4.2. Xây dựng tiêu chuẩn kiểm định vì chống thép
4.2.1. Tiêu chuẩn kiểm định vì chống thép hình vịm
Hiện nay, nước ta vẫn chưa xây dựng được tiêu chuẩn kiểm định các loại vì chống trước khi đưa vào sử dụng, do vậy tác giả đề xuất tham khảo sử dụng các tiêu chuẩn đã ban hành của Trung Quốc có xem xét đến điều kiện địa chất, kỹ thuật vùng than Quảng Ninh.
Các tiêu chuẩn kiểm định vì thép hình vịm của Trung Quốc hiện nay bao gồm:
- Tiêu chuẩn MT/T 882-2000: Đặc tính kỹ thuật – Nội dung kiểm định vì chống thép hình vịm linh hoạt chữ U;
- Tiêu chuẩn Q/HBKJ 019-2007: Vì chống thép linh hoạt chữ U dùng trong mỏ;
- Tiêu chuẩn MT 326-93: Gơng kẹp vì chống thép chữ U linh hoạt.
1. Phạm vi áp dụng
- Tiêu chuẩn đưa ra các quy định về đặc tính kỹ thuật, phương pháp kiểm định, quy tắc kiểm định vì chống thép hình vịm SVP hình vịm linh hoạt.
- Tiêu chuẩn này chỉ áp dụng cho vì chống thép SVP hình vịm linh hoạt theo tập tiết diện mẫu của Tập đồn CN Than – Khống sản Việt Nam ban hành.
2. Các tiêu chuẩn trích dẫn, tham khảo
Trong tiêu chuẩn này sử dụng các tiêu chuẩn:
- GB/T 222-2006: Thành phần hóa học của sản phẩm thép, tiêu chuẩn Trung Quốc
- TCVN 197:2002: Vật liệu kim loại – Phương pháp thử kéo ở nhiệt độ thường.
- TCVN 1916 – 76: Bu lơng, vít cấy, đai ốc – u cầu kỹ thuật. - TCVN 7790-2007: Quy trình lấy mẫu để kiểm tra định tính.
- ISO 2859-2:1985: Quy trình lấy mẫu để kiểm tra định tính - Phương án lấy mẫu được xác định theo giới hạn chất lượng (LQ) để kiểm tra lô riêng biệt.
3. Thuật ngữ và định nghĩa
- Khả năng mang tải định mức: Là khả năng chịu được tải trọng tác động lên vì chống ở trạng thái cứng tại thời điểm vì chống bị biến dạng trên mức cho phép
(tính theo trạng thái biến dạng) hoặc ứng suất trong vì chống nhỏ hơn ứng suất cho phép (tính theo trạng thái bền). Đây là giá trị quy định cần thiết phải đạt được của vì chống trong quá trình kiểm định. Ký hiệu Pđm (kN/vì).
- Khả năng mang tải ban đầu: Là khả năng chịu được tải trọng tác động lên vì chống tại thời điểm xảy ra hiện tượng trượt đầu tiên ở khớp ma sát. Ký hiệu Pbđ (kN/vì).
- Khả năng mang tải khi làm việc: Là khả năng chịu được tải trọng tác động lên vì chống khi vì chống ở trạng thái làm việc (Pbđ ≤Plv≤Pđm). Ký hiệu Plv (kN/vì).
- Khớp ma sát: Là chi tiết liên kết và khố chặt 2 đoạn vì chống, sao cho khi lực tác dụng (lực dọc) lớn hơn lực ma sát, hai đoạn vì chống có thể dịch chuyển trượt lồng vào nhau.
- Chiều dài ban đầu khớp ma sát: Là phần lồng vào nhau giữa hai đoạn vì chống (tại khớp ma sát) ở thời điểm trước khi vì chống chịu tải. Ký hiệu l0.
