ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔ CHỨC THI CÔNG LÒ XUYÊN VỈA +115 THAN VÀNG DANH
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.02 MB, 56 trang )
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
Lời nói đầu
Sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc đòi hỏi nhu cầu tiêu
thụ năng lợng ngày càng lớn. Cùng với sự phát triển của nền kinh tế đất nớc,
ngành khai thác khoáng sản nói chung và ngành khai thác than nói riêng cũng
có những mức tăng trởng vợt bậc do đó trữ lợng than ngày càng giảm, cần
phải mở rộng khai thác xuống những độ sâu lớn hơn.Việc xây các đờng lò
thông gió cho các lò chợ rất quan trọng luôn đi song song với mở rộng các
khu khai thác.
Lò xuyên vỉa thông gió +115 khu I Cánh Gà đợc xây dựng để phục vụ
việc thông gió cho các lò chợ I-8a-1a,I-8-1,I-7-1, có nhiệm vụ chuyển gió thải
từ các gơng ra ngoài giếng gió mức +225-:- +115.
Sau thời gian học tập tại trờng Đại học Mỏ - Địa chất, chuyên ngành
Xây dựng công trình ngầm và mỏ, đợc sự giúp đỡ của cơ sở thực tập là công ty
than Vàng Danh và tập thể thầy giáo trong bộ môn Xây Dựng Công Trình
Ngầm, đặc biệt là sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo Ngô Doãn Hào, tôi đã
hoàn thành bản đồ án: Thiết kế, thi công lò xuyên vỉa thông gió mức +115 khu
I Cánh Gà, công ty than Vàng Danh. Bản đồ án gồm ba phần:
- Phần 1 - Thiết kế kỹ thuật;
- Phần 2 - Thiết kế thi công;
- Phần 3 - Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
Do kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án không thể tránh khỏi những
thiếu sót, tôi rất mong đợc sự góp ý của các thầy cô và các bạn để bản đồ án
đợc hoàn thiện hơn.
Hà Nội 6 - 2008
Sinh viên : Trần Quang Khải
Sinh viên: Trần Quang Khải
1
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
phần 1
thiết kế kỹ thuật
chơng 1
đặc điểm kinh tế xã hội và đặc điểm địa chất khu mỏ
1.1. Đặc điểm kinh tế xã hội
1.1.1. Vị trí địa lý khu mỏ
Mỏ than Vàng Danh nằm trong dải than Bảo Đài, vùng than Uông Bí thuộc
bể than Quảng Ninh. Mỏ nằm cách thị xã Uông Bí 14km về phía Nam, nằm cách
thành phố Hạ Long 50km về phía Đông, cách Thành phố Hà nội 130 km về phía
Tây.
- Ranh giới của Mỏ: Phía Đông lấy phay F 1 làm giới hạn giáp Công ty
liên doanh Việt - In đô. Phía Tây giới hạn bởi phay F13 giáp mỏ Đồng Vông.
Phía Bắc là khu vực núi cao (Dãy núi Bảo Đài). Phía Nam là mặt bằng sân
công nghiệp mỏ.
- Toạ độ khu mỏ:
X : 106045'30'' ữ 106049'18'' - kinh độ Đông
Y : 21007'12'' ữ 21009'00'' - vĩ độ Bắc
- Diện tích khu mỏ: 14km2, chiều dài theo hớng Đông Tây là 7km,
chiều dài theo hớng Nam - Bắc 2km.
- Mỏ đợc chia làm 3 khu khai thác:
* Khu Đông Vàng Danh từ lò xuyên vỉa +122 đến phay F1 dài 2,5 km
* Khu Cánh Gà từ phay F8 đến F13 dài 2,5 km
* ở giữa là khu Tây Vàng Danh.
1.1.2. Địa hình khu vực, hệ thống sông suối và khí hậu
1.1.2.1. Địa hình
Khu mỏ Vàng Danh có địa hình đồi núi cao, phân cách phức tạp, đồi
núi có độ cao trung bình 300 đến 400m chạy theo hớng Đông Bắc - Tây Nam,
phía Bắc là núi Bảo Đài cao nhất, chiều cao gần 800m, phía Nam là đồi núi
thấp hơn, sờn núi có độ dốc trung bình là từ 20 đến 30 0, do độ dốc trung bình
địa hình tơng đối lớn nên thoát nớc trên mặt rất thuận lợi.
1.1.2.2. Hệ thống sông suối
Khu mỏ Vàng Danh không có sông suối chảy qua mà chỉ có một hệ
thống các con suối nhỏ, gồm 2 suối chính (suối A và suối C).
1.1.2.3. Khí hậu
Khu mỏ chịu khí hậu miền biển có 2 mùa rõ rệt, mùa ma bắt đầu từ
tháng 5 đến tháng 9, mùa khô từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau, tháng nóng
nhất là tháng 5 đến tháng 6, nhiệt độ cao nhất 29 0C, trung bình 270C, tháng
lạnh nhất là tháng 12, nhiệt độ thấp nhất là 10oC.
Mùa hè có gió Đông Nam, tốc độ gió trung bình 3,1m/s, mùa Đông có
gió mùa Đông Bắc tốc độ gió trung bình 4,2 m/s.
Lợng ma hàng năm thờng từ 2400 - 2700mm, do lợng ma lớn hơn lợng
bốc hơi nên độ ẩm tơng đối lớn.
Sinh viên: Trần Quang Khải
2
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
1.1.3. Điều kiện kinh tế, xã hội, chính trị
Khu mỏ nằm trên địa bàn phờng Vàng Danh dân số khoảng 1,3 vạn ngời, chủ yếu là ngời Kinh, ngoài ra còn có nhiều dân tộc thiểu số nh: Thanh Y,
Thanh Phán, Sán Dìu ... sống tập trung thành bản làng xung quanh khu mỏ.
Các dân tộc thiểu số sống chủ yếu bằng nghề làm ruộng. Ngời Kinh chủ yếu
là CBCNVC của mỏ và con em CBCNVC mỏ đang làm mỏ hoặc đã nghỉ hu.
Về chính trị : Dới chế độ XHCN đời sống vật chất, tinh thần của nhân
dân ngày một nâng cao, văn hoá, giáo dục, xã hội không ngừng phát triển,
trình độ nhân dân ngày càng đợc giác ngộ cao.
1.1.4. Điều kiện giao thông liên lạc
Từ trung tâm mỏ tới thị xã Uông Bí có đờng bê tông dài 14km, đờng sắt
cỡ 1000mm tới cảng Điền Công. Từ Uông Bí đến Hà Nội có đờng quốc lộ
18A và đờng sắt Quốc gia cỡ 1435mm. Sông Đá Bạc qua cảng Điền Công,
thuyền gỗ cỡ lớn và xà lan tải trọng 100 ữ 200 tấn đi lại thuận tiện vào ăn than
của mỏ, trong tơng lai sẽ mở rộng cảng, khơi sâu sông Đá Bạc và hoàn thành
cải tạo quốc lộ 18A thì việc giao thông thuỷ bộ của mỏ ngày càng thuận lợi.
Hệ thống thông tin liên lạc: Trung tâm Lán Tháp có bu điện tự động số
nối mạng điện thoại của mỏ với Quốc gia, Quốc tế. Trong mỏ có trạm điện
thoại nội bộ tới các phòng ban phân xởng, đáp ứng đợc yêu cầu về thông tin
liên lạc trong mỏ.
