Bảng 2.8. Chỉ tiờu cơ lý của cỏc loại đỏ trong địa tầng vựng than Quảng Ninh
Loại vật liệu Tỷ trọng, T/m3 Mụ đun đàn hồi, MPa Hệ số Poisson Cường độ khỏng kộo, MPa Gúc nội ma sỏt, độ Lực kết dớnh, MPa Than 1,64 2000 0,25 0,1 28 1,0 Sột kết 2,65 3000 0,29 0,2 29 1,4 Bột kết 2,66 4270 0,23 0,42 31,47 2,6 Cỏt kết 2,71 4000 0,21 0,1 33,28 5,0 Cuội, sạn kết 2,66 4000 0,20 0,1 33,5 4,8 Than, đất đỏ sau phỏ hỏa 1,70 30 0,07 0 30 0
2.2.2.2. Lựa chọn cỏc tham số chủ yếu của trụ nhõn tạo cần xỏc định
Trụ nhõn tạo thay thế trụ than để bảo vệ đường lũ, do đú trụ phải đảm bảo chống lại được ỏp lực mỏ tỏc động lờn nú theo cỏc mối quan hệ với điều kiện địa chất khu vực thi cụng đường lũ và chiều sõu bố trớ cụng trỡnh. Nếu trụ nhõn tạo được thi cụng bằng cỏc loại vật liệu cú khả năng khỏng nộn thấp, kớch thước trụ/chiều rộng trụ sẽ lớn, kộo theo đú là khối lượng vật liệu cần vận chuyển lớn, gia tăng mức độ nặng nhọc và chi phớ thi cụng. Do đú, hai tham số cơ bản của trụ nhõn tạo cần xỏc
định là: (1) kớch thước chiều rộng trụ và (2) cường độ khỏng nộn của trụ.
Về đối tượng trụ nhõn tạo nghiờn cứu, theo kết quả tổng quan, sử dụng vật liệu cú cường độ khỏng nộn cao (thi cụng thành dải liờn tục trong cỏc khung cốp pha mềm
hoặc thi cụng trong cỏc khuụn cũi xếp liền nhau dọc theo phương đường lũ) là một
tiến bộ trong ngành mỏ, độ tin cậy cao. Áp dụng hỡnh thức trụ nhõn tạo này đó trở thành xu thế, trong điều kiện cho phộp sẽ được ưu tiờn lựa chọn. Do vậy, trong nội dung này, luận ỏn đi sõu vào nghiờn cứu, phõn tớch xỏc định cỏc tham số tối ưu của loại hỡnh trụ nhõn tạo sử dụng vật liệu cú độ khỏng nộn cao.
2.2.3. Xõy dựng và khai thỏc mụ hỡnh xỏc định cỏc tham số của trụ nhõn tạo trong điều kiện vỉa dày trung bỡnh điều kiện vỉa dày trung bỡnh
2.2.3.1. Mụ hỡnh số trường hợp vỉa dày trung bỡnh, độ sõu khai thỏc 350m
a) Xỏc định cường độ chịu nộn tối ưu của trụ nhõn tạo
Để mụ hỡnh bài toỏn nghiờn cứu trụ nhõn tạo ở độ sõu 350m, lựa chọn mụ hỡnh phõn tớch với lớp vỉa than cú chiều dầy vỉa trung bỡnh m = 2,2m, chiều cao lũ chợ
(chiều cao luồng khấu) 2,2m, gúc dốc vỉa thay đổi từ 10 ữ 35. Đỏ vỏch vỉa than là lớp sột kết, bột kết, cỏt kết, đỏ trụ vỉa là bột kết, cỏt kết (hỡnh 2.8, bảng 2.8). Mụ hỡnh phõn tớch số cho bài toỏn sử dụng cú chiều rộng 33,509m, chiều cao 24,025m đảm bảo điều kiện cỏch biờn hầm một khoảng bằng (5-6) lần một nửa chiều rộng đường lũ thỡ ảnh hưởng của đường lũ đến khối đỏ xung quanh khụng cũn. Do đường lũ cần bảo vệ nằm ở độ sõu lớn nờn phần đất đỏ phớa bờn trờn mụ hỡnh được quy đổi bằng tải trọng tương đương với giỏ trị:
P = (H - h). = (350-13,375).0,026 = 8,75MPa (2.10) Trong đú:
H - là độ sõu đặt đường lũ, H = 350m;
h - chiều cao từ đỉnh núc lũ đến đỉnh mụ hỡnh, h = 13,375m;
- trọng lượng thể tớch cỏc lớp đỏ phớa trờn đường lũ, trung bỡnh = 0,026MN/m3; Theo kết quả nghiờn cứu tổng quan [54], [56], chiều rộng trụ nhõn tạo được khống chế định hướng trong phạm vi (0,5-1,1) lần chiều cao khấu gương lũ chợ. Tương ứng với chiều cao khấu gương 2,2m, luận ỏn xỏc định chiều rộng trụ nhõn tạo là 1,6m và 2,4m, để từ đú đi xỏc định cường độ khỏng nộn phự hợp của trụ nhõn tạo trong cỏc điều kiện gúc dốc 10, 20 và 35. Chi tiết thể hiện trong hỡnh 2.9.