- Chiều dài khớp ma sát ở trạng thái cứng: Là phần lồng vào nhau giữa hai đoạn vì chống ở khớp ma sát khi vì chống ở trạng thái chưa bị dịch chuyển. Ký hiệu l1.
- Độ linh hoạt của khớp ma sát: Độ dịch chuyển tương đối cho phép tại mối liên kết giữa các cấu kiện thép hình vì chống.
l = l1 – l0
- Hệ số sử dụng khả năng mang tải: Là tỷ số giữa khả năng mang tải ban đầu và khả năng mang tải định mức của vì chống.
k = Pbđ / Pđm
- Gia tải dự kiến: Là giá trị tải trọng dự kiến tác động lên vì chống thép SVP bằng các kích thủy lực tại các điểm bố trí gia tải trước khi cơng tác kiểm định bắt đầu.
- Diện tích tiết diện sử dụng vì chống S, m2:Là diện tích mép trong của vì chống ở trạng thái trước khi lún.
- Chiều cao vì chống: Ký hiệu H. - Chiều rộng vì chống: Ký hiệu B.
4. Phân loại, các thơng số cơ bản và kích thước vì chống
4.1. Phân loại
Theo tiết diện mẫu các đường lò do Tập đồn Than – Khống sản Việt Nam ban hành, việc phân loại vì chống dựa trên các cơ sở sau:
- Diện tích tiết diện bên trong vì chống: từ 5,2 ÷ 21,1 m2. - Loại thép cán sử dụng: SVP 17, SVP 22, SVP 27, SVP 33. - Mác thép sử dụng: CT5.
- Số lượng các đoạn vì chống: 3 đoạn.
Vì chống thép hình vịm linh hoạt được chia thành 8 nhóm theo diện tích tiết diện ngang và loại thép hình sử dụng, ký hiệu từ SVP.1 đến SVP.8 và được thể hiện chi tiết như trong bảng 4.1.
Bảng 4.1: Bảng phân loại vì chống thép hình vịm [15]
TT Loại vì chống Diện tích bên trong vì chống, m2 Số hiệu thép
1 SVP.1 5,26,4 SVP 17 2 SVP.2 6,07,3 SVP 17 3 SVP.3 7,18,5 SVP 22 4 SVP.4 8,810,4 SVP 22 5 SVP.5 11,213,2 SVP 27 6 SVP.6 12,715,4 SVP 27 7 SVP.7 16,418,2 SVP 27 8 SVP.8 20,021,1 SVP 33 4.2. Các thơng số và kích thước vì chống
- Kích thước của vì chống được xác định trên cơ sở mục đích sử dụng, có tính tốn đến khoảng cách an tồn, khoảng cách cho phép khi đi lại và độ lún theo quy định.
- Các thông số và kích thước cơ bản của vì chống lấy được thể hiện trong bảng 4.2. Bản vẽ chế tạo và thông số chi tiết của vì chống lấy theo Tập hộ chiếu mẫu các đường lị do Tập đồn ban hành.
5. Yêu cầu kỹ thuật
5.1. Yêu cầu kỹ thuật chung
Vì chống phải tuân thủ theo bản vẽ thiết kế kỹ thuật, phù hợp với tiêu chuẩn, quy định hiện hành.
5.2. Chất lượng bề ngồi
Bề ngồi vì chống khơng được có vết nứt, khơng được xuất hiện các vết co ngót, gai và gồ ghề.
5.3. Vật liệu chế tạo vì chống
- Vật liệu chế tạo vì chống là loại thép lịng máng SVP dùng cho mỏ hầm lò, thép sử dụng là thép nhóm CT5. Tính chất cơ lý của thép phải phù hợp với quy định trong bảng 4.3, (theo tiêu chuẩn của Nga Gost 380-2005 và Gost 535-2005).
- Trước khi uốn tạo hình vì chống, phải thực hiện công tác kiểm định đặc tính cơ lý của thép SVP, sao cho phù hợp với quy định ở bảng 4.3.
