Nghiên cứu đề xuất các giải pháp nâng cao tốc độ giếng đứng áp dụng trong điều kiện mỏ than núi béo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT LƯU CÔNG NAM NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO TỐC ĐỘ THI CÔNG GIẾNG ĐỨNG ÁP DỤNG TRONG ĐIỀU KIỆN MỎ THAN NÚI BÉO LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT LƯU CÔNG NAM NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO TỐC ĐỘ THI CÔNG GIẾNG ĐỨNG ÁP DỤNG TRONG ĐIỀU KIỆN MỎ THAN NÚI BÉO Ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình ngầm Mã số: 60580204 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS PHẠM MẠNH HÀO HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 08 tháng 04 năm 2015 Tác giả Lưu Cơng Nam MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục ký tự viết tắt Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC THI CÔNG GIẾNG ĐỨNG 1.1 Tổng quan công tác thi công giếng đứng giới 1.1.1 Sơ đồ công nghệ đào thân giếng giới 1.1.2 Tổ chức thi công theo sơ đồ công nghệ nối tiếp 1.1.3 Tổ chức thi công song song 1.1.4 Tổ chức thi công song song với chắn vỏ chắn 1.1.5 Tổ chức đào giếng đồng thời 11 1.1.6 Đào giếng lỗ khoan tiến trước 12 1.1.7 Đào giếng đồng thời với lắp đặt trang thiết bị 12 1.1.8 Tổ hợp thiết bị thi công 13 1.2 Tổng quan công tác thi cơng giếng đứng mỏ than hầm lị vùng Quảng Ninh 14 1.2.1 Giếng đứng mỏ than Mông Dương 14 1.2.2 Giếng đứng mỏ than Hà Lầm 18 1.3 Đánh giá chung 25 CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC MỎ THAN NÚI BÉO 26 2.1 Vị trí địa lý điều kiện tự nhiên khu vực mỏ than Núi Béo 26 2.1.1 Vị trí địa lý 26 2.1.2 Điều kiện kinh tế, xã hội 27 2.1.3 Điều kiện hậu cần 27 2.1.4 Đặc điểm địa lý tự nhiên 28 2.2 Điều kiện địa chất thủy văn địa chất cơng trình khu vực thi cơng giếng đứng 29 2.2.1 Đặc điểm địa chất thuỷ văn 29 2.2.2 Đặc điểm địa chất cơng trình 30 2.3 Đánh giá chung 37 CHƯƠNG 3: HIỆN TRẠNG CÔNG TÁC THI CÔNG GIẾNG ĐỨNG TẠI MỎ THAN NÚI BÉO 39 3.1 Đặc điểm thiết kế hai giếng đứng 39 3.1.1 Giếng 39 3.1.2 Giếng phụ 41 3.2 Hiện trạng công tác thi công hai giếng đứng 43 3.2.1 Giai đoạn thi công cổ giếng 43 3.2.2 Giai đoạn thi công đoạn độ mở công nghệ 44 3.2.3 Giai đoạn thi công thân giếng 48 3.3 Những tồn nguyên nhân 51 3.3.1 Điều kiện thi công 52 3.3.2 Sơ đồ công nghệ dây chuyền thiết bị thi công 52 3.3.3 Các khâu công tác thi công 57 3.3.4 Tổ chức, nhân lực thi công 63 3.4 Đánh giá chung 64 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO TỐC ĐỘ THI CÔNG GIẾNG ĐỨNG MỎ THAN NÚI BÉO 66 4.1 Nghiên cứu giải pháp nhằm khắc phục vấn đề tồn thi công giếng đứng mỏ than Núi Béo 66 4.1.1 Thiết kế sơ đồ công nghệ thi công hợp lý 66 4.1.2 Điều chỉnh hộ chiếu khoan nổ mìn 69 4.1.3 Nâng cao lực hệ thống bơm thoát nước 70 4.1.4 Tăng khả linh hoạt cốp pha 71 4.1.5 Nâng công suất trạm trộn mặt lắp hệ thống đường ống cấp bê tông 73 