Số liệu đầu vào:
- Kích thƣớc khoang khí hóa: 300x150x50m - Chiều sâu khí hóa: 450m
- Địa tầng đất phủ dày: 120m
+ Cƣờng độ kháng nén: 60kg/cm2 = 6 Mpa + Góc ma sát trong: 80
+ Lực dích kết: 0,2 kg/cm2
= 0.02 Mpa + Hệ số poisson: 0,1
+ Modul đàn hồi: 10000 Mpa
- Đặc điểm cơ lý của địa tầng chứa vỉa than khí hóa [5]: + Tỷ trọng đất đá: 2,68 tấn/m3 + Cƣờng độ kháng nén: 119 kg/cm2 = 11,9 Mpa + Góc ma sát trong: 360 + Lực dích kết: 41 kg/cm2 + Hệ số poisson: 0,25
+ Modul đàn hồi: 25000 Mpa
Dữ liệu tính toán: Dữ liệu đầu vào sẽ đƣợc nhập vào phần mềm qua các hộp thoại, đồng thời đƣợc gán trực tiếp vào mô hình.
Xây dựng mô hình: Tạo khoang khí hóa ngầm trong môi trƣờng đàn hồi với kích thƣớc 300x150x50m.
a. Mô hình khoang khí hóa theo hƣớng dốc
b. Mô hình khoang khí hóa theo đƣờng phƣơng
c. Mô hình khoang khi xác định điều kiện biên
Hình 3.10. Sơ đồ mặt cắt khoang UCG trong môi trƣờng phần mềm Phase2 (a, b,c) Kết quả tính toán, dự báo lún bằng phần mềm Phase2 đƣợc thể hiện trên mô hình (hình 3.11).
Hình 3.11. Mô hình kết quả dự báo lún bằng phần mềm Phase2 khi khí hóa than ngầm ở mức -450m
Theo kết quả dự báo l n bằng phần mềm Phase2, độ l n cực đại khoảng 0,5 đến 0,6m, kích thƣớc hào l n trên mặt gấp khoảng 7 lần kích thƣớc (chiều dài và chiều rộng khoang khí hóa dƣới ngầm. Vậy, khi khí hóa than ngầm vỉa than dày 5m ở độ sâu 450m, kích thƣớc khoang khí hóa dự kiến 300x150m tại vùng than Khoái Châu có thể xảy ra l n mặt đất. Hào l n trên mặt có dạng hình elip với kích thƣớc dự báo 2100x1050mx0.6m (hình 3.12).
Hình 3.12. Sơ đồ bình đồ hào lún theo kết quả dự báo bằng phần mềm Phase2 Theo kết quả dự báo, diện tích hào lún là 2,5km2, diện tích khu vực có độ l n từ 0,3 đến 0,6m là 1,4km2
Hình 3.13. Sơ đồ ảnh hƣởng của lún tại khu vực dự án UCG, Khoái Châu
Trên thực tế, xác suất xảy ra lún trong khai thác than hầm lò giảm theo cấp số nhân khi tăng chiều sâu khai thác [20].
Hình 3.14. Quan hệ gữa rủi ro lún và chiều sâu khai thác than ngầm [20] Theo hình vẽ trên, các mỏ có chiều sâu khai thác từ 400feet (121,92m) trở xuống sẽ rất ít có khả năng xảy ra l n. Nhƣ vậy, Dự án khí hóa than ngầm tại vùng than Khoái Châu tỉnh Hƣng Yên ở mức -450m có thể xảy ra l n nhƣng với phần trăm xác suất rất nhỏ.
Khi dự báo lún theo thiết kế ban đầu của dự án ở mức -450m cho kết quả độ lún cực đại từ 0,5 đến 0,6m. Về mặt lý thuyết, càng xuống sâu mức độ rủi ro lún
càng nhỏ. Đối với vùng than Khoái Châu, tỉnh Hƣng Yên, các vỉa than phân bố theo chiều sâu từ mức -120m đến mức -1200m. Ngoài phƣơng án nhƣ dự án đã thiết kế, luận văn mở rộng dự báo l n cho trƣờng hợp khí hóa vỉa than ở mức -750m và - 1050m. Số liệu về kích thƣớc khoang khí hóa, đặc tính cơ lý của khoang khí hóa đƣợc giữ nguyên, chiều sâu khí hóa thay đổi. Kết quả dự báo lún bằng phần mềm Phase2 cho quá trình khí hóa ở các mức: -750m là 0,40 đến 0,45m; -1050m là 0,20 đến 0,25m (xem hình 3.15, hình 3.16). Khi kích thƣớc khoang khí hóa dƣới ngầm không đổi dẫn đến kích thƣớc hào lún trên mặt đất cũng ít biến đổi.
Hình 3.16. Mô hình kết quả dự báo lún khi khí hóa than ngầm ở mức -1050m Kết quả dự báo lún cho cả ba trƣờng hợp ứng với ba mức cao đƣợc thể hiện trong đồ thị hình 3.17.
Hình 3.17. Đồ thị đƣờng cong lún