1.2. Đặc điểm địa chất
1.2.1. Cấu tạo địa chất khu mỏ Vàng Danh
1.2.1.1. Địa tầng
Địa tầng chứa than khu vực Vàng Danh thuộc nhóm nguyên đại Trung
Sinh (Mê do Zôi) và nhóm nguyên Đại Tân Sinh (Kai mê zôi).
* Nhóm nguyên Đại Trung Sinh: (M) là đất đá thuộc nhóm Triat trung
và dới (T1+2) và hệ Triat Jura (T3+5). Đất đá thuộc hệ Triat trung và dới đợc chia
làm 3 tầng từ dới lên là :
Tầng 1: (T1+2) có các lớp diệp thạch và xa thạch màu tím hơi biến chất,
thỉnh thoảng có lớp kẹp của thạch anh và pilit dày 760m
Tầng 2: (T11+2) là sa thạch, thạch anh có các lớp kép diệp thạch pilit dày
1970m
Tầng 3: (T21+2) gồm diệp thạch và pilit xếp thành lớp mỏng hơi biến chất
có chiều dày 1700m
* Đất đá thuộc hệ Triat - Ju ra chia thành các tầng sau từ dới lên:
Tầng 1: (T3+1) là lớp xa thạch cỡ hạt trung bình thỉnh thoảng có
acghiơlit và vỉa than. ở tầng chứa than này phát hiện đợc 12 vỉa than trong đó
có 8 vỉa có giá trị công nghiệp.
Tầng 2: (T3 J1)2 chủ yếu là diệp thạch lớp mỏng màu tro đen có các lớp
kẹp xa thạch hạt trung bình và lớn, màu trắng dày 420m
Tầng 3: (T3J1)3 cầu tạo bởi Acghilit thạch anh và đá thạch hạt lớn phần
trên gồm cong lô mê rat, thạch anh và Acghilit. Phần giữa là xa thạch anh có
bề dày 600m.
* Nhóm nguyên đại Tân sinh (R) là đất đá thuộc kỷ đệ tứ gồm các trầm
Sinh viên: Trần Quang Khải
3
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
tích Đô luvi, chu vi gầm sỏi, cát, cuội và đất thổ nhỡng phủ lên trên lớp đá gốc
nhóm trung đại nguyên sinh, bề dày lớp này xê dịch từ 3 - 4m, bề dày trung
bình các lớp đạt 10 - 13m
1.2.1.2. Kiến tạo địa chất
+ Nếp uốn: Khu mỏ tồn tại 5 nếp uốn chính (Nếp lồi Tây Cánh Gà, nếp
lõm Đông Cánh Gà, nếp lồi Tây Vàng Danh, nếp lõm trung tâm Vàng danh,
nếp lồi Đông Uông Thợng, ngoài ra còn có các lớp uốn nhỏ cục bộ).
- Nếp lõm Đông Cánh Gà: Trục nếp lõm theo phơng Đông - Bắc, Đông
Bắc - Nam Tây Nam. Gần trung tuyến 10 chạy từ Nam khu mỏ đến F 8 mặt
trục nghiêng về Đông. Góc dốc f nham thạch 2 cánh khác nhau. Cánh Đông
thế nằm của nham thạch rất không ổn định, thay đổi từ 20 ữ 600, phần giáp F8
nham thạch cục bộ chuyển sang cắm Đông tạo nên nếp lồi nhỏ cách dốc trục
đoản tồn tại ở phần nông giữa F8 và F10. Cánh Tây thế nằm của nham thạch
thay đổi từ 20ữ300.
- Nếp lồi Tây Vàng Danh: Trục của nếp chạy giữa 2 tuyến 66 và IVA,
có phơng Đông Bắc và Nam Tây Nam, mặt trục nghiêng về Đông, đờng bản lề
chúc thu đờng dốc của cấu trúc chính và bị gián đoạn bởi các đứt gãy F M và
F5. Góc dốc của 2 cánh không ổn định dao động từ 25 ữ 500, trên 2 cánh của
nếp uốn tồn tại nhiều nếp uốn nhỏ làm cho cấu trúc khu mỏ rất phức tạp.
+ Đứt gãy: Trong khu mỏ tồn tại nhiều đứt gãy, phần lớn các đứt gãy có
phơng á kinh tuyến gần song song với trục của nếp uốn. Một số đứt gãy có phơng Đông Tây hoặc Tây Bắc - Đông Nam.
- Các đứt gãy có phơng á kinh tuyến gồm F13 - F0
- Các đứt gãy có phơng gần Đông Tây gồm F40, F20, FN
Khu cánh gà gồm F10, F9, FM, F6, F7, F5
Đặc tính các đứt gãy thể hiện trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Đặc điểm các đứt gãy
Tên
Tính chất
Cự ly chuyển
STT đứt gãy
Thế nằm của mặt trợt
đứt gãy
than theo mặt
trợt (m)
1
F12
nghịch
110 - 1200 45 - 600
100
0
0
2
F11
"
130 - 135 40 - 50
5 - 60
3
F10
"
1500 15 - 350
120
4
F8
"
1150 15 - 350
100
0
0
5
F7
thuận
290 40 - 55
100
4
F6
"
2850 30 - 570
28
5
F5
"
250 - 2700 45 - 650
25
0
0
6
F4
"
40 - 55 30 - 45
14
7
F3
"
2800 30 - 700
34
8
F40
"
1600 30 - 500
15 - 36
9
FM
"
1700 30 - 450
20 - 60
1.2.2. Địa chất thuỷ văn
1.2.2.1. Đặc trng nớc trên mặt
Nớc trên mặt chủ yếu là nớc các suối tập trung vào 3 suối chính A, B
Sinh viên: Trần Quang Khải
4
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
(khu Vàng Danh) và suối C (khu Cánh Gà ), đặc điểm các suối có lòng hẹp,
sâu, độ dốc lớn. Suối thờng có hớng vuông góc với sờn dốc lên sau những trận
ma to lu lợng nớc ở các suối này rất lớn và rút rất nhanh.
Theo báo cáo quan trắc của địa chất thuỷ văn ở thợng nguồn suối A về
mùa khô đập nớc số II vẫn còn nớc, đạp nớc số I không còn nớc. Điều này
chứng tỏ rằng nớc ở suối A đã chảy vào công trình lò khu Vàng Danh và chảy
ra cửa lò +122. Vì nớc tại cửa lò +122 lớn hơn rất nhiều so với cửa lò +135.
Qua đo đạc địa chất kết quả tại cửa lò +135 nh sau :
- Lu lợng lớn nhất của Qma x = 53,79 L/s (ngày 26/6/1980)
- Lu lợng nhỏ nhất của Qmin = 2,44 L/s (ngày 6/8/1978)
1.2.2.2. Nớc ngầm
Nớc dới đất đợc quan tâm ở phụ diệp chứa than. Nớc tồn tại ở các lớp cát
kết, sét kết phân lớp vừa và mỏng nằm ở sát vách và trụ vỉa đóng vai trò lớp cách
nớc.
Nớc trong địa tầng có tính áp lực tại 1 lỗ khoan đã phụt lên khỏi miệng
lỗ khi thi công.
