Nghiên cứu lựa chọn giải pháp chống giữ để đảm bảo độ ổn định khi thi công các đường lò trong than có áp lực nền lớn tại kh mỏ tràng bạch

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THANH HÀ NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CHỐNG GIỮ ĐỂ ĐẢM BẢO ĐỘ ỔN ĐỊNH KHI THI CƠNG CÁC ĐƯỜNG LỊ TRONG THAN CĨ ÁP LỰC NỀN LỚN TẠI KHU MỎ TRÀNG BẠCH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THANH HÀ NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CHỐNG GIỮ ĐỂ ĐẢM BẢO ĐỘ ỔN ĐỊNH KHI THI CƠNG CÁC ĐƯỜNG LỊ TRONG THAN CĨ ÁP LỰC NỀN LỚN TẠI KHU MỎ TRÀNG BẠCH Chuyên ngành Mã số : Kỹ thuật xây dựng cơng trình ngầm : 60580204 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Phạm Minh Đức HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả Nguyễn Thanh Hà MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT MỎ, HIỆN TƯỢNG BÙNG NỀN TẠI CÁC ĐƯỜNG LÒ TRONG THAN Ở CÁC MỎ HẦM LÒ QUẢNG NINH 1.1 Tổng hợp chung điều kiện địa chất mỏ Quảng Ninh 1.1.1 Đặc điểm địa chất mỏ khu vực Quảng Ninh 1.1.2 Địa chất cơng trình 1.1.3 Mức độ chứa nước đá 10 1.1.4 Các yếu tố địa hình, địa chất phân bố vỉa than ảnh hưởng tới ổn định đường lò 12 1.1.5 Sự nứt nẻ đá vách, trụ vỉa than vùng Quảng Ninh 15 1.1.6 Vị trí bố trí đường lị ảnh hưởng đến mức độ ổn định chúng 16 1.2 Hiện tượng bùng nền: 18 1.3 Nguyên nhân gây bùng xét tính chất thạch học 21 1.3.1 Sự trương nở nham thạch chứa khoáng sét đá mỏ 22 1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình nén ép trương nở gây phá huỷ đường lò 23 1.4 Nhận xét chung 26 Chương KHẢO SÁT, TÌM HIỂU CÁC ĐƯỜNG LỊ BỊ BÙNG NỀN TẠI KHU TRÀNG KHÊ- MỎ TRÀNG BẠCH VÀ ĐÁNH GIÁ, PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN 28 2.1 Khảo sát, tìm hiểu đường lị bị bùng khu Tràng Khê- mỏ Tràng Bạch 28 2.1.1 Khái quát khu Tràng Khê- mỏ Tràng Bạch: 28 2.1.2 Khảo sát, tìm hiểu đường lị bị bùng khu Tràng Khê- mỏ Tràng Bạch 31 2.1.3 Khảo sát chống xén đường lò dọc vỉa 46 2.2 Đánh giá, phân tích nguyên nhân gây 46 2.2.1 Các tượng địa học mỏ phá huỷ đường lò Quảng Ninh 46 2.2.2 Đặc điểm cấu tạo vỉa than 48 2.2.3 Tính chất thạch học đá trụ vách vỉa lớp kẹp 51 Chương MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ NÂNG CAO ĐỘ ỔN ĐỊNH KHI THI CƠNG CÁC ĐƯỜNG LỊ TRONG THAN CÓ ÁP LỰC NỀN LỚN TẠI KHU MỎ TRÀNG BẠCH 57 3.1 Tính tốn áp lực mỏ để lựa chọn thông số cho phương pháp xử lý áp lực lò 57 3.1.1 Tính tốn lý thuyết áp lực mỏ 57 3.1.2 Tính tốn nội lực chống tác động áp lực lên chống dạng trịn khớp 62 3.1.3 Khi tiết diện đường lò tròn 63 3.2 Một số phương pháp xác định số bùng (trương nở), xác định áp lực trương nở 68 3.2.1 Xác định áp lực số bùng theo lý thuyết 68 3.2.2 Xử lý kết thí nghiệm 75 3.3 Đo đạc xác định áp lực mỏ trường 76 3.4 Đo đạc xác định biến dạng trường 79 3.5 Một số giải pháp chống giữ đảm bảo độ ổn định thi công đường lị than có áp lực lớn 80 3.5.1 Đặt dầm phẳng kết hợp rải đá lát đổ bê tông tường 80 3.5.2 Dầm BTCT đúc