CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CHỐNG GIỮ CÁC ĐƯỜNG LÒ XUYÊN VỈA
3.3 Tính toán thi ết kế hộ chiếu chống neo, kết hợp lưới thép, bê tông phun
3.3.6. Xác định thông số bê tông phun
Theo kết quả đánh giá khối đá phần 3.1, bê tông phun chỉ áp dụng cho lò xuyên vỉa Tây Bắc I mức -220 đoạn lò từ IIK180 ÷IIK300.
Chiều dày bê tông phun có thể xác định theo công thức GS Moctkốp [15]:
k p a
m n a q
k σ
δ .
. . . 1
≥ (3.18)
Trong đó:
qa - Tải trọng dư do neo để lại;qa= 0,17.γ.a1 T/m2 γ - Trọng lượng thể tích đất đá nóc, T/m3;
a1 - Khoảng cách các neo, m;
np - Hệ số vượt tải, np = 1,2;
m - Hệ số điều kiện làm việc, m = 0,85;
σk - Độ bền chịu kéo của bê tông phun, σk = 65T/m2;
k - hệ số phụ thuộc vào điều kiện làm việc, bê tông phun làm việc với neo thì k= 0,25.
Thay số vào (3.18) ta có:
Lò xuyên vỉa Tây Bắc I mức -220 đoạn từ IIK180 ÷IIK300: δ≥0,024m.
Như vậy, ta lựa chọn chiều dày bê tông phun δ = 5cm [15].
Theo đặc điểm địa chất của khu vực lò chống neo, ta có thể bố trí neo cho linh hoạt, phù hợp với kết cấu các khe nứt nẻ, các thế nằm của khối đá.
Có thể bố trí neo như hình 3.14:
Nếu các thanh neo được lắp đặt nghiêng với vách và vuông góc với mặt khe nứt thì ứng suất dọc trục nhỏ nhất của thanh neo để giữ ổn định đất đá là [16] :
= (3.19)
Hình 3.14 Bố trí mạng neo tùy theo mặt phân lớp theo Maidl 1994
Trong đó :
: Ứng suất theo phương ngang – Mpa ;
: Góc giữa mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng phá hủy – độ ; : Góc ma sát của mặt phẳng phá hủy – độ.
Ứng suất dọc trục neo cần duy trì ổn định, khi thanh neo được lắp đặt vuông góc với nóc lò thì ứng suất nhỏ nhất trong thanh neo cần duy trì để ổn định đá nóc được tính như sau [16] :
= (3.20)
Công thức trên chứng tỏ rằng ứng suất dọc trục nhỏ nhất cần cân đối với ứng suất ngang trong cả 2 trường hợp. Ứng suất theo phương ngang càng nhỏ thì neo theo nguyên lý treo chốt càng hiệu quả. Nếu =0 và = thể hiện độ ổn định duy trì không cần gia cố neo.
Hình 3.15 Neo lắp nghiêng với vách
Hình 3.16 Neo lắp vuông góc với vách
Hộ chiếu chống của Lò xuyên vỉa Tây Bắc I mức -220 đoạn từ IIK30
÷IIK140 được thể hiện như hình 3.16:
Hình 3.17 Trắc dọc Lò xuyên vỉa Tây Bắc I mức -220 đoạn từ IIK30 ÷IIK140 chống neo chất dẻo cốt thép.
Hình 3.18 Mặt cắt Lò xuyên vỉa Tây Bắc I mức -220 đoạn từ IIK30 ÷IIK140 chống neo chất dẻo cốt thép.
Với điều kiện các lớp đất đá ít bị phong hóa, số lượng khe nứt ít, độ mở khe nứt từ 0.5÷1mm, khoảng cách các khe nứt trung bình từ 0.5÷2m/khe nứt.
Các khe nứt có bề mặt nhám nhẹ. Góc cắm các khe nứt từ 20º÷45º, vuông góc với trục đường lò, cắm theo hướng đào [2]. Vì thế, khi thi công neo chú ý cắm neo nghiêng một góc từ 45°÷70º so với trục đường lò, hướng cắm vuông góc với các mặt phân lớp đất đá. Các thanh neo khi đó được đặt vuông góc với trục các khe nứt và mặt trượt các lớp đất đá, tạo kết cấu chống giữ ổn định, có tác dụng liên kết các lớp đất đá phần biên lò thành một khối thống nhất và vững chắc.
Cần chú ý khi thi công đoạn lò có ít nước chảy ra, thì phải sử dụng loại chất dẻo đông cứng nhanh, khoan lỗ khoan neo tại các vị trí không có nước chảy ra để đảm bảo chất dẻo không bị hỏng do nước.
Đối với Lò xuyên vỉa Tây Bắc I mức -220 đoạn từ IIK180 ÷IIK300, hộ chiếu chống được thể hiện như hình 3.17 và 3.18:
Hình 3.19 Trắc dọc Lò xuyên vỉa Tây Bắc I mức -220 đoạn từ IIK180
÷IIK300 chống neo chất dẻo cốt thép, lưới thép kết hợp bê tông phun.
Với đất đá bị phong hóa nhẹ, số lượng khe nứt khá dày, khoảng cách giữa các khe nứt từ 0.2÷0.6m. Độ mở khe nứt từ 1÷5mm. Góc cắm các khe nứt từ 20º÷45º vuông góc với trục đường lò và cắm theo hướng đào [2], thì góc cắm neo từ 45°÷70º so với trục đường lò, hướng cắm vuông góc với mặt phân lớp đất đá và các khe nứt, tạo mối liên kết treo chốt các lớp vách đá với nhau.
Hình 3.20 Mặt cắt Lò xuyên vỉa Tây Bắc I mức -220 đoạn từ IIK180 ÷IIK300 chống neo chất dẻo cốt thép, lưới thép kết hợp bê tông phun.