Nghiên cứu phương pháp hợp lý thi công các đường lò cơ bản đào qua vùng đất đá yếu tại vùng quảng ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT LÊ TUẤN ANH NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP HỢP LÝ THI CƠNG CÁC ĐƯỜNG LỊ CƠ BẢN ĐÀO QUA VÙNG ĐẤT ĐÁ YẾU TẠI VÙNG QUẢNG NINH Chun ngành: Xây dựng cơng trình ngầm, mỏ cơng trình đặc biệt Mã số: 60.58.50 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS Võ Trọng Hùng HÀ NỘI - 2011 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 10 tháng 08 năm 2011 Tác giả luận văn Lê Tuấn Anh MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẤT ĐÁ YẾU VÀ CÁC ĐIỂM ĐẶC BIỆT KHI ĐÀO LÒ QUA VÙNG ĐẤT ĐÁ YẾU 1.1 Tổng quan 1.2 Phân loại khối đá 1.2.1 Phân loại khối đá theo tiêu độc lập 1.2.2 Phân loại khối đá theo tiêu tổng hợp 11 1.3 Đất đá yếu 21 1.4 Các điểm đặc biệt đào lò qua vùng đất đá yếu 22 1.5 Nhận xét 24 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CÁC ĐƯỜNG LÒ ĐÀO QUA ĐẤT ĐÁ YẾU 25 2.1 Tổng quan 25 2.2 Các phương pháp thi công không làm thay đổi tính chất lý đất đá 25 2.2.1 Phương pháp đào chia gương 25 2.2.2 Phương pháp tạo vịm tiến trước (gia cố nóc, chèn nhói) 27 2.2.3 Phương pháp đào khiên bảo vệ 31 2.3 Các phương pháp thi cơng làm thay đổi tính chất lý đất đá 34 2.3.1 Phương pháp đóng băng nhân tạo 34 2.3.2 Phương pháp gia cố gương đào khoan ép vữa xi măng, dung dịch hóa chất 41 2.3.3 Phương pháp hạ mực nước ngầm 51 2.4 Các phương pháp thi công hỗn hợp 53 2.5 Nhận xét 54 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP HỢP LÝ ĐỂ THI CÔNG CÁC ĐƯỜNG LÒ ĐÀO QUA VÙNG ĐẤT ĐÁ YẾU Ở VÙNG QUẢNG NINH 57 3.1 Tổng quan 57 3.2 Phương pháp thi cơng đào lị qua phay phá địa chất 58 3.2.1 Phương pháp thi công đào đường lị đào qua phay phá có đất đá khô 58 3.2.2 Phương pháp thi công thi cơng đường lị đào qua phay phá có nước ngầm 59 3.3 Phương pháp thi công đào lò qua đất chảy, cát chảy 59 3.4 Phương pháp thi cơng đào lị qua đá hạt vụn 60 3.5 Phương pháp thi cơng đào lị qua đá mềm 60 3.6 Phương pháp thi công đào lị qua than bùn, than bùn hóa 61 3.7 Nguyên tắc lựa chọn phương pháp thi công hợp lý 61 3.8 Nhận xét 62 CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CHO MỘT ĐƯỜNG LÒ CƠ BẢN CỤ THỂ ĐÀO QUA VÙNG ĐẤT ĐÁ YẾU Ở VÙNG QUẢNG NINH 63 4.1 Tổng quan 63 4.2 Giới thiệu chung mỏ than Khe Chàm III 63 4.2.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội 63 4.2.2 Đặc điểm cấu trúc địa chất 65 4.2.3 Đặc điểm địa chất thuỷ văn, địa chất cơng trình 67 4.2.4 Sơ đồ mở vỉa 69 4.3 Điều kiện thi công giếng nghiêng +25 đoạn đào qua phay phá 70 4.3.1 Các thông số kỹ thuật giếng nghiêng +25 70 4.3.2 Đặc điểm địa chất thủy văn, địa chất cơng trình 70 4.4 Công nghệ thi công giếng nghiêng +25 đoạn đào qua phay theo thiết kế Công ty cổ phần tư vấn đầu tư mỏ cơng nghiệp 71 4.4.1.Cơng tác khoan nổ mìn 72 4.4.2.Công tác xúc bốc vận chuyển đất đá 74 4.4.3 Công tác chống giữ giếng nghiêng 74 4.4.4 Nhận xét 