sẵn dạng cong 81 3.5.3 Đặt vòm ngược, kết cấu cứng thép CBII 84 3.5.4 Đặt dầm phẳng thép CBII 85 3.5.5 Liên kết khung chống thành khối ray P24 hay thép CBII kết hợp đặt dầm nền: 87 Chương LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CHỐNG GIỮ ĐỂ ĐẢM BẢO ĐỘ ỔN ĐỊNH KHI THI CƠNG CÁC ĐƯỜNG LỊ TRONG THAN CÓ ÁP LỰC NỀN LỚN TẠI KHU MỎ TRÀNG BẠCH 88 4.1 Đánh giá hiệu giải pháp chống giữ đảm bảo độ ổn định thi cơng đường lị than có áp lực lớn mỏ 88 4.1.1 Lựa chọn điều kiện áp dụng 88 4.1.2 Tính tốn hiệu kinh tế sử dụng chống chống gia cường giảm chống xén với chống thơng thường 105 4.2 Lựa chọn giải pháp chống giữ để đảm bảo độ ổn định thi cơng đường lị than khu mỏ Tràng Bạch- Công ty TNHH MTV than ng Bí-TKV 107 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 109 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Giới hạn độ bền đá trụ, đá vách Bảng 1.2: Tổng hợp tính chất lý đá địa tầng chứa than Quảng Ninh 10 Bảng 1.3: Tóm tắt vùng đất đá yếu 20 Bảng 1.4: Hệ số trương nở số loại đá 25 Bảng 1.5: Mối liên hệ trương nở với chiều sâu đường lò 25 Bảng 1.6: Ảnh hưởng chiều dày lớp đá 25 Bảng 2.1: Đặc điểm cấu tạo số vỉa than 30 Bảng 2.2: Hình dạng tiết diện vật liệu chống số đường lò 32 Bảng 2.3: Đặc tính kỹ thuật tải trọng khung chống thép 39 Bảng 2.4: Khả mang tải khung chống từ thép hình CBII 42 Bảng 2.5: Thành phần sét sét than số khu vực ng Bí 52 Bảng 2.6: Thành phần sét sét than số khu vực Cẩm Phả - Cửa Ông 52 Bảng 2.7: Giới hạn độ bền nén đá vách, trụ 54 Bảng 3.1: Hệ số uốn cong 66 Bảng 3.2: Kết đo áp lực 79 Bảng 4.1: Kết đo xác định biến dạng số khung chống sắt CBII-22 95 Bảng 4.2: So sánh chi phí vật liệu chống lị (đơn vị tính mét lò) 106 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Lị dọc vỉa vận tải mức -30 lò chợ 1(36)-1-ĐN bị bùng nền) 13 Hình 1.2: Sự tạo vết nứt dọc thành lị lị mức + 50 Khu Lộ Trí Thống Nhất 14 Hình 1.3: Mặt cắt địa chất tương đối điển hình khu vực Quảng Ninh 14 Hình 1.4: Lõi khoan xác định tiêu RQD 17 Hình 1.5: Đường giới hạn độ bền Mohr đất đá 18 Hình 1.6: Hiện tượng bùng áp lực đẩy trồi đá gây nâng lò, chụp lò dọc vỉa than mức -1000m mỏ than Bogdanka Balan(1985) 21 Hình 1.7: Hiện tượng phá huỷ đường lị mỏ than Đồng Rì- Đơng Bắc 21 Hình 2.1: Đường lị dọc vỉa thơng gió lị chợ 1T(36a)-1-ĐN bị biến dạng 33 Hình 2.2: Hình dạng tiết diện đường lị ảnh hưởng tới khả chịu lực 36 Hình 2.3: Vì chống lị dạng Cat mơn (Mall) 37 Hình 2.4: Lị dọc vỉa đào bám vách tận dụng khả mang tải vách vỉa than 38 Hình 2.5: Gơng thép uốn dạng vai bò 44 Hình 2.6: Gơng trịn lập dẹt 44 Hình 2.7: Thuyết áp lực theo Protodiaconov 55 Hình 2.8: Thuyết áp lực theo Salustovic 55 Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý áp lực dạng e lip theo Saustovich 58 Hình 3.2: Sơ đồ phân bố áp lực theo Цимбаревич 60 Hình 3.3: Sơ đồ tính tốn lực chống khớp 62 Hình 3.4: Sơ đồ tính tốn lực tác động lên khung chống dạng trịn 63 Hình 3.5: Thiết bị thí nghiệm xác định