Đang tải... (xem toàn văn)
Trong những năm gần đây mỏ than Thành Công - Công ty than Hòn Gai đã không ngừng mở rộng diện và độ sâu khai thác. Chính vì vậy, số mét lò xây dựng cơ bản và lò chuẩn bị không ngừng tăng. Tổng chi phí đầu tư xây dựng cơ bản phụ thuộc rất lớn vào giá thành đào, chống lò. Tùy thuộc vào các điều kiện cụ thể, có thể áp dụng 2 loại hình kết cấu chống là: Kết cấu chống bị động và kết cấu chống chủ động.
THIẾT KẾ CHỐNG LÕ XUYÊN VỈA 6-7 TRONG ĐÁ BỘT KẾT BẰNG NEO BÊ TÔNG CỐT THÉP TẠI MỎ THAN THÀNH CƠNG CƠNG TY THAN HỊN GAI - VINACOMIN NGƠ DOÃN HÀO* Design drift support by cement grouted rock bolts for the drift N06-7 in siltstone at the ThanhCong coal mine of the HonGai coal company Vinacomin Abstract: The flexible dimension support, made of SVP17 steel style for the drift N06-7 at the ThanhCong coal mine of the HonGai coal company Vinacomin was designed The drift excavation shows that in the siltstone rock and in the underground water condition can use an active support structure and cement grouted rock bolts for the drift N06-7 at Thanh Cong coal mine was designed The research resut in in-situ condition contributed to reduce the excavation cost of drift N06-7 and raise the effect of of the company’s investment ĐẶT VẤN ĐỀ * Trong năm gần mỏ than Thành Công - Cơng ty than Hòn Gai khơng ngừng mở rộng diện độ sâu khai thác Chính vậy, số mét lò xây dựng lò chuẩn bị khơng ngừng tăng Tổng chi phí đầu tƣ xây dựng phụ thuộc lớn vào giá thành đào, chống lò Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể, áp dụng loại hình kết cấu chống là: kết cấu chống bị động kết cấu chống chủ động Do vậy, việc lựa chọn thiết kế kết cấu chống phù hợp cho đƣờng lò điều kiện cụ thể cần thiết, khơng góp phần làm tăng độ bền vững, độ ổn định cho cơng trình, mà giảm thời gian thi cơng, tăng độ an tồn thi cơng hạ giá thành cơng trình CÁC THƠNG SỐ CƠ HỌC ĐÁ VÀ TÍNH CHẤT NƢỚC NGẦM CỦA LỊ XUYÊN VỈA 6-7 Theo [3], đƣờng lò xuyên vỉa vận tải 6-7 có mặt cắt ngang dạng hình bán nguyệt, tƣờng * Trường Đại học Mỏ-Địa chất Email; haongo1@gmail.com ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2018 thẳng đứng Theo thiết kế, kết cấu chống mỏ kết cấu linh hoạt kích thƣớc, chế tạo từ thép SVP17, chèn lò chèn bê tông cốt thép, chiều cao đào 3250mm chiều rộng đào 281mm Theo [2], lò xuyên vỉa 6-7 đào qua đất đá bột kết, sạn kết cát kết bột kết chủ yếu Bột kết có mầu xám sáng đến xám tro, vết nứt gần nhƣ vng góc với mặt phân lớp Thế nằm lớp: 270 690, nằm khe nứt: 160 150, mật độ khr nứt 7-9/m với bề mặt thƣờng sét mịn dẻo có chứa oxit sắt Trọng lƣợng thể tích 26,2 KN/m3, độ ẩm tự nhiên 0,48, độ bền nén 50 MPa, độ bền kéo 3,9 MPa, góc ma sát 400 Khảo sát trƣờng thấy nƣớc ngầm khơng đáng kể, có đoạn khơng có nƣớc Kết phân tích 30 mẫu nƣớc vị trí khác thấy: pH ≥7, ion SO4 < 250 mg/lít ion Cl- 15 mg/lít [2] ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐịNH CỦA KHỐI ĐÁ NƠI ĐƢỜNG LỊ XUN VỈA 6-7 ĐÀO QUA Có thể chia yếu tố ảnh hƣởng tới độ ổn định khối đá thành nhóm chính: - Các yếu tố kỹ thuật mỏ: yếu tố