4.1.6 Từng bước nâng cao lực thi công giếng đứng Công ty Xây dựng Mỏ Hầm lò 74 4.2 Đề xuất giải pháp khả thi nâng cao tốc độ thi công giếng đứng mỏ than Núi Béo 75 4.2.1 Các yêu cầu đặt 75 4.2.2 Đề xuất giải pháp khả thi nâng cao tốc độ thi công giếng đứng mỏ than Núi Béo 75 4.2.3 Đánh giá hiệu 77 4.3 Đánh giá chung 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ Vinacomin Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam XDCTN Xây dựng Cơng trình Ngầm HĐQT Hộ đồng quản trị BTCT Bê tông cốt thép DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1 Một số tiêu lý đất đá vùng giếng đào qua mỏ Hà Lầm [1] 19 Bảng 1.2 Lưu lượng nước dự kiến chảy vào giếng mỏ Hà Lầm độ sâu 300m [1] 19 Bảng 1.3 Dây chuyền thiết bị chủ yếu thi công giếng đứng Hà Lầm [1] 21 Bảng 2.1: Bảng toạ độ mốc ranh giới mỏ hầm lò Núi Béo [6] 26 Bảng 2.2 Tổng hợp kết thí nghiệm tính chất lý đá LK.GC-01 [6] 34 Bảng 2.3 Tổng hợp kết thí nghiệm tính chất lý đá LK.GP-02 [6] 36 Bảng 3.1 Tổng hợp thiết bị thi công chủ yếu [6] 45 Bảng 3.2 Các thiết bị đào đoạn thân giếng [6] 49 Bảng 4.1 Thời gian chậm danh định kíp Z121 70 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Gầu nhót HZ-6 thùng trục thi cơng giếng đứng Hà Lầm 22 Hình 1.2 Sơ đồ cơng nghệ thi công hỗn hợp nối tiếp giếng đứng Hà Lầm 24 Hình 3.1 Trắc dọc cơng trình giếng 40 Hình 3.2 Trắc dọc cơng trình giếng phụ 42 Hình 3.3 Biện pháp thi công cổ giếng phụ 44 Hình 3.4: Hộ chiếu khoan nổ mìn (qua đá bột kết) 46 Hình 3.5: Biểu đồ tổ chức chu kỳ đào chống giếng phụ qua đá bột kết 47 Hình 3.6 Sơ đồ cơng nghệ thi cơng hỗn hợp giếng đứng mỏ than Hà Lầm 54 Hình 3.7 Biểu đồ tổ chức chu kỳ thi công giếng đứng mỏ than Hà Lầm 55 Hình 3.8 Một phần biểu đồ tổ chức chu kỳ thi cơng giếng (đoạn qua đất đá f=4÷6) 56 Hình 3.9 Hộ chiếu khoan nổ mìn đoạn giếng qua đá có f = 4÷6 58 Hình 3.10 Hộ chiếu khoan nổ mìn đoạn giếng qua đá có f = 6÷8 59 Hình 3.11 Biểu đồ tổ chức chu kỳ thi cơng đốt giếng IIK259,9-:-264,3 62 Hình 4.1 Sơ đồ công nghệ thi công hỗn hợp, tiến độ chu kỳ 3,6m 68 Hình 4.2 Cấu trúc lỗ mìn biên chưa có giải pháp nạp phân đoạn 69 Hình 4.3 Cấu trúc lỗ mìn biên giảm đường kính thỏi thuốc 69 Hình 4.4 Bộ cốp pha sử dụng giếng Núi Béo 72 Hình 4.5 Kích đẩy thủ công cốp pha 72 Hình 4.6 Biểu đồ tổ chức chu kỳ đào chống giếng 81 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong năm gần đây, để đáp ứng nhu cầu lượng ngày lớn kinh tế, sản lượng than khai thác Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam tăng trưởng liên tục với tốc độ cao Trong đó, trữ lượng than mỏ ngày cạn kiệt, nhiều mỏ phải tiến hành khai thông, mở rộng sản xuất mức sâu giếng đứng Hiện mỏ hầm lị Việt Nam có giếng đứng, cơng tác mở vỉa chủ yếu lị giếng nghiêng Trong ngành mỏ Việt Nam có hai cơng ty mỏ sử dụng giếng đứng Công ty than Mông Dương (02 giếng) Công ty than Hà Lầm (03 giếng), công