Như trờn đó giới thiệu 2 phương phỏp khoan nổ là nổ mỡn toàn mặt cắt hầm và nổ phõn đoạn. Trong tớnh toỏn khoan nổ dưới đõy, ta chọn phương phỏp khoan nổ toàn mặt cắt hầm.
1. Chọn phương tiện nổ, thuốc nổ.
Dựng thuốc nổ P113 (do cụng ty hoỏ chất mỏ Việt Nam sản xuất) cú đặc tớnh kỹ thuật trong bảng 2.3:
Bảng 2.3. Đặc tớnh kỹ thuật của thuốc nổ P113
STT Đặc tớnh kỹ thuật Đơn vị Số lượng 1 Khả năng sinh cụng cmP 3 320ữ330 2 Sức phỏ mm 14ữ16 3 Tốc độ nổ km/s 4,2ữ4,5 4 Khoảng cỏch truyền nổ cm 6 5 Tỷ trọng thuốc nổ gram/cmP 3 1,1ữ1,25 6 Độ nhậy va đập % 0
7 Khả năng chịu nước Rất tốt
8 Thời hạn bảo quản thỏng 6
Thuốc nổ nhũ tương P113 được nhồi trong cỏc ống giấy tẩm paraphin hoặc trong cỏc tỳi bằng màng mỏng nilon, với quy cỏch trong bảng 2.4:
Bảng 2.4 Quy cỏch thỏi thuốc
STT Ký hiệu loại thuốc Đường kớnh thỏi thuốc (mm) Chiều dài thỏi thuốc (mm) Khối lượng thỏi thuốc (gam)
1 D32 32±1 220-250 200±5 2 D60 60±2 180-217 600±15 3 D70 70±2 200-240 900±20 4 D80 80±2 205-240 1200±30 5 D90 90±2 205-240 1500±30 6 D120 120±3 190-230 2500±50 7 D150 150±3 200-235 4000±50 8 D180 180±3 210-242 6000±50
Sử dụng kớp nổ điện vi sai an toàn MS (do Trung Quốc sản xuất) cú số hiệu từ 0ữ5 để kớch nổ. Đặc tớnh kỹ thuật như sau:
Vật liệu làm vỏ kớp:Đồng; Điện trở của kớp:3ữ6 Ω; Dũng điện an toàn:0,18A; Dũng điện đảm bảo nổ:1,2A; Cường độ nổ: Số 8;
Dõy dẫn điện:2 m.
Kớp cú 6 số vi sai, với thứ tự nổ chậm trong bảng 2.5:
Bảng 2.5 Thứ tự nổ chậm của kớp vi sai an toàn MS Số và
ký hiệu vớ sai MS-1 MS-2 MS-3 MS-4 MS-5 MS-6
Độ vi sai, ms 0 25 50 75 100 125
2. Lựa chọn thiết bị khoan nổ mỡn
Những năm gần đõy khi xõy dựng cỏc đường hầm trong cũng như ngoài nước, thiết bị khoan nổ mỡn thường được sử dụng là xe khoan tư hành. Xe khoan tự hành cú ưu điểm là dễ dàng di chuyển từ gương này đến gương kia làm tăng tốc độ khoan.
Đối với đường hầm phụ này, với diện tớch gương đào SRđR = 41,81 mP 2
Pthớch hợp nhất là xe khoan tự hành Boomer 322 của hóng Atlascopco của Thụy Điển với đặc tớnh kỹ thuật của xe khoan tự hành 322 được cho trong bảng 2.6
Bảng 2.6 Đặc tớnh kỹ thuật của xe Boomer 322
STT Thụng số của xe khoan Đơn vị Số lượng
1 Chiều sõu lỗ khoan mm 4640
2 Số lượng mỏy khoan cỏi 1
3 Cụng suất động cơ điện kw 15
4 Đường kớnh lỗ khoan mm 45
5 Diện tớch gương khoan mP
2
8 ữ 45
6 Chiều dài thiết bị mm 14350
7 Chiều rộng thiết bị mm 2500
8 Chiều cao thiết bị mm 3100
3. Chỉ tiờu thuốc nổ
Chỉ tiờu thuốc nổ (hay lượng thuốc nổ đơn vị) chớnh là lượng thuốc nổ cần thiết để phỏ vỡ 1mP
3 P P
đỏ nguyờn khối được tớnh theo cụng thức thực nghiệm của GS N.M. Pakcovski: q = qR1R.fR1R.vR1R.eR1R. kRđR , (kg/mP 3 P ) ; (1) Trong đú:
+ qR1 R- Lượng thuốc nổ tiờu chuẩn (trong điều kiện thớ nghiệm) + fRkR - Hệ số kiờn cố của đỏ.
Tra bảng 2.7 phõn loại đỏ của GS Protodicanop giỏo trỡnh bài giảng cao học thiết kế đường hầm thủy cụng của Đại học thủy lợi ta được fRkR=8.