nhƣ kích thƣớc, hình dạng đƣờng lò, thời gian tồn đƣờng lò, khoảng cách đƣờng lò tới vỉa than lò chợ hoạt động; - Các yếu tố địa học: yếu tố nhƣ độ kiên cố, mức độ nứt nẻ, phân lớp, độ ngậm nƣớc,… - Các phƣơng pháp cơng nghệ: yếu tố nhƣ phƣơng pháp phá vỡ đất đá, sơ đồ đào gƣơng, sơ đồ thi cơng,… Trong xây dựng cơng trình ngầm mỏ, thƣờng xác định hệ số an tồn hơng theo cơng thức [1]: - Hệ số an tồn (nv) đƣợc xác định theo: n V k k H K C (1) khối đá ổn định thỏa mãn điều kiện: nv Trong đó: k- ứng suất kéo đá vách, MPa; kchệ số giảm yếu cấu trúc phụ thuộc vào hệ số trung bình khe nứt khối đá; - Hệ số lƣu biến; k1- hệ số tập trung ứng suất kéo nóc; - trọng lƣợng thể tích đá nóc, KN/m3 ; H- chiều sâu bố trí cơng trình, m; 1- hệ số lực đẩy ngang - Hệ số an tồn hơng (nH) đƣợc xác định 1 n H k k H n C theo: (2) khối đá hông ổn định thỏa mãn điều kiện:1 nH Trong đó: n- ứng suất nén đá vách, MPa; k2- hệ số tập trung ứng suất nén sƣờn phụ thuộc vào hình dạng cơng trình Từ điều kiện thực tế khối đá bột kết trên, giá trị an tồn nv=2,59 hệ số an tồn hông nv= 2,96 Nhƣ vậy, khối đá bột kết nơi đƣờng lò xuyên vỉa 6-7 đào qua đƣợc xem ổn định Đề xuất kết cấu chống giữ lò xuyên vỉa 6-7 Căn vào kết nghiên cứu mục thấy điều kiện học khối đá, mật độ khe nứt, lƣu lƣợng nƣớc ngầm tính chất nƣớc ngầm nơi lò đào qua đáp ứng điều kiện chống giữ đƣờng lò neo bê tơng cốt thép [1] Neo bê tông cốt thép loại kết cấu chống chủ động, trọng lƣợng thân neo nhỏ so với cấu kiện kết cấu chống thép Khơng vậy, thƣờng chi phí chống cho 1m lò neo ln thấp loại hình kết cấu chống khác điều kiện Chính vậy, neo đƣợc sử dụng ngày rộng rãi phổ biến xây dựng cơng trình ngầm mỏ THIẾT KẾ KẾT CẤU CHỐNG LÒ XUYÊN VỈA 6-7 TRONG ĐÁ BỘT KẾT BẰNG NEO 5.1 Thiết kế hộ chiếu chống lò neo bê tơng cốt thép Đoạn lò đào qua đá bột kết đƣợc chống giữ neo bê tơng cốt thép có mặt cắt ngang hình vòm bán nguyệt, tƣờng thẳng, chiều rộng đào 3150mm, chiều cao đào 2764mm, diện tích đào 7,64m2 - Tính tốn chiều dài neo (Ln, m): Ln= b+1,5Lz+Lk (3) Trong đó: b- Chiều cao vòm phá hủy, b = 1,05 m; Lz- chều dài khóa neo, Lk=0,4 m; 1,5hệ số dự trữ bền; Lk- chiều dài đuôi neo, Lk=0,07 m Thay vào (3), Ln = 1,05 +0,6+0,07= 1,72m - Tính tốn khả mang tải neo Thanh neo đƣợc làm thép 20 AII loại có gờ Khả mang tải neo đƣợc xác định qua điều kiện: - Theo khả mang tải cốt neo (Pc): Pc = 76KN - Theo điều kiện bám dính neo với bê tông (Pcb):Pcb = 88,7 KN - Theo điều kiện bám dính bê tơng khối đá xung quanh (PB-Đ): PB-Đ = 26,1KN Vậy khả mang tải neo (PN) là: PN= min(Pc, Pcb, PB-Đ) = 26,1KN - Tính mật độ neo (S): n p qv ; neo/m2 (4) S Pn ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2018 Trong đó: qv – áp lực vòm; qv= b với b =1,05 m; - trọng lƣợng thể tích đá, = 26,2KN/m3; PN- khả mang mang tải neo; np-hệ số tải, nP=1,2 Thay giá trị vào (4), S= 1,26 neo/m2 Vì S=1,26 neo/m2 sơ chọn khoảng cách vòng neo 1m, khoảng cách neo vòng neo 0,7 m Số lƣợng neo vòng neo (Nv) là: CV (5) Nv ; neo KC Trong CV- chiều dài phần vòm bố trí neo, CV=4,94 m; KC- khoảng cách neo vòng neo, KC=0,7 m