tác đào chống nhà thầu nước đảm nhiệm Đầu năm 2012, cặp giếng mỏ Núi Béo khởi cơng xây dựng, giếng có đường kính 6m, chiều dài giếng phụ 416,6m; giếng 386,6m, vỏ chống cố định bê tông liền khối, Công ty Xây dựng mỏ Hầm lị thi cơng Hiện tại, tốc độ thi công cặp giếng đứng mỏ than Núi Béo thấp, tốc độ trung bình đạt khoảng 30÷35m/tháng Tốc độ khoảng 50÷60% tốc độ theo thiết kế (trung bình 60m/tháng) Qua đánh giá sơ bộ, nguyên nhân khiến tốc độ thi công giếng đứng thấp phần lớn liên quan đến vấn đề sơ đồ công nghệ, thiết bị nhân lực thi công Tiếp sau cặp giếng đứng mỏ than Núi Béo, hệ thống giếng đứng mỏ Khe Chàm II-IV, Mạo Khê nhà thầu nước trực tiếp thi cơng, nữa, cịn có nhiều hệ thống giếng đứng khác đời tương lai Với khả thi công đơn vị thi công đáp ứng yêu cầu tiến độ dự án Do đó, cần thiết phải có chương trình nghiên cứu, đào tạo, đáp ứng thực tiễn sản xuất từ 71 vào thùng chứa đặt sàn thao tác sau nước bơm IIIIH-50x12 bơm chuyển đường ống lên mặt Cột áp máy bơm 250 mét, suốt chiều sâu đào giếng đặt trạm bơm chuyển tiếp vào ngã ba mức -140m giếng phụ mức -145m giếng chính, mức trang bị hai tổ hợp bơm ЦНСА-60-231 (một tổ hợp dự phòng) bình gom nước Dẫn nước lên mặt sử dụng đường ống Ø108 mm giếng treo vỏ chống giếng Khi thi công đến đáy giếng, mức -350m lắp trạm bơm nước chuyển tiếp để thoát nước rốn giếng trình đặt cốt giếng Trạm bơm trang bị giống ngã ba mức -140 -145 Do bơm trung gian sàn thao tác ngã ba phải có cột áp lớn, bơm nước có lẫn nhiều cát sỏi dẫn đến kết cấu bơm bị mài mòn nhanh, làm giảm nhanh suất bơm Vì vậy, phải thường xuyên bảo dưỡng sửa chữa hệ thống bơm thoát nước để đảm bảo khả thoát nước gương 4.1.4 Tăng khả linh hoạt cốp pha Bộ cốp pha công ty Chế tạo máy - Vinacomin chế tạo gồm tấm, ghép nối với hệ thống kích (2 nối với kích) (hình 4.4) 72 Hình 4.4 Bộ cốp pha sử dụng giếng Núi Béo Điểm mấu chốt định khả linh hoạt cốp pha trượt cấu đóng mở hệ thống kích Ở đây, hệ thống kích hoạt động thủ cơng, vận hành sức người (hình 4.5) Kích đẩy thủ cơng Hình 4.5 Kích đẩy thủ cơng cốp pha 73 Với hệ thống kích đẩy này, để thu mở cốp pha, người công nhân phải sử dụng chng để quay cấu chuyền động kích, cơng việc nặng nhọc nhiều thời gian tồn cốp pha có đến 14 kích Khi thi công giếng đứng mỏ than Hà Lầm, cốp pha Trung Quốc chế tạo có chế làm việc tương tự, nhiên hệ thống kích hoạt động khí nén Để thu mở cốp pha, người cơng nhân việc cấp khí nén vào cho kích điều khiển, cơng việc thực đơn giản nhanh chóng Vì vậy, Việc thay hệ thống kích cốp pha sử dụng Núi Béo cần thiết 4.1.5 Nâng công suất trạm trộn mặt lắp hệ thống đường ống cấp bê tông Thực tế công tác trộn vận chuyển bê tông cho thấy lượng bê tông cấp cho giếng không đạt yêu cầu, làm tăng nhiều thời gian để đô bê tông đốt giếng Để khắc phục vấn đề này, luận văn đưa hai giải pháp sau: - Tăng công suất trạm trộn bê tông lên tối thiểu 