Bảng 2.7 Hệ số cấu trỳc của đỏ fRc
Với fRkR=8 tra bảng 2.8 - Bảng quan hệ f ~ qR1Rta được qR1R= 0,8 , (kg/mP 3
P) )
Bảng 2.8 Bảng quan hệ f ~ qR1
+ fR1 R- Hệ số cấu trỳc của đất đỏ ở gương hầm ở đõy lấy fR1R = 1,3.
+ vR1 R- Hệ số nộn ộp hay hệ số sức cản của đỏ, vỡ chọn phương phỏp đào toàn tiết diện do đú vR1Rđược xỏc định theo cụng thức sau:
1 6, 5 6, 5 6, 5 6, 5 1.005 41,81 d v S = = =
+ SRdRdiện tớch đào hầm theo thiết kế SRd R= 41,81mP 2
+ eR1R:Hệ số chuyển đổi thuốc nổ theo khả năng sinh cụng, e 380 P
=
380: Khả năng cụng nổ của thuốc nổ Dinamit 62%
P: Khả năng cụng nổ của thuốc nổ chọn dựng, với thuốc nổ P113 thỡ P= 330 cmP
3P P .
Thay vào ta được:
330380 380
=
e = 1,15.
+ KRđR: Hệ số tớnh đến ảnh hưởng của đường kớnh thỏi thuốc, KRđR=1 khi đường kớnh bao thuốc từ (30-32)mm. Với thuốc nổ P113 cú dRbR = 32 mm thỡ kRđR = 1.
Vậy q = 0,8 . 1,3 . 1,0052 . 1,15 . 1 = 1,2 kg/mP 3
4. Đường kớnh lỗ khoan
Cú rất nhiều phương phỏp để xỏc định đường kớnh lỗ khoan, song phương phỏp đơn giản nhất là dựa trờn đường kớnh thỏi thuốc và khoảng hở cho phộp, vậy đường kớnh lỗ khoan được xỏc định theo cụng thức:
Trong đú:
dRbR - là đường kớnh thỏi thuốc, với thuốc nổ P113 thỡ dRb R= 32 mm. Trong trường hợp nổ mỡn tạo biờn, ở cỏc lỗ mỡn biờn thỡ đường kớnh thỏi thuốc càng nhỏ hơn đường kớnh lỗ khoan thỡ hiệu quả tạo biờn càng tốt, do đú khi sử dụng thỏi thuốc cú dRbR = 32 mm thỡ dRkR= 36 ữ 40 mm. Để phự hợp với loại mỏy khoan Boomer 322 ta chọn dRkR=45 mm.
5. Chiều sõu tiến độ đào hầm
Chiều sõu tiến độ đào hầm xỏc định bước đi cho một chu kỡ khoan nổ. Nú là một thụng số rất quan trọng cú ảnh hưởng tới chi phớ nhõn cụng cho tất cả cỏc cụng việc trong một chu kỡ đào và chống hầm. Chiều sõu tiến độ đào hợp lý sẽ làm tăng tốc độ đào hầm, tăng năng xuất lao động, giảm giỏ thành xõy dựng hầm. Chiều sõu tiến độ đào phụ thuộc vào tớnh chất cơ lý của đỏ, diện tớch và khả năng ổn định gương đào, chu trỡnh khoan nổ, biện phỏp gia cố…Chiều sõu tiến độ đào thường được chọn theo kinh nghiệm hoặc tớnh toỏn theo cụng thức thực nghiệm. Theo kết quả thống kờ kinh nghiệm đào hầm của một số nước cho thấy nếu hệ số kiờn cố fRkR=8-10 thỡ chiều sõu tiến độ đào hợp lý sẽ phải lấy trong khoảng 2-2,5m.
Ở đõy cửa hầm nằm trờn lớp đỏ vụi cứng chắc nứt nẻ nhiều fRkR=8, mặt khỏc chiều dài cỏc neo vượt trước là 3,5m, khoảng cỏch của cỏc bước neo vượt trước dọc theo trục hầm là 2m. Vậy ta chọn chiều sõu tiến độ đào là LRmR= 2 m
6. Chiều sõu khoan vượt (LRktR).
Để trỏnh tạo thành mố đỏ chõn tầng, tạo mặt bằng tốt trong quỏ trỡnh thi cụng cần cú chiều sõu khoan thờm LRktR = 10dRkR = 10*0,045 = 0,45 (m).
Trong đú: dRkRđường kớnh lỗ khoan dRkR=0,45m
7. Chiều sõu lỗ khoan (LRkR).
+ Chiều sõu lỗ khoan phỏ được tớnh theo cụng thức:
LRkR = LRmR + LRktR = 2 + 0,45 = 2,45 (m) Trong đú: LRm Rlà chiều sõu tiến độ đào hầm LRm R=2m
+ Chiều sõu lỗ khoan viền
Cỏc lỗ khoan tạo biờn thường được khoan nghiờng ra biờn của gương một gúc 70P 0 P - 85P 0 Pso với mặt phẳng gương hầm: k b 0 0 L 2, 45 L 2, sin 85 sin 85 = = = 46 m.
+ Chiều sõu lỗ khoan tạo rónh:
Để đảm bảo lỗ tạo rónh nổ bắn đỏ được mạnh tạo ra mặt thoỏng thỡ khi thiết kế số thước đào sõu thờm từ 0,15m-0,3m
LRrR = LRkR+0,15= 2,45 + 0,15 = 2,6 m
8. Khối lượng thuốc nổ cho một lần nổ
Q = q. SRdtR. LRkR (kg) (2) Trong đú: q - chỉ tiờu thuốc nổ đơn vị, q = 1,2(kg/mP
3P P )
SRdR - diện tớch tiết diện gương đào bậc trờn, SRdR = 41,81 mP 2
LRkR - chiều sõu lỗ mỡn, LRm R= 2,45m
Thay số vào (2) ta được: Q = 1,2. 41,81. 2,45 = 122,92 (kg)
9. Số lỗ mỡn trờn toàn gương
Số lỗ mỡn trờn gương được xỏc định theo cụng thức: N = 1, 273. .2 . .Δ. d t n q S d a k (3). Trong đú:
q – chỉ tiờu thuốc nổ đơn vị, q = 1,2 kg/mP 3
SRd R– diện tớch tiết diện đào, SRdR = 41,81 mP 3
a – hệ số nạp mỡn bỡnh quõn, theo tiờu chuẩn kỹ thuật và để đơn giản trong quỏ trỡnh nạp thuốc thường lấy a = 0,6 - 0,7 ta chọn a = 0,7
∆ - mật độ thuốc nổ trong cỏc thỏi thuốc nổ với P113 thỡ
∆=1,25 g/cmP 3 P =1250 kg/mP 3 P ;
dRtR - đường kớnh trung bỡnh của thỏi thuốc, d = 0,032 m kRnR – hệ số nốn chặt của thuốc sau quỏ trỡnh nhồi mỡn
với thuốc nổ P113 cú k=0,85;
Vậy thay số vào cụng thức (3) ta được: N = 1, 27.1, 2.41,812
(0, 032) .0, 7.1250.0,85= 83.66 lỗ
Vậy chọn N=84 lỗ
10. Số lỗ mỡn viền và khoảng cỏch cỏc lỗ mỡn viền a. Số lỗ mỡn viền được xỏc định theo cụng thức:
= b b k P N b ; (4) Trong đú:
P là chu vi toàn gương hầm cần nổ mỡn P=24,44 m
kRbR là hệ số chiều dài tuyến bố trớ miệng cỏc lỗ mỡn viền, so với tuyến biờn gương hần thiết kế thường lấy kRbR=0,85-0,9 ta chọn kRbR=0,9
b - khoảng cỏch chọn sơ bộ giữa cỏc lỗ mỡn viền. Thụng thường cỏc lỗ mỡn viền được thiết kế cú khoảng cỏch nhỏ hơn so với cỏc lỗ mỡn phỏ và được nạp thuốc với lượng ớt hơn cũng như sức cụng phỏ nhỏ hơn, với mục tiờu viền nhẵn, hạn chế phỏ hủy khối đất đỏ ngoài biờn thiết kế.
Tra bảng 2.9 với fRkR=8 ta chon sơ bộ khoảng cỏch giữa cỏc lỗ mỡn viền b = 0,6 m
Bảng 2.9 Bảng sơ bộ chọn khoảng cỏch giữa cỏc lỗ mỡn viền. STT Cỏc thụng số Hệ số kiờn cố của đất đỏ 3 ữ 6 7 ữ 9 10 ữ 12 1 b, cm 65 60 50 Thay vào (4) ta cú 0,85.24, 44 0, 6 = v N =34,6 lỗ Vậy chọn NRvR=35 lỗ
b. Khoảng cỏch cỏc lỗ mỡn tạo biờn
24.44 0, 69 0, 69 35 = = = v v P a N m Võy aRvR=0,7m 11. Số lỗ mỡn rónh trờn gương hầm
Đất đỏ trờn gương là đỏ vụi cứng chắc cú hệ số kiờn cố f=8, nứt nẻ mạnh, diện tớch mặt cắt tương đối lớn do ta chọn loại rónh hỡnh chúp với số lỗ mỡn rónh là 4 lỗ. Tra bảng 13-2 quan hệ giữa lỗ mỡn rónh hỡnh chúp với độ cứng cửa đỏ trong giỏo trỡnh thi cụng đại học thủy lợi ta tra được gúc nghiờng của lỗ khoan với mặt cụng tỏc là 68 P
0 P
, khoảng cỏch giữa hai lỗ mỡn rónh hỡnh chúp là 0,9m.
12. Số lỗ mỡn phỏ trờn gương: NRpR = N – (NRvR + NRđpR) =84 – (35+4) = 45 lỗ 13. Đường cản chõn tầng (WRctR) ct t .e W =47.k .d. ∆ γ Trong đú:
kRtR: Hệ số xột đến điều kiện địa chất. Đối với đỏ nứt nẻ thỡ kRtR = 1,1. d: Đường kớnh lỗ khoan, d = 32 mm 0,032m
∆: Mật độ thuốc nổ trong cỏc thỏi thuốc nổ với P113 thỡ ∆= 1,1ữ1,25g/cmP 3