Các thông số: q = 0,0005 l/s -:- 0,09 l/s, trung bình 0,02 l/s
Hệ số thấm : k = 0,0032 m3/ng trung bình 0,0265 m3/ng
Khi bơm nớc thì q và k giảm theo chiều sâu.
Nguồn cung cấp cho nớc dới đất chủ yếu là nớc ma ngấm xuống, kết
quả phân tích cho thấy: Nớc trong địa tầng không màu, không mùi, không vị,
độ pH = 6 - 8 thuộc loại nớc Axít yếu đến trung tính.
- Tổng khoáng hoá M = 0,04 -:- 0,33 g/l thuộc loại nớc siêu sạch.
- Tổng độ cứng 0,092 -:- 3,93 mg/l thuộc loại nớc mềm đến hơi cứng, nớc thuộc loại hình Bicacbonnat - Clonatri hoặc Bicabonat Natri - Canxi.
Trong phạm vi lò khai đào cho chế độ tự nhiên của nớc bị phá huỷ do sự
ô xy hoá của các hợp chất sunfua nên loại hình nớc trở thành sunfat clo nat ri
hoặc sunfua natri. Nớc thể hiện tính A4xít độ pH = 4 - 5,5, do vậy nớc có tính
ăn mòn lớn đối với bê tông, sắt thép.
1.2.3. Địa chất công trình
Khu mỏ nằm trong khu vực đồi núi phân cắt lớn điều này chứng tỏ mỏ
nằm trong khu vực có hoạt động thăng trầm mạnh của lớp vỏ trái đất. Biểu
hiện cụ thể là trong khu mỏ có nhiều phay phá nếp uốn tạo nên các mặt trợt,
các đới vò nhàu của đất đá và khoáng sản than. Yếu tố này gây nên khó khăn
cho công tác thăm dò và xây dựng các công trình ngầm. Trên mặt lớp đất thổ
nhỡng mỏng phân bố không đều. Mặt khác địa hình nhiều sờn dốc vì vậy thờng sảy ra hiện tợng trợt lở nhỏ ở các sờn núi, ven suối, các mặt ta luy trên các
công trình khai đào.
Trong lòng đất các đá trong địa tầng chứa than là đá cát kết, bột kết, sét
kết, xét than có màu xám sẫm đến xám sáng phân ly dày tơng đối ổn định có
độ bền từ trung bình đến bền vững. Điều này thuận lợi cho việc chống giữ bảo
vệ các đờng lò, xong mặt khác nó còn làm khó khăn cho việc sử lý đá nóc
trong các khu lò chợ đã khai thác.
Mặt xâm thực của nớc ngầm ở mức +90 và nớc chảy vào các đờng lò
mùa ma gây khó khăn cho khai thác và vệ sinh môi trờng, đặc biệt là khi khai
Sinh viên: Trần Quang Khải
5
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
thác mức dới lò bằng.
Trên mặt mỏ trong khu vực khai thác không có dân c và các công trình
công cộng cần phải bảo vệ vì vậy trong khi khai thác không cần để lại các trụ
bảo vệ cho các công trình trên mặt.
1.3. Độ chứa khí
Trong khu mỏ có các chất khí N 2, CO2 , H2, CH4, cục bộ có khí CO các
chất khí gây ngạt nh CO2, CO, khí gây cháy nổ CH4, H2 biến đổi phức tạp.
- Khí CO2 có hàm lợng biến đổi từ 0,44 - 55,27 %.
- Khí H2, CH4 có hàm lợng biến đổi từ 0,10 - 66,29%
Xếp vào loại mỏ có độ chứa khí cấp I, nhìn chung là hàm lợng khí độc,
khí cháy trong mỏ dới mức an toàn cho phép nhng cũng không loại trừ cục bộ
đất đá chứa khí cấp II , đặc biệt khi khai thác xuống sâu vì vậy phải thờng
xuyên đo khí và đảm bảo chế độ thông gió tốt.
chơng 2
thiết kế hình học cho công trình
2.1. Giới thiệu về đờng lò thiết kế
2.1.1. Điều kiện địa chất khu vực
Theo tài liệu địa chất khu vực dự kiến đờng lò sẽ đi qua các lớp đất đá
sạn kết, bột kết, cát kết và sét kết.Tuy nhiên đờng lò thi công có điều kiện địa
chất ổn định,không gặp các phay phá, độ cứng của đá f = 6 ữ 8
- Sạn kết: Thờng có màu xám sáng, chiều dày mỏng 0,5 m đến 2,5m.
Thành phần chủ yếu là các hạt thạch anh, đợc gắn kết bằng xi măng silíc bền
Sinh viên: Trần Quang Khải
6
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
vững, rất rắn chắc.
- Cát kết: Thờng có màu xám tro, xám sáng, cấu tạo phân lớp dày, đôi
nơi cấu tạo khối, kẽ nứt phát triển. Chiều dày biến đổi phức tạp từ 0,5 m đến
15m, cá biệt có những lớp chiều dày đến 25m duy trì khá liên tục theo cả đờng
phơng và hớng dốc, hạt từ mịn đến thô đợc gắn kết bằng xi măng silíc rất bền
vững.
- Bột kết: Màu xám tro, xám đen, thành phần chủ yếu là các khoáng vật
sét và các hạt thạch anh hạt mịn, đợc gắn kết bằng keo silíc rắn chắc. Cấu tạo
phân lớp dày, đôi nơi dạng khối đặc xít. Chiều dày các lớp bột kết biến đổi rất
phức tạp, từ 0,3m đến 20m và thờng nằm gần vách trụ các vỉa than.
- Sét kết và sét than: Màu xám đen, cấu tạo phân lớp mỏng là chủ yếu,
chiều dày lớp biến đổi 0,3m - đến 2m, cục bộ có nơi lên đến 4m . Các lớp sét
kết thờng nằm sát vách trụ các vỉa than, thuộc loại đá nửa cứng đến cứng.
Trong quá trình khoan thăm dò loại đá này thờng bị trơng lở làm cho đờng
kính lỗ khoan bị hẹp lại gây khó khăn cho công tác thi công, đồng thời ở nóc
các lò khai thác lớp này thờng xập cùng với quá trình lấy than.
Bảng 1.2. Tính chất cơ lý của đất đá dọc đờng lò
Loại đất đá
STT
Các tính chất
Cát kết
Bột kết
Sét kết Sạn kết
1 Độ bền kéo: k (KG/cm2)
152.58
88.67
49.15
158.65
2 Độ bền nén: n (KG/cm2)
1019.891 575.53
282.98 1224.89
3 Hệ số kiên cố trung bình của đất đá f
7
6
6
8
2
4 Lực dính kết: C (KG/cm )
365.50
173.38
109.36 285.75
5 Góc ma sát: (độ)
300
270
370
330
6 Dung trọng: (T/m3)
2,65
2,66
2,62
2,64
7 Tỷ trọng: (g/cm3)
2,72
2,73
2,70
2,73
2.1.2. Nhiệm vụ của đờng lò
Lò xuyên vỉa thông gió +115 khu I Cánh Gà đợc xây dựng để phục vụ
việc thông gió cho các lò chợ I-8a-1a,I-8-1,I-7-1, đờng lò có nhiệm vụ chuyển
gió thải từ các gơng lò chợ ra đến ga tránh mức +115 và lò dọc vỉa thông gió
mức +115 vỉa 4.Sau đó gió bẩn sẽ đợc đa ra ngoài bằng giếng gió mức +225-:+115.