15m3/h: Để đạt cơng suất cần tăng dung tích thùng trộn lên 1m3/1 lần trộn, đồng thời tăng công suất hệ thống máy trộn tương ứng với dung tích - Thiết kế thi cơng hệ thống ống cấp bê tông trực tiếp xuống gương giếng: Đổ bê tông giếng đường ống dẫn so với đổ bê tông thùng cho phép loại bỏ thời gian chết bơm bê tông vào thùng mặt Mỗi lần bơm bê tông vào thùng vận chuyển thùng lên xuống tiết kiệm khoảng 10 phút đổ tiến hành đổ 40m3 bê tơng giảm 2,2 Tính liên tục công tác đổ bê tông phụ thuộc vào hoạt động trạm trộn Các thông số chất lượng bê tông đổ đường ống đáp ứng tiêu theo thiết kế đề Hơn nữa, hệ thống cho thấy ưu điểm sau: Loại trừ nguy bê tông bị phân lớp (nếu đảm bảo nguồn 74 cấp cách liên tục); không ảnh hưởng đến hoạt động vận tải lên xuống hệ thống trục tải giếng đứng Việc thiết kế thi công hệ thống đường ống dẫn bê tông tương đối đơn giản Một hệ thống đường ống hoàn chỉnh bao gồm phần sau: + Phễu nhận bê tông miệng giếng; + Đường ống thép có đường kính Φ150÷200mm dẫn bê tơng từ miệng giếng đến gương thi công Đường ống cố định chắn thành giếng nối dài theo tiến độ thi công; + Cơ cấu giảm tốc cho vữa bê tông, cấu di chuyển theo tiến độ thi công; + Van đóng mở đường ống dẫn bê tơng từ van vào đến cốp pha Như vậy, với việc tăng công suất trạm trộn sử dụng hệ thống cấp bê tông, thời gian đổ bê tông rút ngắn nhiều góp phần tăng tốc độ thi công giếng 4.1.6 Từng bước nâng cao lực thi công giếng đứng Công ty Xây dựng Mỏ Hầm lị Với phân chia cơng việc trách nhiệm nhà thầu (Cơng ty Xây dựng Mỏ Hầm lị 1) nhà thầu phụ (Cơng ty NPK Ucraina) nảy sinh nhiều vấn đề phức tạp, ảnh hưởng đến hiệu thi công Nhưng thực tế cho thấy, Cơng ty Xây dựng Mỏ Hầm lị chưa đủ lực để tự đạo tổ chức thi cơng Nếu tiếp tục trì nay, thi công xong giếng mỏ than Núi Béo, Công ty tự thi công giếng đứng Theo chủ chương Tập đoàn Than - Khoáng sản Việt Nam bước nắm bắt làm chủ công nghệ thi công giếng đứng, Công ty Xây dựng Mỏ Hầm lị cần tích cực học tập, nâng cao trình độ tay nghề cho cơng nhân (đặc biệt công nhân điều khiển hệ thống trang thiết bị thi công) Sau đủ lực thi công, Công ty Xây dựng Mỏ Hầm lò chuyển sang tự 75 đạo, tổ chức thi cơng, sử dụng tồn nhân lực Cơng ty Nhân lực Cơng ty NPK đóng vai trò chuyên gia, thực theo dõi, kiểm tra tư vấn 4.2 Đề xuất giải pháp khả thi nâng cao tốc độ thi công giếng đứng mỏ than Núi Béo 4.2.1 Các yêu cầu đặt Trong mục 4.1 luận văn đưa nhiều giải pháp khác để nâng cao tốc độ thi công giếng đứng Tuy nhiên, khối lượng mét lò giếng lại khơng nhiều, để ứng dụng vào thực tế sản xuất giải pháp nâng cao tốc độ thi công giếng phải đảm bảo yêu cầu sau: - Đảm bảo hoạt động thi công hai giếng liên tục; - Các chi phí để áp dụng giải pháp (bao gồm: thời gian, giá thành, nhân lực ) phải phù hợp với khả đơn vị thi cơng; - Ưu tiên giải pháp áp dụng giai đoạn thi công sân ga hầm trạm sau kết thúc