áp lực trương nở 69 Hình 3.6: Sử dụng tiết diện hình trịn để tính tốn 70 Hình 3.7: Thí nghiệm xác định tốc độ trương nở sét kết phịng thí nghiệm 74 Hình 3.8: Biểu đồ biểu thi mối tương quan tốc độ trương nở sét kết trụ vỉa 1(36) mỏ Tràng Bạch theo thời gian 75 Hình 3.9: Biểu đồ biểu thị mối tương quan tốc độ trương nở sét kết lớp kẹp vỉa 1(36) mỏ Tràng Bạch 75 Hình 3.10: Biểu đồ biểu thị mối tương quan tốc độ trương nở sét kết lớp trụ vỉa mỏ Đồng Rì 76 Hình 3.11: Biểu đồ biểu thị mối tương quan tốc độ trương nở sét kết lớp trụ trực tiếp vỉa mỏ Đồng Rì 76 Hình 3.12: Mơ hình bố trí trạm đo áp lực mỏ 77 Hình 3.13: Sơ đồ bố trí máy đo áp lực ại lị dọc vỉa than mức -150 78 Hình 3.14: Dầm thẳng lò 81 Hình 3.15: Dầm ngược dạng cong áp lực trương nở cao Mạo Khê 82 Hình 3.16: Móng chèn đá dăm trộn cát vàng, đặt dầm phẳng tường bê tông liền khối lưu chống cửa lị +17 Giáp Khẩu 83 Hình 3.17: Lắp ghép cốp pha chuẩn vị đổ tường lưu chống 84 Hình 3.18: Kết cấu chống bùng vịm ngược thép hình CBII - 22 85 Hình 3.19: Dầm phẳng bị uốn cong 85 Hình 3.20: Dầm phẳng thép hình CBII 86 Hình 3.21: Liên kết chống với dầm theo kiểu liên kết khối cứng 87 Hình 4.1: Mối nối xà cột chống tiết diện trịn thép I 110 Vì chống tiết diện trịn thép CBII Czech 2008 91 Hình 4.2: Sơ đồ lị dọc vỉa thơng gió vỉa 1(36) mức +30 93 Hình 4.3: Hộ chiếu chống lò dọc vỉa than 93 Hình 4.4: Mặt cắt ngang dầm cong khớp liên kết gơng 93 Hình 4.5: Các chống vị trí đường lị chống xén chống đặc biệt 94 Hình 4.6: Sơ đồ đường lị dọc vỉa lớp 3+8 phân vỉa 6B 96 Hình 4.7: Tiết diện ngang lị sử dụng chống khép kín I-110 97 Hình 4.8: Tiết diện ngang đường lị sử dụng chống CBII - 27 98 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nhu cầu lượng thiếu quốc gia giới Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật, người tìm nhiều nguồn lượng lượng nguyên tử, lượng mặt trời, lượng gió… Tuy nhiên than nguồn cung cấp lượng sử dụng nhiều quốc gia giới Đặc biệt với điều kiện Việt Nam nay, than nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú Đó nguồn lượng quan trọng phục vụ sản xuất đời sống tương lai gần than nguồn lượng thiếu Trong năm qua, Tập đồn Cơng nghiệp than khống sản Việt Nam trọng đầu tư khai thác than hầm lị, khơi phục mỏ cũ, xây dựng mỏ xuống sâu nhằm đáp ứng yêu cầu sử dụng Việc khai đào hệ thống đường lò chuẩn bị xuống sâu gặp điều kiện địa chất yếu hay phay phá thường gặp nhiều khú khăn làm giảm tốc độ đào lị trí gây an tồn cho máy móc thiết bị người Việc lựa chọn giải pháp chống giữ phù hợp yếu tố quan trọng nhằm giảm rủi ro thi công tăng tốc độ đào lị Cụ thể mỏ than Tràng Bạch- Cơng ty than ng Bí- TKV khai thơng đường lò từ mức +30 xuống mức -150, số lượng đường lò than lớn nên việc “ Nghiên cứu lựa chọn giải pháp chống giữ để đảm bảo độ ổn đinh thi cơng đường lị than có áp lực lớn khu mỏ Tràng Bạch” vấn đề cần thiết cấp bách Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu lựa chọn giải pháp chống giữ để đảm bảo độ ổn đinh thi công đường lị than có áp lực lớn khu mỏ Tràng Bạch Cơng ty than ng Bí - TKV 98 Tại đường lò dọc vỉa lớp + phân vỉa 6D a Sơ đồ ng lũ DV Lò +8 6D PV 6.8 Đo ạn 36 lò vì, chố bư ng ớc I1 ch 10 è n tiÕ g0 td ,5 iƯn m/ tr v× ßn k -92 k -11 §o k -13 ạn lò ch 40 ống bằ vì, bư ng S íc VP ch èn -27 g0 t ,5 iÕt di m/ ện trò n 18.0 10.4 6.8 QI-2010 b Vị trí kết cấu chống nơi đường lị áp dụng Hình 4.8 Tiết diện ngang đường lị sử dụng chống CBII - 27 99 Đường lị dọc vỉa lớp mức +8 vỉa 6D chống thử nghiệm theo thiết kế tháng 6/2010 từ IIK92 đến IIK130 (Với IIK0 điểm mở ngã ba gần nhất) Đoạn từ IIK92 đến IIK110 chống thép I-110 tiết diện tròn với chiều dài 18m, với 36 chống bước chống 0,5m/vì Đường lũ dọc vỉa lớp 2+8 phõn vỉa 6D chống thử nghiệm theo thiết kế tháng 6/2010 từ ẽK-92 đến ẽK-130 (Với ẽK-0 điểm mở ngó ba gần nhất) Đoạn từ ẽK-92 đến ẽK-110 chống thép I-110 tiết diện trũn với chiều dài 18m, số vỡ chống 36, bước chống 0,5 m/vỡ, chốn sau khung chống chốn bờ tụng cốt thộp, sử dụng văng kết hợp giằng thép CBII-22 Đoạn dài 20 m chống thép CBII - 27 tiết diện trũn, số vỡ chống 40, bước chống 0,5m/vỡ Đường lũ cú tiết diện đào theo thiết kế Sđ= 11,4 m2, tiết diện sử dụng Ssd = 7,6 m2 Kết chống thử nghiệm mỏ than Thống Nhất a Đường lị dọc vỉa lớp 3+8 PV 6B Chèng v× thÐp SVP-22 b­íc chèng 0,7m/v× V× sè V× sè V× sè V× sè 26 V× sè 11 13m    9,8m Chèng v× thÐp I-110 b­íc chèng 0,5 m/v× Kích thước sử dụng đường lị đo đạc từ ngày bắt đầu chống ngày 05/10/2010 thống kê bảng sau: (Chiều cao chiều rộng sử dụng đường lò theo thiết kế 2,62m 3,48m) 100 T Chiều rộng sử dụng thời điểm Chiều cao sử dụng thời điểm Tiết diện đo (m) đo (m) sử dụng Vị trí đo T Lần Lần Lần (12/12/ (10/03 (11/06 (05/10 (12/12 (10/03 (11/06 (05/10 2009) /2010) /2010) /2010) /2009) /2010) /2010) /2010) Lần Lần Lần Lần Lần lần (m2) Đoạn chống thép CBII-22 (thi cụng từ 10/2009) Vì số 3,12 2,79 2,67 2,52 2,35 2,24 2,14 2,03 4,54 Vì số 2,93 2,48 2,36 2,20 2,31 2,05 1,87 1,76 3,58 Kích thước đường lị dọc vỉa lớp 3+8 phân vỉa 6B chống thép CBII-22 (SPV-22) Kích thước đường lị dọc vỉa lớp 3+8 phân vỉa 6B chống thép I110 T T Chiều rộng sử dụng thời điểm Chiều cao sử dụng thời điểm đo Tiết đo (m) (m) diện sử Vị trí đo Lần Lần Lần Lần Lần Lần (05/04 (11/06/ (06/8/ (05/10/ (05/04/ (11/0 (06/8/ (05/10/ /2010) 2010) 2010) Lần 2010) Lần 2010) 6/2010) 2010) 2010) dụng lần (m2) Đoạn chống thép I-110 (thi cụng từ 03/2010) Vì số 2,81 2,42 2,20 1,90 2,28 2,05 1,91 1,80 3,15 Vì số 11 3,24 2,72 2,31 2,00 2,06 1,71 1,59 1,50 2,77 Vì số 26 3,09 2,68 2,29 2,02 2,11 1,74 1,61 1,55 2,80 101 Đồ thị biểu thị biến dạng hơng đường lị số 11 (Chống I-110) Đồ thị biểu thị biến dạng đường lị số 11 (Chống I-110) Dựa thực tế quan sát được, trạng đường lị mơ tả khái qt sau: 102 - Về hình dạng: + Với đoạn chống thép CBII-22: Xà tụt, miệng cột bị xé, vặn cong Gơng phía vách bị đứt, dầm cong phía bị đẩy lên + Với đoạn chống thép I110: Vì chống