- Theo thỏa thuận giữa bên bán và bên mua, đồng thời phải được ghi trong hợp đồng cung cấp, cũng có thể cung cấp thép SVP với các mã hiệu khác, nhưng tính năng khơng thấp hơn tính năng trong quy định tại bảng 4.3.
5.4. Yêu cầu thép hình sau khi sản xuất
- Vì chống thép hình dạng lịng máng SVP sau khi chế tạo, sản xuất xong, mặt cắt ngang phải vuông góc với đường tim lị theo chiều đứng, độ sai lệch này không được lớn hơn 2mm.
- Vì chống thép hình phải được xử lý, khắc phục các lỗi do quá trình sản xuất gây nên như nốt gai, gồ ghề, ơ xi hóa.
- Bề mặt thép hình sau khi sản xuất khơng được có vết nứt. Sai số về chiều dài vết nứt cho phép là 5mm.
- Giao hàng thép SVP ở trạng thái đã qua cán nóng. 5.5. u cầu uốn tạo hình xà và cột vì chống
- Xà sau khi uốn phải đạt được sự trùng khớp giữa xà và khuôn uốn xà (kiểm tra bằng dưỡng). Sai số cho phép ở đỉnh xà so với khuôn uốn xà không được lớn hơn 6mm. Khi đỉnh xà và khn khớp nhau thì sai lệch tại hai đầu xà không lớn hơn 4mm.
Bảng 4.2: Đặc tính kỹ thuật của vì chống thép SVP hình vịm linh hoạt
TT Tên chỉ tiêu
Diện tích tiết diện bên trong vì chống 5,2÷ 6,4 6,0÷ 7,3 7,1÷ 8,5 8,8÷ 10,4 11,2÷ 13,2 12,7÷ 15,4 16,4÷ 18,2 20,0÷ 21,1 Loại thép sử dụng chế tạo vì chống, SVP - kg/m SVP 17 SVP 17 SVP 22 SVP 22 SVP 27 SVP 27 SVP 27 SVP 33 1 Chiều rộng* (mm), không nhỏ hơn 2950 3270 3570 4180 4750 5200 5440 6000 2 Chiều cao* (mm), không nhỏ hơn 2680 2760 3010 3130 3440 3550 3970 4250 3 Chiều dài ban đầu khớp ma sát, mm, không nhỏ hơn - Theo chiều thẳng đứng 300 300 300 300 300 300 300 500 - Theo phương ngang 230 230 250 250 250 250 250 270 4 Khả năng mang tải định mức, kN/vì, khơng nhỏ hơn 225 200 270 230 275 255 250 305 5 Khả năng mang tải ban đầu, kN/vì, khơng nhỏ hơn 112 100 135 115 137 127 125 152
Bảng 4.3: Tính chất cơ lý của thép nhóm CT5 [8] Mác thép Mác thép Đặc tính cơ lý Giới hạn chảy N/mm2 Giới hạn bền kéo (N/mm2) Độ giãn dài (%) CT5 285 490÷630 20
- Cột sau khi uốn phải đảm bảo đoạn thẳng của cột trùng hợp với khuôn uốn cột, sai số cho phép giữa đầu cong và khuôn uốn cột không vượt quá 5mm, vết nứt phải được hàn lại và mài phẳng.
- Xà và cột sau khi uốn xong phải trơn nhẵn và phải khớp với đường cong theo thiết kế. Đoạn cong và đoạn thẳng của cột phải tiếp tuyến với nhau.
- Độ mở rãnh thép hình sau khi uốn khơng vượt q 4mm so với thiết kế. - Sau khi uốn, xà và cột vì chống khơng được phép có vết nứt.
5.6. Yêu cầu đối với khớp ma sát
- Tồn bộ gơng kẹp đều bắt buộc phải căn cứ các tài liệu kỹ thuật và bản vẽ đã được phê chuẩn để chế tạo.
- Các cấu kiện của gơng kẹp phải có độ ăn khớp nhau tốt, phải trực tiếp lắp được vào hai bản kẹp dễ dàng.