thi công giếng 4.2.2 Đề xuất giải pháp khả thi nâng cao tốc độ thi công giếng đứng mỏ than Núi Béo Các giải pháp cụ thể nâng cao tốc độ thi công giếng đứng mỏ than Núi Béo nêu mục 4.1 bao gồm: (1) Thiết kế sơ đồ công nghệ thi công hợp lý; (2) Điều chỉnh hộ chiếu khoan nổ mìn; (3) Nâng cao lực hệ thống bơm thoát nước; (4) Tăng khả linh hoạt cốp pha; (5) Nâng công suất trạm trộn mặt bằng; (6) Lắp đặt hệ thống đường ống cấp bê tông; Că theo yêu cầu đặt mục 4.2.1 thấy rằng: - Để thực giải pháp (1), đơn vị thi công phải tiến hành công việc sau: 76 + Thay đổi cốp pha sử dụng có chiều cao 4,4m cốp pha có chiều cao 3,6m; + Thiết kế lại toàn hộ chiếu khoan nổ mìn biểu đồ tổ chức chu kỳ Thực tế cho thấy, để đặt hàng chế tạo cốp pha nhiều thời (3 đến tháng) gian chi phí lớn (3÷5 tỷ đồng/1 bộ) Chưa kể thời gian tháo lắp thay thể cốp pha, chi phí thời gian giá thành giải pháp lớn, điều kiện thực tế, khối lượng mét lị giếng khơng cịn nhiều, thi công giếng xong cốp pha khơng cịn tái sử dụng giải pháp (1) không khả thi thực tế - Để thực giải pháp (2), đơn vị thi công phải tiến hành công việc sau: + Thay kíp điện vi sai có kíp vi sai phi điện; + Sử dụng thêm thỏi thuốc nổ P113 đường kính Φ32 mm thay thỏi thuốc P113 đường kính Φ450 mm lỗ mìn biên; + Nạp mìn phân đoạn lỗ mìn biên; Xét chi phí kinh tế, việc sử dụng kíp vi sai phi điện thay kíp điện vi sai làm tăng chi phí kíp kíp vi sai phi điện (có giá khoảng 39 nghìn đồng/1 kíp) đắt nhiều so với kíp điện vi sai (có giá khoảng nghìn đồng/1 kíp) nhiên, với khả đem lại hiệu nổ mìn cao bù đắp lại chi phí kíp Xét chi phí thời gian, giải pháp thời gian để đưa vào áp dụng Công tác nạp mìn phân đoạn sử dụng kíp vi sai phi điện cần khoảng thời gian để thợ mìn thành thạo thực Như vậy, giải pháp (2) khả thi thực tế - Để thực giải pháp (3), đơn vị thi công phải thường xuyên thay thế, bảo dưỡng hệ thống bơm thoát nước gương giếng, đảm bảo hệ thống đáp ứng đủ yêu cầu thoát nước Đây giải pháp khả thi thực tế 77 - Để thực giải pháp (4), đơn vị thi công phải tiến hành công việc sau: + Tạm dừng thi công, đưa cốp pha lên mặt bằng; + Chỉnh sửa thay lại hệ thống kích đẩy cũ (vận hành thủ cơng) hệ thống kích đẩy (vận hành khí nén thủy lực) Về bản, việc tháo dỡ lắp đặt hệ thống cốp pha gương giếng nhiều thời gian, chưa kể đến thời gian thay hệ thống kích đẩy Trong phải dừng thi cơng gương giếng Như vậy, giải pháp không khả thi thực tế - Để thực giải pháp (5) (6), đơn vị thi công phải tiến hành công việc sau: + Thay thùng trộn có dung tích lớn hơn; + Tăng công suất hệ thống máy trộn; + Lắp đặt hệ thống đường ống dẫn bê tông từ miệng giếng xuống gương giếng Để thực cơng việc địi hỏi phải tạm dừng hoạt động trạm trộn thời gian định Tuy nhiên, để trì hoạt động giếng thời gian sửa chữa nâng cấp hệ thống tạm trộn, đơn vị thi cơng đặt mua bê tơng thương phẩm từ đơn vị cung cấp khác Giải