1.2. Hiện trạng và nguyên nhân dẫn đến hiện tượng nén lún các đường lò và các hướng xử lý thông thường
1.2.1. Hiện trạng các đường lò bị hiện tượng nén lún và các phương án xử lý thông thường theo các mỏ ở Việt Nam
7 0 0 7 0 0 7 0 0 7 0 0 7 0 0
7 0 0 7 0 0
7 0 0 7 0 0 7 0 0
7 0 0 7 0 0 7 0 0
A A
m ặ t c ắ t A - A t ỷ l ệ : 1 / 5 0
N ề n l ò t h e o t h iế t k ế 3270(3550)250
5 5 7 0
Trục đ-ờng lò
4 6 0 0 ( 5 2 0 0 )
3790
B i ê n l ò t h e o t h iế t k ế
- Các đường lò khi bị hiện tượng nén lún sẽ giảm các kích thước cơ bản của đường lò: giảm
chiều cao, giảm chiều rộng sử dụng, trong một số trường hợp nền lò bùng cao so với cos nền dẫn đến hư hỏng đường sắt, cản trở công tác vận tải bằng gòong và tàu điện qua khu vực đường lò này.
Bên cạnh đó các vì chống sẽ không đảm bảo
kỹ thuật cơ bản, giảm khả năng chịu tải của vì chống: vì chống bị vặn, xô dạt, tụt gông đầu cột, tụt văng,
vỡ chèn nóc và hông...
-Theo kinh nghiệm thực tế cho thấy đường lò bị nén lún, biến dạng có các dạng nhƣ sau:
* Dạng 1:
+ Chiều rộng và chiều cao sử dụng của đường lò giảm 10- 20cm so với kích thước thiết kế.
Trong trường hợp này thường chưa gây các cản trở lớn trong việc sử dụng của
Hình 1.2: Hình dạng đ-ờng lò bị nén lún, biến dạng[16]
Hình 1.3: Công tác củng cố bằng treo ray đánh khuôn[16]
các đường lò. Việc xử lý các đường lò này chỉ dừng ở việc treo ray, đánh khuôn củng cố, chống dặm tăng cường với mục đích gia cường khả năng chịu tải của kết cấu chống, không để đường lò tiếp tục bị nén lúc, biến dạng thêm.
Bên cạnh đó phương án gia cố tăng khả năng liên kết, giảm áp lực đất đá xung quang đường lò: bơm phụt xi măng; bơm phụt nhựa (chất dẻo) ; neo bê tông cốt thép, neo cơ học, neo chất dẻo cốt thép ....
* Dạng 2:
+ Chiều rộng và chiều cao sử dụng của đường lò giảm 20-:-40cm so với kích thước thiết kế: Trường hợp này dẫn đến cản trở công tác vận tải, các khoảng cách an toàn không đảm bảo, cũng lưu lượng gió qua các đường lò giảm. Phương án khôi phục các đường lò này thường là chống xén bằng vì thép mới sau đó đổ bê tông lưu vì liền khối. Trường hợp lò có thêm áp lực nền dẫn đến hiện tượng bùng nền phương án xử lý thường kết hợp thêm việc đặt dầm nền, kết cấu chống lúc này là hết cấu chống kín.
1.2.2. Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng nén lún các đường lò
Các đường lò bị nén lún, biến dạng nguyên nhân chủ yếu do áp lực nóc, hông, nền lò tăng quá khả năng chịu tải của kết cấu chống.
1.2.2.1. Nguyên nhân điều kiện địa chất mỏ
Việc lựa chọn kết cấu chống theo thiết kế dựa vào các tài liệu khảo sát địa chất, việc thay đổi điều kiện địa chất trong quá trình thi công với khảo sát địa chất rất phổ biến. Trong nhiều trường hợp điều kiện địa chất đường lò đào qua kém ổn định hơn nhiều so với thiết kế, kết cấu chống đƣợc thiết kế đủ khả năng mang tải tuy nhiên vẫn bị nén lún do không có điểm tựa chịu lực vững chắc. Theo thiết kế và thực hiện công tác xây dựng cơ bản cũng nhƣ sử dụng hệ thống khai thông và bố trí đường lò trong điều kiện địa chất mỏ phức tạp
nhƣng không đề cập ngay từ đầu việc sử dụng kết cấu, vật liệu chống có sức chịu tải cao nên sự biến dạng dẫn đến kích thước bị thu hẹp là tất nhiên.
Đá vách, đá trụ bị phân phiến, phân lớp mỏng, lực liên kết các lớp không cao, dễ bị tách lớp khi gặp nước hoặc do độ bền đá trụ, đá vách thấp, làm tăng áp lực mỏ do tăng chiều cao vòm cân bằng tự nhiên, khối lượng trương nở thể tích cao và tăng vùng biến dạng dẻo gây hiện tƣợng trƣợt lở. Bên cạnh đó có thể do lỗi thi công : đường lò được thi công không bám vào lớp đá trụ hoặc vách triệt để dẫn đến lò nằm trong vùng than, đất đá kém ổn định.
Vỉa than có góc dốc lớn, uốn lượn, than bỏ rời, có nước nên phân bố áp lực không đều lên khung chống dẫn đến áp lực mỏ gia tăng tại một số điểm cục bộ trên kết cấu chống.
Than, sét kết và sét kẹp trong tập bột kết có khả năng chứa nhiều khoáng montmorillonite, betonit trương nở khi gặp nước dẫn đến áp lực nền cao (áp lực nền thường là yếu tố ít được tính đến trong các tính toán lựa chọn kết cấu chống).
Bị ảnh hưởng của công tác khai thác lò chợ, của các công trình lân cận hoặc đường lò nằm trong vùng đất đá có khoảng cách với mặt địa hình không cao, ảnh hưởng của nước bề mặt...
1.2.2.2. Nguyên nhân do thiết kế và thi công
Chọn vật liệu chống, hình dạng kết cấu chống khi thiết kế chƣa phù hợp, liên kết không đúng với yêu cầu của giải pháp kỹ thuật.
Quá trình thi công đào lò chƣa đảm bảo đúng kỹ thuật cơ bản: giữa các khung chống thiếu sự liên kết tạo khối cứng vững (thiếu gông, giằng, văng, chèn) dẫn đến giảm khả năng liên kết và chịu tải của kết cấu chống, đây là sai sót phổ biến trong các đường lò bị biến dạng, không ổn định.
Nền lò thuộc môi trường rời độ bền thấp nhưng không được chèn hoặc chèn sơ sài, không có văng chống xoắn, không có giằng liên kết các dầm, xà nên độ thanh mảnh của dầm lớn, dầm bị uốn cong, bị lực tiếp tuyến đẩy trƣợt.
Sử dụng liên kết cứng , nhƣng chỉ liên kết một vài điểm (khung) nên lực phân bố chỉ tập trung vào một hai khung chống cao trội nên các khung này bị phá huỷ nhanh chóng, liên kết không chịu đƣợc áp lực mỏ.
Chất lƣợng thép sản xuất vì chống cần đƣợc khảo nghiệm. Nhiều ảnh chụp các đường lò mất ổn định nghiêm trọng. Khung chống bị uốn cong, bị vặn xoắn trong khi đó các tấm chèn BTCT không hề bị biến dạng và dập vỡ.