74 4.5 Đề xuất phương pháp thi cơng giếng nghiêng +25 đoạn đào qua phay phá 74 4.6 Lựa chọn phương pháp hợp lý thi cơng giếng nghiêng +25 đoạn đào qua phay phá 79 4.7 Tổ chức biện pháp thi công bơm ép vữa xi măng 79 4.7.1 Các thông số thiết kế 79 4.7.2 Xác định cấp phối vữa xi măng (tỉ lệ N/X) 87 4.7.3 Trình tự thi cơng khoan phun lỗ 90 4.7.4 Quy trình bơm ép vữa 90 4.7.5 Các yêu cầu kỹ thuật 91 4.8 Nhận xét 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1 Phân loại đá theo độ bền nén trục Hội học đá quốc tế (ISRM) Bảng 1.2 Phân loại đá theo độ bền nén trục trạng thái no nước nnn theo tiêu chuẩn quy phạm xây dựng Liên Xô cũ (SniP 2.02.01-83) Bảng 1.3 Các khối đá phân loại theo Prôtôđiakônốp Bảng 1.4 Phân loại khối đá theo Deere Bảng 1.5 Chiều cao vùng phá hủy Hph cho trường hợp đường hầm có chiều rộng B, chiều cao H, đặt độ sâu >1,5C; C = B+H 10 Bảng 1.6 Các tham số phân loại khối đá theo Bieniawski 1973 13 Bảng 1.7 Ảnh hưởng vị trí khe nứt (đường phương, góc dốc) thi cơng hầm 14 Bảng 1.8 Các nhóm khối đá 14 Bảng 1.9 Các nhóm khối đá theo Barton, Lien Lunde 15 Bảng 1.10 Đặc điểm khối đá cách xác định số, tham số hệ thống phân loại Q theo Barton, Lien Lunde (1977) 16 Bảng 1.11 Các hệ thống phân loại khối đá 20 Bảng 4.1 Các tiêu lý chủ yếu đất đá 68 Bảng 4.2 Khoảng cách lỗ khoan theo lượng nước đơn vị 80 Bảng 4.3 Độ dày tường chắn phản áp áp lực bơm vữa 86 Bảng 4.4 Ứng suất nén, cắt cho phép số loại đá 87 Bảng 4.5 Xác định tỉ lệ N/X dựa lượng nước đơn vị q 87 Bảng 4.6 Thay đổi nồng độ (cấp phối) vữa phun 88 Bảng 4.7 Định lượng khối lượng chế tạo vữa xi măng 89 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Kết cấu chống liên quan với RQD theo Merritt Hình 1.2 Sự cố sập hầm thi cơng hầm dẫn nước cơng trình thủy điện A Lưới đào qua vùng đất đá yếu Hình 2.1 11 23 Sơ đồ đào chia gương phương pháp đào Áo 26 Hình 2.2 Sơ đồ tạo vịm tiến trước ống thép 27 Hình 2.3 Mơ hình kết cấu thép gia cố gương cơng trình 28 Hình 2.4 Thi cơng tạo vịm tiến trước ống thép 29 Hình 2.5 Sơ đồ cơng nghệ thi cơng tạo vịm tiến trước 30 Hình 2.6 Sơ đồ khiên đào khơng giới hóa 32 Hình 2.7 Các sơ đồ khiên giới hóa có phận làm việc tác động lựa chọn 32 Hình 2.8 Thay đổi độ bền đất đá theo nhiệt độ đóng băng 35 Hình 2.9 Biểu đồ thay đổi độ bền cát đóng băng 36 Hình 2.10 Sơ đồ bố trí lỗ khoan đóng băng đào từ gương hầm 39 Hình 2.11 Sơ đồ thi cơng phương pháp đóng băng đất đá từ gương đào Hình 2.12 Sơ đồ đóng băng đất đá từ mặt đất 39 40 Hình 2.13 Sơ đồ gia cố gương đào khoan bơm ép vữa xi măng, dung dịch hóa chất 41 Hình 2.14 Sơ đồ bơm ép vữa gia cố đất đá từ mặt đất 42 Hình 2.15 Sơ đồ bơm ép vữa gia cố đất đá từ gương hầm 43 Hình 2.16 Sơ đồ gia cường cát phương pháp điện thấm-silicat hóa 44 Hình 2.17 Sơ đồ bơm ép vữa xi măng 48 Hình 2.18 Sơ đồ bơm ép vữa từ lên 48 Hình 2.19 Tam-pơn dùng cho bơm ép vữa xi măng 49 Hình 2.20 Sơ đồ bơm ép vữa lần 50 Hình 2.21 Giới hạn sử dụng phương pháp xi măng hóa 51 Hình 2.22 Sơ đồ hạ mực nước ngầm từ bề mặt 52 Hình 2.23 Sơ đồ hạ mực nước ngầm từ gương đường lị 52 Hình 4.1 Mặt cắt ngang giếng nghiêng +25 71 Hình 4.2 Sơ đồ bố trí lỗ mìn tồn gương 72 Hỉnh 4.3 Sơ đồ bố trí lỗ mìn gương 72 Hình 4.4 Sơ đồ bố trí lỗ mìn gương 73 Hình 4.5 Sơ đồ bố trí lỗ mìn gương 73 Hình 4.6 Sơ đồ thi cơng đóng cọc tạo vịm tiến trước 77 Hình 4.7 Quy trình bơm ép vữa 90 Hình 4.8 Sơ đồ bố trí lỗ khoan ép vữa xi măng 91 Hình 4.9 Thiết bị bơm ép vữa xi măng 92 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong năm gần đây, để mở rộng quy mô khai thác than vùng Quảng Ninh Cơng ty khai thác than thuộc Tập đồn Cơng nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam, số lượng lớn đường lò đã, xây dựng Trong đó, có nhiều đường lị phải đào qua vùng đất đá yếu gây nhiều khó khăn cho cơng tác thi cơng đường lị dẫn đến tốc độ thi cơng thấp; tốn nhiều thời gian, công sức tiền bạc; chất lượng cơng trình chưa đảm bảo; nguy hiểm cho người trang thiết bị thi cơng; Hiện nay, có nhiều phương pháp để thi công đường hầm, đường lị khác Mỗi phương pháp lại có ưu điểm, nhược điểm khác có điều kiện áp dụng cụ thể Nhưng, việc sử dụng phương pháp để thi cơng đường lị đào qua vùng đất đá yếu vùng Quảng Ninh cho hợp lý cần phải nghiên cứu lựa chọn kỹ lưỡng Do đó, việc “Nghiên cứu đề xuất phương pháp hợp lý thi cơng đường lị đào qua vùng đất đá yếu vùng Quảng Ninh” thiết thực cần thiết Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu đề xuất phương pháp hợp lý để thi cơng đường lị đào qua vùng đất đá yếu vùng Quảng Ninh nhằm nâng cao tốc độ đào lò, giảm giá thành thời gian thi công đảm bảo an tồn cho người, thiết bị tham gia thi cơng cơng trình đảm bảo chất lượng cơng trình Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu đường lò đào qua vùng đất đá yếu vùng Quảng Ninh phương pháp thi công áp dụng để thi cơng đường lị 84 4.7.1.6 Xác định khoảng cách chu kỳ bơm ép vữa Theo giá trị Ro nhận ta xác định khoảng cách tối ưu hàng lỗ khoan theo chiều dài trục lị theo cơng thức sau:  2Ro  ,m sin a= (4.11) 4.7.1.7 Xác định chiều dày vùng gia cường trước gương Chiều dày lớp gia cường xách định theo cơng thức thí nghiệm sau: C = (B.m), m (4.12) Trong đó: B - Chiều rộng đường lò, m; m - Hệ số thực nghiệm, m = 1,5 4.7.1.8 Xác định khối lượng vữa bơm ép cho lỗ khoan Theo tính tốn Viện than Bắc Kinh, lượng vữa bơm ép vào lỗ khoan bơm ép giếng đứng tính theo công thức sau: A.H..R2..  , m3 V= m   (4.13) Trong đó: A - Hệ số tiêu hao dung dịch lấy 1,5; H - Chiều sâu (chiều dài) bơm ép vữa, m; R - Bán kính khuyếch tán có hiệu dung dịch, m;  - Hệ số chèn dung dịch,  = 0,85;  - Tỉ lệ khe nứt,  = 6%; M - Tỉ lệ sỏi, m = 0,8 4.7.1.9 Xác định khối lượng vữa bơm ép cho vòng bơm ép Khối lượng vữa bơm ép cho vòng bơm ép xác định theo công thức sau: Q = (n.V), m3 (4.14) 85 Trong đó: n - Số lỗ khoan vịng, lỗ; V - Khối lượng vữa bơm ép cho lỗ khoan, m3 4.7.1.10 Xác định áp lực bơm ép Áp lực vữa xi măng cho phép có quan hệ đến nhiều yếu tố như: chiều sâu lỗ phụt, tính chất nham thạch, tính chất vùng đất đá, chiều rộng chiều sâu khe nứt, nồng độ vữa,… Áp lực kiểm tra phun xi măng thường lấy 0,7 lần áp lực kết thúc, áp lực vữa trường hợp có nhiều nước ngầm phụ thuộc vào áp lực nước Bình thường áp lực bơm vữa gấp 22,5 lần áp suất thuỷ tĩnh Tính tốn áp lực bơm ép cho lỗ khoan qua công thức sau: R2.lgR.h.d ro P =  (0,367).K.t  , MPa (4.15) Trong đó: R - Bán kính phân bố dung dịch khối đất đá, m; h - Độ rỗng hữu ích đất đá, %; d - Trọng lượng thể tích dung dịch, T/m3; ro - Bán kính lỗ khoan, m; K- Hệ số thẩm thấu, m/ngày-đêm; t - Thời gian bơm dung dịch, phút 4.7.1.11 Xác định chiều dày tường phản áp Chiều dày tường phản áp xác định theo công thức sau: 2.Po.r Bn =     + (0,3).r  , m  Trong đó: Po - Áp lực cuối phun vữa, Mpa;  - Cường độ kháng nén cho phép bê tông ngày 23,4Mpa; (4.16) 86 r - Nửa chiều rộng đường lị, m; Ngồi ra, độ dày tường chắn phản áp vào áp lực bơm vữa chọn số liệu theo kinh nghiệm bảng 4.3 Để tường chắn không bị phá hủy cần thỏa mãn điều kiện sau: P ≤ (.F) (4.17) Trong đó: P - Áp suất gây nên phần xi măng tường phản áp, T/m²; Po..Do2 Pmax = ; T/m2 (4.18)  - Ứng suất cắt cho phép đá, T/m²; F - Diện tích bề mặt chịu cắt, m² F = (.Do.B) (4.19) Po..Do2 ≤ ..Do.B (4.20) B Po.Do 4. (4.21) Bảng 4.3 Độ dày tường chắn phản áp áp lực bơm vữa Áp lực bơm vữa (kG/cm2) Chiều dày tường chắn (m) >5 1,0 > 10 1,2 20÷30 1,5 > 30 2,0 Ứng suất nén, cắt cho phép số loại đá chịu tải tức thời tối đa xem bảng 4.4 87 Bảng 4.4 Ứng suất nén, cắt cho phép số loại đá Loại đá TT Độ bền nén tức thời (kG/cm2) Độ bền nén cho Độ bền cắt phép (kG/cm2) (kG/cm2) Granite 1000÷2000 200÷400 20÷40 Cát kết cứng 1000÷1500 - ÷30 Vật liệu trung bình 600÷1000 120÷200 12÷20 Đất đá xốp 400÷600 80÷120 8÷12 Bột cát 300÷600 60÷120 6÷12 Bột sét 300÷500 60÷100 ÷10 Bột 200÷400 40÷80 4÷8 4.7.2 Xác định cấp phối vữa xi măng (tỉ lệ N/X) 4.7.2.1 Xác định cấp phối vữa xi măng Thành phần cấp phối vữa xi măng biểu tỷ lệ Nước:Xi măng (N/X) Thành phần vữa xi măng bắt đầu phun xác định dựa vào lượng nước đơn vị q (lít/phút) bảng 4.5 Bảng 4.5 Xác định tỉ lệ N/X dựa lượng nước đơn vị q q (lít/phút) 0,1÷0,5 0,5÷1,0 1,0÷2,0 2,0÷4,0 >4 Tỉ lệ N/X chế tạo vữa 8/1÷5/1 5/1÷3/1 3/1÷2/1 1/1 < 0,8 Lượng nước đơn vị xác định qua ép nước thí nghiệm trước phun vữa tính theo cơng thức (4.1) 4.7.2.2 Điều chỉnh cấp phối vữa xi măng trình bơm ép Việc điều chỉnh cấp phối vữa xi măng (bơm ép dung dịch đặc hơn) phải tiến hành theo trình tự sau: 88 - Tăng dần thang nồng độ theo bảng 4.6, 15 phút tăng bậc lượng dung dịch tiêu hao nhỏ 60 lít/ph - Thêm hai bậc thang nồng độ sau phun vào đoạn cần thiết 10001500 lít dung dịch lượng hấp thụ Q > 60 lít/phút Bảng 4.6 Thay đổi nồng độ (cấp phối) vữa phun Tỉ lệ N/X vữa 1,31 1,0 0,8 0,67 0,57 Nước (N) tính lít; xi măng (X) tính kg 4.7.2.3 Xác định thành phần tỷ lệ phụ gia Khi bơm ép vữa nơi lượng ăn vữa lớn, để tiết kiệm xi măng, trộn thêm phụ gia trơ cát, bột đá đất sét Tuy nhiên, trộn phải đảm bảo điều kiện sau đây: - Vật liệu trơ trộn thêm vào vữa không tan nước, ảnh hưởng đến ninh kết xi măng (hoặc làm cho xi măng không ninh kết, kéo dài thời gian ninh kết xi măng), không làm cho xi măng bị phân ly với nước lắng đọng xuống đáy; - Vật liệu trơ trộn thêm phải nghiền nhỏ, đường kính lớn hạt phải nhỏ 1/3 độ mở khe nứt nhỏ đất đá hay bê tông; - Đất sét trộn thêm phải hoà với nước thành hồ đổ vào vữa xi măng; - Lượng cát trộn vào vữa phải xác định qua thí nghiệm vữa xi măng chỗ khe nứt lớn 10 mm Lượng cát cho vào lúc đầu không 10% trọng lượng xi măng đường kính hạt phải nhỏ 0,5 mm Nếu 20 phút đầu mà lượng “ăn” vữa khơng giảm tăng dần tỷ lệ cát lên, không 1/2 đường kính hạt cát tăng lên khơng 1mm; 89 Trong trường hợp thông thường, trộn thêm chất hố dẻo nên lấy 0,2% trọng lượng xi măng lúc (N/X )  0,4% lúc (N/X) = ÷ 10 Nếu trộn thêm chất gia khí nên lấy 0,01  0,02% trọng lượng xi măng 4.7.2.4 Chế tạo vữa xi măng Tương ứng với cấp phối vữa (tỉ lệ N/X), vữa xi măng chế tạo theo định lượng bảng 4.7 Bảng 4.7 Định lượng khối lượng chế tạo vữa xi măng Tỉ lệ N/XM vữa 1.31 1.0 0.8 0.67 0.57 Khối lượng vữa g/cm3 1.08 1.16 1.29 1.41 1.50 1.60 1.69 1.76 Lượng xi măng (kg) cho lít nước 0.125 0.25 0.5 0.75 1.0 1.25 1.50 1.75 Lượng xi măng (kg) cho lít vữa 0.12 0.23 0.43 0.61 0.76 0.89 1.01 1.12 Thể tích vữa (lít) cho lít nước+xi măng 1.04 1.08 1.16 1.24 1.32 1.4 1.49 1.57 Trước tiến hành bơm ép vữa xi măng, miệng lỗ khoan lắp đặt tam-pơn đảm bảo kín suốt trình ép vữa Giếng nghiêng bơm ép vữa xi măng gia cố theo sơ đồ phân đoạn vữa đưa vào tận đáy lỗ khoan qua ống ép vữa trực tiếp vào khe nứt nhiều áp lực bơm Điều kiện cần thiết việc áp dụng sơ đồ phân đoạn vữa chuyển động không gian ống với tốc độ cao đảm bảo đưa theo tất hạt cứng có kích thước lớn vữa trạng thái đẩy Sơ đồ phân đoạn sơ đồ tổng hợp cho phép tiến hành công tác bơm ép vữa xi măng cách chất lượng với mật độ khác Vữa xi măng dùng để bơm ép thường phải đạt yêu cầu sau đây: - Với áp lực định, vữa chảy lấp kín khe nứt cách đặn; 90 - Sau vữa đơng cứng khe nứt, phải đạt yêu cầu cường độ, chống thấm, bền vững liền khối; Trong đoạn vữa, không dùng nhiều loại xi măng khác để đảm bảo tính chất đồng vữa; Nồng độ vữa, tức tỷ lệ nước xi măng, phụ thuộc vào lượng nước đơn vị lỗ khoan; Khi lượng nước đơn vị q > lít/phút, để tiết kiệm xi măng, trộn thêm cát; Trong cơng tác bơm ép vữa, tỷ lệ N/X nói chung khơng nên chọn lỗng q, nhiên nơi có khe nứt nhỏ phải dùng vữa lỗng, vữa đặc khơng thể chảy đầy khe nứt nhỏ 4.7.3 Trình tự thi cơng khoan phun lỗ - Định vị lỗ khoan; - Khoan lỗ khoan; - Thổi rửa lỗ khoan, đo chiều sâu lỗ khoan đặt nút (tam-pơn); - Ép nước thí nghiệm lỗ khoan; - Chế tạo vữa ép vữa vào lỗ khoan; - Lấp lỗ khoan ép vữa xi măng xong 4.7.4 Quy trình bơm ép vữa - Bước 1: Đưa Tam-pôn vào lỗ khoan bơm ép; - Bước 2: Xoay để làm kín lỗ bắt đầu bơm ép; - Bước 3: Sau bơm ép xong, xoay ngược lới lỏng tháo Tam-pơn Hình 4.7 Quy trình bơm ép vữa 91 Hình 4.8 Sơ đồ bố trí lỗ khoan ép vữa xi măng 1- Lỗ khoan; – Vùng đất đá gia cố 4.7.5 Các yêu cầu kỹ thuật 4.7.5.1 Yêu cầu vữa để bơm ép vật liệu chế tạo Vữa để bơm ép hỗn hợp xi măng với nước 92 - Xi măng để chế tạo vữa bơm ép xi măng Pocland thơng dụng có PCB  30 phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật theo tiêu chuẩn Việt Nam 14TCN 65 – 2002 - Nước phun phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật theo tiêu chuẩn Việt Nam 14TCN 72-2002 4.7.5.2 Yêu cầu thiết bị khoan Thiết bị khoan công tác khoan bơm ép vữa máy khoan có đường kính mũi khoan lớn 65 mm, lỗ khoan kiểm tra có yêu cầu lấy mẫu có đường kính khoảng 42  105mm Ngồi số lỗ khoan kiểm tra định lấy mẫu, hầu hết lỗ khoan thực theo biện pháp phá hủy, không lấy mẫu 4.7.5.3.Yêu cầu thiết bị bơm ép vữa Hình 4.9 Thiết bị bơm ép vữa xi măng 93 a) Thiết bị ép nước thí nghiệm: Thiết bị ép nước thí nghiệm lỗ khoan phải có phận nút cho phép thực ép nước đoạn lỗ khoan (khi cần) Máy bơm thí nghiệm phải có cơng suất  150 lít/phút với áp lực đến 40 at Tổ hợp thiết bị thí nghiệm phải bao gồm thiết bị trữ nước, đo lưu lượng, đo áp lực, ống mềm chịu áp lực cao, van thiết bị bảo vệ b) Máy sản xuất vữa phun vữa (máy bơm vữa) Máy sản xuất vữa phun vữa phải đủ lực cung cấp, trộn bơm vữa, có nút cho phép tiến hành phun phân đoạn từ lên từ xuống Thiết bị máy sản xuất vữa bơm vữa bao gồm thiết bị sau: - Máy bơm vữa loại pít tơng có van điều chỉnh với cơng suất lớn đến 150 lít/phút, áp lực lớn đến 40 at - Máy trộn học để trộn vữa với hai thùng, thựng cú dung tích  200 lít, tốc độ quay trộn khoảng 1000  1500 vòng/phút Thời gian mẻ trộn phút Thùng chứa vữa nối với phần máy bơm phải có thiết bị trộn liên tục Ở thùng trộn phải có thiết bị đo lường xác để đảm bảo vữa có thành phần theo yêu cầu - Các van, thiết bị đo lưu lượng vữa tiêu hao, áp lực phun, ống dẫn mềm chịu lực cao, 4.7.5.4 Yêu cầu cơng tác khoan Trình tự tiến hành khoan khu vực, thông số cụ thể lỗ khoan phải thực theo vẽ thiết kế Tất lỗ khoan sau kết thúc phải bơm rửa nước 10 phút, thông thường nước trào nước đậy nắp bảo vệ 94 Để đảm bảo thời gian cố kết vữa lỗ bơm vữa, sau thời gian  từ kết thúc bơm vữa tiến hành khoan lỗ khoan gần 6m so với lỗ khoan bơm 4.7.5.5 Ép nước thí nghiệm trước bơm ép vữa lỗ khoan Thí nghiệm ép nước tiến hành để làm sở cho việc xác định nồng độ thích hợp dung dịch phun Tất lỗ khoan thí nghiệm ép nước sử dụng làm lỗ khoan phun sau kết thúc cơng tác ép nước thí nghiệm Cơng tác thí nghiệm ép nước phải tiến hành với cấp áp lực lớn 80% áp lực bơm ép vữa Tồn thơng số kỹ thuật q trình thí nghiệm ép nước phải ghi chép đầy đủ vào nhật ký khoan bơm ép vữa 4.7.5.6 Yêu cầu công tác phun vữa Các lỗ khoan gia cố tiến hành bơm ép vữa lần suốt chiều sâu lỗ khoan Áp lực bơm ép vữa phải nâng lên từ từ khoảng  at trước đạt đến áp lực quy định theo thiết kế Ép vữa vào lỗ khoan gia cố tiếp tục áp lực đạt trị số lớn qui định lượng tiêu hao vữa vào lỗ khoan ≤ lít/phút Cơng tác bơm ép vữa vào lỗ khoan kết thúc sau trì áp lực bơm lớn thời gian 30 phút lượng tiêu hao mức ≤ lít/phút Nếu khơng đạt kết bơm ép với vữa đặc bơm dừng bơm, rửa lỗ khoan, tiến hành khoan bổ sung lỗ khoan bên cạnh bơm ép vữa vào lỗ khoan bổ sung đạt yêu cầu Khi bơm ép vữa vào lỗ bên cạnh khơng đậy nắp để khơng khí nước thoát Nếu vữa xi măng thoát từ lỗ làm ảnh hưởng đến công tác bơm vữa phải tạm thời nút lại Các lỗ bị vữa xi măng chảy vào phải bơm ép vữa trước vữa lỗ đông cứng 95 Sau kết thúc khoan phun phải lấp đầy lỗ khoan vữa Vữa lấp lỗ khoan bao gồm xi măng, cát nước trộn theo tỷ lệ X/C = 1/1; N/X = 0,5/1 4.8 Nhận xét Nói chung, việc thi cơng đường lị qua đất đá yếu việc phức tạp, đòi hỏi người thiết kế phải tỉ mỉ, xác Các phương pháp thi cơng thay đổi tùy theo điều kiện địa chất Đồng thời, q trình thi cơng địi hỏi phải tiến hành xác theo yêu cầu thiết kế để đảm bảo đem lại an toàn hiệu Khi đào lò qua vùng đất đá yếu, phương pháp gia cố đất đá xung quanh đường lò phương pháp bơm ép vữa xi măng tạo an tồn thi cơng mà cịn góp phần làm cải thiện chất lượng khối đá xung quanh đường lò tiết kiệm vật liệu chống giữ cơng trình làm tăng tuổi thọ cơng trình 96 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Do nhu cầu cần mở rộng quy mô khai thác nhằm tăng sản lượng khai thác than để đáp ứng đủ nhu cầu lượng ngày tăng mỏ than vùng Quảng Ninh, có nhiều dự án mở rộng diện khai thác khai thác xuống sâu thiết kế triển khai Vì vậy, số lượng đường lò xây dựng tăng lên đáng kể Kéo theo nguy đối mặt với việc phải thi công đường lò vùng đất đá yếu tăng lên Việc thi cơng đào đường lị qua vùng đất đá yếu vấn đề khó khăn phức tạp xây dựng cơng trình ngầm mỏ áp lực đất đá lớn, nước ngầm chảy vào cơng trình nhiều, gây phá hủy khung vỏ chống, làm biến dạng cơng trình, đất đá bị sập lở vào bên đường lò gây an tồn cho người thiết bị thi cơng, làm chậm tiến độ thi cơng, làm tăng chi phí đào đường lị, Vì vậy, cần phải xem xét, phân tích, lựa chọn phương pháp thi công cách kỹ lưỡng để có phương pháp thi cơng hợp lý đảm bảo số yêu cầu sau: - An toàn cho người thiết bị tham gia thi công; - Đảm bảo chất lượng cơng trình thi cơng; - Đảm bảo tốc độ thi công theo yêu cầu; - Phương pháp thi cơng phải phù hợp với trình độ thi cơng đơn vị thi cơng, có chi phí đầu tư, chi phí đào lị phù hợp; - Cố gắng tận dụng tối đa trang thiết bị thi công sẵn có đơn vị thi cơng hay đơn vị ngành, Tuy có nhiều phương pháp thi công phù hợp với việc thi công đường lò đào vùng đất đá yếu áp dụng thành cơng ngồi nước chưa sử dụng nhiều đào đường lò 97 mỏ than hầm lị vùng Quảng Ninh Ở đây, có tâm lý e ngại sử dụng phương pháp thi công mà sử dụng nhiều phương pháp thi công cũ, đơn giản không phù hợp nhiều trường hợp nên mức độ an toàn thấp, chất lượng cơng trình khơng đảm bảo, tốc độ thi cơng không cao, phương pháp chia gương, phương pháp chèn nhói, Ngồi ra, thi cơng tác đường lị mỏ cơng tác thăm dị, khảo sát địa chất, địa chất thủy văn trước, sau xây dựng cơng trình chưa quan tâm mức tài liệu địa chất, địa chất thủy văn cịn thiếu chưa xác dẫn đến sai lầm thiết kế kỹ thuật thiết kế thi công Kiến nghị - Chủ đầu tư, đơn vị tư vấn thiết kế cần quan tâm đến cơng tác thăm dị, khảo sát địa chất, địa chất thủy văn khu vực xây dựng cơng trình để có kết báo cáo đầy đủ xác nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho công tác thiết kế thi cơng cơng trình; - Để cơng tác thi cơng đường lị đào qua vùng đất đá yếu an tồn hiệu chủ đầu tư đơn vị thi công cần phải nghiên cứu nghiêm túc tỉ mỉ chọn phương án thi công; - Cần mạnh dạn việc đầu tư, áp dụng phương pháp đào tiên tiến, cần tổ chức cho cán kỹ thuật, công nhân tham gia thi công tập huấn nâng cao trình độ 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đào Văn Canh (2010), Xây dựng công trình ngầm điều kiện đặc biệt, Bài giảng cao học ngành xây dựng cơng trình ngầm, mỏ cơng trình đặc biệt, Hà Nội Trần Đại Hải, Trần Văn Yết, Đỗ Kiên Cường (2009), Xác định hệ số kiên cố đá mỏ theo phương pháp Baron phục vụ cơng tác khoan nổ mìn mỏ than Việt Nam, Hà Nội Võ Trọng Hùng (2001), Công nghệ đào chống lò tiên tiến, Bài giảng cao học ngành xây dựng cơng trình ngầm, mỏ cơng trình đặc biệt, Hà Nội Nguyễn Xuân Mãn (1998), Xây dựng cơng trình ngầm điều kiện đặc biệt, Bài giảng cao học ngành xây dựng cơng trình ngầm, mỏ cơng trình đặc biệt, Hà Nội Nguyễn Sỹ Ngọc (2005), Cơ học đá, Giáo trình dành cho sinh viên ngành xây dựng cơng trình, Nhà xuất giao thơng vận tải, Hà Nội Nguyễn Quang Phích (2007), Cơ học đá, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội Đặng Văn Qn (2000), Thi cơng cơng trình ngầm mỏ phương pháp đặc biệt, Hà Nội Nguyễn Văn Quyển (2009), Dự báo, phòng ngừa, khắc phục tai biến kỹ thuật xây dựng công trình ngầm, Bài giảng cao học ngành xây dựng cơng trình ngầm, mỏ cơng trình đặc biệt, Hà Nội Dương Khánh Tồn, Nguyễn Quang Phích (2008), Rủi ro biện pháp phịng tránh xây dựng cơng trình ngầm, Hà Nội 10 Phạm Tiến Vũ (2009), Cơ công tác bơm ép vữa xi măng gia cố, Hà Nội 11 L.V Makốpski (2008), Cơng trình ngầm giao thông đô thị, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội ... pháp hợp lý để thi công đường lò đào qua vùng đất đá yếu vùng Quảng Ninh; - Đề xuất phương pháp thi công cho đường lò cụ thể đào qua vùng đất đá yếu vùng Quảng Ninh Phương pháp nghiên cứu Tác... vùng đất đá yếu vùng Quảng Ninh cho hợp lý cần phải nghiên cứu lựa chọn kỹ lưỡng Do đó, việc ? ?Nghiên cứu đề xuất phương pháp hợp lý thi công đường lò đào qua vùng đất đá yếu vùng Quảng Ninh? ?? thi? ??t... thi cơng đường lị 2 Nội dung nghiên cứu - Tổng quan đất đá yếu điểm đặc biệt đào lò qua vùng đất đá yếu - Tổng quan số phương pháp thi cơng đường lị đào qua đất đá yếu; - Đề xuất phương pháp hợp