- Đa dạng hóa các hình thức đào tạo
Nghiên cứu đề xuất các phương thức chống giữ neo theo vị trí lớp đá kẹp mềm tại nóc lò
lớp đá kẹp mềm tại nóc lò
Vũ Đức Quyết1,*, Nguyễn Văn Thản1, Vũ Ngọc Thuần1, Nguyễn Văn Dũng2
1Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh
2Công ty TNHH MTV than Vàng Danh * Email: quyetvu1980@gmail.com; Mobile: 0787399888
Tóm tắt:Khi nóc lò có xen lớp đá kẹp mềm được chống bằng neo, nguy cơ xảy ra sập đổ nóc lò rất lớn, trong đó vị trí của lớp đá kẹp mềm là một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn đến độ ổn định của nóc, quyết định đến việc lựa chọn phương thức chống giữ cho nóc lò. Thông qua tổng hợp các kết quả nghiên cứu về tình hình chống neo trên thế giới, kinh nghiệm thực tế, phân tích nguyên lý phá hủy và tác dụng chống giữ của neo đã xây dựng cơ sở thiết lập phương thức chống giữ neo và đề xuất ra 4 phương thức chống neo theo vị trí của lớp đá kẹp mềm ở nóc lò.
Từ khóa: Lớp đá kẹp mềm; Sập đổ nóc lò; Kết cấu chống neo; Phá hủy
1. Đặt vấn đề
Nghiên cứu thực tế cho thấy, vị trí của lớp đá kẹp mềm có ảnh hưởng rất lớn đến ổn định của đường lò, tùy theo phương thức chống giữ cụ thể mà mức độ ảnh hưởng của nó đến ổn định của đường lò là khác nhau. Với kết cấu chống bị động chỉ phát huy tác dụng chống giữ khi lớp đá nóc lò phá hủy và biến dạng (lớp đá kẹp mềm bị phá hủy, tách lớp), nên ảnh hưởng của vị trí lớp đá kẹp đến ổn định đường lò không rõ ràng. Còn đối với kết cấu chống chủ động (chống neo và neo cáp), vị trí của lớp đá kẹp mềm có ảnh hưởng rất lớn đến ổn định của đường lò, nguy cơ xảy ra sập đổ lò cao [4].
Kết cấu chống neo có ưu điểm vượt trội so với những loại kết cấu chống truyền thống, cùng với khoa học công nghệ chống giữ bằng neo có những bước tiến vượt bậc đã góp phần đưa kết cấu chống neo trở thành loại kết cấu chống giữ cho đường lò phổ biến nhất hiện nay, phạm vi áp dụng khá rộng rãi, trong điều kiện địa chất phức tạp cũng có thể áp dụng được. Trên thể giới các nước như Australia, Mỹ có 100% đường lò trong mỏ chống bằng neo, Anh, Trung Quốc chiếm tới 90%, Pháp, Nga chiếm tỷ lệ tới 50% [1].
Việc áp dụng neo để chống lò đem lại hiệu quả rất tốt. Tuy nhiên, neo là một dạng kết cấu chống rất phức tạp, nếu chúng ta không có hiểu biết sâu về chúng, chỉ cần một sơ xuất nhỏ cũng có thể dẫn đến sự cố sập đổ lò. Đặc biệt trong các điều kiện địa chất phức tạp, nguy
cơ xảy ra sự cố này là cực kỳ lớn. Trên thế giới, sự cố sập đổ nóc đường lò chống neo diễn ra rất phổ biến bởi nhiều nguyên nhân khác nhau như: Chưa hiểu rõ ràng về nguyên lý tác dụng chống giữ neo, chưa hoàn thiện lý luận chống giữ neo, công thức tính toán và lựa chọn các tham số chống giữ neo chủ yếu dựa theo kinh nghiệm mang tính chủ quan, đặc biệt khi điều kiện địa chất phức tạp nếu không khảo sát được rõ ràng sẽ thường xuyên xảy ra những sự cố không thể bù đắp được [3]. Một trong những vấn đề liên quan đến điều kiện địa chất là nóc lò
có chứa lớp đá kẹp mềm, đây là một nhân tố gây hiện tượng sập đổ nóc lò rất phổ biến trên thế giới. Tài liệu [2] cũng cho thấy, khi nóc lò là đá cứng có chứa lớp đá kẹp mềm nhưng trong quá trình khai thác đã xảy ra sập đổ đột ngột cục bộ nhiều lần.
Ở Nước ta, một vài năm trở lại đây neo mới được áp dụng phổ biến hơn, số lượng các đường lò chống bằng neo trong điều kiện địa chất phức tạp vẫn còn ít, chủ yếu neo được áp dụng chống giữ trong những điều kiện địa chất tương đối thuận lợi. Nhưng với việc Tập đoàn Than khoáng sản Việt Nam có kết hoạch tăng cường áp dụng chống neo cho các đường lò trong mỏ kể cả những đường lò đào trong những điều kiện địa chất không thuận lợi, những đường lò dọc vỉa [5] thì nguy cơ tiềm ẩn sự cố sập đổ lò là rất lớn, đặc biệt nếu chúng ta không tìm hiểu và nghiên cứu sâu về chúng thì nguy cơ này xảy ra càng cao. Trong đó, một trong những điều kiện cần phải tìm hiểu sâu về chúng là khi nóc lò có xuất hiện các lớp đá kẹp mềm. Việc nóc xuất hiện lớp đá kẹp mềm trong cả trường hợp lớp đá nóc cứng vẫn có thể xảy ra sự cố sập nóc nếu chúng ta không có được giải pháp chống giữ neo phù hợp. Đặc biệt khi độ sâu khai thác tăng lên thì nguy cơ xảy ra sập đổ càng lớn. Để ngăn ngừa hiện tượng sập đổ nóc khi nóc có xuất hiện lớp đá kẹp mềm, trên cơ sở kinh nghiệm, các kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới, bài báo đã tiến hành phân tích ảnh hưởng vị trí của lớp đá kẹp mềm (với độ dày lớp đá kẹp mềm <0,5m) đến việc lựa chọn giải pháp kỹ thuật chống giữ neo cho đường lò.