Tính toán hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của giải pháp xử lý được lựa chọn

Để đánh giá hiệu quả của giải pháp xử lý được lựa chọn, tiến hành xem xét so sánh 2 phương án xử lý:

- Phương án 1- Cắt 6 tầng vào trụ theo các thông số đã được thiết kế với khối lượng bóc đất bờ trụ Nam đến kết thúc là : 17.175.000m3. Khối lượng chi tiết được thể hiện trong bảng 3.12.

Bảng 3.12. Tổng hợp thông số và khối lượng xử lý theo phương án 1 (PA.1)

T.T Các thông số Tầng Chiều cao tầng, ht m

Góc dốc sườn tầng, α độ

Chiều rộng mặt tầng b, m

Khối lượng xử lý V, m3

1 Tầng thứ nhất +150 100 25 20 911.000

2 Tầng thứ hai +90 60 26 20 1.931.000

3 Tầng thứ ba +00 90 26 20 5.076.000

4 Tầng thứ tư -105 105 26 20 6.097.000

5 Tầng thứ năm -195 90 28 20 3.160.000

Tổng số 17.175.000

- Phương án 2: Kết hợp cắt tầng và neo bằng cọc bê tông cốt thép.

Theo kết qua nghiên cứu của các tác giả 7 khi sườn tầng được cấu tạo bởi các khối đá phân lớp cắm vào không gian khai thác với góc nghiêng β = 20500, để đảm ổn định cho các các tầng khi cắt góc dốc sườn tầng lớn hơn góc nghiêng của lớp αt > β có thể áp dụng giải pháp gia cường sườn tầng bằng cọc neo bê tông cốt thép.

Trong trường hợp này các cọc neo cần được đặt sâu hơn mặt trượt thứ cấp (các mặt yếu ) trong tầng từ 35m.

Sức chịu tải của cọc neo và các thông số neo theo tác giả 10 lần lượt được tính toán xác định theo các công thức:

- Sức chịu tải của cọc neo Q:

Q = RaFa + RbFb, T; (3.10) Trong đó: Ra - Kháng lực cắt tính toán của cốt thép, kG/cm2;

Fa - Diện tích mặt cắt của cốt thép, cm2;

91

Rb - Kháng lực cắt của bê tông, kG/cm2; Fb - Diện tích mặt cắt của cọc bê tông, cm2; - Số lượng cọc neo theo mặt cắt:

QL n T

 ; (3.11) Trong đó: T - Lực gây trượt của khối đá, T;

Q - Sức chịu chị tải của cọc; T;

L - Chiều dài của mặt yếu; m.

Để gia cường sườn tầng mỏ lộ thiên theo kinh nghiệm của các tác giả 10

(đã thi công tại các mỏ lộ thiên Kayla, Zlatoyct-Belốpki và nhiều mỏ lộ thiên khác thuộc Liên Xô cũ), cọc bê tông nên chon loại có đường kính D = 150230mm; bê tông mác từ 300500; cốt thép có đường kính D = 2025mm.

Đối với đồng bộ thiết bị khai thác đang được áp dụng hiện nay của mỏ Đèo Nai (khoan nổ mìn D = 200250mm, Máy xúc E = 3,56 m3, ô tô vận chuyển V = 6090 T) các thông số tầng bóc đất đá được mỏ than Đèo Nai lựa chọn có: ht = 15m, góc dốc sườn tầng αt = 600, chiều rộng mặt tầng bt = 20m.

Các thông cơ lý của đất đá cấu tạo tầng được xác định như sau:

- Khối lượng tự nhiên của đá: γ = 2,60 T/m3,

- Các thông số bền theo mặt yếu: C = 0, 35 MPa; φ = 200; - Góc nghiềng của mặt lớp: β = 25330.

Khi đó theo các công thức (3.10; 3.12) lần lượt xác định được các thông số Neo như sau:

- Đường kính lỗ khoan Neo: Dk = 230 mm;

- Đường kính cọc Neo: DN = 200 mm (tiết diện tròn hoặc vuông);

- Chiều dài Neo: L1 = 14 m; L2 = 8 m;

- Khoảng cách giữa các cọc Neo trên mặt tầng a1 = 7 m;

- Khoảng cách từ mép tầng đến hàng Neo thứ nhất: 3 m;

- Khoảng cách gữa các hàng Neo: a2 = 5 m.

Để đảm bảo ổn định cho bờ trụ Nam với hệ số ổn định n > 1,10, phương án xử lý 2 (PA.2) được thực hiện theo trình tự sau:

92

Từ cao trình -95m trở lên đến biên giới trên mặt, tiến hành cắt tầng vào trụ với các thông số đã được thiết kế theo phương án 1, tổng khối lượng đất bóc V2 = 15.669.000m3. Từ tầng -200- 95m tiến hành bóc đất hạn chế với các thông số tầng như sau:

+ Chiều cao tầng: ht = 15m;

+ Chiều rộng mặt tầng: bt = 20m;

+ Góc dốc sường tầng: αt = 600.

Tại các mặt tầng tiến hành bố trí 2 hàng Neo bê tông cốt thép, sơ đồ bố trí các cọc neo trên tầng theo các thông số lựa chọn được thể hiện trên hình 3.12 và bản vẽ:XLTN-BTN-ĐN-09.

Kết quả kiểm toàn ổn định bờ trụ Nam theo phương án xử lý 2 (PA.2) cho hệ số ổn định n = 1,12.

Tổng hợp khối lượng xử lý theo phương án 2 (PA.2) được thể hiện trong bảng 3.13.

Bảng 3.13. Khối lượng xử lý theo phương án 2 (PA.2)

TT Hạng mục Cao độ, m Khối lượng, m3

1 Đất bóc - 95 14.015.000,00

2 Đất bóc -95-200 2.156.000,00

3 Neo bê tông cốt thép

D = 200 mm -95-200 40.040 m

93

Hình 3.12. Sơ đồ bố trí hệ thồng các cọc neo bê tông cốt thép gia cường sườn tầng kết thúc

Khối lượng thực hiện các phương án xử lý được tổng hợp trong bảng 3.14.

Bảng 3.14. Tổng hợp khối lượng xử lý trượt lở bờ trụ Nam TT Các hạnh mục công việc Đơn vị

tính

Phương án XL.1

Phương án XL.2

1 Đất bóc m3 17.150.000 16.171.000

2 Neo bê tông cốt thép

2.1 Khoan lỗ Neo- D.230mm m - 40.040

2.2

Cọc Neo- D.200mm, bê tông M.300, lõi thép D.20mm

m - 40.040

2.3 Vữa xi măng trám lỗ Neo-

M.150 m3 - 800

2.4 Thiết bị thi công lắp đặt

Neo (cẩu 3 tấn) ca máy - 4.000,0

2.5 Nhân công lắp đặt Neo công - 3.640

2.6 Vận chuyển neo, vũa xi

măng (cung độ 200km) Tấn 8.006

3.3.2. Tính toán chi phí thực hiện các phương án xử lý

Chi phí thực hiện các phương án xử lý trượt lở bờ trụ Nam Đèo Nai được tính

94

căn vào các chỉ tiêu sau:

- Khối lượng thực hiện được lấy theo bảng 3.14;

- Đơn giá Khoan D230mm; bốc xúc vận chuyển theo đơn giá của Tập đoàn CN Than - Khoáng sản Việt Nam;

- Cung độ vận chuyển được xác định theo trình tự đổ thải của mỏ Đèo Nai;

- Các đơn giá khác tính theo chi phí thực tế tại thời điểm tháng 6/2014.

Tổng chi phí thực hiện các phương án được thể hiện trong bảng 3.15, các tính toán chi tiết được thể hiện trong phụ lục số 1 (PL.1).

Bảng 3.15. Chi phí thực hiện các phương án xử lý

TT Chỉ tiêu ĐVT Định

mức

Sè lượng, 103m3

Đơn giá, 103 đ

Giá trị x106 đ

I PA1: Cắt tầng vào trụ 458.950,350

1 Khoan m3 111.143 17175 5,846 100.405,05

2 Nổ mìn m3 112.145 17175 12,354 212.179,95

3 Xóc m3 113.128 17175 8,522 146.365,35

II PA2: Cắt tầng kết hợp neo một phần bờ 487.690,920

II.1 Cắt tầng 103m3 432.121,462

1 Khoan m3 111.143 16171 5,846 94.535,666

2 Nổ mìn m3 112.145 16171 12,354 199.776,534

3 Xóc m3 113.128 16171 8,522 137.809,262

II.2 Neo 103 55.569,46

1 Khoan lỗ neo m 40,04 250 10.010,00

2

Cọc neo BTCT D1.200

mm,D2.20mm

m 40,04 295 12.000,00

4 Công ép coc

(1 công/cọc) công 3,640 231,72 843,461

5 CÇn cÈu 3 tÊn

(3 cọc/ca) ca 4,0 1.615,758 6.463,031

6 V÷a xi m¨ng

trám cọc m3 0,8 850 680,00

7 VËn chuyển

(Neo+vữa XM) T/km 8,006 20,0x200 32.024,00

So sánh các phương án PA.2 - PA.1 28.740,570

95

3.3.3. Đánh giá hiệu quả các phương án xử lý

Kết quả tính toán từ bảng 4.15 cho thấy kinh phí xử lý trượt lở bờ trụ Nam khai trường vỉa Chính mỏ than Đèo Nai theo phương án 2 (PA.2 - bóc trụ kết hợp Neo) chi phí lớn hơn phương án 1 (PA.1- bóc trụ) là 28.740.570.000 đồng. Do vậy, đề tài lựa chọn phương án 1 (PA.1) để tiến hành thiết kế xử lý đảm bảo ổn định cho bờ trụ Nam khai thác vỉa Chính đến kết thúc theo thiết kế là tin cậy và tối ưu cả về kinh tế lẫn kỹ thuật.