Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHAY PHÁ ĐỨT GẪY 5 1.1. Khái niệm về phay phá, đứt gẫy 5 1.1.1. Lineman 6 1.1.2. Đứt gẫy sâu 6 1.1.3. Đới rift 7 1.1.4. Đứt gẫy biến dạng 8 1.1.5. Đứt gẫy trượt bằng 9 1.1.6. Đới trượt 10 1.1.7. Đứt gẫy vòng 10 1.2. Phân loại đứt gẫy dựa vào tính chất dịch chuyển của các cánh 11 1.2.1. Đứt gẫy thuận 11 1.2.2. Đứt gẫy nghịch 13 CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG CỦA PHAY PHÁ ĐỨT GẪY ĐẾN THI CÔNG CÔNG TRÌNH NGẦM 17 2.1. Tổng quan về những sự cố rủi ro trong thi công qua vùng đất đá phay phá đứt gãy 1 17 2.1.1. Các dạng sự cố rủi ro trong xây dựng công trình ngầm qua phay phá đưt gãy 17 2.2. Một vài sự cố trong xây dựng công trình ngầm qua phay phá ở Việt Nam 18 2.2.1. Sự cố đứt gẫy FA mỏ Mạo Khê 18 2.2.2. Sự cố đào lò xuyên vỉa mức 35 qua phay FC khu Lộ Trí mỏ than Thống Nhất 19 2.3. Ảnh hưởng của phay phá đến thi công công trình ngầm 19 2.4. Những giải pháp thường áp dụng khi thi công hầm qua vùng đất phay phá vò nhàu 20 2.4.1. Cược gương và nóc hầm (phương pháp cơ học) 20 2.4.2. Phương pháp ép vữa 20 2.4.3. Phương pháp thoát nước và gia cố vùng phay phá khi có chứa nước. 21 2.4.4. Phương pháp đóng băng nhân tạo 22 2.4.5. Phương pháp gia cường bằng hóa chất (nhựa tổng hợp) 22 CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP SỐ MÔ HÌNH HÓA XÁC ĐỊNH KHOẢNG CÁCH TỐI THIỂU TỪ CÔNG TRÌNH NGẦM TỚI PHAY PHÁ ĐỨT GẪY 3.1. Tổng quan về phương pháp số và phần mềm FLAC 3D 23 3.2. Lập mô hình và lựa chọn thông số đầu vào bài toán 25 3.3. Các trường hợp nghiên cứu 27 3.3.1. Thay đổi chiều sâu đặt đường lò 27 3.3.2. Thay đổi kích thước tiết diện đường lò 27 3.4 . Phân tích kết quả tính toán trong trường hợp thay đổi chiều sâu đặt đường lò 27 3.4.1 Kết quả tính toán khi đường lò đặt tại độ sâu 200 m 27 3.4.2 Kết quả tính toán khi đường lò đặt tại độ sâu 400 m 30 3.4.3 Kết quả tính toán khi đường lò đặt tại độ sâu 600 m 32 3.5. Phân tích kết quả tính toán trong trường hợp thay đổi chiều kích thước đường lò 35 3.5.1. Kết quả tính toán khi đường lò có kích thước 5x4 m 35 3.5.2. Kết quả tính toán khi đường lò có kích thước 4x4 m 38 3.5.3. Kết quả tính toán khi đường lò có kích thước 3x3 m 41 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KHOẢNG CÁCH TỐI THIỂU TỪ CÔNG TRÌNH NGẦM TỚI PHAY PHÁ ĐỨT GẪY KHI CÔNG TRÌNH NGẦM ĐÀO SONG SONG VỚI PHAY PHÁ, ĐỨT GẪY. 44 4.1. Trường hợp thay đổi độ sâu đặt đường lò 44 4.2. Trường hợp thay đổi kích thước tiết diện ngang của đường lò 46 4.3. Kiến nghị hướng phát triển nghiên cứu tiếp theo của đề tài. 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49
1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Tổng quan tình hình nghiên cứu nước thuộc lĩnh vực đề tài Những năm gần đây, kỹ thuật công nghệ lĩnh vực xây dựng công trình ngầm đạt kết vượt bậc, đặc biệt thi công công trình ngầm qua điều kiện địa chất phức tạp, địa chất yếu Có nhiều công trình xây dựng qua vùng địa chất có phay phá đứt gẫy thành công, an toàn hiệu quả, nhiên có công trình xảy cố thi công để lại hậu lớn chi phí để khắc phục tai biến kỹ thuật lớn chất lượng công trình không đảm bảo Cho đến có nhiều công trình nghiên cứu tác giả nước thi công công trình ngầm mỏ qua khu vực địa chất có phay phá đứt gãy tác giả: Ma Shi Zhi, Ren Zhao, Liu Wu Bi [6,7,8], GS.TS Nguyễn Quang Phích [1], PGS.TS Nguyễn Quang Luật [2], Nhìn chung, thấy rằng, tác giả nước tập trung vào biện pháp thi công chống giữ đào công trình ngầm mỏ qua phay phá đứt gãy, biện pháp khắc phục cố xảy thi công công trình ngầm qua phay phá đứt gẫy, công tác dự báo phòng ngừa cố thi công công trình ngầm qua vùng phay phá đứt gãy, mà chưa ý đến công trình ngầm đào song song với phay phá đứt gẫy, thi công công trình ngầm mỏ song song với đứt gãy khoảng cách an toàn công trình ngầm tới đứt gãy chưa có nhiều công trình công bố Chính việc nghiên cứu xác định khoảng cách tối thiểu công trình ngầm tới phay phá đứt gẫy công trình ngầm đào song song với phay phá đứt gẫy có ý nghĩa khoa học hoàn toàn xuất phát từ thực tiễn khách quan Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, trung bình năm ngành than phải đào chống từ 250 ÷ 300 km đường lò, đường lò đá chiếm khoảng 25%, đường lò than chiếm khoảng 75% [3,4,5] Ngoài dự án thủy điện, giao thông thực phải thi công số lượng lớn đường hầm Các công trình ngầm thường có chiều dài lớn thi công qua nhiều lớp đất đá khác sắc xuất gặp phay phá đứt gãy tồn khối đá lớn Phay phá đứt gẫy thường gây trở ngại cho công tác thiết kế thi công công trình ngầm, đường lò Thông thường thi công công trình ngầm, đường lò gần đến đứt gẫy đào qua đứt gẫy thường xảy cố trượt lở đất đá vào khoảng trống làm nguy hiểm cho người máy móc thiết bị, làm ngừng trệ sản xuất ảnh hưởng đến tốc độ thi công chung công trình Các công trình ngầm đào qua vùng đứt gẫy phay phá khoảng cách công trình ngầm, đường lò đến đứt gẫy có ảnh hưởng đến độ ổn định công trình, khoảng cách nhỏ mức độ ổn định công trình kém, khoảng cách lớn độ ổn định cao Chính vậy, việc nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu xác định khoảng cách tối thiểu công trình ngầm tới phay phá đứt gãy phương pháp số” để xác định khoảng cách hợp lý công trình ngầm tới phay phá đứt gẫy công trình ngầm đào qua phay phá đứt gẫy có ý nghĩa vô quan trọng đến độ ổn định công trình Mục tiêu đề tài Xác định khoảng cách tối thiểu trụ đất đá bảo vệ công trình ngầm (đường lò) tới phay phá đứt gẫy thi công công trình ngầm qua vùng phay phá đứt gãy Phương pháp nghiên cứu Phương pháp thu thập, tổng hợp xử lý tài liệu có: Tìm hiểu, tổng hợp, phân tích đánh giá tài liệu có để tiếp thu kế thừa kết nghiên cứu trước liên quan đến công trình ngầm đào vùng phay phá đứt gãy Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Sử dụng phương pháp mô hình hóa phần mềm Flac3D: xây dựng mô hình so sánh kích thước khoảng cách công trình ngầm tới phay phá đứt gẫy Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Xác