Sinh viên: Trần Quang Khải
7
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
h9
h8
h7
h6
h5
h4
h3
135.430
Hình 1.1. Sơ đồ vị trí thi công lò
tỉ lệ 1:500
2.1.3. Thời gian tồn tại của đờng lò
Lò xuyên vỉa thông gió +115 đợc thiết kế phục vụ cho việc thông gió
cho các khu khai thác than khu vực I Cánh Gà.Theo tính toán thì thời gian
khai thác than ở khu I Cánh Gà là 6 năm, nh vậy thời gian tồn tại của đờng lò
là 6 năm không tính thời gian xây dựng cơ bản.
2.1.4. Chiều dài đờng lò
Lò đợc đào bắt đầu từ ngã ba số I - 3 mức +115 đến ngã ba số I - 4 mức
+115 với chiều dài tính toán L = 285m.
2.2 Xác định diện tích sử dụng tối thiểu của đờng lò
2.2.1. Lu lợng gió cung cấp cho lò chợ khai thác
Lu lợng gió cung cấp cho khu I đợc xác định theo công thức.
Qkhu = qtc.T.Z , m3/phút;
Trong đó :
qtc - tiêu chuẩn tiêu hao không khí cho một tấn than khai thác trong một
ngày đêm, mỏ khí loại I, qtc = 1 m3/phút;
T - sản lợng than khai thác đợc trong một ngày đêm của toàn khu I
Cánh Gà, T = 820000 T/năm = 2733,33T/ngày-đêm
Z - hệ số dự trữ lu lợng gió, Z = 1,35
Thay số vào công thức:
Qkhu = 3690 m3/phút = 61,5 m3/s
Lu lợng gió đa vào khu I đợc phân chia nh sau :
- lò chợ I - 8a - 1a : 21 m3/s
- lò chợ I - 8 - 1 : 19,5 m3/s
- lò chợ I - 7 - 1 : 21 m3/s
2.2.2 Xác định diện tích sử dụng tối thiểu của đờng lò
Tốc độ gió thực tế trong lò đợc tính theo công thức:
v=
Q
, m/s
S sd
Sinh viên: Trần Quang Khải
8
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
Trong đó :
Q - lu lợng gió đi qua đờng lò, vì lò xuyên vỉa +115 khu I có nhiệm vụ
nhận gió thải từ các lò chợ, mà lợng gió cung cấp cho khu I cũng là lợng gió
thải sẽ đi qua đờng lò, suy ra Q = Qkhu = 61,5 m3/s
Ssd - diện tích tiết diện sử dụng của đờng lò
Theo quy phạm an toàn ta có 0,15 m/s v 8 m/s
Từ công thức trên suy ra Ssd(min) =
Q
v max
=
61,5
= 7,7 m2
8
Nh vậy diện tích sử dụng tối thiểu của đờng lò là 7,7 m2
2.3. Lựa chọn hình dạng tiết diện ngang
Việc lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang đờng lò hợp lý chính là một
trong những giải pháp nhằm đảm bảo độ ổn định của công trình, giảm thiểu
khối lợng công tác đào. Trong đá có độ ổn định cao, nếu chọn đợc hình dạng
mặt cắt ngang hợp lý thì có thể không phải chống. Trên thực tế, việc lựa chọn
mặt cắt ngang đờng lò thờng dựa trên những kinh nghiệm sau:
Khi chỉ chịu áp lực nóc là chủ yếu, nên chọn đờng lò có dạng hình vòm,
tờng thẳng.
Khi cả áp lực nóc và hông đều lớn, nên chọn hình vòm tờng cong.
Khi có áp lực từ mọi phía với cờng độ gần nh nhau, nên chọn mặt cắt
ngang hình tròn hoặc hình móng ngựa có vòm ngợc.
Khi áp lực không đều, nhng đối xứng ở nóc và nền, thì nên chọn dạng
elip có trục dài theo phơng có áp lực lớn.
Nếu các đờng lò chống bằng gỗ, bê tông cốt thép đúc sẵn theo dạng
thanh thẳng hoặc thanh kim loại thẳng thì hợp lý nhất là chọn mặt cắt
ngang dạng hình thang, hình chữ nhật hay hình đa giác.
Nếu xét về độ ổn định thì mặt cắt ngang hình tròn là ổn định nhất.
Việc lựa chọn mặt cắt ngang đờng lò còn phụ thuộc vào tính chất cơ lý
của đất đá xung quanh đờng lò, thời gian tồn tại của mỏ Do yêu cầu phục vụ
của đờng lò, việc bố trí thiết bị làm việc và điều kiện điạ chất khu vực đờng lò
đào qua ta chọn hình dạng tiết diện đờng lò có dạng tờng thẳng, vòm bán
nguyệt.
2.4. Xác định kích thớc tiết diện đờng lò
Trên cơ sở tính toán diện tích sử dụng tối thiểu của đờng lò ở trên, em
chọn diện tích sử dụng của đờng lò theo các tiết diện tiêu chuẩn mà công ty
than Vàng Danh thờng sử dụng.Với Ssd(min) = 7,7m2 gần với tiết diện lò chống
vì SV-3 là Ssd = 8m2.
Chiều rộng đờng lò là B = 3400 mm;
Chiều cao của tờng là ht = 1000 mm;
Chiều cao sử dụng là h = 2700 mm;
* Kiểm tra tiết diện theo điều kiện thông gió:
Vận tốc gió bên trong đờng lò:
v=
Am .q
, m/s;
N .60. .S sd
Trong đó :
Am - sản lợng hàng năm của khu I Cánh Gà, Am = 820000T/năm;
q- lợng không khí cần thiết cung cấp cho 1 tấn than chuyển qua, q=1m3/phút;
Sinh viên: Trần Quang Khải
9
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
- hệ số suy giảm diện tích mặt cắt ngang của đờng lò có cốt, =1;
N - số ngày làm việc trong một năm, N = 300, ngày;
=> v =
820000.1
= 5,69 m/s;
300.60.1.8
Với tốc độ gió cho phép: vmin = 0,15 m/s; vmax = 8m/s; ta có vmin < v < vmax.
Vậy diện tích mặt cắt ngang đã thoả mãn điều kiện thông gió.
Hình 1.2. Mặt cắt ngang bên trong đờng lò
tỷ lệ: 1:50
chơng 3
thiết kế kết cấu chống cho công trình
3.1. Lựa chọn chủng loại vỏ chống
Việc tính toán lựa chọn loại kết cấu chống cố định cho đờng lò dựa vào
các điều kiện, thông số sau:
- Tính chất cơ lý của đất đá xung quanh đờng lò, liên kết giữa các
khối đá xung quanh.
- Đặc điểm địa chất công trình, địa chất thuỷ văn khu vực công trình
đi qua.
- Thời gian tồn tại của công trình.
- Vật liệu làm vỏ chống phải sẵn có, dễ tìm kiếm, dễ vận chuyển.
- Đơn giản, dễ thi công.