pháp cịn đem lại hiệu thi cơng hệ thống sân ga hầm trạm, góp phần đẩy nhanh tiến độ thi công chung dự án Do vậy, giải pháp (5) (6) khả thi thực tế 4.2.3 Đánh giá hiệu Như vậy, giải pháp khả thi nâng cao tốc độ thi công giếng đứng mỏ than Núi Béo sau: (1) Điều chỉnh hộ chiếu khoan nổ mìn; (2) Nâng cao lực hệ thống bơm nước; 78 (3) Nâng cơng suất trạm trộn mặt bằng; (4) Lắp đặt hệ thống đường ống cấp bê tơng Để đánh giá hiệu mang lại sau áp dụng giải pháp đề xuất, luận văn tiến hành tính tốn tốc độ đào lị đạt điều kiện cụ thể sau: - Giếng đào qua đá bột kết, ổn định, độ kiên cố f=6÷8; - Chống cố định bê tông liền khối, chiều dày 350mm; - Sơ đồ công nghệ thi công phối hợp: chiều sâu lỗ khoan 4,2m, tiến độ nổ mìn 3,6m, chiều cao cốp pha 4,4m Do sử dụng sơ đồ công nghệ nên việc tính tốn lập biểu đồ tổ chức chu kỳ phức tạp (chiều cao cốp pha khơng phù hợp với tiến độ nổ mìn) Vì vậy, luận văn giả định tính thời gian chu kỳ từ đổ bê tơng hồn thiện xong đốt giếng, gương giếng lại 2,0m đất đá nổ mìn chưa xúc bốc Như vậy, thời gian chu kỳ Tck tính sau: Tck=Tgc+Txb1+Tvc1+Tk+Tvc2+Tnm+Tn+Txb2+Tnt1+Tcc+Tnt2+Tbt (4-1) Trong đó: Tgc - Thời gian giao ca chuẩn kết, Tgc=60 phút/ca; Txb1 - Thời gian xúc bốc đất đá lại gương, phút; Txb1=(V1/vtt).t1.k1 phút V1 - Khối lượng đất đá (nở rời) lại gương tương ứng với chiều cao 2m đất đá, V1=70,4m3; vtt - thể tích thùng trục, vtt=3,0m3; t1 - thời gian thực chu kỳ xúc đổ thải, t1=10 phút; k1 - hệ số ngưng nghỉ, k1=1,2; →Txb1=(70,4/3,0).10.1,2=280 phút; Tvc1 - thời gian đưa máy xúc lên,đưa máy khoan xuống lắp đặt máy khoan, Tvc1=60 phút; 79 Tk - Thời gian khoan lỗ mìn, phút; Tk=Nlk.Llk.k2/(vk.Nk) phút Nlk - Số lượng lỗ khoan, Nlk=92 lỗ (theo hộ chiếu thiết kế) Llk - Chiều sâu lỗ khoan, Llk=4,2m; k2 - Hệ số làm việc máy khoan, k2=2,0; vk - Tốc độ khoan máy khoan, v=0,35m/phút; Nk - Số cần khoan hoạt động đồng thời, Nk=4; →Tk=92.4,2.2,0/(0,35.4) =550 phút; Tvc2 - thời gian đưa máy khoan lên nâng sàn thao tác, Tvc1=60 phút; Tnm - Thời gian nạp mình, phút; Tnm=Nlk.t2/Nn phút t2 - thời gian nạp mìn trung bình cho lỗ, t2=5 phút; Nn - Số người nạp đồng thời gương, Nn=3 người; →Tnm=92.5/3=155 phút; Tn - Thời gian nổ mìn, thơng gió, cạy om đưa gương vào trạng thái an toàn, Tn=60 phút; Txb2 - Thời gian xúc bốc đất đá đến đủ chiều cao đổ bê tông, phút; Txb2=(V2/vtt).t1.k1 phút V2 - Khối lượng đất đá (nở rời) cần xúc sau nổ mìn để đủ chiều cao đổ bê tơng, V1=185,9m3; →Txb2=(185,9/3).10.1,2=745 phút; Tnt1 - Thời gian nghiệm thu chuyển bước đào, Tnt1=30 phút; Tcc - Thời gian hạ chỉnh cốp pha, Tcc=120 phút; Tnt2 - Thời gian nghiệm thu chuyển bước cốp pha, Tnt2=30 phút; Tbt - Thời gian đổ bê tông, phút; Khi sử dụng đường ống vận chuyển bê tông từ mặt xuống gương giếng, Tbt tính theo cơng thức: 80 Tbt=(Vbt/Q).k2 phút Vbt - Thể tích vữa bê tơng cần đổ chu kỳ, Vbt tính điều kiện áp dụng giải