định khoảng cách gương công trình ngầm với phay phá đứt gẫy Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu ứng suất, vùng phá hủy dẻo xung quanh công trình ngầm với kích thước khoảng cách khác công trình ngầm tới phay phá đứt gẫy CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHAY PHÁ ĐỨT GẪY 1.1 Khái niệm phay phá, đứt gẫy Phay phá, đứt gẫy (còn gọi biến vị, đoạn tầng phay) tượng địa chất liên quan tới trình kiến tạo vỏ trái đất Khi đá bị ngoại lực (lực kiến tạo) tác dụng đá xuất ứng lực Khi ứng lực vượt giới hạn (gọi giới hạn bền), đá bị biến dạng phá hủy, đá xuất mặt nứt gọi khe nứt Nếu dọc theo mặt nứt khối đá bị nứt ra, dịch chuyển tương gọi phay phá đứt gẫy (fault) Vậy phay phá đứt gẫy sản phẩm biến dạng đá, mặt đới, dọc theo mặt đới có tượng dịch chuyển theo phương song song với mặt đới Khối đá hai phía đứt gẫy gọi hai cánh đứt gẫy (wall block) Phay phá đứt gẫy phát triển chủ yếu theo không gian hai chiều, tức dạng cấu tạo mặt, thể địa hình đường; đường giao tuyến mặt đứt gẫy với mặt địa hình Hình chiếu mặt phẳng nằm ngang giao tuyến mặt đứt gẫy mặt địa hình thường gọi đường đứt gẫy [9] Nếu cấu trúc đứt gẫy có mặt trượt mà đới mặt trượt theo sản phẩm biến dạng khác, gọi đới đứt gẫy (fault zone) Nếu đới đứt gẫy mặt trượt mà đới khe nứt cắt uốn cong dạng nếp oằn gọi đới trượt dẻo đới cắt dẻo (dectile shear zone) Hình 1 Các đới đứt gẫy a) Đứt gẫy mặt trượt; b) Đới đứt gẫy có nhiều mặt trượt; c) Đới trượt (cắt) dẻo; Cánh nằm; Cánh treo [9] Sự hình thành phay phá, đứt gẫy địa chất chứa bùn, sét, nước thành phần phong hóa khai đào công trình ngầm qua khu vực gây sập đổ, tai nạn thi công Trong điều kiện phay phá, đứt gẫy nhà nghiên cứu, thiết kế phải đưa giải pháp xử lý thi công thích hợp cần thiết để tiến hành khai đào công trình ngầm Các loại đứt gẫy đặc biệt 1.1.1 Lineman Lineamen (leneament) hay đường kẻ hành tinh khái niệm W Hobbs, 1904, đề xuất Lineamen đới đứt gẫy lớn, cỡ hành tinh Nghĩa chúng cắt qua vài châu lục, có bề rộng hàng chục, chí hàng trăm km Đặc điểm Lineamen có lịch sử phát triển lâu dài, có biểu hoạt động lặp lặp lại nhiều lần đới xung yếu vỏ Trái Đất, nơi sụt lún vào thời kỳ địa chất khác để tạo thành bồn địa trầm tích Trái Đất, nơi sụt lún vào thời kỳ địa chất khác để thành tạo bồn địa trầm tích dọc theo nó, nơi vỏ Trái Đất căng giãn, thuận lợi cho magma xâm nhập phun trào núi lửa, ép nén gây uốn nếp, biến dạng đá dọc theo Đây đới đá bị biến chất động lực, biến chất nhiệt động, biến chất trao đổi,… phức tạp Nhiều nhà địa chất cho Lineamen sản phẩm động học Trái Đất quay xung quanh trục gây Hiện tượng biến Trái Đất từ hình cầu chuyển dần sang hình elipxoit; giao tuyến hai hình đới Luneamen Tây Bắc/Đông Nam Đông Nam/Tây Bắc 1.1.2 Đứt gẫy sâu Đứt gẫy sâu (deep fault) thuật ngữ thường dùng Liên Xô (cũ) số nước Đông Âu cấu trúc tương tự nhà địa chất Tây Âu gọi Luneamen Cũng có người lại cho Lineamen đứt gẫy sâu liên quan với tượng quay Trái Đất xung quanh trục Theo A V Peive, 1945, đứt gẫy sâu đứt gẫy có chiều dài lớn, phát sinh sâu lòng đất, có lịch sử lâu dài, nhiều pha với hướng vận động khác có vai trò trình việc hình thành đới xâm nhập phun trào, dải địa máng, đai uốn nếp, đới sinh khoáng,… * Theo V A Đêđêev nnk, 1963, chia đứt gẫy sâu làm loại - Loại thứ nhất: gọi kiểu đứt gẫy sâu Saligen (Salic), đứt gẫy sâu liên quan với lớp granit vỏ Trái Đất, nghĩa chúng đạt tới mặt Conrad, gọi đứt gẫy sâu đến lớp granit, ứng với độ sau từ 10 30 km - Loại thứ hai: gọi đứt gẫy sâu kiểu Simagen (Sima), đạt đến lớp bazan vỏ Trái Đất, lại đứt gẫy sâu đến bazan ứng với độ sâu từ 10 15 km đến 50 70 km - Loại thứ ba: đứt gẫy sâu đến manti, ứng với độ sâu từ 50 700 km * Theo I N Tomson, 1993, chia đứt gẫy sâu làm cấp theo quy mô chúng - Cấp I: đứt gẫy sâu kéo dài hàng chục ngàn km nằm lục địa đại dương - Cấp II: đứt gẫy sâu kéo dài hàng ngàn km nằm lục địa đại dương - Cấp III: kéo dài vài ngàn km ngăn cách miền hệ uốn nếp - Cấp IV: khoảng 1000 km ngăn cách phức đại phức nếp lồi, nếp lõm - Cấp V: vài chục tới vài trăm km cắt qua khối nâng miền võng phạm vi phức nếp lồi phức nếp lõm * Theo V A Aprrođov, 1964, chia đứt gẫy sâu nhóm đứt gẫy sâu cỡ hành tinh cắt qua vỏ lục địa manti, nhóm đứt gẫy sâu cỡ hành tinh cắt qua vỏ đại dương manti * Theo V E Khain, A E Mikhailov, 1985 chia đứt gẫy sâu làm ba cấp - Cấp thứ nhất: đứt gẫy sâu ranh giới mảng thạch - Cấp thứ hai: Giới hạn mảng nhỏ vi mảng - Cấp thứ ba: tất đứt gẫy sâu khác phạm vi lục địa đại dương 1.1.3 Đới rift Đới rift (rift zone) đới tách giãn Cơ chế vận động đới tách giãn vỏ Trái Đất Thuật ngữ rift J Gregory đưa từ cuối kỷ XIX ông nghiên cứu Đông Phi Loại cấu trúc rift có quy mô lớn đới sống núi đại dương (ridge), nơi vỏ Trái Đất bị tách giãn mạnh mẽ, trở thành ranh giới tách giãn mảng (drivergent plate boundaries), nơi hình thành lớp vỏ Trái Đất Các cấu trúc rift điển hình thường liên quan tới cấu trúc ba chạc chạc ba (triple junction), tức cấu trúc gồm có ba nhánh xuất phát từ trung tâm, hình thành trình biến dạng vỏ Trái Đất Hình Đới Rift Cấu trúc ba chạc điểm nóng (H); b) Cấu trúc ba chạc Nam Hải Nam; c) Cấu trúc ba chạc Đông Phi [9] 1.1.4 Đứt gẫy biến dạng Đứt gẫy biến dạng (transforom faults) J T Wilson đề xuất năm 1965, đứt gẫy trượt ngang lớn làm dịch chuyển sống núi đại dương (middle oceanic ridge), ranh giới trượt ngang (cosnervative plate boundaries) mảng, không xảy tượng tách giãn chờm núi Các đứt gẫy biến dạng có đặc điểm khác biệt so với đứt gẫy trượt (strike slip faults) thường gặp đất liền Quá trình hình thành đứt gẫy kiểu xảy hai trường hợp Trường hợp thứ nhất, dịch chuyển dọc theo đới xung yếu kèm với tượng mở rộng tách giãn tạo rift sống núi đại dương đới xung yếu gọi đứt gẫy biến dạng (transform faults); trường hợp thứ hai tượng mở rộng cấu tạo rift người ta gọi chúng đứt gẫy trượt trượt ngang (transcurent faults) Hình Mô hình giải thích trình thành tạo