3.1.1. Cơ sở tính toán, lựa chọn kết cấu chống
Việc tính toán, lựa chọn kết cấu vỏ chống cố định cho đờng lò trên từng
đoạn cụ thể phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Trong phạm vi loại vỏ chống cố định đã đợc chọn.
- Điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất công trình khu vực.
- áp lực đất đá xung quanh tác dụng lên vỏ chống.
- Hiệu quả cao nhất về kinh tế và tính khả thi.
3.1.2. Kết quả tính toán lựa chọn kết cấu chống
Lò xuyên vỉa thông gió +115 khu I Giếng Cánh Gà mỏ than Vàng Danh
đợc thiết kế phục vụ cho công tác thông gió cho các lò chợ khai thác than, thời
gian tồn tại là 6 năm. Với điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn đã
Sinh viên: Trần Quang Khải
10
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
mô tả ở chơng 1, lựa chọn kết cấu chống cho công trình là neo bê tông phun.
Ta lựa chọn kết cấu chống cố định cho đờng lò là neo bê tông phun vì
đờng lò đi qua vùng đất đá cứng ổn định và dựa vào thời gian tồn tại của đờng
lò là ngắn và so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
3.2. Xác định kích thớc bên ngoài vỏ chống
Đờng lò đợc chống bằng neo bê tông phun thì khi tiến hành khoan nổ
mìn ta phải đào mở rộng thêm đờng lò: Bđ = B + 2.lk
Trong đó :
B - Chiều rộng đờng lò, B = 3400 mm;
lk - chiều dài phần đuôi neo nhô vào trong lò, chọn lk = 70 mm;
Chiều rộng đờng lò khi đào là: Bđ = 3400 + 2.70 = 3540 mm
Bán kính của vòm khi đào : Rđ = 1770 mm;
Chiều cao tờng:
ht = 1000 mm;
Diện tích đào:
2
Sđ = ht. Bđ + .Rd = 8,42 m2 ;
2
3.3. Tính toán đờng lò
3.3.1 Chiều dài của neo
Chiều dài neo đợc xác định theo điều kiện giữ đầu neo ở ngoài giới hạn
của vùng đất đá bị phá huỷ: vòm phá huỷ, sập lở cục bộ hay lớp đất đá do nổ
mìn.
Ln = lk + b + 1,5.lz
Trong đó:
lk - chiều dài phần đuôi neo nhô vào trong lò, chọn lk = 0,07 m
lz - chiều dài neo nằm ngoài vòm sạt lở, lz = 0,3-:- 0,5 m chọn lz = 0,5 m.
b - chiều cao vòm phá huỷ.
Tính b :
Theo Tximbarevic thì sau khi đào, phía nóc khoảng trống hình thành
vòm sụt lún dịch chuyển thẳng về phía khoảng trống. Khối đá ở phía ngoài
vòm sụt lún ở trạng thái cân bằng ổn định. Trọng lợng đá vòm sụt lún là
nguyên nhân gây ra áp lực đá phía nóc lên khung, vỏ chống.
Sinh viên: Trần Quang Khải
11
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
=45+/2
=45+/2
Hình 1.3. Vòm áp lực theo Tximbarevic
Theo Tximbarevich chiều cao vòm phá huỷ của đất đá nóc lò, xác định
theo công thức:
b=
a1
;
f
Trong đó :
f - Hệ số kiên cố của đất đá, f=8;
a1- Nửa chiều rộng vòm áp lực, a1 đợc xác định theo công thức sau:
900
;
a1 = a + h.tg
2
Trong đó:
a - Nửa chiều rộng đờng lò khi đào,a = 1,77m;
h - Chiều cao đờng lò khi đào, h=2,77m;
- Góc ma sát trong của đất đá nóc, =330;
0
Vậy a1 = 1,77 + 2,77.tg( 450 - 33 ) = 3,27m;
2
Vậy b =
3,27
= 0,4 m;
8
Thay số:
Ln = 0,07 + 0,4 + 1,5.0,5 = 1,22 m
Chiều dài thanh neo sau khi tính toán là Ln = 1,22m cho tiết diện đào
8,42m2, để an toàn chọn chiều dài thanh neo Ln = 1,25m.
3.3.2 Khả năng mang tải của neo
Tải trọng giới hạn lên neo đợc xác định theo điều kiện kéo đỉnh
neo:
Sinh viên: Trần Quang Khải
12
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
Trong đó :
P1 = Fc.Rk.klv (1)
Fc - tiết diện thanh cốt neo,Fc = . = 3,14.10-4 m2
2
4
- đờng kính thanh cốt neo, = 0,02m
Rk - giới hạn bền kéo của vật liệu làm neo, với thép AII(CT5) thì
Rk = 270.103 N/m2
klv - hệ số làm việc của thanh neo, klv = 0,9
Thay vào (1) có
P1 = 3,14.10-4.270.103.0,9 = 7,63 T
Tính theo điều kiện bám dính của cốt neo với bê tông
P2 = .dN x 1 x lz x kz x kLVz , (2),T
Trong đó :
dN - Đờng kính cốt thép, dN = 0,02m.
1 - Lực bám dính giữa thanh neo và bê tông, MPa.
Theo kết quả thí nghiệm 1=6,4 MPa.
lz - Chiều dài phần khoá neo thực tế, lz = 1,5.0,5 = 0,75 m.
kz - Hệ số điều chỉnh khoá neo, kz = 0,55.
kLVz - Hệ số tính đến vì neo làm việc trong môi trờng nớc,kLVz = 0,6
Thay số vào (2):
P2 = 3,14 x 0,02 x 6,4.106 x 0,75 x 0,55 x 0,6
PCB = 9,94T.
Tính theo điều kiện bám dính giữa bê tông và đất đá
P3 = .lk . 2 .l z .k 2 .klv 2
(3)
Trong đó :
lk- đờng kính lỗ khoan, lk = 4,5 cm
2 - lực dính kết giữa bê tông và đất đá, với bê tông dùng cốt liệu là
cát thì 2 = 0,03 T/cm2
Thay số vào (3) có:
P3 = 6,53T
Từ khả năng chịu tải thấp nhất của vì neo BTCT đợc xác định theo 3
điều kiện trên, thiết kế chọn ra giá trị nhỏ nhất trong 3 giá trị đó để tính
toán.Cụ thể tính toán ở trên thiết kế chọn ra đợc Pn = P2 = 6,53T
3.3.3 Tính mật độ neo
Khoảng cách giữa các neo đợc lựa chọn theo các điều kiện:
+ điều kiện tạo thành vòm sạt lở.
+ điều kiện ổn định đất đá giứa các thanh neo.
+ điều kiện bền gia cố neo.
Khoảng cách giữa các thanh neo đợc tính theo công thức:
an =
1
,m
S
Trong đó:
S - mật độ neo
Sinh viên: Trần Quang Khải
13
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
S =
qn .k at
, neo/m2
Pn
ở đây :qn - áp lực đất đá ở nóc lò
qn = b.. = 0,42.2,73 = 1,15 T/m2
- trọng lợng riêng của đất đá, = 2,73 t/m3
kat- hệ số an toàn, kat = 2
Thay số đã đợc:
1,15.2
= 0,35 neo/m2;
6,53
Theo quy phạm an toàn S 1neo/m2 nên em chọn S = 1neo/m2 và an=1
S=
3.3.4 Tính lợng neo cho một vòng chống
Số lợng neo cho một vòng chống đợc tính nh sau:
Nv =
Cv
+1
an
Trong đó :
Nv - số neo trong một vòng chống.
