3.2. Lựa chọn giải pháp đảm bảo ổn định cho bờ Trụ Nam
3.2.1. Phân tích đánh giá khả năng áp dụng của các giải pháp
Căn cứ vào thiết kế khai thác và nguyên nhân trượt lở tại bờ Trụ Nam; bờ Trụ sẽ không đảm bảo ổn định khi tiến hành khai thác bám Trụ liên tục đến kết thúc -330 m theo thiết kế (chiều cao bờ mỏ 450480 m; = = 25330).
Tại bờ trụ Nam để đảm bảo ổn định cho bờ mỏ có thể áp dụng giải pháp gia cường bề mặt và dưới sâu bằng giải pháp bê tông phun như đã được giới thiệu trong mục 3.1.1, 3.1.2. Sử dụng bê tông phun lên bề mặt khối đá cho phép tạo nên màng bảo vệ cách li đá với các tác nhân phong hoá tự nhiên và dưới áp lực phun bê tông sẽ ngấm vào các khe nứt gắn kết và lấp đày dẫn đến độ bền của khối đá tăng lên.
Tương tự phương pháp xi măng hoá sâu bằng các lỗ khoan cho phép dung dịch xi măng ngấm vào khối đá và các bề mặt yếu trong địa tầng. Giải pháp xi măng hoá sâu ngoài ý nghĩa làm tăng độ bền còn tạo nên màn ngăn cách chống thấm tốt cho bờ mỏ. Để áp dụng giải pháp này cần nghiên cứu xác định một cách chi tiết mức độ nứt nẻ của khối đá và đặc biệt là hệ số ngấm dung dịch trong quá trình bơm phụt.
Giải pháp bê tông phun bề mặt được áp dụng khá phổ biến trong xây dựng các công trình ngầm, các ta luy đường giao thông. Đối với các bờ mỏ với diện tích hàng trăm ngàn mét vuông nên kinh phí thực hiện và điều kiện thi công thường không khả thi.
Giải pháp xi măng hoá sâu được áp dụng và mang lại hiệu quả cao trong việc gia cường khối đá nền đập thuỷ điện, thuỷ lợi trong đá nứt nẻ nhằm tạo màng chống thấm ngăn chặn quá trình mất nước qua nền đập.
85
Áp dụng giải pháp xi măng hoá sâu nhằm nâng cao độ bền của khối đá, về mặt nguyên lý là hoàn toàn có khả năng. Tuy nhiên, áp dụng giải pháp này để nâng cao độ ổn định cho các mái dốc đá còn bị hạn chế do chi phí cao. Ngoài ra đối với đá trầm tích mức độ nứt nẻ ở dạng kín, hệ số thấm khá nhỏ (K<0,02 m/ng) nên khả năng lan toả (ngấm) của dung dịch xi măng bị hạn chế dẫn tới giảm hiệu quả của giải pháp.
Với cấu trúc địa tầng của bờ trụ Nam cho phép xem xét áp dụng giải pháp gia cường khối đá bằng neo bê tông cốt thép, neo ứng suất trước bằng thanh neo, dây neo hay neo chất dẻo; hạn chế của giải pháp này là chiều sâu neo bị hạn chế.
Hiện nay, phần lớn các loại neo được chế tạo có chiều dài không quá 10m. Việc áp dụng giải pháp neo để gia cường khối đá theo mặt lớp gặp phải những hạn chế sau:
Chiều sâu mặt trượt từ 30÷50m bị phá huỷ do trượt lở với chiều cao từ 80150m không đảm bảo an toàn cho quá trình thi công. Do vậy giải pháp neo đối với bờ trụ Nam chỉ cho phép xem xét kết hợp với giải pháp hạ thấp góc dốc của bờ ở những khu vực xảy ra biến dạng thứ cấp với chiều dày khối trượt nhỏ hơn 5m để chống lại quá trình bong lớp và sử dụng cọc neo bê tông cốt thép khi tiến hánh cắt tầng bờ trụ ở giai đoạn kết thúc.
Giải pháp điều khiển ổn định bằng công nghệ trong quá trình khai thác mỏ lộ thiên được áp dụng khá thành công đối với quá trình biến dạng các bờ công tác khi chưa đi vào giới hạn. Đối với bờ trụ thường được thiết kế là bờ kết thúc do vậy, việc sử dụng giải pháp công nghệ sẽ thay đổi trình tự dẫn đến làm tăng khối lượng bốc xúc ngoài giới hạn.
Giải pháp điều khiển ổn định bằng công nghệ khai thác đối với bờ trụ Nam là tính toán điều khiển các thông số hình học của bờ, đưa bờ về trạng thái ổn định mới, do vậy giải pháp này thường được áp dụng phối hợp với giải pháp hạ thấp góc dốc của bờ.
Theo kết quả trong chương 2 cho thấy bờ Trụ Nam Đèo Nai hiện nay đang ở trong trạng thái ổn định giới hạn (n = 0,983). Quá trình khai thác xuống sâu đến kết thúc -330 m theo thiết kế bám Trụ liên tục ( = ) bờ Trụ Nam có chiều cao từ
86
450480 m không ổn định (hệ số ổn định n = 0,680,85).
Với cơ chế trượt lở xảy ra tại bờ Trụ Nam theo các kết quả nghiên cứu đã được thực hiện giải pháp xử lý được kiến nghị áp dụng là cắt tầng vào trụ với các thông số tầng được xác định theo sơ đồ hình 3.11
Hình 3.11. Sơ đồ xác định chiều cao ổn định giới hạn của tầng Ht
khi cắt tầng theo mặt lớp α = β0
Từ sơ đồ hính 3.11 cho phép xác định:
Chiều Cao tầng: ht = 80150m;
Góc dốc sườn tầng: t = = 25330; Chiều rộng mặt tầng: bt = 2025m.
Ưu điểm của giải pháp này là đảm bảo an toàn cao cho bờ mỏ; quá trình thi công sử dụng ngay các thiết bị khai thác của mỏ và các dạng công nghệ khoan nổ mìn, bốc xúc vận tải đang được sử dụng sẽ cho năng suất và hiệu quả cao. Quá trình xử lý được thực hiện theo trình tự khai thác xuống sâu đã được thiết kế do vậy trong quá trình xử lý có thể theo dõi quá trình ổn định của bờ để điều khiển cho phép giảm khối lượng theo tính toán.
Do vậy, để đảm bảo ổn định cho bờ Trụ Nam khai thác đến kết thúc -330 m theo thiết kế, giải pháp xử lý được lựa chọn là giảm góc dốc của bờ bằng biện pháp
87
cắt tầng vào trụ, với các thông số hình học của tầng được kiến nghị như trên.