pháp nâng cao hiệu khoan nổ mìn, Vbt=30,69 m3; Q - Công suất trạm trộn, Q=15m3/h=0,25 m3/phút; k3 - hệ số ngưng nghỉ đổ bê tông, k3=1,5 →Tbt=(30,69/0,25).1,5=185 phút; Thay giá trị vào công thức (4-1) xác định thời gian chu kỳ sau: Tck=4,5.60+280+60+550+60+155+60+745+30+120+30+185=2545phú t≈42,5 giờ; Như vậy, tốc thi công giếng Vtc=Nng.24.Lck.k4/Tck m/tháng; (4-2) Trong đó: Nng - Thời gian làm việc tháng, Nng=25 ngày; Lck - Tiến độ chu kỳ, Lck=4,4m; k4 - Hệ số hoàn thành chu kỳ, k4=0,9; Thay giá trị vào công thức (4-2) tính tốc độ thi cơng giếng: Vtc=25.24.4,4.0,9/42,5=56m/tháng Như vậy, sau áp dụng giải pháp đề xuất, tốc độ thi công giếng (trong điều kiện nêu trên) tăng lên 56m/tháng So với tốc độ thi công trung bình (30÷35 m/tháng) tăng lên 1,6÷1,9 lần Biểu đồ tổ chức chu kỳ đào chống lị xem hình 4.6 sau: Ngµy Ngµy TT 6 386,4 92 185,9 m - lỗ - m Đánh dấu, khoan lỗ mìn Đưa khoan lên, nâng sàn thao tác Nạp mìn N? mỡn, thông gió, cậy om , an toàn gương Xúc bốc đất đá - m³ - Xóc bèc đất đá Nghiệm thu chuyển bước đào Căn chỉnh cốp pha Nghiệm thu chuyển bước cốp pha Đổ bê tông 4,4m Các công việc khác - - - - - - 00 - 30 30 - - 30x6 12 - 00 25 - 30 00 10 8(10) - 40 00 30x6 Phót - Giê Thêi gian Ca I Ca II Thêi gian lµm viƯc ca Hình 4.6 Biểu đồ tổ chức chu kỳ đào chống ging - 30,69 - - - - - Các công viƯc kh¸c Giao nhËn ca - - - Đưa máy xúc lên, thả kết nối máy khoan 8(10) Xúc bốc đất đá 70,4 - m Giao nhận ca Tiêu hao lao động thực tế (người-ca) Khối lượng (1 ck) Đơn vị Tên công viÖc Ca III 81 82 4.3 Đánh giá chung Trên sở nguyên nhân làm giảm tốc độ thi công giếng đứng mỏ than Núi Béo, luận văn đề xuất phương án nhằm giải khó khăn, tồn có đồng thời đánh giá khả áp dụng vào thực tế giải pháp Các giải pháp đề xuất tập trung vào vấn đề như: Sơ đồ cơng nghệ thi cơng; hộ chiếu khoan nổ mìn; hệ thống bơm thoát nước; hệ thống cốp pha trượt; hệ thống trạm trộn vận chuyển bê tơng Qua phân tích cho thấy, giải pháp sơ đồ công nghệ thi cơng hệ thống cốp pha khơng có tính khả thi thực tế chi phí mặt giá thành thời gian cao Hiện nay, khối lượng mét lị giếng chưa thi cơng cịn lại khơng nhiều, nhiên để đẩy nhanh tốc độ thi công giếng đứng góp phần đưa nhanh dự án vào hoạt động, việc áp dụng giải pháp mà luận văn đề xuất cần thiết 83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Với mục tiêu đề xuất giải pháp khả thi nâng cao tốc độ thi công giếng đứng áp dụng điều kiện mỏ than Núi Béo, luận văn tiến hành nghiên cứu nội dung sau: - Tổng quan công tác thi công giếng đứng Việt Nam giới Trên giới, việc mở vỉa giếng đứng phổ biến từ lâu nhờ khả giới hoá vận chuyển cao, tốc độ vận chuyển nhanh, thiết bị đầu tư với tính đồng cao; nhiên Việt Nam vấn đề mẻ - Đánh giá điều kiện tự nhiên đặc điểm địa chất khu vực mỏ than Núi Béo Nhìn chung, điều kiện mỏ than Núi Béo thuận lợi cho công tác thi công giếng đứng, không