Cv - chu vi của vòm, Cv = .B/2 =3,14.3,54/2 = 5,55 m
an - khoảng cách giữa các thanh neo trong 1 vòng, an = 1m;
Thay số ta đợc :
Nv =
5,55
+ 1 = 6,55 neo/vòng;
1
Chọn số neo trong một vòng chống là 7 neo/vòng
Khoảng cách thực giữa các thanh neo trong một vòng neo là:
a1 =
5,55
= 0,925m
6
Căn cứ vào kết quả tính toán, điều kiện địa chất, chiều dài phần khoá
neo nằm sâu trong vùng đất đá bị ảnh hởng do quá trình nổ mìn phải đạt ít
nhất 0,5m cũng nh khoảng cách giữa các thanh neo phải lớn hơn 3 lần khoảng
cách giữa các khe nứt phá huỷ.Cho nên cần lựa chọn nh sau :
Chiều dài thanh neo Ln = 1,25 m
Để đảm bảo an toàn và thuận tiện cho công tác thi công, thiết kế chọn
khoảng cách giữa thanh neo trong cùng một vòng a1 = 0,925m và khoảng cách
giữa các vòng neo theo trục lò a2 = 1m.
3.3.5 Tính chiều dầy bê tông phun.
= 0,35.
G.k m
;m
m. k
Trong đó :
G - tải trọng đất đá có khả năng sập đổ giữa 2 neo,
G = 0,17. an . = 0,17.1.2,73 = 0,46 T/m
an- khoảng cách giữa các thanh neo
Sinh viên: Trần Quang Khải
14
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
k m - hệ số vợt tải, k m = 1,2
m - hệ số điều kiện làm việc của bê tông, m = 0,9
k - độ bền chịu kéo của bê tông 28 ngày.
Bê tông M300, k = 10 kG/cm2 = 100 T/m2
0,46.1,2
= 0,027 m
0,9.100
Thay số : = 0,35.
Chọn chiều dầy bê tông phun là 0,05m hay 5 cm.
G-G
Lớp bê tông phun dày 50mm
G
Neo BTCT 20, L=1250
Bê tông phun dày =50
925
2770
92
5
925
'
0
80
1250
Neo BTCT 20, L=1250
1000
1000
3400
G
hình 1.4. Hộ chiếu chống neo
tỉ lệ 1:50
Bảng 1.3. Đặc tính kỹ thuật của thanh neo
STT
Đặc tính kỹ thuật
Các chỉ tiêu
Đơn vị
Lò xuyên vỉa +115 khu I Cánh Gà
1
Chiều dài thân neo
mm
1250
2
Đừơng kính thanh neo
mm
21,7
3
Chiều dài phần neo nhô vào trong lò
mm
70
Bảng 1.4. Thống kê vật liệu chủ yếu của một vòng neo
Sinh viên: Trần Quang Khải
15
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Tên vật liệu
TT
1
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
Quy cách
Êcu M22
-
Đơn vị
Khối l ợng
Cái
07
2 Tấm ốp
KT: 100x100x12
Cái
07
3 Tấm ốp bứơm
KT: 400x280x1,9
Cái
07
4 Tấm ốp đĩa
KT: 126x36
Cái
07
5 Chi phí thép làm thanh neo
Thép xoắn 21,7
L = 1,25m/thanh
Thanh
07
Tấm ốp
Tấm ốp đĩa
Tấm ốp bứơm
Cốt neo
Bê tông
42
Đai ốc M22
70
1180
70
1320
Sinh viên: Trần Quang Khải
16
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
tấm ốp
Tấm ốp bứơm
tấm ốp đĩa
Tỷ Lệ 1:25
Tỷ Lệ 1:25
Tỷ Lệ 1:25
A-A
A
B
B-B
C
19
280
C-C
100
23
23
400
126
23
100
100
23
26
1
400
36
12
B
C
A
đai ốc m22
cốt thép thân neo
Tỷ Lệ 1:25
Tỷ Lệ 1:25
21,7
22
70
1180
Hình 1.5 Chi tiết kết cấu thanh neo BTCT
tỉ lệ 1:25
phần 2
thiết kế thi công
Chơng 1
Công tác đào phá đất đá
1.1. Sơ đồ công nghệ và phơng pháp đào lò
Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ thi công có ý nghĩa quyết định tới việc
xây dựng đờng lò, việc chọn sơ đồ công nghệ thi công hợp lý không những
có ý nghĩa về mặt tiến độ xây dựng mà còn có ý nghĩa về khả năng chịu lực
cũng nh thời gian tồn tại của công trình. Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ và phơng pháp đào lò phải đảm bảo các điều kiện sau:
-
Tiến độ đào lò phải nhanh nhất;
-
Giá thành đào lò phải thấp nhất;
-
Có tính khả thi cao;
-
An toàn trong thi công.
Trên cơ sở đó thiết kế đã tính toán và lựa chọn nh sau:
Sinh viên: Trần Quang Khải
17
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
- Đào lò theo sơ đồ công nghệ thi công nối tiếp từng phần: Theo đó đ ờng lò đợc đào chống theo từng đoạn với chiều tuỳ thuộc vào độ ổn định của
đất đá môi trờng xung quanh đờng lò. Trình tự thi công nh sau: Đầu tiên đào
(và chống tạm thời, nếu cần) cho đến hết chiều dài đoạn thứ nhất. Sau đó đào
(và chống tạm thời, nếu cần) một phần (hoặc toàn bộ) chiều dài đoạn thứ hai
thì dừng lại để chống cố định cho đoạn thứ nhất. Sau đó đào (và chống tạm
thời, nếu cần) một phần (hoặc toàn bộ) chiều dài đoạn thứ ba thì dừng lại để
chống cố định cho đoạn thứ hai. Công việc lặp đi lặp lại nh vậy cho đến hết
chiều dài đờng lò.
- Đào lò bằng phơng pháp khoan nổ mìn vì những u điểm của phơng
pháp này là: Giá thành đào lò nhỏ, sức công phá lớn, tốc độ đào lò nhanh, tính
khả thi cao
- Hình thức đào: Đào gơng toàn tiết diện.
1.2. Tiến độ đào chống theo yêu cầu
Tiến độ đào lò đợc xác định trên cơ sở sơ đồ công nghệ tổ chức đào lò
đã đợc chọn có xem xét đến điều kiện thi công, trang thiết bị đào lò thực tế
mà mỏ có thể thực hiện đợcQua đó xác định tiến độ đào lò theo yêu cầu là
70m/tháng.