bị biến dạng, chuyển vị, đặc biệt chỗ mối nối xà cột bị uốn cong - Về dịch động + Hiện tượng nâng xảy mạnh lò chợ khấu Tiết diện đường lò bị thu hẹp áp lực tựa áp lực trương nở lớn + Chiều cao chiều rộng sử dụng đường lò nhỏ gần nửa so với thiết kế Đối với đoạn sử dụng CBII-22 kết cấu chống linh hoạt, dịch động nhỏ so với I-110 thi công trước tháng Chiều cao chiều rộng trung bình đoạn lị 2,36m 1,96m Còn đoạn chống I110 kết cấu chống cứng, chiều rộng chiều cao trung bình 1,90m 1,6m Vì chống bị xơ, vặn chèn dầm không đủ, không kín Khi bị đẩy trồi, lực đẩy khơng vng góc với dầm cột mà xiên theo hướng dốc trụ Mặt khác giằng văng có đảm bảo theo thiết kế qui trình thi cơng vấn đề cần xem xét Do văng giằng thiếu, yếu không đủ làm cho dầm bị chuyển vị Trong cột xà thành phần lộ hồn tồn thi cơng bố trí đầy đủ Vì dầm dễ bị đẩy nghiêng đẩy trồi gây biến dạng chống Đến thời điểm lò chợ khấu qua đoạn lị Q trình khấu gương lị chợ làm xuất vùng áp lực tựa khối than bao quanh khoảng trống khai thác Sự xuất chuyển dịch lớp đá vách xuất vùng áp lực tựa ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định đường lò Dưới áp lưc lớn biến đổi vậy, thời gian tồn 103 đường lò (đối với CBII-22 năm với I110 tháng) việc áp dụng kết cấu vật liệu chống loại chấp nhận Kết chống thử nghiệm đường lò dọc vỉa lớp 2+8 PV 6D Chèng v× thÐp I-110 b­íc chèng 0,5 m/v× Chèng v× thÐp SVP-27 b­íc chèng 0,5 m/v× V× sè 36 V× sè 20 V× sè 30 18 m V× sè V× sè 10 V× sè 20 V× sè 30 20 m  V× sè 10   V× sè V× sè 40 Kích thước sử dụng đường lị đo đạc từ ngày bắt đầu chống đến ngày 05/10/2010 thống kê bảng sau: (Chiều rộng chiều cao sử dụng theo thiết kế đường lò cá đoạn 3,48m 2,62m) TT Chiều rộng sử dụng thời Chiều cao sử dụng thời Tiết điểm đo (m) điểm đo (m) diện sử Vị trí đo Lần (12/0 Lần Lần Lần Lần Lần Lần Lần (11/08/ (06/09 (05/10 (12/07 (11/08 (06/09 (05/10 2010) /2010) /2010) /2010) /2010) /2010) /2010) dụng lần (m2) 7/20 10) Đoạn chống thép I110 (thi công từ 6/2010) Vì số 3,41 3,20 3,13 3,10 2,50 2,45 2,41 2,38 6,42 Vì số 10 3,31 3,05 2,56 2,44 2,46 2,33 2,20 2,14 4,61 Vì số 20 3,39 3,32 3,28 3,25 2,51 2,44 2,39 2,35 6,49 Vì số 30 3,38 3,22 3,16 3,10 2,55 2,48 2,43 2,40 6,44 Vì số 36 3,40 3,32 3,27 3,22 2,56 2,47 2,37 2,30 6,40 104 Đoạn chống thép CBII-27 (thi cơng từ 6/2010) Vì số 3,35 3,22 3,06 2,96 2,50 2,40 2,33 2,25 5,74 Vì số 3,42 3,25 3,19 3,10 2,55 2,49 2,44 2,4 6,44 3,40 3,31 3,20 3,10 2,52 2,40 2,31 2,25 6,41 3,33 3,21 3,12 3,06 2,42 2,24 2,09 2,03 5,34 3,30 3,20 3,15 2,98 2,46 2,27 2,11 2,05 5,33 10 Vì số 20 Vì số 30 10 Vì số 40 Đồ thị biểu thị biến dạng hơng đường lị số 30 (Chống CBII27) Đồ thị biểu thị biến dạng đường lị số 30 (Chống CBII-27) 105 Dựa thực tế quan sát được, trạng đường lị mơ tả khái qt sau: - Về hình dạng: + Với đoạn chống thép CBII-27: Nhìn chung ổn định Vì chống không bị biến dạng, không bị xô đẩy, khoảng cách đảm bảo theo thiết kế + Với đoạn chống thép I110: Vì chống bị biến dạng, chuyển vị, đặc biệt chỗ mối nối Xà cột bị xoắn, uốn cong Nền bị nâng mạnh so với CBII-27 - Về dịch động: Có tượng bùng bị nâng lên không đáng kể Chiều cao đường lị trung bình 3,04m, chiều rộng 2,2 m kết cấu chống linh hoạt sử dụng thép CBII-27 Chiều cao chiều rộng trung bình kết cấu chống cứng sử dụng thép I110 3m 2,1m 4.1.2 Tính tốn hiệu kinh tế sử dụng chống chống gia cường giảm chống xén với chống thơng thường Cơng ty TNHH MTV than ng Bí - TKV đưa vào áp dụng thử nghiệm chống khép kín, dầm vòm ngược thép CBII - 22 106 vỉa 1(36) vỉa 1T(36a) mức +30 Sau tháng lị dọc vỉa thơng gió vỉa 1(36) mức +30 đường lò bị biến dạng phải xén lại sau tháng lị dọc vỉa thơng gió vỉa 1T(36a) đường lò bị biến dạng phải xén lại Như sử dụng chống khép kín dầm ngược áp dụng so với giá thành mét lò chống giữ bình thường tính tốn theo bảng tính chi tiết bảng tổng hợp: Bảng 4.2 : So sánh chi phí vật liệu chống lị (đơn vị tính mét lò) Giá trị (đồng) TT Tên hạng mục Chống lị sử dụng thép CBII- ĐV KL Vì thử Vì thơng Chênh nghiệm thường lệch 7=5-6 m 14.838.095 9.888.538 4.949.556 m 16.704.506 11.058.648 5.645.858 22 , bước chống 0,5m/vì, Sđ 8,4m2,,Ssd 6,4m2 , chèn gỗ Chống lò sử dụng thép I- 110 , bước chống 0,5m/vì, Sđ 9m2,,Ssd 7,1m2 , chèn gỗ Khi đường lò phải đào chống xén lại, tức phải thêm số nguyên cơng (tính sơ khối lượng cơng việc) 80% khối lượng công việc so với đào chống phải dừng lị để thi cơng Việc xén lại đường lị khơng an tồn Đường lị bị biến dạng, vùng biến dạng dẻo tăng lên so với trước Đất đá bị liên kết, bị nới lỏng Khi tác động trình tháo dỡ thu hồi, xén mở rộng tiết diện, lắp dựng chống đá quanh đường lò dễ bị tụt lở gây tai nạn Các tai nạn chủ yếu sập đổ đá lị, sập đổ chống lị chèn lấp đường lị thiết bị máy móc lị Xén lò khu vực áp lực mỏ lớn, đất đá trương nở điển Mạo Khê, Đồng Rì, Thống Nhất, Tràng Bạch v.v nguy hiểm 107 Vì chống lị dạng đặc biệt theo phương pháp nêu có giá thành lớn yêu cầu kỹ thuật chống giữ, kỹ thuật an toàn nghiêm ngặt phải bắt buộc thêm số chi tiết, là: - Dầm vịm ngược - Bộ liên kết dầm vòm ngược với hai cột chống (dạng khép kín hình vịm) - Hai gơng, văng lị - - chèn BTCT đúc sẵn hay - 10 gỗ chèn 12 - 14cm - Nguyên công xúc, vận chuyển phần đất đá lò v.v Tất khối lượng phát sinh vật liệu nguyên công để chống giữ đường lị giảm xén với đường lị diện tích đào 8,4m2 hay diện tích đào 9m2 sử dụng chống CBII-22 hay chống I “béo”110 theo thiết kế, giá thành cho mét lò tăng lên với giá trị tuyệt đối 4.949.556đ/m hay 5.645.858đ/m so với lần chống xén thơng thường 9.888.538đ/m hay với chống I “béo”110 11.058.648đ/m Như vây, sau lần chống xén lại giá trị tăng thêm sử dụng chống đặc biệt mang lại hiệu tương đương giá trị tăng thêm Với lần phải xén sử dụng chống thơng thường tiết kiệm chi phí cho mét lị từ 20 đến 22 triệu đồng, khơng kể đến thời gian đường lò phải dừng để chống xén lại 4.2 Lựa chọn giải pháp chống giữ để đảm bảo độ ổn định thi cơng đường lị than khu mỏ Tràng Bạch- Công ty TNHH MTV than Uông Bí-TKV Qua kết quản nghiên cứu điều kiện địa chất khu vực mỏ Tràng Bạch nhận thấy rằng: - Sử dụng kết cấu chống khép kín giải pháp chống bùng nền, chống lún hiệu chống khép kín dạng trịn triệt tiêu 108 tồn mơ men uốn, có khả phân bổ ứng suất biên cơng trình tốt khả chịu tải chống cao - Vì chống chịu lực tốt đàm bảo kích thước hình học tiết diện Sử dụng thép hình CBII để chống giữ vùng áp lực mỏ khả trương nở cao khơng hiệu Vì chống bị phá huỷ (miệng cột bị xé) Nên chọn thép hình có kích thước  CBII 27 để chống giữ điều kiện áp lực mỏ trương nở lớn - Để chống khép kín làm việc hiệu phải thực đầy đủ u cầu kỹ thuật chống lị: chèn kín nền, hơng lị, sử dụng đầy đủ giằng, văng, sử dụng gơng hình vai bị để liên kết xà cột - Sử dụng chống khép kín dạng vòm ngược dạng tròn mang lại hiệu kinh tế cao, giảm số lần chống xén, giảm thời gian thi cơng chống xén lị đảm bảo an tồn q trình sử dụng đường lị - Có thể gia cường thêm cho kết cấu khuôn ray P24 , bắt gông láp thẳng liên kết ray với chống 109 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * Kết luận: - Điều kiện địa chất mỏ khu mỏ Tràng Bạch nói riêng vùng than Quảng Ninh nói chung phức tạp nguyên nhân làm cho đường lò phải xén sửa lại nhiều lần ảnh hưởng đến tốc độ đào lị, tăng chi phí xén sửa lò làm chậm tiến độ dự án - Hầu hết đường lò ổn định tập trung vào khu vực vỉa than có sét kết, sét than bị ngấm nước, dột nước Tại vỉa mà trụ vách vỉa sét kết, sét than bột kết có tính trương nở lớn, có chứa nhiều khống montmorillonit có tính trương nở gây tượng bùng lò - Việc lựa chọn kết cấu vật liệu chống thích hợp đường lò dọc vỉa than để đảm bảo khả chịu tải trọng điều hết sưc quan trọng - Qua phân tích, nghiên cứu đánh giá ta thấy sử dụng kết cấu chống thép CBII khép kín giải pháp chống bùng nền, chống áp lực trương nở có hiệu chống khép kín dạng trịn triệt tiêu tồn mơ men uốn, có khả phân bố ứng suất biên cơng trình tốt khả chịu tải chống cao Vì chống chịu lực tốt đàm bảo kích thước hình học tiết diện, nên chọn chống khép kín thép hình có kích thước lớn (Với thép lịng mo từ CBII-27 trở lên) để chống giữ đường lò Sở dĩ với đường lị có áp lực lớn thay đổi, kết cấu chống loại tự điều khiển để thích ứng với biến dạng khối đá mà gây biến dạng đoạn khung Vì chống bị lún phân bố lại ứng suất tập trung giảm ứng suất tác dụng lên biên đường lò Cụ thể với đoạn lị chống thép I110, chống bị bóp méo biến dạng, chống CBII linh hoạt kích thước khơng 110 * Kiến nghị: - Việc nghiên cứu tính tốn lựa chọn kết cấu chống phù hợp điều kiện địa chất mỏ phức tạp cần thiết với phát triển liên tục không ngừng ngành công nghiệp than - khống sản Việt Nam - Để có kết cấu chống đại, phù hợp địi hỏi phải có quan tâm sâu sắc quan, tổ chức ngành công nghiệp than- khoáng sản Việt Nam DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Phùng Mạnh Đắc,Võ Trọng Hùng (2005), Cơ học đá ứng dụng xây dựng cơng trình ngầm khai thác