đứt gẫy biến dạng cấu trúc liên quan [9] Hình Đứt gẫy biến dạng đứt gẫy trượt [9] 1.1.5 Đứt gẫy trượt Đứt gẫy trượt (wrench faults, strike slip faults) đứt gẫy lớn, có tượng dịch chuyển theo phương nằm ngang với cự ly khác Nếu nhìn bình đồ, thấy phía bị trượt sang bên phải gọi đứt gẫy trượt bẳng phải (dextral), thấy chúng trượt sang bên trái gọi đứt gẫy dịch trái (sinistral) Cách gọi tên dùng cho tất loại đứt gẫy có tượng dịch chuyển ngang gần ngang Hình Đứt gẫy F1 [9] Đứt gẫy trượt có quy mô biên độ trượt khác nhau, từ nhỏ đến lớn Về mặt động học đứt gẫy trượt nói chung liên quan với mặt có ứng suất tiếp cực đại biến dạng Hình Các vùng đứt gẫy a) Vùng ép trượt (a), tách trượt (b); b) Trũng kéo doãng; c) Vùng uốn nếp đứt gẫy [9] 1.1.6 Đới trượt Đới trượt, đới cắt, cắt trượt hay đới dịch trượt (shear zone) đới biến dạng dẻo biến dạng dòn, thường xuất thành đới khối đá không bị biến dạng Hiện tượng đứt gẫy biến dạng dòn xảy đến độ sâu khoảng 10 ÷15 km vỏ Trái Đất Dưới độ sâu tính chất vật lý đá bị biến đổi Do nhiệt độ áp suất tăng lên, tính dòn đá chuyển sang tính dẻo trình biến dạng đàn hồi đá chuyển thành biến dạng dẻo Hình Sự chuyển tiếp từ đứt gẫy dòn sang đới cắt dẻo theo độ sâu ( R G Park, 1983) Vùng biến dạng dòn; Vùng biến dạng dẻo [9] 1.1.7 Đứt gẫy vòng Đứng gẫy vòng (ring faults) dạng cấu tạo vòng (ring structues) có đặc điểm đường phương đứt gẫy thấy bình đồ có dạng vòng tròn khép kín không khép kín; thường xuất thành đới nhiều sóng lượn theo Các đứt gẫy vòng liên quan với cấu tạo nâng dạng vòm, cấu tạo sụt lún dạng trũng núi lửa Hình Các kiểu đứt gẫy vòng a) Liên quan đến cấu trúc họng núi lửa Đứt gẫy vòng;2 Rìa địa hình; b) Đứt gẫy dạng cung ép; c) Đứt gẫy dạng cung căng [9] 10 1.2 Phân loại đứt gẫy dựa vào tính chất dịch chuyển cánh 1.2.1 Đứt gẫy thuận Đứt gẫy thuận (normal faults) đứt gẫy có mặt đứt gẫy (mặt trượt) nghiêng phía đá bị trụt xuống Như đứt gẫy thuận đứt gẫy có cánh treo (cánh nằm mặt trượt) trượt xuống phía so với cánh nằm Trong mặt cắt thẳng đứng vuông góc với đường phương mặt đứt gẫy, đứt gẫy thuận có yếu tố sau: A: cánh trồi (cánh nằm) B : Cánh trụt (cánh treo) Hình Các yếu tố đứt gẫy thuận ( A E Mikhailov, 1973) [9] Trong : CD giao tuyến mặt trượt mặt cắt CE hướng dốc Góc góc dốc a1 – b1: Cự ly theo mặt trượt a1 – b2: Cự ly thẳng đứng b1 – b2: Cự ly nằm ngang b1 – a2: Giãn cách thẳng đứng b2 – a3: Giãn cách ngang b1 – a4: Cự ly địa tầng * Phân loại đứt gẫy thuận: - Dựa vào hình dạng mặt đứt gẫy: Trong số trường hợp góc dốc mặt trượt đứt gẫy thay đổi thường thoải dần theo hướng từ xuống Ở phân dốc mó mặt trượt uốn cong gọi đứt gẫy (thuận) dốc (listric normal fault) Tiếp tục xuống sâu mặt đứt gẫy thoải dần đến gần nằm ngang gọi đứt gẫy đáy (detachment fault) xem ranh giới phần bị biến dạng (nằm trên) với đứt gẫy phân cắt cánh treo 33 F L A C D 0 F L A C D 0 S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e :3 :2 W e d F e b S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e :5 :4 W e d F e b C e n te r: X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 R o ta tio n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 B l o c k S ta t e B lo c k S t a t e N one s h e a r-n s h e a r-p s h e a r - n s h e a r - p t e n s io n - p s h e a r - n t e n s io n - n s h e a r - p t e n s io n - p s h e a r-p N one s h e a r-n s h e a r-p s h e a r - n s h e a r - p te n s io n - p s h e a r - n te n s io n - n s h e a r - p t e n s io n - p s h e a r-p te n s io n - n s h e a r - p t e n s io n - p I t a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A m I t a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 7m F L A C D 0 S t e p M o d e l P e r s p e c tiv e : :0 W e d F e b C e n te r: X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 B l o c k S ta t e N one s h e a r-n s h e a r-p s h e a r - n s h e a r - p t e n s io n - p s h e a r - n te n s io n - n s h e a r - p t e n s io n - p s h e a r-p It a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 8m Hình Vùng phá hủy dẻo xung quanh đường lò độ sâu -600 m Từ hình 3.7 ta thấy rằng, khoảng cách bố trí đường lò cách phay phá thay đổi từ ÷ m quy luật phá hủy dẻo xung quanh hông đường lò sau: - Khi khoảng cách đường lò tới phay phá ÷ m đường lò nằm gần tiếp giáp với phay phá vùng phá hủy dẻo ảnh hưởng nhiều tới gương thi công đường lò -Khi khoảng cách đường lò 7m vùng phá hủy dẻo ảnh hưởng chưa an toàn đào chống phương pháp thông thường nên cần bố trí cách xa thêm - Khi khoảng cách từ đường lò tới phay phá m vùng phá hủy dẻo ảnh hưởng tới phay phá ít, điều chứng tỏ khoảng cách từ phay phá đến đường lò m độ ổn định đường lò không bị ảnh hưởng phay phá Từ kết tính toán thể hình vẽ phân tích ta chọn khoảng cách bố trí đường lò cách phay phá m b Ứng suất theo phương thẳng đứng Szz 34 Phân bố ứng suất theo phương thẳng đứng Szz ứng với vị trí đường lò cách phay phá m; m; m m;8 m thể hình 3.8 F L A C D 0 F L A C D 0 S t e p 3 M o d e l P e r s p e c t iv e :1 :2 W e d F e b S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e :2 :3 W e d F e b C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 C e n te r: X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 R o t a tio n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 C o n to u r o f S Z Z C o n to u r o f S Z Z M a g fa c = 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la t io n -2 e + 0 to -2 0 e + 0 -2 0 e + 0 to -2 0 0 e + 0 -2 0 0 e + 0 to -1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to -1 0 0 e + 0 -1 0 0 e + 0 to -5 0 0 e + 0 -5 0 0 e + 0 to 0 0 e + 0 0 0 0 e + 0 t o e + 0 In te rv a l = e + 0 M a g fa c = 0 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la t io n - 8 e + 0 to - 2 0 e + 0 - 2 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 e + 0 - 0 e + 0 to - 0 e + 0 - 0 e + 0 to - 0 e + 0 - 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 e + 0 - 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 e + 0 - 0 e + 0 to 0 0 e + 0 0 0 0 e + 0 to e + 0 In te r v a l = e + 0 I ta s c a C o n s u ltin g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A I t a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A m 2m F L A C D 0 F L A C D 0 S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e :3 :3 W e d F e b S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e :5 :5 W e d F e b C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 C o n to u r o f S Z Z R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 C o n to u r o f S Z Z M a g fa c = 0 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la t io n - 6 e + 0 to - 0 e + 0 - 0 e + 0 to - 0 e + 0 - 0 e + 0 to - 0 e + 0 - 0 e + 0 to - 0 e + 0 - 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to 0 0 e + 0 0 0 0 e + 0 to e + 0 In te r v a l = e + 0 M a g fa c = 0 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la t io n -1 5 e + 0 to -1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to -1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to -1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to -1 0 0 e + 0 -1 0 0 e + 0 to -7 0 e + 0 -7 0 e + 0 to -5 0 0 e + 0 -5 0 0 e + 0 to -2 0 e + 0 -2 0 e + 0 to 0 0 e + 0 0 0 0 e + 0 to e + 0 In te r v a l = e + 0 I t a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A I t a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 6m 7m F L A C D 0 S te p M o d e l P e r s p e c tiv e : :4 W e d F e b C e n te r: X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 C o n to u r o f S Z Z M a g f a c = 0 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la tio n -2 e + 0 to -2 0 0 e + 0 -2 0 0 e + 0 to -1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to -1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to -1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to -1 0 0 e + 0 -1 0 0 e + 0 to -7 0 e + 0 -7 0 e + 0 to -5 0 0 e + 0 -5 0 0 e + 0 to -2 0 e + 0 - 0 e + 0 t o 0 0 e + 0 0 0 0 e + 0 to e + 0 In te rv a l = e + 0 I ta s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A m Hình Ứng suất theo phương thẳng đứng xung quanh đường lò độ sâu -600 m Từ hình 3.8 ta thấy rằng, khoảng cách bố trí đường lò cách phay phá thay đổi từ ÷ m quy luật phân bố ứng suất theo phương thẳng đứng xung quanh đường lò sau: 35 - Phần đường lò gương thi công khoảng cách từ gương đường lò đến phay phá ÷ m ứng suất tập trung , điều lý giải đất đá xung quanh phay phá đất đá thường bị vỡ vụn cà nát tập trung ứng suất lớn vùng này, đường lò gần khu vực thường ổn định đất đá có chứa mạng khe nứt dày đặc, đất đá rời rạc ổn định tập trung ứng suất Khi khoảng cách đường lò m thấy gương thi công phay phá suất tập trung ứng suất mức trung bình điều chứng tỏ đất đá đường lò phay phá trạng thái ổn định, ảnh hưởng tới gương thi công -Khi khoảng cách 8m ứng suất tập trung nhiều điều lý giải ảnh hưởng cuarphay phá tới gương thi công ổn định, không bị phá hủy, giá trị ứng suất tập trung lớn, với khoảng cách từ phay phá đến hông trái đường lò m đường lò không ảnh hưởng phay phá vị trí đặt đường lò phải lớn 8m 3.5 Phân tích kết tính toán thay đổi diện tích mặt cắt ngang đường lò độ sâu -400m 3.5.1 Kết tính toán đường lò có kích thước 5x4 m a Vùng phá hủy dẻo xung quanh đường lò Vùng phá hủy dẻo xung quanh đường lò ứng với vị trí đường lò cách phay phá m; m; m m ; m thể hình 3.9 F L A C D 0 F L A C D 0 S te p 9 M o d e l P e r s p e c tiv e :0 :5 W e d F e b S t e p 1 M o d e l P e r s p e c t iv e :1 :5 W e d F e b C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 C e n te r: X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 B l o c k S t a te B l o c k S ta te N one s h e a r-n s h e a r-n s h e a r-n s h e a r-p s h e a r-p N one s h e a r-n s h e a r-p s h e a r - n s h e a r - p t e n s io n - p s h e a r - n t e n s io n - n s h e a r - p t e n s io n - p s h e a r-p s h e a r - p t e n s io n - p te n s io n - n s h e a r - p te n s io n - p I ta s c a C o n s u lt in g G r o u p , In c M in n e a p o lis , M N U S A m R o ta t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 s h e a r-p s h e a r - p t e n s io n - p t e n s io n - n s h e a r - p t e n s io n - p t e n s io n - p It a s c a C o n s u lt in g G r o u p , In c M in n e a p o lis , M N U S A m 36 F L A C D 0 F L A C D 0 S te p M o d e l P e r s p e c tiv e :1 :4 W e d F e b S t e p M o d e l P e r s p e c tiv e : :2 T h u F e b C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 R o ta t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 B lo c k S t a t e B l o c k S ta te N one s h e a r-n s h e a r-n s h e a r-n s h e a r-p s h e a r-p N one s h e a r-n s h e a r-p s h e a r - n s h e a r - p t e n s io n - p s h e a r - n t e n s io n - n s h e a r - p t e n s io n - p s h e a r-p s h e a r - p t e n s io n - p te n s io n - n s h e a r - p te n s io n - p I ta s c a C o n s u lt in g G r o u p , In c M in n e a p o lis , M N U S A s h e a r-p s h e a r - p te n s io n - p te n s io n - n s h e a r - p t e n s io n - p te n s io n - p I ta s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A m m F L A C D 0 S te p M o d e l P e r s p e c tiv e :2 :2 W e d F e b C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 B l o c k S ta te N one s h e a r-n s h e a r-n s h e a r-n s h e a r-p s h e a r-p s h e a r-p s h e a r - p t e n s io n - p t e n s io n - n s h e a r - p t e n s io n - p t e n s io n - p I ta s c a C o n s u lt in g G r o u p , In c M in n e a p o lis , M N U S A m Hình 3.9 Vùng phá hủy dẻo xung quanh đường lò với kích thước 5x4 m Từ hình 3.9 ta thấy rằng, khoảng cách bố trí đường lò cách phay phá thay đổi từ ÷ m quy luật phá hủy dẻo xung quanh hông đường lò sau: - Khi khoảng cách đường lò tới phay phá ÷ m đường lò nằm gần tiếp giáp với phay phá vùng phá hủy dẻo ảnh hưởng nhiều tới gương thi công đường lò - Khi khoảng cách từ đường lò tới phay phá ≥ m vùng phá hủy dẻo ảnh hưởng tới phay phá ít, điều chứng tỏ khoảng cách từ phay phá đến đường lò ≥ m độ ổn định đường lò không bị ảnh hưởng phay phá Từ kết tính toán thể hình vẽ phân tích ta chọn khoảng cách bố trí đường lò cách phay phá ≥ m Từ kết tính toán thể hình vẽ phân tích ta chọn khoảng cách bố trí đường lò cách phay phá ≥ m b Ứng suất theo phương thẳng đứng Szz Phân bố ứng suất theo phương thẳng đứng Szz ứng với vị trí đường lò cách phay phá m; m; m m; m thể hình 3.10 37 F L A C D 0 F L A C D 0 S te p 9 M o d e l P e r s p e c tiv e :0 :3 W e d F e b S te p 1 M o d e l P e r s p e c tiv e :1 :1 W e d F e b C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 C e n te r: X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 C o n to u r o f S Z Z R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 C o n to u r o f S Z Z M a g f a c = 0 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la t io n -1 e + 0 to -1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to -1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to -1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to -1 0 0 e + 0 -1 0 0 e + 0 to -8 0 0 e + 0 -8 0 0 e + 0 to -6 0 0 e + 0 -6 0 0 e + 0 to -4 0 0 e + 0 -4 0 0 e + 0 to -2 0 0 e + 0 -2 0 0 e + 0 to 0 0 e + 0 0 0 0 e + 0 to 2 e + 0 In t e r v a l = e + 0 I ta s c a C o n s u lt in g G r o u p , In c M in n e a p o lis , M N U S A m M a g fa c = 0 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la tio n - e + 0 t o - 0 e + 0 - 0 e + 0 t o - 0 e + 0 - 0 e + 0 t o - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 t o - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 t o - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 t o - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 t o - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 t o 0 0 e + 0 0 0 0 e + 0 t o e + 0 In te r v a l = e + 0 I ta s c a C o n s u lt in g G r o u p , In c M in n e a p o lis , M N U S A m F L A C D 0 F L A C D 0 S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e :2 :0 W e d F e b S t e p M o d e l P e r s p e c tiv e :5 :5 T h u F e b C e n te r: X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 C e n te r: X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 R o t a tio n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 C o n to u r o f S Z Z R o ta t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 C o n to u r o f S Z Z M a g fa c = 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la t io n - 2 e + 0 t o - 0 e + 0 - 0 e + 0 t o - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 t o - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 t o - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 t o - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 t o - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 t o 0 0 e + 0 0 0 0 e + 0 to e + 0 In te rv a l = e + 0 I t a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 6m M a g fa c = 0 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la t io n - e + 0 to -1 0 e + 0 - 0 e + 0 to -1 0 e + 0 - 0 e + 0 to -1 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to -8 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to -6 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to -4 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to -2 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to 0 0 e + 0 0 0 0 e + 0 t o e + 0 In te rv a l = e + 0 I ta s c a C o n s u ltin g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 7m F L A C D 0 S t e p M o d e l P e r s p e c tiv e :2 : W e d F e b C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t: e + 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 C o n to u r o f S Z Z M a g fa c = 0 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la t io n -1 e + 0 to -1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to -1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to -1 0 0 e + 0 -1 0 0 e + 0 to -8 0 0 e + 0 -8 0 0 e + 0 to -6 0 0 e + 0 -6 0 0 e + 0 to -4 0 0 e + 0 -4 0 0 e + 0 to -2 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to 0 0 e + 0 0 0 0 e + 0 to 9 e + 0 In te r v a l = e + 0 It a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 8m Hình 3.10 Ứng suất theo phương thẳng đứng xung quanh đường lò với kích thước 5x4 m Từ hình 3.10 ta thấy rằng, khoảng cách bố trí đường lò cách phay phá thay đổi từ ÷ m quy luật phân bố ứng suất theo phương thẳng đứng xung quanh đường lò sau: - Phần đường lò gương thi công khoảng cách từ gương đường lò đến phay phá ÷ m ứng suất tập trung , điều lý giải đất đá xung quanh phay phá đất đá thường bị vỡ vụn cà nát tập trung ứng suất lớn vùng này, đường lò gần khu vực thường ổn định đất đá có chứa mạng 38 khe nứt dày đặc, đất đá rời rạc ổn định tập trung ứng suất Khi khoảng cách đường lò ÷ m thấy gương thi công phay phá suất tập trung ứng suất điều chứng tỏ đất đá đường lò phay phá trạng thái ổn định, không bị phá hủy, giá trị ứng suất tập trung lớn, với khoảng cách từ phay phá đến hông trái đường lò ≥ m đường lò không ảnh hưởng phay phá vị trí đặt đường lò phải lớn 7m 3.5.2 Kết tính toán đường lò có kích thước 4x4 m a Vùng phá hủy dẻo xung quanh đường lò Vùng phá hủy dẻo xung quanh đường lò ứng với kích thước đường lò rộng x cao 4x4 m thể hình 3.11 F L A C D 0 F L A C D 0 S te p M o d e l P e r s p e c t iv e :1 :3 T h u M a r 2 S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e :1 :4 T h u M a r 2 C e n te r: X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 C e n te r: X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t: e + 0 R o t a tio n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 B lo c k S ta t e B lo c k S ta te N one s h e a r-n s h e a r-n s h e a r-n s h e a r-p s h e a r-p R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 s h e a r-p s h e a r - p te n s io n - p t e n s io n - n s h e a r - p te n s io n - p N one s h e a r -n s h e a r- p s h e a r - n s h e a r - p t e n s io n - p s h e a r -p s h e a r - p t e n s io n - p t e n s io n - p I ta s c a C o n s u ltin g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A I t a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 4m 2m F L A C D 0 F L A C D 0 S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e :1 : T h u M a r 2 S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e :2 :0 T h u M a r 2 C e n te r: X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t: e + 0 R o ta t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 B l o c k S t a te B lo c k S t a t e N one s h e a r-n s h e a r-p s h e a r-p N one s h e a r- n s h e a r- p s h e a r- p s h e a r - p t e n s io n - p I t a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 6m R o t a tio n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 I t a s c a C o n s u ltin g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 7m Hình 11 Vùng phá hủy dẻo xung quanh đường lò với kích thước 4x4 m Từ hình 3.11 ta thấy rằng, khoảng cách bố trí đường lò cách phay phá thay đổi từ ÷ m quy luật phá hủy dẻo xung quanh hông đường lò sau: - Khi khoảng cách đường lò tới phay phá ÷ m đường lò nằm gần tiếp giáp với phay phá vùng phá hủy dẻo ảnh hưởng nhiều tới gương thi công đường lò 39 - Khi khoảng cách từ đường lò tới phay phá ≥ m vùng phá hủy dẻo ảnh hưởng tới phay phá ít, điều chứng tỏ khoảng cách từ phay phá đến đường lò ≥ m độ ổn định đường lò không bị ảnh hưởng phay phá Từ kết tính toán thể hình vẽ phân tích ta chọn khoảng cách bố trí đường lò cách phay phá ≥ m Từ kết tính toán thể hình vẽ phân tích ta chọn khoảng cách bố trí đường lò cách phay phá ≥ m b Ứng suất theo phương thẳng đứng Szz Phân bố ứng suất theo phương thẳng đứng Szz ứng với vị trí đường lò cách phay phá m; m; m, m, m thể hình 3.12 F L A C D 0 F L A C D 0 S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e :1 : T h u M a r 2 S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e :1 :4 T h u M a r 2 C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t: e + 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 C o n to u r o f S Z Z M a g fa c = 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la t io n -1 e + 0 to -1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to -1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to -1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to -1 0 0 e + 0 -1 0 0 e + 0 to -8 0 0 e + 0 -8 0 0 e + 0 to -6 0 0 e + 0 -6 0 0 e + 0 to -4 0 0 e + 0 -4 0 0 e + 0 to -2 0 0 e + 0 -2 0 0 e + 0 to -3 4 e + 0 I n te r v a l = e + 0 It a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 2m R o t a tio n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 C o n to u r o f S Z Z M a g fa c = 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la t io n - 7 e + 0 to -1 0 e + 0 - 0 e + 0 to -1 0 e + 0 - 0 e + 0 to -1 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to -8 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to -6 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to -4 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to -2 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to -8 2 e + 0 In t e r v a l = e + 0 I t a s c a C o n s u ltin g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 4m F L A C D 0 F L A C D 0 S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e :1 : T h u M a r 2 S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e :2 :1 T h u M a r 2 C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 C e n te r: X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t: e + 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 C o n to u r o f S Z Z M a g fa c = 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la t io n -1 e + 0 to -1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to -1 0 0 e + 0 -1 0 0 e + 0 to -8 0 0 e + 0 -8 0 0 e + 0 to -6 0 0 e + 0 -6 0 0 e + 0 to -4 0 0 e + 0 -4 0 0 e + 0 to -2 0 0 e + 0 -2 0 0 e + 0 to -1 e + 0 I n te r v a l = e + 0 It a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 6m R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 C o n to u r o f S Z Z M a g fa c = 0 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la t io n - e + 0 to -1 0 e + 0 - 0 e + 0 to -1 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to -8 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to -6 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to -4 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to -2 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to -1 e + 0 I n t e r v a l = e + 0 I t a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 7m Hình 3.12 Ứng suất theo phương thẳng đứng đường lò có kích thước 4x4 m Từ hình 3.12 ta thấy rằng, khoảng cách bố trí đường lò cách phay phá thay đổi từ ÷ m quy luật phân bố ứng suất theo phương thẳng đứng xung quanh đường lò sau: 40 - Phần đường lò gương thi công khoảng cách từ gương đường lò đến phay phá ÷ m ứng suất tập trung , điều lý giải đất đá xung quanh phay phá đất đá thường bị vỡ vụn cà nát tập trung ứng suất lớn vùng này, đường lò gần khu vực thường ổn định đất đá có chứa mạng khe nứt dày đặc, đất đá rời rạc ổn định tập trung ứng suất Khi khoảng cách đường lò ÷7 m thấy gương thi công phay phá suất tập trung ứng suất điều chứng tỏ đất đá đường lò phay phá trạng thái ổn định, không bị phá hủy, giá trị ứng suất tập trung lớn, với khoảng cách từ phay phá đến hông trái đường lò ≥ m đường lò không ảnh hưởng phay phá vị trí đặt đường lò phải lớn 6m 3.5.3 Kết tính toán đường lò có kích thước 3x3 m a Vùng phá hủy dẻo xung quanh đường lò Vùng phá hủy dẻo xung quanh đường lò ứng với kích thước đường lò rộng x cao 3,5x3,5 m thể hình 3.13 F L A C D 0 F L A C D 0 S t e p 5 M o d e l P e r s p e c t iv e : :0 T h u M a r 2 S t e p M o d e l P e r s p e c tiv e :3 :5 T h u M a r 2 C e n te r: X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t: e + 0 C e n te r: X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 B lo c k S ta te B lo c k S ta te N one s h e a r-n s h e a r-p s h e a r-p N one s h e a r-n s h e a r-p s h e a r - n s h e a r - p te n s io n - p s h e a r-p s h e a r - p t e n s io n - p I t a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A m F L A C D 0 I ta s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 5m F L A C D 0 S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e : :1 T h u M a r 2 S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e :4 :2 T h u M a r 2 C e n te r: X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t: e + 0 C e n te r: X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 B lo c k S ta te B l o c k S ta te N one s h e a r-n s h e a r-p s h e a r-p I t a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 N one s h e a r-n s h e a r-p s h e a r-p I t a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 41 m 7m Hình 3.13 Vùng biến dạng dẻo đường lò có kích thước 3x3 m Từ hình 3.13 ta thấy rằng, khoảng cách bố trí đường lò cách phay phá thay đổi từ ÷ m quy luật phá hủy dẻo xung quanh hông đường lò sau: - Khi khoảng cách đường lò tới phay phá ÷ m đường lò nằm gần tiếp giáp với phay phá vùng phá hủy dẻo ảnh hưởng nhiều tới gương thi công đường lò - Khi khoảng cách từ đường lò tới phay phá ≥ m vùng phá hủy dẻo ảnh hưởng tới phay phá ít, điều chứng tỏ khoảng cách từ phay phá đến đường lò ≥ m độ ổn định đường lò không bị ảnh hưởng phay phá Từ kết tính toán thể hình vẽ phân tích ta chọn khoảng cách bố trí đường lò cách phay phá ≥ m Từ kết tính toán thể hình vẽ phân tích ta chọn khoảng cách bố trí đường lò cách phay phá ≥ m b Ứng suất theo phương thẳng đứng Szz Phân bố ứng suất theo phương thẳng đứng Szz ứng với vị trí đường lò cách phay phá m; m; m, m, m thể hình 3.14 F L A C D 0 F L A C D 0 S te p 5 M o d e l P e r s p e c ti v e :3 :2 T h u M a r 2 S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e :3 :4 T h u M a r 2 C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t: e + 0 C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 C o n to u r o f S Z Z C o n to u r o f S Z Z M a g fa c = 0 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u l a t io n - e + 0 to - 0 e + 0 - 0 e + 0 to - 0 e + 0 - 0 e + 0 to - 1 0 e + 0 - 1 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - e + 0 In te r v a l = e + 0 M a g fa c = 0 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la t io n - e + 0 to - 0 e + 0 - 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 7 e + 0 In te r v a l = e + 0 Ita s c a C o n s u ltin g G r o u p , I n c M in n e a p o li s , M N U S A m R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 I t a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M i n n e a p o lis , M N U S A m 42 F L A C D 0 F L A C D 0 S t e p M o d e l P e r s p e c t iv e :4 :1 T h u M a r 2 S t e p M o d e l P e r s p e c tiv e :4 :3 T h u M a r 2 C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 C e n te r : X : 4 e + 0 Y : 0 e + 0 Z : 0 e + 0 D is t : e + 0 R o t a t io n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 C o n to u r o f S Z Z M a g fa c = 0 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la t io n -1 e + 0 to - 0 e + 0 -1 0 e + 0 to - 0 e + 0 -1 0 e + 0 to - 1 0 e + 0 -1 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 -1 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 -9 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 -8 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 -7 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 -6 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 -5 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 -4 0 0 e + 0 to - e + 0 In te rv a l = e + 0 I t a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 6m R o ta tio n : X : 0 0 Y : 0 0 Z : 0 0 M a g : A n g : 2 0 C o n to u r o f S Z Z M a g fa c = 0 0 e + 0 G r a d ie n t C a lc u la t io n - e + 0 to - 0 e + 0 - 0 e + 0 to - 0 e + 0 - 0 e + 0 to - 1 0 e + 0 - 1 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 0 0 e + 0 - 0 0 e + 0 to - 8 e + 0 I n te r v a l = e + 0 It a s c a C o n s u lt in g G r o u p , I n c M in n e a p o lis , M N U S A 7m Hình 3.14 Ứng suất theo phương thẳng đứng đường lò có kích thước 3x3 m Từ hình 3.14 ta thấy rằng, khoảng cách bố trí đường lò cách phay phá thay đổi từ ÷ m quy luật phân bố ứng suất theo phương thẳng đứng xung quanh đường lò sau: - Phần đường lò gương thi công khoảng cách từ gương đường lò đến phay phá ÷ m ứng suất tập trung , điều lý giải đất đá xung quanh phay phá đất đá thường bị vỡ vụn cà nát tập trung ứng suất lớn vùng này, đường lò gần khu vực thường ổn định đất đá có chứa mạng khe nứt dày đặc, đất đá rời rạc ổn định tập trung ứng suất Khi khoảng cách đường lò ÷ m thấy gương thi công phay phá suất tập trung ứng suất điều chứng tỏ đất đá đường lò phay phá trạng thái ổn định, không bị phá hủy, giá trị ứng suất tập trung lớn, với khoảng cách từ phay phá đến hông trái đường lò ≥ m đường lò không ảnh hưởng phay phá vị trí đặt đường lò phải lớn 6m 43 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KHOẢNG CÁCH TỐI THIỂU TỪ CÔNG TRÌNH NGẦM TỚI PHAY PHÁ ĐỨT GẪY KHI CÔNG TRÌNH NGẦM ĐÀO QUA PHAY PHÁ, ĐỨT GẪY Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khoảng cách tối thiểu công trình ngầm tới phay phá đứt gẫy độ sâu đặt công trình, hình dạng kích thước tiết diện ngang công trình, áp lực địa tầng, thông số phay phá tính chất lý phay phá, song với điều kiện đầu vào toán ta rút kết luận khoảng cách tối thiểu hai trường hợp thay đổi độ sâu bố trí đường lò thay đổi kích thước tiết diện ngang đường lò sau: 4.1 Trường hợp thay đổi độ sâu đặt đường lò 44 Với mô hình tham số học lớp đất đá nên mục 3.2 chương 3, trường hợp thay đổi chiều sâu đặt đường lò tác giả khảo sát với chiều sâu đặt