* Thiết bị thi công
Bảng 2.1. Các thiết bị phục vụ công tác thi công
STT
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Thiết bị thi công
Đơn vị
cái
cái
cái
cái
cái
cái
cái
cái
cái
cái
cái
cái
cái
cái
Máy xúc
Tời kéo
Máy khoan
Máy phun bê tông
Máy trộn bê tông
Máy quạt gió
Máy nén khí
Máy nổ mìn
Máy bơm
Goòng
Máy định hớng quang học
Búa chèn
Máy quang lật nghiêng
Máy biến áp
Số lợng
1
1
4
1
1
1
1
2
5
8
2
2
1
1
Mã hiệu
1PPN - 5
JTB
YT-28
VM-5M
4L-20/8
MFB-100
M12-25
3Tấn
XZB-2
G-10
Công tác đào lò đợc bắt đầu khi đã hoàn thành các công việc chuẩn bị
nh: Lắp đặt, kéo dài hệ thống các mạng lới điện, nớc phục vụ thi công; chuẩn
bị các loại vật t thiết bị nh: Vật liệu đào chống, máy khoan, máy bơm, quạt
Sinh viên: Trần Quang Khải
18
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
gió cục bộ, xe goòng Công việc quan trọng là tổ chức thi công đào lò hợp lý,
giảm đến mức tối thiểu mọi khả năng gây ách tác cho thi công.
1.3. Thiết bị đào lò
Thiết bị đào lò đợc lựa chọn phù hợp với điều kiện thực tế của mỏ, có
xem xét tận dụng tối đa các thiết bị hiện có của mỏ.
1.3.1. Thiết bị khoan lỗ mìn
Để khoan lỗ mìn sử dụng máy khoan cầm tay YT-28 do Trung Quốc sản
xuất. Mật độ máy khoan trên gơng: Bố trí 1 máy trên khoảng 3m 2 lò. Theo đó
số lợng máy khoan là 4 máy, trong đó có 3 máy làm việc đồng thời, 1 máy dự
trữ. Để xử lý phần đá om, đào sửa rãnh nớc dùng búa chèn mã hiệu G-10 với
số lợng 2 cái.
1.3.2. Các thiết bị khác
Để kích nổ cho kíp, dùng máy nổ mìn mã hiệu MFB-100 với số lợng 2
cái.
Để định vị, đánh dấu các lỗ khoan trên gơng lò dùng máy định hớng
quang học hầm lò mã hiệu XZB-2 với số lợng là 2 cái.
1.3.3. Thuốc nổ và phơng tiện nổ
Dùng thuốc nổ P113 (do công ty hoá chất mỏ Việt Nam sản xuất) có
đặc tính kỹ thuật nh sau:
Bảng 2.2. Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ P113
STT Đặc tính kỹ thuật
Đơn vị
Số lợng
1 Khả năng sinh công
cm3
320-:-330
2 Sức phá
mm
14-:-16
3 Tốc độ nổ
km/s
4,2-:-4,5
4 Khoảng cách truyền nổ
cm
6
5 Tỷ trọng thuốc nổ
gram/cm3 1,1-:-1,25
6 Độ nhậy va đập
%
0
7 Khả năng chịu nớc
Rất tốt
8 Thời hạn bảo quản
tháng
6
Thuốc nổ nhũ tơng P113 đợc nhồi trong các ống giấy tẩm paraphin hoặc
trong các túi bằng màng mỏng nilon, với quy cách nh sau:
Bảng 2.3. Quy cách thỏi thuốc:
STT
Ký hiệu
loại thuốc
Đờng kính
thỏi thuốc (mm)
Chiều dài
thỏi thuốc (mm)
Khối lợng
thỏi thuốc (gam)
1
D32
321
220ữ250
2005
2
D60
602
180ữ217
60015
3
4
D70
D80
702
802
200ữ240
205ữ240
90020
120030
Sinh viên: Trần Quang Khải
19
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
D90
902
150030
205ữ240
D120
1203
250050
190ữ230
D150
1503
400050
200ữ235
D180
1803
600050
210ữ242
Sử dụng kíp nổ điện vi sai an toàn MS (do Trung Quốc sản xuất) có số
hiệu từ 1ữ5 để kích nổ. Đặc tính kỹ thuật nh sau:
Vật liệu làm vỏ kíp:
Đồng;
Điện trở của kíp:
3-:-6 ;
Dòng điện an toàn:
0,18A;
Dòng điện đảm bảo nổ: 1,2A;
Cờng độ nổ:
Số 8;
Dây dẫn điện:
2 m.
Kíp có 6 số vi sai, với thứ tự nổ chậm nh sau:
Bảng 2.4. Thứ tự nổ chậm của kíp vi sai an toàn MS
Số và ký hiệu ví sai MS-1
MS-2
MS-3
MS-4 MS-5 MS-6
Độ vi sai, ms
0
25
50
75
100
125
1.4. Các thông số khoan nổ mìn
1.4.1. Chỉ tiêu thuốc nổ
Chỉ tiêu thuốc nổ đợc tính theo công thức thực nghiệm của GS N.M.
Pakcovski:
qtb = q1.f1.v1.e.kđ ; (kg/m3)
Với: q1- Lợng thuốc nổ tiêu chuẩn, q1 = 0,1.f = 0,1.8 = 0,8 , (kg/m3)
f1- Hệ số cấu trúc của đất đá ở gơng lò, nó phụ thuộc vào cấu trúc
của đất đá ở gơng lò, ở đây lấy f1 = 1,2.
v1- Hệ số nén ép hay hệ số sức cản của đá, vì chọn phơng pháp đào
toàn tiết diện do đó v1 đợc xác định theo công thức sau:
5
6
7
8
v1 =
6,5
6,5
=
= 2,2 ;
Sd
8,42
e- Hệ số khả năng công nổ, e =
Pch 380
=
= 1,15;
Ptn 330
Trong đó: Pch- Khả năng công nổ của thuốc nổ chuẩn, Pch= 380 cm3.
Ptn- Khả năng công nổ của thuốc nổ chọn dùng, với thuốc nổ
P113 thì Ptn=330 cm3.
Kđ- Hệ số kể đến ảnh hởng của đờng kính thỏi thuốc, với
thuốc nổ P113 có db = 32 mm thì kđ = 1.
Vậy qtb = 0,8 . 1,2 . 2,2 . 1,15 . 1 = 2,42 ; kg/m3.
1.4.2. Đờng kính lỗ khoan
Có rất nhiều phơng pháp để xác định đờng kính lỗ khoan, song phơng
pháp đơn giản nhất là dựa trên đờng kính thỏi thuốc và khoảng hở cho phép,
vậy đờng kính lỗ khoan đợc xác định theo công thức:
d k = d b + (4 ữ 8)
Trong đó: db - là đờng kính thỏi thuốc, với thuốc nổ P113 thì d b= 32
mm. Trong trờng hợp nổ mìn tạo biên thì đờng kính thỏi thuốc càng nhỏ hơn
đờng kính lỗ khoan thì hiệu quả tạo biên càng tốt, do đó khi sử dụng thỏi
thuốc có db = 32 mm thì dk = 40ữ44 mm. Để phù hợp với loại máy khoan
Sinh viên: Trần Quang Khải
20
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
YT-28, ta chọn đờng kính lỗ khoan dk = 42 mm.
1.4.3. Chiều sâu lỗ khoan
* Chiều sâu lỗ khoan xác định theo tốc độ đào lò theo yêu cầu:
l tb =
Vth .Tck
, m;
T (25 ữ 30).
Trong đó: Vth - Tốc độ đào lò theo yêu cầu, Vth=70m/tháng;
Tck - Thời gian một chu kỳ đào lò, sơ bộ chọn Tck=8giờ;
T - Số giờ làm việc trong một ngày, T=24 giờ;
25ữ30 - Số ngày làm việc trong một tháng, khi đào lò chọn bằng 26
ngày;
- Hệ số sử dụng lỗ mìn, =0,85.
l tb =
Vậy:
70.8
= 1,05 m.