mỏ, Nhà xuất KH & KT Phạm Minh Đức, Nghiêm Xuân La, Nguyễn Văn Tuân, Nguyễn Anh Tuấn (2007), Sử dụng lỗ khoan đường kính lớn nhằm giảm áp lực trương nở, áp lực nội sinh nâng cao ổn định đường lò than, Viện KHCN mỏ Phạm Minh Đức, Nghiêm Xuân La, Nguyễn Văn Tuân, Nguyễn Anh Tuấn (2008), Nghiên cứu số giải pháp tổng hợp nhằm nâng cao ổn định đường lò dọc vỉa than áp lực mỏ lớn, Viện KHCN mỏ Phạm Minh Đức, Nguyễn Thanh Hà, Trần Văn Phú (2015), "Một số giải pháp xử lý bùng xây dựng mỏ hầm lò điều kiện địa chất mỏ vùng Quảng Ninh", Tuyển tập Hội nghị khoa học quốc tế Hà Nội Phạm Minh Đức, Nguyễn Văn Phương (2007), Nghiên cứu giải pháp tổng hợp nhằm giảm chống xén, nâng cao ổn định đường lò mỏ, Viện KHCN mỏ Phạm Minh Đức, Nguyễn Văn Phương, Nông Việt Hùng, Trịnh Đăng Hưng, Nghiêm Xuân La, Ngô Văn Định NNK (2005), Báo cáo tổng kết đề tài: Nghiên cứu áp dụng giải pháp kỹ thuật cơng nghệ để chống giữ đương lị điều kiện áp lực mỏ lớn (nén lò) số mỏ hầm lò Quảng Ninh, Bộ CN - Viện KHCN mỏ Nghiêm Hữu Hạnh (2001), Cơ học đá, Nhà xuất giáo dục 2001 Nguyễn Quang Phích (2007), Cơ học đá, Nhà xuất xây dựng 2007 Thái Hồng Phương NNK (2002), Nghiên cứu lựa chọn giải pháp kỹ thuật dạng chống hợp lý cho đường lò xuyên vỉa +54 nhằm giảm chi phí chống xén, ĐH Mỏ Địa chất , 2002 10 Đào Quốc Việt NNK (2002), Nghiên cứu cơng nghệ đào chống lị để giảm chi phí chống xén sữa chữa nâng cao độ ổn định đường lò đào than điều kiện địa chất phức tạp, Bộ Công nghiệp, 2002 11 Chudek M (1972), Mechanika gorotworu Slask 12 Fritz T Madsen and Max Muler-Vonmoos (1985) Swelling pressure calculated from mineralogical properties of a Jurassic opalinum shale, Switzerland Institute of Foundation Engineering ang soil mechanics Vol 33 13 Stranz B Gil H (1973), Mozliwosc utrzymania wyrobisk chodnikowych bez stosowania ochronnych pasow podsadkowych Przeglad gorniczy nr 14 Timothy P Wangler Angela K Wylykanowitz and George W Swelling (1985), characteristiecs Congtrolling stress from swelling clay Princenton University USA 15 Valery Ferber, Jean-Claude Auriol, Jean-Pierre David (2004) Microstructure and swelling behaviour of compacted clayey soil : a quantitative approach EurEnGeo2004- 1th European regional IAEG Conference – 4-7 May 2004 16 W Pary(1967), siewwicz Tapnia w kopalniach Wydaw nictwo “Slask” 1967 ... TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THANH HÀ NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CHỐNG GIỮ ĐỂ ĐẢM BẢO ĐỘ ỔN ĐỊNH KHI THI CƠNG CÁC ĐƯỜNG LỊ TRONG THAN CĨ ÁP LỰC NỀN LỚN TẠI KHU MỎ TRÀNG BẠCH Chuyên ngành... lượng đường lò than lớn nên việc “ Nghiên cứu lựa chọn giải pháp chống giữ để đảm bảo độ ổn đinh thi cơng đường lị than có áp lực lớn khu mỏ Tràng Bạch? ?? vấn đề cần thi? ??t cấp bách Mục đích nghiên cứu. .. NÂNG CAO ĐỘ ỔN ĐỊNH KHI THI CÔNG CÁC ĐƯỜNG LỊ TRONG THAN CĨ ÁP LỰC NỀN LỚN TẠI KHU MỎ TRÀNG BẠCH 57 3.1 Tính tốn áp lực mỏ để lựa chọn thơng số cho phương pháp xử lý áp lực lò