đường lò 200 m, 400 m, 600 m, khoảng cách từ pháy phá tới đường lò 2m, 4m, 5m, 6m, 7m, 8m, Kết tổng hợp biến dạng đất đá xung quanh đường lò thể biểu đồ sau: Biến dạng đường lò cách phay phá m Biến dạng đường lò cách phay phá m Biến dạng đường lò cách phay phá m Biến dạng đường lò cách phay phá m Biến dạng đường lò cách phay phá m Hình Biến dạng đường lò thay đổi chiều sâu đặt đường lò Nhận xét : - Về biến dạng xung quanh đường lò: từ biểu đồ ta thấy + Khi chiều sâu đặt đường lò tăng lên biến dạng chung đường lò tăng theo + Mặc dù độ sâu khác biến dạng lớn gương thi công phần gần gương chủ yếu + Khi khoảng cách từ đường lò tới phay phá xa, chiều sâu đặt đường lò tăng lên biến dạng có xu hướng giảm dần - Về vùng phá hủy dẻo xung quanh đường lò: + Khi khoảng cách từ đường lò tới phay phá giảm vùng phá hủy dẻo có xu hướng mở rộng ra, từ giá trị chiều tối thiểu trở vùng phá hủy dẻo không phát triển thêm - Về ứng suất xung quanh đường lò: + Vùng tập trung ứng suất lớn theo phương thẳng đứng phân bố vùng đất đá nguyên khối, không tập trung vùng phay phá Khi khoảng cách từ phay phá đứt gẫy đến đường lò đủ lớn vùng tập trung ứng suất lớn đối xứng với trục đường lò Từ phân tích mục 3.4 ta rút khoảng cách tối thiểu từ phay phá đứt gẫy tới đường lò sau: Bảng Khoảng cách tối thiểu từ phay phá đứt gẫy tới đường lò ứng với chiều sâu Chiều sâu đặt công trình 200 m 400 m 600 m Khoảng cách tối thiểu 6m 7m 8m Như ta thấy chiều sâu đặt đường lò tăng lên 200m khoảng cách tối thiểu tăng thêm 1m 45 4.2 Trường hợp thay đổi kích thước tiết diện ngang đường lò Trong trường hợp thay đổi kích thước tiết diện đường lò tác giả khảo sát với chiều sâu đặt đường lò -400 m khoảng cách từ pháy phá tới đường lò 2m, m, m, m, m Kích thước đường lò thay đổi với chiều rộng x chiều cao 5x4 m, 4x4 m, 3x3 m Kết tổng hợp biến dạng đất đá xung quanh đường lò thể biểu đồ sau: Biến dạng đường lò cách phay phá m Biến dạng đường lò cách phay phá 4m Biến dạng đường lò cách phay phá m Biến dạng đường lò cách phay phá m Biến dạng đường lò cách phay phá 8m Hình Biến dạng đường lò thay đổi kích thước tiết diện đường lò Nhận xét : - Về biến dạng xung quanh đường lò: Từ biểu đồ ta thấy + Nhìn chung kích thước đường lò giảm xuống biến dạng nóc, nền, gương đường lò giảm xuống + Khi chưa đạt giá trị chiều tối thiểu biến dạng vùng gương thi công có giá trị lớn chịu ảnh hưởng phay phá - Về vùng phá hủy dẻo xung quanh đường lò: + Khi khoảng cách từ đường lò tới phay phá giảm vùng phá hủy dẻo có xu hướng mở rộng ra, từ giá trị chiều tối thiểu trở vùng phá hủy dẻo không phát triển thêm + Khi kích thước tiết diện đường lò giảm đồng thời với chiều rộng vùng phá hủy dẻo giảm theo khoảng cách tối thiểu từ phay phá đứt gẫy đến đường lò có xu hướng giảm 46 - Về ứng suất xung quanh đường lò: + Vùng tập trung ứng suất lớn theo phương thẳng đứng phân bố vùng đất đá nguyên khối, không tập trung vùng phay phá Khi khoảng cách từ phay phá đứt gẫy đến đường lò đủ lớn vùng tập trung ứng suất lớn gương thi công Từ phân tích mục 3.5 ta rút khoảng cách tối thiểu từ phay phá đứt gẫy tới đường lò sau: Bảng Khoảng cách tối thiểu từ phay phá đứt gẫy tới đường lò ứng với kích thước đường lò Kích thước đường lò 5x4 4x4 3x3 chiều rộng x chiều cao (m) m m m Kích thước tối thiểu 7m 6m 6m Khi diện tích tiết diện đường lò 20 m kích thước thối thiểu m, diện tích từ 16 m2 đến m2 kích thước tối thiểu giảm xuống m 4.3 Kiến nghị hướng phát triển nghiên cứu đề tài Do kiến thức trình độ hiểu biết nhóm hạn chế nên phạm vi khuôn khổ đề tài nghiên cứu nhóm nghiên cứu xem xét đề cập tới ảnh hưởng hai yếu tố chiều sâu đặt đường lò hình dạng kích thước tiết diện đường lò Do dựa kết nghiên cứu mở rộng thêm hướng nghiên cứu như: + Xác định khoảng cách ổn định tối thiểu từ gương đường lò tới phay phá đứt gẫy đường lò thi công song song phay phá đứt gãy + Xác định khoảng cách tối thiểu thay đổi thông số phay phá, đứt gãy (góc nghiêng phay, chiều rộng phay, đứt gãy thuận, đứt gãy nghịch) tính chất lý đất đá phay phá đứt gãy + Xác định khoảng cách tối thiểu thay đổi hình dạng đường lò + Xét tới ảnh hưởng có kết cấu chống tính toán, lựa chọn kết cấu chống cho đường lò lựa chọn khoảng cách tối thiểu từ đường lò đến phay phá + Dự báo cố xảy lựa chọn giải pháp thi công đường lò qua điều kiện đặc biệt toán… 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS.TS Nguyễn Quang Phích 2015 NCCB-ĐHƯD.2011-G/13 Nghiên cứu ứng dụng phát triển mô hình phân tích, dự báo tai biến địa chất – kỹ thuật công trình ngầm, công trình khai thác mỏ Việt Nam [2] PGS.TS Nguyễn Quang Luật, 2010 ĐTĐL2008T/01 Nghiên cứu dự báo ẩn họa gây nguy hiểm cho trình đào lò khai thác than vùng Quảng Ninh [3] Hướng dẫn áp dụng đào chống lò neo kết hợp bê tông phun lưới thép mỏ than hầm lò Viện khoa học công nghệ mỏ, 2013 [4] Quy trình đào chống lò đá neo bê tông cốt thép mỏ than hầm lò Tổng Công ty than Việt Nam, Hà Nội - 1999 [5] Trần Tuấn Minh, 2016 Giáo trình Cơ học đá khối đá, NXB Xây dựng [6] Nguyễn Quang Phích, 2007 Cơ học đá, NXB Xây dựng [7] Hướng dẫn sử dụng phần mềm FLAC 3D [8] Đào Viết Đoàn Các biểu biến dạng phá hủy loại hình kết cấu chống giữ đào đường lò qua đất đá mềm yếu Tạp chí công nghiệp Mỏ số năm 2014 [9] Địa chất cấu tạo – NGƯT GS.TSKH Lê Như Lai – NXB Giao thông vận tải, 2010 [9] Trần Tuấn Minh, 2016 Giáo trình Cơ học đá khối đá, NXB Xây dựng [10] Võ Năng Lạc, 2010 Địa chất đại cương NXB Giao thông vận tải [11] Trần Tuấn Minh, 2014 Tin học ứng dụng xây dựng công trình Ngầm Mỏ NXB Xây dựng [12].Tài liệu nghiên cứu khoa học nhóm sinh viên Đinh Văn Điệp: Xác định khoảng cách tối thiểu trụ đất đá bảo vệ công trình ngầm (đường lò) tới phay phá đứt gẫy thi công công trình ngầm song song với phay phá đứt gãy ... đứt gãy, biện pháp khắc phục cố xảy thi công công trình ngầm qua phay phá đứt gẫy, công tác dự báo phòng ngừa cố thi công công trình ngầm qua vùng phay phá đứt gãy, mà chưa ý đến công trình ngầm