cần thiết phải sử dụng biện pháp thi công đặc biệt - Đánh giá trạng công tác thi công giếng đứng mỏ than Núi Béo Luận văn tiến hành khảo sát, nghiên cứu, thu thập số liệu tình hình thi cơng thực tế giếng đứng mỏ than Núi Béo Trên sở số liệu đó, luận văn phân tích tìm nguyên nhân dẫn đến tốc độ thi công giếng bị chậm - Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao tốc độ thi công giếng đứng mỏ than Núi Béo Luận văn đề xuất phương án nhằm giải khó khăn, tồn có đồng thời đánh giá khả áp dụng vào thực tế giải pháp Theo tính tốn, sau áp dụng giải pháp đề xuất, tốc độ thi công giếng (trong điều kiện nêu trên) tăng lên 56m/tháng So với tốc độ thi công trung bình (30÷35 m/tháng) tăng lên 1,6÷1,9 lần 84 Kiến nghị Để nâng cao tốc độ thi công giếng đứng mỏ than Núi Béo, luận văn kiến nghị thực giải pháp bao gồm: (1) Điều chỉnh hộ chiếu khoan nổ mìn; (2) Nâng cao lực hệ thống bơm thoát nước; (3) Nâng công suất trạm trộn mặt bằng; (4) Lắp đặt hệ thống đường ống cấp bê tơng Ngồi ra, để bước làm chủ công nghệ, phục vụ kịp thời cho việc triển khai xuống sâu không mỏ than Núi Béo mà cho dự án giếng đứng tiếp theo, Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam cần tăng cường công tác đào tạo nguồn nhân lực, đầu tư trang thiết bị đồng bước tiến tới tự thi công giếng đứng, giảm chi phí sản xuất, đẩy nhanh tốc độ thi công 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO Công ty Cổ phần Tư vấn Đầu tư Mỏ Công nghiệp - Vinacomin (2007), Dự án đầu tư khai thác phần mức -50 mỏ than Hà Lầm; Công ty Cổ phần Tư vấn Đầu tư Mỏ Công nghiệp - Vinacomin (2012), Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030; Công ty Cổ phần Tư vấn Đầu tư Mỏ Công nghiệp - Vinacomin (2013), Dự án Khai thác phần hầm lò mức - 150 mỏ Mạo Khê; Võ Trọng Hùng (2012), Thi công giếng đứng NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ; Võ Trọng Hùng (2008), Cẩm nang công nghệ thiết bị mỏ Trung tâm nghiên cứu ứng dụng khoa học khống sản; Viện Khoa học Cơng nghệ Mỏ - Vinacomin (2010), Dự án đầu tư xây dựng cơng trình khai thác hầm lị mỏ than Núi Béo; Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin (2011), Dự án đầu tư xây dựng cơng trình khai thác hầm lò mỏ than Khe Chàm II-IV ... CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO TỐC ĐỘ THI CÔNG GIẾNG ĐỨNG MỎ THAN NÚI BÉO 66 4.1 Nghiên cứu giải pháp nhằm khắc phục vấn đề tồn thi công giếng đứng mỏ than Núi Béo ... đứng mỏ than Núi béo, kết hợp với kinh nghiệm thi công giếng đứng Việt Nam giới, luận văn nghiên cứu, đề xuất giải pháp khả thi nâng cao tốc độ thi công giếng đứng áp dụng điều kiện mỏ than Núi Béo. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT LƯU CÔNG NAM NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO TỐC ĐỘ THI CÔNG GIẾNG ĐỨNG ÁP DỤNG TRONG ĐIỀU KIỆN MỎ THAN NÚI BÉO Ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng