NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT CHẤT DẺO LÀM CHẤT DÍNH KẾT NEO CỐT THÉP ÁP DỤNG TRONG CÁC CÔNG TRÌNH HẦM VÀ CÁC ĐƯỜNG LÒ TRONG CÁC MỎ THAN HẦM LÒ VIỆT NAM

Studying And Manufacturing Resin Rock Anchor In Vietnam Tunneling And Underground Mining Construction Applications NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT CHẤT DẺO LÀM CHẤT DÍNH KẾT NEO CỐT THÉP ÁP DỤNG TRONG CÁC CƠNG TRÌNH HẦM VÀ CÁC ĐƯỜNG LỊ TRONG CÁC MỎ THAN HẦM LÒ VIỆT NAM Studying and manufacturing resin rock anchor in vietnam tunneling and underground mining construction applications Nguyễn Văn Phương Phạm Tiến Vũ Viện Khoa học Công nghệ Mỏ – TKV Vũ Tân Cảnh Viện Vật Liệu – Viện Khoa học Việt Nam Tóm tắt Trong phương pháp thi cơng hầm lị việc gia cố để tạo cho khối đá tự mang tải yếu tố quan trọng công tác gia cố ban đầu Ở điều kiện biên hầm lị có hình dạng phức tạp việc sử dụng kết cấu chống truyền thống khung chống thép lòng máng kiểu chữ I tỏ bất lợi Trong trường hợp neo kết hợp bê tông phun (BTP) đơi có kết hợp lưới thép tỏ có ưu vượt trội Đối với hệ thống chống lị neo neo bê tơng cốt thép (BTCT), việc phá vỡ đất đá khoan – nổ mìn để tiến gương gây ảnh hưởng bất lợi cho hệ thống neo vừa lắp lớn vữa liên kết neo thành đất đá chưa đạt Ngun nhân chỗ vữa bê tơng lỗ neo chưa đạt đủ cường độ, việc thi cơng khơng thể dừng lại để chờ vữa neo đủ cường độ (kể ngày người ta có sử dụng phụ gia đơng cứng nhanh thời gian bị gián đoạn) Với ưu điểm khả chịu tải cao tức thời sau lắp đặt, neo chất dẻo giải vấn đề Bài viết tác giả đề cập đến hiểu biết chất dẻo sử dụng làm neo, thành tựu neo chất dẻo việc nghiên cứu chế tạo, thử nghiệm Việt Nam số thành cơng bước đầu Lịch sử Từ năm 50 kỷ trước, nước có cơng nghiệp mỏ phát triển Tây Đức, Ba Lan, Mỹ, Pháp, Liên Xô cũ, Trung Quốc đưa neo chất dẻo vào sử dụng Theo thống kê sơ thời điểm năm 90 kỷ trước năm Mỹ sử dụng 20 triệu neo chất dẻo cốt thép, Liên Xô cũ khoảng triệu, Tây Đức 1,5 triệu Sau năm phát triển việc áp dụng neo chất dẻo mạnh mẽ neo chất dẻo trở thành kết cấu chống phổ biển, xu tiến trong cơng nghiệp mỏ cơng trình hầm Tại Việt Nam, năm 1991 Bộ Năng lượng giao cho Viện Nghiên cứu KHCN Mỏ lập luận chứng nghiên cứu khả sử dụng neo chất dẻo cốt thép cho mỏ hầm lò Việt Nam Đến năm 1993 1994 Bộ Năng lượng tìm nguồn tài trợ để áp dụng NVP-PTV-VTC Trang 16 trang 10/13/2008 Studying And Manufacturing Resin Rock Anchor In Vietnam Tunneling And Underground Mining Construction Applications thử nghiệm chống lò neo chất dẻo cốt thép từ quan công ty Australia (AIDAB công ty: ACIRL, CRAM ANI-ARNALL) Năm 1995 neo dẻo ứng dụng vào để chống đường lò đá lò lần Cơng ty than ng Bí (Dự án Australia tài trợ) Năm 2001 neo dẻo ứng dụng vào đường lị than Cơng ty than Dương Huy (Dự án Nhật Bản tài trợ) Do khó khăn thiết bị vật liệu học hỏi áp dụng từ sớm sau thời gian dài neo chất dẻo chưa áp dụng phổ biến mỏ hầm lò Khái quát Chúng ta biết neo chất dẻo cốt thép có phạm vi ứng dụng rộng rãi: Chống đỡ tốt đường lị chuẩn bị có đất đá trung bình yếu f ≤ đường lị than có đất đá yếu - Neo chất dẻo chịu lực toàn thân khả chịu tải từ 260 – 360KN - Neo chất dẻo chịu lực sau lắp đặt từ – 10phút - Neo chất dẻo chịu lực lâu dài mơi trường ăn mịn nước mỏ Neo chất dẻo đáp ứng đầy đủ hạn chế neo bê tông cốt thép mà sử dụng ngành than Căn theo phạm vi điều kiện sử dụng neo chất dẻo cốt thép nên lựa chọn vị trí chống phù hợp với tính neo dẻo Đường lị dự kiến chống đường lò đào qua lớp đất đá yếu đào dọc vỉa than có vách đá yếu Không nên chống neo dẻo cốt thép vào đường lị có đất đá cứng vững, độ ổn định cao đường lị phù hợp với chống neo bê tông cốt thép neo bê tông cốt thép kết hợp bê tông phun không nên chống vào đường lị đào hồn tồn qua than thực chất giới người ta hãn hữu sử dụng neo chất dẻo cốt thép chống độc lập dạng đường lị Về hệ thống neo chất dẻo cốt thép không khác so với cơng cơng nghệ neo bê tơng cốt thép ngoại trừ bên tơng dính kết thay chất dẻo liên kết nhanh (xem Hình 1) Hình Hệ thống neo chất dẻo cốt thép NVP-PTV-VTC Trang 16 trang 10/13/2008 Studying And Manufacturing Resin Rock Anchor In Vietnam Tunneling And Underground Mining Construction Applications Một số vấn đề Polyester chưa bão hòa Giới thiệu Lịch sử gần nhựa chưa bão hoà dựa công việc nghiên cứu thực vào năm 1930 Sử dụng sản phẩm để kinh doanh bắt đầu năm 1941 Chiến tranh Thế giới thứ hai đưa đến việc sản xuất sản phẩm polyester sợi gia cố Sự phát triển vật liệu dựa sợi gia cố polyester động để thành lập chi nhánh công nghiệp sau 1952 tăng cách đáng kể sản phẩm sợi chất dẻo polyester chưa bão hoà Polyester chưa bão hoà đặc trưng hay thay đổi mức giá thành sản xuất tương đối thấp Chúng dễ dàng thi cơng, sử dụng đơn lẻ kết hợp với giá thành thấp nhựa polymer khác, đặc tính ẩm đáng ý xử lý với nhiều sản phẩm giãn dài khác Tất thuận lợi đưa đến polyester chưa bão hoàn trở thành lớp quan trọng polymer sử dụng cơng nghiệp Ngun tắc Chất dẻo polyester chưa bão hồ (UP) hỗn hợp pha trộn gọi hợp chất polyester cao cấp (hợp chất oligomer) đơn chất vinyl, thường styrene Tuy nhiên, Metila styrene α, acrylic ester axit methacrylic, diallyl, v.v sử dụng Thành phần hợp chất polyester cao cấp xem sản phẩm hoá đặc cồn polyvalent với axit polycarboxylic dạng chuỗi polyester đường thẳng Việc sử dụng axit maleic anhydrid trường hợp đặc biệt axit fumaric axit dicarboxylic chưa bão hoà thấp khác thành phần axit cho phép giới thiệu liên kết gấp đôi tron chuỗi phân tử polyester Sự liên kết gấp đôi axit maleic đưa trước chuỗi polyester chuyển đổi vị trí phương pháp chuyển đổi đồng phân hoá nhiệt nhiệt độ đa trùng ngưng cao (150-200°C) Trong sản xuất chất dẻo sản phẩm đa trùng ngưng cịn nóng khuấy vào bên thành phần đơn chất (nếu cần làm mát) - thường styrene - phản ứng kết thúc Tỉ lệ trộn phải 65% polyester 35% styrene Phương pháp có thuận lợi sản xuất chất dẻo dễ thi cơng có đặc tính chảy tốt Phương pháp sử dụng để tạo công thức đa dạng lớn sản phẩm (bộ lọc, bề mặt ban đầu, lớp phủ v.v ) Sự thích nghi chất dẻo UP (ví dụ tính nhớt, khối phân tử) phương pháp điều khiển nhiệt độ Do trạng thái tự nhiên chưa bão hoà mức độ cao chất dẻo UP nhiệt độ cô đặc cao, việc sản xuất thực khí trơ để ngăn chặn đổi màu cô đặc chất dẻo Hơn nữa, chất ức chế thêm vào cách thổi hướng kính (ví dụ hydroquione ptert, butyl catechol) để làm cho ổn định trình sản xuất So sánh với đơn chất vinyl khác, styrene đặc biệt phù hợp với tạo thành chất đồng trùng hợp với chuối polyester chưa no Hầu hết chất dẻo UP cung NVP-PTV-VTC Trang 16 trang 10/13/2008 Studying And Manufacturing Resin Rock Anchor In Vietnam Tunneling And Underground Mining Construction Applications cấp dạng hoà tan styrene Trong tạo thành chất đồng trùng hợp đoạn polyester (khối phân tử 1000 4000 g/phân tử) liên kết chéo trung bình với hai đơn chất styrene đường chéo để cung cấp phản ứng nhiệt liên kết chéo cao Styrene đơn chất khác sử dụng chức chất pha lỗng để điều chỉnh ứng dụng tính nhớt Tuy nhiên, chúng khơng hịa tan cảm giác thật chúng trở thành phần lưới polymer kết phản ứng hoá học xảy Bởi tốt kết thúc chúng “chất pha loãng phản ứng” Như quy luật, phần nhỏ bay sau có nghĩa polyester chưa bão hồ xem mơi trường thân thiện styrene tự phân lớp nguy hiểm (tập trung vị trí làm việc cực đại Đức = 20 ppm) Đặc tính chất dẻo Polyester chưa bão hịa Việc sử dụng không bao gồm axit maleic anhydride thành phần axit polycarboxylic tạo số lớn liên kết kép polyester prepolymer Nó chịu uốn theo đường chéo dày đặc khong phản ứng hoá học xảy cho sản phẩm cuối trở nên dòn Bằng cách lựa chọn thước gạt phù hợp miêu tả đặc tính hệ thống polyester chưa bão hồ chế tạo riêng qua phạm vi rộng rãi để gặp tiêu địi hỏi Các đoạn phân tử nhóm chức nhánh dài ngắn hơn, kết sản phẩm cuối mềm đàn hồi Thuật ngữ “đàn hồi” đoạn văn sai vật liệu polyester xử lý không đàn hồi cách tương tự cao su, nói xác với dãy đàn hồi riêng biệt Sự đàn hồi sử dụng để miêu tả chất dẻo đối chọi với chất dẻo cứng Nó quy thành đặc tính chất dẻo polyester chưa bão hoà lỏng sản phẩm cuối sản xuất từ chất dẻo Trong thực tế, nhiên cách sử dụng xác thành lập để sử dụng cho mục đích đơn giản hố Sự kết hợp khối đơn chất chuỗi dài axít adipic axít sebacic khn polyester dẫn đến linh hoạt đoạn chuỗi Liên kết chuỗi với styrene sinh sản phẩm polyester có biến dạng dẻo tương đối (→ gọi chất dẻo mềm chất dẻo polyester đàn hồi cao) Một ví dụ chất dẻo Roskydal® K65 (BAYER AG) Ngược lại, việc sử dụng đơn chất chuỗi ngắn có lẽ có số lượng nhỏ alcohol polyvalent phân nhánh axít phthalic chất dẻo cứng tạo từ đơn chất tính di động bị hạn chế ví dụ phân nhánh đơn vị đơn chất cấu trúc đặc chuỗi thơm Hợp chất chất dẻo cứng không linh hoạt Một chất dẻo rắn điển hình Roskyda® K27 (BAYER AG) Cũng có biến thể đường thẳng với polyester cản trở thuộc không gian khơng bị hố xà phịng dễ dàng chịu mơi trường hố học Bằng cách kết hợp đơn chất phù hợp sản xuất chất dẻo UP đặc tính sản phẩm cuối biến đổi chéo phạm vi rộng Cũng có chất dẻo đàn hồi NVP-PTV-VTC Trang 16 trang 10/13/2008 Studying And Manufacturing Resin Rock Anchor In Vietnam Tunneling And Underground Mining Construction Applications trung bình (thí dụ chẳng hạn Roskydal® K45, BAYER AG) xử lý sản phẩm sinh với tính dẻo hai loại miêu tả Trong việc sản xuất chất dẻo polyester, axít phthalic chiếm lĩnh vị trí đặc biệt sử dụng gần tất loại polyester - bão hoà, khơng sửa đổi, sửa đổi chưa bão hồ Các đoạn thơm làm tăng đặc tính chất dẻo cứng lên quan trọng tính tương hợp phân tử polyester với styrene Nó thường sử dụng phản ứng dạng axít anhydride phthalic Trong polyester bão hồ, đơn vị axít phthalic cải thiện đặc tính khơ vật lý Biến thể hydrat (ví dụ axít tetrahydrophthalic) có tính chịu đựng để nhuộm vàng sử dụng công thức lớp phủ bề lị cấp độ cao (ví dụ lớp phủ cuộn) Các axít isophthalic terephthalic sinh polyester với độ chịu mòn cao Đối với ứng dụng đặc biệt, cần thiết để đưa nhóm bổ sung vào hợp chất cao phân tử trước, sau xử lý thực chức Ví dụ, phản ứng glycerol với tác nhân phù hợp sinh diacohol chức Nó bị ester hố với ví dụ axít anydride maleic anhydride, phthalic 1,3 glycol dipropylene để tạo chất dẻo polyester chưa bão hồ có chức bổ sung Sự tham khảo lập lại sau loại polyester đặc biệt Tất ví dụ cách rõ ràng có số phi thường lựa chọn tổng hợp cho chất dẻo polyester Tuy nhiên, ln ln cần thiết để thích ứng với polyester riêng biệt cho vấn đề riêng biệt Nó thường đủ để trộn cách kỹ chất dẻo polyester tiêu chuẩn để sản xuất sản phẩm có đặc tính mong muốn miêu tả Sử dụng chất dẻo làm neo chất dẻo Cấu trúc Túi chứa chất dẻo (resinous cartridges) sử dụng cho neo cốt thép lần đăng ký phát minh Hoa Kỳ vào năm 1959 tác giả Fritx Schuemann bao gồm chất dẻo có trộn phụ gia, chất đóng rắn, tất đóng ống thuỷ tinh Ống thuỷ tinh có chiều dày 0,5 mm với chiều dài 300 mm, đường kính 28 mm có chứa nhựa polyester trộn với bột độn tăng cường phụ gia Chất đóng rắn cho vào ống thuỷ tinh với chiều dài 280 mmm, đường kính mm đặt bên ống lớn Đến năm 1965 tác giả Daniel Chanlners AcLean lại đăng ký kiểu dáng khác NVP-PTV-VTC Trang 16 trang 10/13/2008 Studying And Manufacturing Resin Rock Anchor In Vietnam Tunneling And Underground Mining Construction Applications Hình Chất dẻo đăng ký phát minh tác giả Fritx Schuemann Tác giả thay ống thuỷ tinh túi giấy tráng parafin Ưu điểm dễ vận chuyển, tránh hư hỏng trình bảo quản Khi thao tác đưa vao lỗ neo dễ dàng Cho tới nhiều hãng giới sản xuất túi chứa chất dẻo sử dụng cho neo thay túi giấy túi chất dẻo Như hãng Sealocrete, Williams, Fosroc ( Hoa Kỳ), Exchem (Anh), Minova (Australia), SIS (Nga) Đóng gói Chất dẻo sử dụng thông dụng nhựa polyester không no khuấy trộn với bột độn tăng cường phụ gia Nhựa polyester không no thường pha lỗng styren Có thể đóng rắn nhựa methyl ethyl ketone peroxyde, cyclohecxanone peroxyde, dibenzoyl peroxyde tia cực tím (UV) Sơ đồ mơ hình đóng rắn nhựa trình bày sau: Hình Cấu tạo thỏi chất dẻo Hình Sơ đồ mơ hình đóng rắn nhựa NVP-PTV-VTC Trang 16 trang 10/13/2008 Studying And Manufacturing Resin Rock Anchor In Vietnam Tunneling And Underground Mining Construction Applications Thông thường nhà sản xuất thường dùng chất đóng rắn dạng rắn dibenzoyl peroxyde đóng rắn nhựa nhanh, ổn định dễ bảo quản Thực bao gói sản phẩm thực phương pháp thủ cơng thiết bị tự động: Hình Sơ đồ cơng nghệ đóng gói thỏi chất dẻo Lắp đặt Khi thực thi cơng hầm lị người ta thường sử dụng thiết bị đặc chủng Trước tiên đẩy túi neo vào lỗ khoan khí nén NVP-PTV-VTC Trang 16 trang 10/13/2008 Studying And Manufacturing Resin Rock Anchor In Vietnam Tunneling And Underground Mining Construction Applications Hình Sau đưa neo vào khuấy trộn tốc độ 300 – 500 vòng/phút Neo khấy trộn đến thời điểm gel hố dừng lại đủ thời gian để thực phản ứng đóng rắn Sau xiết chặt đai ốc để kéo căng neo Lực căng thân neo lắp đặt luôn đảm bảo lớn tải trọng tác dụng lớp đất đá bao quanh đường lò nhằm tác dụng chống lại tượng tạo nội ứng xuất khối đá gây ổn định, khả liên kết chúng Lực căng thân neo đạt giá trị tối thiểu để chống lại tự trọng đất đá áp lực lò, giữ cho khối đá bao quanh đường lị khơng bị biến dạng, khơng bị tách lớp, bảo đảm độ ổn định Hình Khoan – lắp đặt chất dẻo lò đường lò Hiệu neo phụ thuộc vào yếu tố sau: + Đường kính lỗ neo, ( gọi khe vịng ) khoảng cách thành lỗ neo Khoảng cách tối ưu khoảng – mm + Việc phá vỡ vỏ chứa chất dẻo chất lượng khuấy trộn Cần tốc độ quay neo khoảng 300 – 500 vòng/phút Sau cốt neo chạm đáy lỗ neo phải để bất động đủ thời gian cho dung dịch đóng cứng + Mức lấp đầy khe vòng dung dịch chất kết dính : dung tích nhựa phải lớn dung tích tính tốn khe vịng từ 10 – 15 % Dung dịch tràn từ lỗ neo chứng tỏ khe vịng lấp đầy 100 % Tính cần thiết sản xuất nước NVP-PTV-VTC Trang 16 trang 10/13/2008 Studying And Manufacturing Resin Rock Anchor In Vietnam Tunneling And Underground Mining Construction Applications Trước nhu cầu sử dụng than ngày tăng nhanh, ngành than năm gầy đẩy nhanh sản lượng khai thác than Năm 2005, VINACOMIN khai thác 34,9 triệu tấn, tăng 24% so với năm 2004 theo dự báo số lên đến 44 đến 46 triệu vào khoảng năm 2010 49 đến 52 triệu năm 2015 Trong năm tới, sản lượng than khai thác Tập đoàn tiếp tục tăng với tốc độ cao để đáp ứng yêu cầu cho thị trường nước xuất Trong sản lượng than hầm lị chiếm đa số, trữ lượng khai thác lộ thiên cạn Khi sản lượng khai thác tăng kéo số mét lò đào tăng Tổng số mét lò đào năm 2005 khoảng 200.000m đến năm 2010 số 400.000m Trong số có khối lượng lớn mét lị có khả chống neo Hiện tại, chất dẻo cho neo chất dẻo chống lị tồn tồn nhập ngoại với giá thành cao, thời gian chờ hàng đến chân cơng trình dài mà thời gian bảo quản chất dẻo sau sản xuất ngắn Đứng trước tồn trên, việc tiến hành sản xuất vật liệu chất dẻo nước nhu cầu cấp thiết Kết thực nghiên cứu sản xuất Thực tế thấy tính chất thỏi chất dẻo phụ thuộc vào thành phần hoá chất gốc tỷ lệ thành phần chất độn, chất xúc tác, chất xúc biến Cho nên dù thỏi chất dẻo sản xuất Trung Quốc, Nga hay Australia vần đề cốt lõi hố chất gốc Ngày nay, cơng nghiệp ohá dầu phát triển mạnh, hoá chất gốc đẻ sàn xuất vật liệu hố chất thuận lợi Vì việc nhập thỏi chất dẻo đóng góid nước ngồi hay nước khơng cịn bí có đủ thành phần hoá chất cần thiết Trong thời gian vừa qua Viện KHCN Mỏ tiến hành nhập neo chất dẻo cốt thép Trung Quốc chống lò đá Công ty than Hồng Thái Công ty than Mạo khê Công tác chống thử nghiệm gần 500 m lị cho thấy ưu điểm khơng thể chối cãi nó, song chất dẻo nhập ngoại tồn nhược điểm thời hạn bảo quản ngắn (chất dẻo Trung Quốc thời hạn bảo quản kể từ ngày sản xuất tháng- úc tháng) Chính hạn chế thời gian bảo quản, qua lần nhập neo chất dẻo Trung Quốc nhận thấy cần thiết phải pha chế chất dẻo làm neo nước Viện KHCN Mỏ kết hợp với Viện vật liệu - Viện Khoa học Việt Nam pha chế thành cơng phịng thí nghiệm chất dẻo làm neo với đặc tính kỹ thuật bước đầu khả quan báo giới thiệu vài vấn đề công việc Để tiện việc so sánh trước hết chúng tơi đưa bảng đặc tính tiêu tối thiểu điển hình chất dẻo làm neo theo quan điểm Exchem- 1998 NVP-PTV-VTC Trang 16 trang 10/13/2008 Studying And Manufacturing Resin Rock Anchor In Vietnam Tunneling And Underground Mining Construction Applications Bảng Đặc tính tối thiểu điển hình chất dẻo sử dụng làm neo Thông số Độ bền nén Độ bền kéo Mô đun đàn hồi Độ dão Độ bền cắt Mật độ Thời gian thành hình (tại 27°C) Chiều dài thỏi Đường kính thỏi Đơn vị MPa MPa Gpa % Mpa Kg/m³ s mm mm Lượng 80 12 11 0,12 25 2000.0 70 Ghi cực đại trung bình trung bình 70 s 60 24 Bảng Đặc tính chất dẻo Viện KHCN Mỏ Thông số Đơn vị Lượng Độ bền nén MPa 90 Độ bền kéo MPa 12 Độ bền uốn MPa 65 Chiều dài thỏi mm 30 Đường kính thỏi mm 23 Hình Chất dẻo đóng gói hộp Hình Mẫu chất dẻo dùng để thí nghiệm Hình 10 Thỏi chất dẻo Viện KHCN Mỏ NVP-PTV-VTC Trang 10 16 trang 10/13/2008 Studying And Manufacturing Resin Rock Anchor In Vietnam Tunneling And Underground Mining Construction Applications Mặt khác đưa bảng kết thí nghiệm kéo neo chất dẻo Mỹ Thí nghiệm Viện Quốc gia An toàn nghề nghiệp sức khoẻ (NIOSH), thực mỏ hầm lò Pennsylvania West Virginia Bruceton- Hoa kỳ Chất dẻo sử dụng chất dẻo tiêu chuẩn Tốc độ máy lắp đặt neo xác định 500 vòng/ phút chất dẻo theo giới thiệu nhà sản xuất sau 30-50 vịng quay đạt độ đơng cứng thời gian quay giây, thời gian giữ theo tiêu chuẩn 54 giây Bảng thể kết thí nghiệm kéo rút neo Trong cột chiều sâu lỗ khoan chữ E quy định lỗ khoan có chiều sâu chiều dài cốt neo lõ khoan, “O” quy định cho lỗ khoan sâu inch “Chuẩn bị lỗ khoan” bao gồm: “R” cho lỗ khoan khoét rộng - 3/8 inches phía bên ngồi nơi khơng có chất dẻo, “S” cho lỗ khoan chuẩn (đường kính 27 mm) Bảng Số liệu thí nghiệm kéo neo Bruceton Thí nghiệm số Số hiệu neo Chuẩn bị lỗ khoan Chiều sâu lỗ khoan Tải trọng cực đại (tấn) 11 13 19 22 28 30 36 37 42 49 53 59 67 73 43 52 58 63 68 71 46 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 R R R R R R R R R R R R R R R R S S S S S S S E E E E E E E E E E O O O O O O E E E E E E O 8.90 10.00 10.30 7.20 12.70 9.80 8.70 10.50 8.00 9.70 7.40 7.40 6.50 10.00 6.10 7.90 5.90 8.20 7.90 8.30 9.30 11.10 9.60 NVP-PTV-VTC Trang 11 16 trang Chuyển vị tải trọng cực đại (inch) 0.381 0.369 0.137 0.455 0.359 0.570 0.293 0.321 0.420 0.262 0.436 0.354 0.236 0.423 0.269 0.325 0.440 0.392 0.285 0.222 0.294 0.485 0.417 Hệ số ma sát tính tốn (tấn/inch) 0.74 0.83 0.86 0.6 1.06 0.82 0.73 0.88 0.74 0.81 0.62 0.62 0.54 0.83 0.51 0.66 0.49 0.68 0.66 0.69 0.78 0.93 0.80 10/13/2008 Studying And Manufacturing Resin Rock Anchor In Vietnam Tunneling And Underground Mining Construction Applications 48 54 60 70 72 12 16 20 24 25 32 33 38 45 47 57 61 65 74 44 50 56 62 66 76 41 51 55 64 69 75 No.6 No.6 No.6 No.6 No.6 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 No.5 S S S S S R R R R R R R R R R R R R R R R S S S S S S S S S S S S O O O O O E E E E E E E E E E E O O O O O O E E E E E O O O O O O 3.30 7.40 7.50 9.40 7.30 7.70 7.40 7.00 7.50 10.50 8.50 8.30 7.50 7.00 6.90 7.80 10.40 4.70 6.80 8.70 6.30 9.90 7.70 10.50 8.90 8.80 8.8 8.7 6.6 10.40 5.7 10.6 10.0 0.261 0.336 0.401 0.294 0.282 0.570 0.400 0.431 0.373 0.438 0.491 0.332 0.316 0.363 0.309 0.464 0.650 0.242 0.339 0.540 0.334 0.461 0.420 0.393 0.524 0.296 0.377 0.452 0.501 0.397 0.270 0.540 0.575 0.28 0.62 0.63 0.78 0.61 0.64 0.62 0.58 0.63 0.88 0.71 0.69 0.63 0.58 0.58 0.65 0.87 0.39 0.57 0.73 0.53 0.83 0.64 0.88 0.74 0.73 0.73 0.73 0.55 0.87 0.48 0.88 0.83 Tải trọng cực đại làm tròn đến 0,1 tấn, số hiệu neo No.5, No.6 đường kính =21,7mm * Tất neo có chiều dài phủ kín chất dẻo 12 inch * Thời gian kéo tất neo sau kể từ lắp đặt không 24 sau lắp đặt - Hệ số ma sát phải xác định cách lấy giá trị kéo neo cực đại chia cho 12inches số12 inches chiều dài cốt thép bọc chất dẻo Hệ số ma sát (tấn inch) tính như: NVP-PTV-VTC Trang 12 16 trang 10/13/2008 Studying And Manufacturing Resin Rock Anchor In Vietnam Tunneling And Underground Mining Construction Applications Hệ số ma sát = Tải trọng kéo neo cực đại (tấn) / 12 inches Bảng Số liệu thí nghiệm Kéo neo Viện KHCN Mỏ-2007 - Chất dẻo sử dụng chất dẻo nhập Đài Loan, pha trộn phịng thí nghiệm Viện vật liệu Viện KH Việt Nam Tốc độ máy lắp đặt neo xác định 400 vòng/ phút thời gian quay 25 giây Thời gian giữ 60 giây - Thời gian kéo tất neo sau kể từ lắp đặt không sau lắp đặt - Mẫu bê tơng kích thước 200x200x400mm mác bê tơng 100 Bảng Số liệu thí nghiệm kéo neo Viện KHCN Mỏ-2007 Thí nghiệm số 10 11 12 13 14 15 Đường kính neo(mm) 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 Đường kính lỗ khoan (mm) 29 29 29 29 29 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 Chiều dài cốt thép bọc chất dẻo (cm) 31,5 32,5 32,5 28,5 31,0 28,0 28,0 28,0 28,0 28,0 28,0 28,0 28,0 28,0 28,0 Tải trọng cực đại (tấn) Hệ số ma sát (t/cm) Ngày thí nghiệm 8,7 9,5 7,9 7,1 11 7,9 9,5 7,9 8,7 7,9 12 4,7 12 8,7 10,2 0,2761 0,2923 0,2430 0,2491 0,3548 0,2821 0,3392 0,2821 0,3107 0,2821 0,4285 0,1678 0,4285 0,3107 0,364 11/9/07 11/9/07 11/9/07 11/9/07 11/9/07 21/9/07 21/9/07 21/9/07 21/9/07 21/9/07 21/9/07 21/9/07 21/9/07 21/9/07 21/9/07 Nhận xét: Khả bám dính chất dẻo phụ thuộc độ cứng thành lỗ khoan Thí nghiệm kéo rút neo Bruceton- Hoa trường với loại đất đá khác Đất đá cứng khả bám dính chất dẻo lớn.Thí nghiệm kéo neo Viện KHCN Mỏ thực hiên tháng năm 2007 làm phịng thí nghiệm lỗ khoan tạo khối bê tông mác 100 phần lớn thí nghiệm mẫu bê tơng bị vỡ tuột ren, kết ban đầu chất dẻo làm neo pha chế nước khả quan Công việc Viện KHCN Mỏ tích cực thực NVP-PTV-VTC Trang 13 16 trang 10/13/2008 Studying And Manufacturing Resin Rock Anchor In Vietnam Tunneling And Underground Mining Construction Applications Hình 11 Mơ hình thí nghiệm phịng thí nghiệm Hình 12 Mẫu bị phá hủy Số liệu thí nghiệm lắp đặt neo kéo neo trường lị XV +145 Cơng ty TNHH MTV 86 (Tổng Công ty Đông Bắc): - Số neo lắp vào thành lị: 29 neo - Chiều dài neo 1,6 m - Số neo lắp thành cơng 29 ( có neo phải cắt lỗ khoan nơng nên neo lịi ngồi 10cm) - Số neo kéo chịu tải neo 15 10 chưa tụt neo bị hỏng gá kích kéo nên khơng kéo thêm Hình 13 Khoan tạo lỗ neo NVP-PTV-VTC Hình 14 Lắp đặt neo chất dẻo Trang 14 16 trang 10/13/2008 Studying And Manufacturing Resin Rock Anchor In Vietnam Tunneling And Underground Mining Construction Applications Hình 15 Lắp đặt dụng cụ thử tải Hình 16 Thử tải neo chất dẻo Một số vấn đề sản xuất chất dẻo màng ê cu q trình làm thí nghiệm phịng thí nghiệm trường: - Chất dẻo pha chế đóng gói thủ cơng cơng lao động sản xuất 40 túi- 50 túi giá thành túi đường kính 23 mm chiều dài 30 cm giá thành vật liệu khoảng ngàn đồng - Màng ê cu phút sản xuất màng với khuôn đơn phút 10 màng với khn kép Gía thành màng khoảng 200 đồng Hình 17 Máy gia cơng chốt nhựa Hình 18 Chốt nhựa đai ốc neo chất dẻo tự sản xuất Kết luận kiến nghị Từ nghiên cứu lý thuyết đến triển khai sản xuất thử nghiệm tuân thủ theo quy trình tiên tiến giới nên sản phẩm có chất lượng tốt Trải qua trình thử nghiệm phịng thí nghiệm thí nghiệm trưởng mỏ than hầm lò chứng minh điều Những thành cơng bước đầu nghiên cứu, sản xuất neo chất dẻo nước thành đáng ghi nhận cố gắng cán Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Trong thời gian tới đây, để đưa chất dẻo vào áp dụng mỏ hầm lò, Viện KHCN Mỏ cần phải làm thủ tục để Cục an tồn- Bộ cơng nghiệp cục giám định NVP-PTV-VTC Trang 15 16 trang 10/13/2008 Studying And Manufacturing Resin Rock Anchor In Vietnam Tunneling And Underground Mining Construction Applications chất lượng nhà nước công nhận chất dẻo pha chế nước đạt tiêu chuẩn chất dẻo làm neo chống lò theo tiêu chuẩn quy định nước ngồi Và có chứng nhận chất lượng đưa sản phẩm vào sản xuất dại trà trước hết phục vụ cho nhu cầu chống lò mỏ than hầm lò, xa cơng trình ngầm dân dụng, gia cố mái dốc Tài liệu tham khảo [1] Báo cáo trung gian đề tài: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất chất dẻo - Vật liệu hố chất phục vụ chống lị neo gia cường khối đá mỏ” Viện KHCN Mỏ-2007 [2] Williamsform Corp Website, http://www.williamsform.com [2] US Freepatent Website, http://www.freepatentsonline.com [3] Minova International Limited Website, www.minovainternational.com [4] DSI Group, http://www.dsigroundsupport.com [5] ARNALL POLAND Sp z o.o, http://www.arnall.com.pl/en/ [6] Villaescusa, Ernesto Villanueva, Christopher, Rock Support and Reinforcement Practice in Mining Abstract NVP-PTV-VTC Trang 16 16 trang 10/13/2008