân tích kết triển khai thực tế [2], [3], [4], [5], nhóm đề tài xin đề xuất giải pháp nâng cao độ ổn định kết cấu chống giữ cho đường lò đào đất đá nứt nẻ, bở rời, mềm yếu sở chia đất đá nứt nẻ, bở rời, mềm yếu thành nhóm: Đá vị nhàu, bở rời, phân lớp mỏng; Than có f=1-2; Đất đá có tính sét, sét than trương nở bảng KẾT LUẬN Trong thực tế thi cơng đào lị vùng 93 địa chất phức tạp, đường lị bị ổn định đào bị ổn định, chí phá hủy kết cấu chống q trình sử dụng Trong trường hợp đường lò bị ổn định, mỏ phải tổ chức xén chống lại để đưa đường lị hình dạng kích thước ban đầu Nhiều trường hợp phải xén, chống lại nhiều lần gây tăng chi phí mét cơng trình hay giá thành đơn vị sản phẩm Từ việc triển khai kết nghiên cứu thựcc tế đào lò theo nghiên cứu [3], [4] thấy lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang kết cấu chống phù hợp với đặc điểm giá trị tải trọng biểu ổn định đường lò giảm đáng kể Bảng 2: Đề xuất hình dạng mặt cắt ngang đƣờng lị kết cấu chống phù hợp cho lò đào điều địa chất phức tạp, đất đá bở rời, mềm yếu KT5-Linh hoạt kích thước đoạn, tường thẳng; KT5X-Linh hoạt kích thước đoạn, tường xiên; KT5XV-Linh hoạt kích thước đoạn, tường xiên, vòm ngược; KT4N- Linh hoạt kích thước đoạn, tường cong, vịm ngược; BT1V- Bê tơng tâm, tường thẳng; HD3-Linh hoạt hình dạng khớp TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 [1] Ngơ Dỗn Hào nnk Báo cáo đề tài: Nghiên cứu lựa chọn kết cấu vật liệu chống hợp lý cho đường lị chuẩn bị thuộc Cơng ty Đơng Bắc Năm 1998 [2] Nghiên cứu lựa chọn kết cấu chống hợp lý cho ngầm vận tải thơng gió mức -50 -150 khu III vỉa 10; thượng thơng gió mức -50 -150 vỉa 11 ga vòng 46, khu II, vỉa 14, DFH thuộc Công ty Than Hà Lầm -TKV Năm 2008 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2020 [3] Ngô Doãn Hào nnk Báo cáo đề tài: Nghiên cứu lựa chọn kết cấu chống hợp lý cho đường lị đào đá, than có điều kiện địa chất không ổn định, than đất đá mềm yếu, bở rời thuộc Công ty Than Khe Chàm -TKV NĂm 2012 [4] Ngơ Dỗn Hào nnk Báo cáo đề tài: Nghiên cứu lựa chọn kết cấu chống hợp lý cho đường dọc vỉa +125 T.IIA T.V đường lị xun vỉa +200-II thuộc Cơng ty Than Nam Mẫu-TKV Năm 2012 [5] Ngơ Dỗn Hào nnk Báo cáo đề tài:Nghiên cứu, tính tốn lập giải pháp nâng cao độ ổn định đường lò đào qua khu vực địa chất phức tạp Công ty Than Nam MẫuTKV Năm 2020 [6] Phí Văn Lịch - Áp lực đất đá chống giữ cơng trình ngầm Đại học Mỏ-Địa chất Năm1971 Người phản biện: TS ĐẶNG VĂN KIÊN ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2020 95 ... khơng đáng kể Hình 1: Hình dáng đường lị theo áp lực đất đá tác dụng lên đường lò 4.2 Đề xuất sử dụng kết cấu chống phù hợp cho đường lị đào qua khu vực có điều kiện địa chất phức tạp, đất đá bở rời,. .. công mỏ, đề xuất sử dụng số loại hình dạng mặt cắt ngang đường lò đào qua khu vực đất đá có điều kiện địa chất mỏ phức tạp, đất đá bở rời, mềm yếu hình - Hình 1a sử dụng chịu áp lực chủ yếu, áp... hình dạng mặt cắt ngang độ sâu bố trí cơng trình, … Mặt cắt ngang 88 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2020 đường lò phù hợp đào lò qua khu vực có điều kiện địa chất phức tạp, đất đá bở rời, mềm yếu Sau có kết