Thay giá trị vào (5), Nv= neo Sơ đồ bố trí neo đƣợc thể hình 5.2 Thiết kế hộ chiếu khoan nổ mìn tạo biên - Chiều sâu lỗ khoan (lk): chu kỳ đào lò dự kiến tiến đƣợc vòng neo, hiệu suất nổ mìn 0,9 Nhƣ vậy, chiều sâu lỗ khoan phá lỗ khoan biên 1,1m Lỗ đột phá có chiều sâu 1,3 m - Lƣợng thuốc nổ đơn vị (q) Theo Paropski thì: q= q1.f1.v.e.dp ; kg/m3 (6) đó: q1- tiêu thuốc nổ tiêu chuẩn, q1= 0,5; f1- hệ số cấu trúc đá, f1=1,2; v- hệ số sức cản, v=2,35; e- hệ số cơng nổ, mỏ sử dụng thuốc AH1 có sức công nổ 250 cm3, e=1,46; kd- hệ số phụ thuộc đƣờng kính thỏi thuốc, đƣờng kính thỏi thuốc 36 mm nên kd=0,95 Thay thông số vào (6), q=1,95kg/m3 NEO BTCT AII;L=1,72M B H×NH TRIĨN KHAI BI£N ĐàO A TIM Lò A B Hỡnh S bố trí neo đá bột kết lò xun vỉa 6-7 - Sau tính đƣợc mật độ nạp thuốc cho mét dài lỗ mìn biên 0,32kg/m, lỗ mìn phá 0,5kg/m, lỗ đột phá 0,575kg/m bố trí khoảng cách lỗ mìn biên 0,35m, tính tốn đƣợc hộ chiếu khoan nổ mìn tạo biên cho đoạn lò đào đá bột kết nhƣ bảng hình Bảng Bảng lý lịch lỗ mìn đá bột kết lò xun vỉa 6-7 TT Loại lỗ mìn Số lợng Đột phá (14) Phá (512) Nền (1316) Biên (1737) Tæng sè ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2018 21 Lợng thuốc, kg Góc nghiêng, độ lỗ Toàn bé §øng 0,7 0,5 0,5 0,3 2,8 4,0 2,0 6,3 77 90 80 85 15,1 kg B»ng L bua, m Thêi gian vi sai, s 90 90 85 85 0,6 0,55 0,55 0,65 25 50 75 100 KẾT LUẬN Từ điều kiện học khối đá bột kết nơi lò xuyên vỉa 6-7 đào qua, dạng khe nứt, mật độ khe nứt khối đá, tính chất lƣu lƣợng nƣớc ngầm, cho thấy có điều kiện để chống giữ đƣờng lò xuyên vỉa 6-7 neo bê tông cốt thép [4] Neo bê tông cốt thép đƣợc triển khai lò xuyên vỉa 6-7 mỏ than Thành Cơng Thực tế thấy khơng lò ổn định mà góp phần hạ giá thành cơng trình A A-A B B A B-B Hình Hộ chiếu khoan nổ mìn tạo biên đoạn đào qua đá bột kết lò xuyên vỉa 6-7 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hƣớng dẫn chống lò sử dụng neo dính kết phối hợp bê tông phun lƣới thép mỏ than Hầm lò Tập đồn cơng nghiệp ThanKhống sản Việt Nam, 20015 Ngơ Dỗn Hào nnk Báo cáo đề tài Ngiên cứu chuyển giao công nghệ chống neo bê tơng cốt thép cho lò đá xun vỉa 6-7 mức 0 thuộc ngầm vận tải +36 mỏ than Bình Minh, công ty than Quảng Ninh, 2002 Hồ sơ thiết kế lò xuyên vỉa No6-7 Phòng Địa chất-Trắc địa mỏ than Thành Công Vinacomin Hồ sơ thiết kế neo chống lò xuyên vỉa No6-7 Phòng kỹ thuật mỏ than Thành Công- Vinacomin Người phản biện: PGS.TS NGUYỄN XUÂN THẢO ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2018 ... xuyên vỉa 6-7 neo bê tông cốt thép [4] Neo bê tông cốt thép đƣợc triển khai lò xuyên vỉa 6-7 mỏ than Thành Cơng Thực tế thấy khơng lò ổn định mà góp phần hạ giá thành cơng trình A A-A B B A B-B... CẤU CHỐNG LÒ XUYÊN VỈA 6-7 TRONG ĐÁ BỘT KẾT BẰNG NEO 5.1 Thiết kế hộ chiếu chống lò neo bê tơng cốt thép Đoạn lò đào qua đá bột kết đƣợc chống giữ neo bê tơng cốt thép có mặt cắt ngang hình vòm... giao công nghệ chống neo bê tơng cốt thép cho lò đá xun vỉa 6-7 mức 0 thuộc ngầm vận tải +36 mỏ than Bình Minh, cơng ty than Quảng Ninh, 2002 Hồ sơ thiết kế lò xuyên vỉa No 6-7 Phòng Địa chất-Trắc