- Gơng kẹp khơng được có các vết nứt và các lỗi chế tạo.
- Yêu cầu khả năng mang tải: khả năng mang tải của khớp ma sát phải đảm bảo được quy định trong bảng 4.4.
Bảng 4.4: Khả năng mang tải của khớp ma sát trong vì chống thép hình vịm
TT Loại vì chống Đường kính bu
lơng gơng (mm) Loại đai ốc
Khả năng mang tải của khớp ma sát (kN)
1 SVP 17 20 M20 80
2 SVP 22 24 M24 115
3 SVP 27 24 M24 115
4 SVP 33 27 M27 150
- Khoảng sai lệch giá trị giữa khả năng mang tải làm việc lớn nhất và nhỏ nhất giữa các lần kiểm tra không lớn hơn 25 kN.
- Yêu cầu vật liệu
+ Các gơng phía trên và phía dưới phải chọn thép có độ bền chịu kéo lớn hơn 320 MPa để chế tạo.
+ Các bu lông đai ốc phải chọn thép trịn có độ bền chịu kéo lớn hơn 360 MPa để chế tạo.
+ Cơ tính của bu lơng, đai ốc phải phù hợp với quy định trong tiêu chuẩn TCVN 1916 – 76.
- Yêu cầu gia công
+ Khi ép nhiệt thành hình gơng kẹp, bề mặt các bộ phận khơng được xuất hiện các vết co ngót hoặc hoặc nứt vỡ.
+ Gông kẹp kiểu 2 bản kẹp phải được rèn dập thành dạng có đỉnh và đáy, phần được dập lồi ra phải lớn hơn 8 mm.
+ Sai lệch về chiều rộng đầu bản kẹp trên và dưới của gông kẹp kiểu 2 bản kẹp là ±3 mm.
+ Các đai ốc và bộ phận ren của bu lông phải quét sơn để chống rỉ.
+ Sai lệch về hình dạng và khuyết tật bên ngồi của bu lơng và đai ốc tn theo tiêu chuẩn TCVN 1916 – 76.
+ Tấm đệm gơng khi chế tạo thành hình có độ sai lệch về chiều dày cho phép là ±0,1 mm, sai lệch về chiều rộng cho phép là ±0,2 mm; Sai lệch cho phép về khoảng cách giữa 2 lỗ bắt bu lơng là ±1 mm, về đường kính lỗ là ±0,1 mm;
+ Bản kẹp phía ngồi có độ cong tương ứng với bề mặt phía ngồi của thép hình SVP.
+ Khi thiết kế vì chống, căn cứ mức độ áp lực mỏ tác dụng lên đường lò để quyết định thiết kế gia công thêm phần thép gia cường cho gông kẹp.
5.7. Yêu cầu đối với mối hàn đế cột
Tấm đế cột và chân cột khi hàn phải vng góc với nhau, độ sai lệch vng góc cho phép là ±2. Kích thước tấm đế khơng nhỏ hơn 200x200x12 mm.
Mối hàn phải đảm bảo khả năng kháng uốn và kháng kéo trong khi thí nghiệm, cường độ của mối hàn không được nhỏ hơn cường độ của vật liệu.
5.8. Yêu cầu vì chống sau khi lắp dựng
- Sai số về khối lượng của 1 bộ vì chống cho phép từ -1% đến +3%.
- Vì chống sau khi lắp dựng, sai số cho phép về chiều cao là ±40 mm, sai số cho phép về chiều rộng là ±50 mm.
- Độ sai lệch cho phép về chiều dài ban đầu khớp ma sát là ±5 mm.
- Độ vênh giữa bề mặt vì chống so với mặt phẳng nằm ngang khơng q 40 mm (khi diện tích vì chống nhỏ hơn 10m2) và khơng q 60mm.
5.9. Yêu cầu về khả năng mang tải
Khả năng mang tải định mức và khả năng mang tải ban đầu của vì chống khơng được nhỏ hơn giá trị quy định trong bảng 4.2.
5.10. Quy định về mức dịch chuyển trượt
- Độ linh hoạt về kích thước theo phương thẳng đứng của vì chống là 100mm ± 320mm.
- Khi tổng mức trượt của khớp ma sát và và khả năng mang tải định mức của vì chống thép thỏa mãn điều kiện trong mục 5.9, 5.10 thì xà, cột và và gơng vì chống không được xuất hiện vết nứt.
6. Cấu tạo một bộ vì chống
- Một bộ vì chống thép hình vịm linh hoạt (3 đoạn) bao gồm:1 Xà; 2 Cột; 4 gông/2 bộ gông. Riêng đối với SVP.8 sử dụng 6 gông/2 bộ gông; 3 giằng/3 bộ giằng.
- Với mỗi một nhóm kích thước vì chống khi kiểm định, phải được đính kèm theo bản vẽ chế tạo.
7. Phương pháp kiểm định
7.1. Các công cụ, đồng hồ đo của bệ thử nghiệm vì chống lị phải được tiến hành kiểm tra căn chỉnh định kỳ, sau khi đảm bảo đạt các tiêu chuẩn theo quy định mới được đưa vào thử nghiệm.
7.2. Chất lượng bề ngoài: kiểm tra bằng mắt thường và bằng tay, dưới ánh sáng tự nhiên.
197-2002 để tiến hành kiểm định.
7.4. Kích thước: dùng thước kim loại thẳng, thước cuộn và thước kẹp để kiểm tra. Sai số cho phép khi đo bằng thước phải nằm trong giới hạn ±0,25 %.
7.5. Độ cong của xà và cột vì chống: dùng khn mẫu để kiểm tra, kích thước khn và thiết kế không sai lệch quá 0,5 mm.
7.6. Độ lệch mặt phẳng: vì chống sau khi lắp ghép đặt lên mặt phẳng, dùng thước đo độ phẳng của 2 mặt vì chống.
7.7. Góc kẹp giữa cột và mặt phẳng ngang: dùng thước hoặc khuôn để kiểm tra.
7.8. Độ mở của rãnh xà và cột: dùng khuôn để kiểm tra.
7.9. Khả năng mang tải của vì chống: Căn cứ vào Quy trình kiểm định vì chống thép SVP hình vịm để kiểm tra. Sai số cho phép khi đo lực không vượt quá ±5 %.
7.10. Khối lượng vì chống: dùng cân để kiểm tra, bằng cách cân các đoạn vì chống, khớp ma sát (khơng tính giằng) và cộng tổng lại với nhau.
7.11. Khớp ma sát
7.11.1. Cơ tính của bu lơng, đai ốc căn cứ vào tiêu chuẩn TCVN 1916 - 76 để tiến hành kiểm định.
7.11.2. Mô men xoắn của đai ốc: sử dụng cờ lê lực (có phân độ ≤5N.m) hoặc các dụng cụ kiểm tra mơ men xoắn có độ chính xác tương tự. Vặn đai ốc với tốc độ khơng lớn hơn 2 vịng/phút đến khi phá hỏng ren đai ốc hoặc khi giá trị mô men xoắn không tăng lên được nữa.
7.11.3. Độ chính xác của ren: sử dụng máy đo ren để kiểm tra ren của bu lông, đai ốc.
7.11.4. Khả năng mảng tải của khớp ma sát, căn cứ vào quy trình kiểm định khớp ma sát trong vì chống thép SVP hình vịm linh hoạt để kiểm tra.
8. Đánh giá chất lượng kiểm định 8.1. Phân loại kiểm định
xưởng. Nội dung kiểm định vì chống thép SVP hình vịm linh hoạt xem bảng 4.5, nội dung kiểm định khớp ma sát xem bảng 4.6.
8.2. Kiểm định xuất xưởng