* Tính toán áp lực tác dụng lên dàn chống
Sử dụng phương pháp tính toán của giáo sư V.P.Malốp đối với vì chống cơ giới hóa.
Tải trọng tác động lên hàng cột chống:
R lc
sd lc
lc P
l a l l
R q + +
= 2. . )
.( 2 2
max , T (3.4) Trong đó :
qlc- Tải trọng tác dụng lên vì chống bao gồm tải trọng do lớp than nóc và đá vách trực tiếp sập đổ tác dụng.
α γ
γ . ).cos .
(h1 1 h2 2
qlc = + , T/m2
Víi:
h1- Chiều dày vách trực tiếp sập đổ, trung bình, h1 = 6 m γ1- Trọng l−ợng thể tính đất đá vách trực tiếp, γ1 = 2,7 T/m3. h2- Chiều dày lớp than nóc h2 = 5,2 m.
γ2- Trọng l−ợng thể tích than, γ2 = 1,53 T/m3. Ta cã: qlc = (6.2,7 + 5,2 .1,53).cos200 = 22,7 T/m3 a2- Khoảng cách giữa các dàn chống, a2 =1,5 m.
lsd- Bước sập đổ của đá vách trực tiếp, được tính theo công thức:
1 1. . . 3 h h
lsd d u γ
= σ ; cm
Víi:
hd - Chiều dày phân lớp dưới cùng của vách trực tiếp dễ sập đổ LÊy hd = 0,7 m = 70 cm.
σu- Giới hạn độ bền uốn của vách đá trực tiếp, σu = 16 KG/cm2 γ1 - Trọng l−ợng thể tích đất đá vách trực tiếp,
γ1 = 2,7 T/m3 = 0,0027 KG/cm3.
h1 - Chiều dày vách trực tiếp sập đổ, h1 = 6 m = 600 cm.
Ta cã: lsd = 70
600 0027 , 0 3
16 x
x ≈ 127 cm = 1,27 m llc- Chiều cao lớn nhất g−ơng lò chợ, llc = 2,8 m.
PR- Lực chống ban đầu của cột chống:
PR = n.q.a2, TÊn Với: n- Hệ số dự trữ, n = 1,5.
q- Tải trọng phân lớp dưới cùng của lớp than nóc dễ sập đổ, T/m2 q = 5,2.1.53 ≈ 7,96 T/m2
Ta cã: PR = 1,5.7,96.1,5 = 17,91 T/m2
Thay số vào công thức (3.4) ta có tải trọng tác động lên hàng cột chèng:
91 , 8 17
, 2 . 2
5 , 1 . ) 27 , 1 8 , 2 .(
7 ,
22 2
max + +
=
R ≈ 118 T
áp lực mỏ lớn nhất tác dụng lên dàn là: 118 Tấn, dàn chống VINAALTA-2.0/3.15 có khả năng chịu tải là: 228,7 tấn. Nh− vậy dàn chống hoàn toàn đảm bảo khả năng chống giữ trong quá trình khai thác lò chợ.
* Xây dựng hộ chiếu chống giữ lò chợ
Căn cứ vào các kết quả tính toán áp lực mỏ, thiết kế xây dựng hộ chiếu chống giữ cho lò chợ nh− sau:
- Chiều dài lò chợ trung bình là 65 m. Trong đó có 63 m đ−ợc chống giữ
bằng dàn chống tự hành và 2,0 m đ−ợc chống giữ bằng cột thủy lực đơn DW- 28 kết hợp với xà hộp L = 4,4 m tại vị trí đầu lò chợ.
- Khoảng cách các dàn chống là 1,5 m.
- Khoảng cách chống giữa các vì chống thủy lực đơn + xà hộp là 0,6 m.
- Tại đ−ờng lò dọc vỉa thông gió mức -80 đ−ợc gia cố tiến tr−ớc g−ơng lò chợ L = 10 ữ 15 m bằng cột thủy lực đơn + xà hộp L = 2,4 m và đ−ợc luân chuyển theo tiến độ khai thác của lò chợ. Tại vị trí ngã 3 lò chợ đ−ợc gia cố bằng các gánh kép gồm cột thủy lực đơn DZ-35 kết hợp xà hộp L = 4,4 m,
đ−ợc luân chuyển theo tiến độ khấu lò chợ.
- Tại đ−ờng lò dọc vỉa vận tải mức -100 gia cố tiến tr−ớc g−ơng lò chợ L
= 10 ữ 15 m bằng cột thủy lực đơn + xà hộp L = 2,4m và đ−ợc luân chuyển theo tiến độ khai thác của lò chợ. Tại vị trí ngã 3 lò chợ đ−ợc gia cố bằng các gánh kép gồm cột thủy lực đơn DZ-35 kết hợp xà hộp L = 4,4 m, đ−ợc luân chuyển theo tiến độ khấu lò chợ.
* Kiểm tra khả năng lún dàn chống xuống nền lò chợ
- Căn cứ kết quả đánh giá các điều kiện địa chất cho thấy trụ trực tiếp chủ yếu là bột kết. Tuy nhiên, tại một số khu vực trụ trực tiếp là sét kết, sét than có cường độ kháng lún nhỏ nhất là 4,93 MPa. Than trong khu vực có cường độ kháng lún là 5,8 MPa.
- Căn cứ đặc tính kĩ thuật của dàn chống VINALTA tương ứng có cùng
độ kháng nền 0,61MPa.
Do lò chợ khu vực thử nghiệm đ−ợc thiết kế bám trụ hạ trần than nóc.
Trong quá trình khai thác có thể xảy ra tr−ờng hợp lò chợ cơ giới hoá khấu không bám trụ và đi trên nền than. Tuy nhiên trong cả hai tr−ờng hợp thì than và đá có cường độ kháng lún lớn hơn cường độ kháng nền của dàn tự hành nên về mặt lý thuyết không xảy ra tr−ờng hợp dàn bị lún xuống nền lò.
* Tính toán số l−ợng vật t− chống lò + Số l−ợng dàn chống:
- Số l−ợng dàn chống cần thiết trong lò chợ đ−ợc xác định theo công thức:
a2
Ng = Lc , dàn Trong đó:
Lc- Chiều dài lò chợ chống dàn, Lc = 63 m a2- Khoảng cách giữa 2 dàn chống, a2 = 1,5 m Số l−ợng dàn chống:
5 , 1
= 63
Ng ≈ 42 dàn
Nh− vậy, lò chợ thiết kế yêu cầu sử dụng 42 dàn chống, số l−ợng dàn chống dự phòng là 8 dàn. Vậy tổng số dàn chống cần thiết là 50 dàn.
+ Số l−ợng cột thuỷ lực đơn DZ28- 250/100, DZ35-200/100 và DZ- 22:
Cột chống thủy lực đơn DZ 28- 250/100 và DZ 35-200/100 đ−ợc sử dụng trong quá trình lắp đặt, tháo dỡ dàn chống và máy khấu. Sau đó, trong quá
trình khai thác được sử dụng để chống tăng cường ngã ba lò chợ với lò chuẩn bị và xử lý sự cố.
Để chống tăng c−ờng vị trí ngã ba và phía tr−ớc g−ơng lò chợ vùng chịu
ảnh h−ởng của áp lực tựa khoảng 10 ữ 15 m tính từ vị trí g−ơng lò chợ, thiết kế bố trí 2 hàng vì gánh tăng cường sử dụng cột chống thủy lực đơn, xà hộp và ray, chống gánh trực tiếp lên vì chống của lò dọc vỉa, vì chống tăng c−ờng gồm hai hàng.
Để chống khám đầu L =2,0 m bằng cột thủy lực đơn DZ 28 kết hợp xà hép L = 4,4 m.
- Cét DZ 35-200/100:
Khối l−ợng cột DZ 35-200/100 chống gia cố lò dọc vỉa vận tải mức -100 là: 40 cột.
Khối l−ợng cột DZ 35-200/100 để xử lý sự cố trong quá trình khai thác
đ−ợc chọn theo kinh nghiệm khai thác tại các lò chợ có điều kiện địa chất, kỹ thuật mỏ t−ơng tự là: 40 cột.
Vậy số cột DZ 35-200/100 cần thiết tính cả dự phòng 10% là:
(40 + 40) x 1,1 = 88 cét - Cét DZ 28-250/100:
Cột DZ 28-250/100 đ−ợc sử dụng để phục vụ lắp đặt dàn chống và máy khấu, chiều dài lò chợ 65 m đ−ợc chống hai hàng cột thủy lực đơn, xà hộp, khoảng cách các cột theo chiều dốc lò chợ là 1,2 m. Tại vị trí tháo dỡ bố trí 4 vì tăng cường bằng cột thủy lực đơn và xà hộp, mỗi vì gồm 3 cột. Như vậy số l−ợng cột DZ 28-250/100 cần thiết là:
2 (hàng) x 65 (m)/1,2(m/cột) + 4 (vì) x 3 (cột/vì) = 168 cột.
Cột DZ 28 - 250/100 đ−ợc sử dụng để phục vụ chống giữ khám đầu ở lò chợ là : 3 (vì) x 9 (cột) = 27 cột.
Tổng cột DZ 28 - 250/100 là: 195 cột, làm tròn 200 cột.
- Cét DZ - 22:
Cột DZ - 22 phục vụ gia cố lò dọc vỉa thông gió -80 là: 52 cột.
+ Số l−ợng xà hộp HDFBC-4400, HDFBC-2200:
Xà hộp HDFBC - 4400, HDFBC - 2200 đ−ợc sử dụng trong quá trình lắp
đặt, tháo dỡ dàn chống và máy khấu. Sau đó trong quá trình khai thác đ−ợc sử dụng để chống tăng cường tại lò chuẩn bị và xử lý sự cố trong gương lò chợ.
Xà HDFBC-4400 phục vụ tháo dỡ vì chống là 60 xà.
Xà DHFBC-2200 phục vụ lắp đặt, tháo dỡ vì chống là 20 xà.
Xà khớp HDJB - 1200 sử dụng xử lý sự cố trong khai thác khối l−ợng 60 xà.
Xà hộp HDFBC - 2400 sử dụng gia cố lò dọc vỉa thông gió -80 và lò dọc vỉa vận tải -100 là: 24 xà.
Các thiết bị cơ bản phục v`ụ công tác khấu than và chống giữ lò chợ cơ
giới hoá thể hiện ở Bảng 3.12.
Bảng 3.12. Tổng hợp các loại thiết bị khấu g−ơng và chống giữ lò chợ
TT Tên thiết bị
Mã hiệu
(hoặc loại t−ơng đ−ơng)
Đơn vị
Sè l−ợng
1 Máy khấu MB 12-2V2P/R-450E Tổ hợp 01
2 Trạm bơm nhũ hoá HA 80/320 P1 Tổ hợp 01
3 Dàn chống VINAALTA- 2.0/3.15 dàn 50
4 Máng cào g−ơng DSS 260 Bộ 01
5 Máy chuyển tải DSS 190 Bộ 01
6 Máy nghiền DUK2 P1 Bộ 01
7 Thiết bị dịch chuyển SAK1 Bộ 01
8 Băng tải co dãn B800 SDJ(SSD)80/2ì40-X Bộ 01 9 Cột chống thuỷ lực đơn DW 28- 250/100 Cái 200 10 Cột chống thuỷ lực đơn DW 35- 200/100 Cái 88
11 Cột chống thuỷ lực đơn DZ - 22 Cái 52
12 Xà hộp HDFBC - 4400 Cái 60
13 Xà hộp HDFBC - 2400 Cái 24
14 Xà hộp HDFBC - 2200 Cái 20
15 Xà khớp HDJB - 1200 Cái 60