24.26.0,85
* Chiều sâu lỗ khoan xác định chiều sâu lỗ mìn theo diện tích mặt cắt
ngang đờng lò: l=0,5. S d =0,5. 8,42 =1,45m.
* Vậy chọn chiều sâu lỗ khoan trung bình l tb=1,2m (để phù hợp bớc
chống neo đã tính toán ở chơng 3 phần 1 )
* Chiều dài của từng nhóm lỗ khoan đợc xác định nh sau:
- Lỗ khoan biên đợc khoan nghiêng một góc 850 so với mặt cắt ngang đờng lò do đó có chiều dài:
lb =
ltb
1,2
=
= 1,204 m;
0
sin 85
sin 850
- Chiều dài lỗ khoan phá đợc lấy bằng chiều dài lỗ khoan trung bình
lp = ltb = 1,2, m;
- Chiều dài lỗ khoan đột phá đợc xác định phụ thuộc vào mức độ khó nổ
của khối đá, ở đây sơ bộ chọn chiều dài lỗ mìn đột phá:
ldp = ltb + 0,1 = 1,2 + 0,1 = 1,3 m.
1.4.4. Số lỗ mìn trên gơng
Số lỗ mìn trên gơng đợc xác định theo công thức: N =
q.S d
+ Sd
Trong đó: q - Lợng thuốc nổ đơn vị tính cho 1m3 đất đá, q=2,42 kg/m3;
Sd - Diện tích đào, Sd=8,42m2;
- Lợng thuốc nổ nạp cho 1m dài lỗ khoan, =.v.a.k;
Trong đó: v - Thể tích thuốc nổ trên 1m dài lỗ khoan, v=0,785. d t2 ;
a - Hệ số nạp thuốc cho lỗ mìn, a=0,6-:-0,7;
k - Hệ số phân bố ứng suất, phụ thuộc vào khả năng công nổ,
với thuốc nổ P113 có k=0,85;
dt - Đờng kính thỏi thuốc, dt=0,032m;
- Mật độ thuốc nổ trong thỏi thuốc, =1,25g/cm3=1250kg/m3;
Vậy: = 1250.0,785.0,0322.0,65.0,85 = 0,55kg/m;
N=
2,42.8,42
+ 8,42 = 40 lỗ;
0,55
1.4.4.1. Số lỗ mìn biên
Số lỗ mìn tạo biên đợc xác định theo công thức:
Sinh viên: Trần Quang Khải
21
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
Nb =
P
b
+ 1; lỗ
Trong đó: b - khoảng cách giữa các lỗ mìn biên, b = 0,4m;
P - chu vi thực tế bố trí lỗ mìn biên, P = .Rb + 2.ht
ht - chiều cao tờng, ht = 1m;
Rb - bán kính của vòm bố trí lỗ mìn biên;
Khoảng cách từ lỗ mìn biên đến biên thiết kế là 200mm.
Suy ra Rb=
3540 400
Bd 2.200
=
= 1570mm
2
2
Thay số vào công thức
P = 3,14.1570 + 2.1000 = 5929,8mm = 5,93m
Nb =
5,93
+ 1 = 15,82 ; lỗ
0,4
Chọn số lỗ mìn biên là 16 lỗ,
1.4.4.2. Số lỗ mìn đột phá và công phá
Số lỗ mìn của nhóm tạo rạch và công phá đợc tính theo công thức:
Nr,p=N-Nb=40-16 = 24 lỗ.
Đất đá trên gơng có hệ số kiên cố f=8, nứt nẻ và tạo lớp theo phơng
thẳng đứng do đó thiết kế chọn nhóm lỗ đột phá bố trí theo dạng rạch nêm
đứng. Với diện tích gơng đào là 8,42m2 sơ bộ chọn số lỗ mìn nhóm đột phá là
4 lỗ, góc nghiêng của lỗ khoan là 830.
Vậy số lỗ mìn phá là Np=Nr,p-Ndp =24 - 4 =20 lỗ, trong đó có một lỗ tạo
rãnh nớc.
1.4.5. Lợng thuốc nổ tính toán cho một chu kỳ đào
Lợng thuốc nổ cho một chu kỳ đào lò đợc xác định theo công thức:
Q = qtb.Sd.ltb = 2,42 . 8,42 . 1,2 = 24,45 kg.
1.4.6. Lợng thuốc nổ trung bình bố trí trong mỗi lỗ mìn, cấu trúc lợng nạp
Lợng thuốc nổ trunh bình trong mỗi lỗ mìn đợc xác định theo công
thức:
qlktb =
Q 24,45
=
= 0,6 , kg;
N
40
* Lợng thuốc nổ cho từng nhóm lỗ khoan theo kinh nghiệm có thể lấy
tăng lên hoặc giảm xuống so với lợng thuốc nổ trung bình, cụ thể sau:
- Nhóm lỗ đột phá đợc lấy tăng lên 15%ữ20%:
qlkdp=1,2.qlktb=1,2.0,6=0,72 kg;
Vậy:+Số thỏi thuốc trong một lỗ mìn đột phá:
ndp=qlkdp/mth=0,72/0,2=3,5 thỏi;
+ Chiều dài nạp thuốc: ldp,nt=3,5.0,22=0.77m;
+ Chiều dài nạp bua: ldp,nb =1,3 - 0.77=0,53m;
- Nhóm lỗ phá có thể lấy nhỏ hơn hoặc bằng qlktb, chọn qlkp=qlktb=0,6 kg;
Vậy: + Số thỏi thuốc trong một lỗ mìn phá: np=qlkp/mth=0,6/0,2=3 thỏi;
+ Chiều dài nạp thuốc: lp,nt=3.0,22=0,66m;
+ Chiều dài nạp bua: lp,nb =1,2 - 0,66=0,54m;
- Nhóm lỗ biên đợc lấy giảm xuống10%ữ15%:
qlkb=0,9.qlktb=0,9.0,6=0,54 kg;
Vậy: + Số thỏi thuốc trong một lỗ mìn biên: n b=qlkb/mth=0,54/0,2=2,7
Sinh viên: Trần Quang Khải
22
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
thỏi; chọn nb=2,5 thỏi;
+ Chiều dài nạp thuốc: lb,nt=2,5.0,22=0,55 m;
+ Chiều dài nạp bua: lb,nb =1,2 - 0,55=0,65m;
Lợng thuốc thực tế cho một chu kỳ: Q=(3,5.4+3.20 + 2,5.16).0,2 = 22,8kg
Cấu trúc lợng nạp thể hiện ở trên hình 2.1:
cấu trúc l ợng nạp lỗ mìn biên
220
220
kíp điện MS
110
bua đất sét
650
dây kíp
thỏi thuốc P113
cấu trúc l ợng nạp lỗ mìn phá
220
220
220
kíp điện MS
bua đất sét
540
dây kíp
thỏi thuốc P113
cấu trúc l ợng nạp lỗ mìn tạo rạch
220
220
kíp điện MS
220
110
530
bua đất sét
dây kíp
thỏi thuốc P113
Hình 2.1. Cấu trúc lợng nạp trong các lỗ mìn
tỷ lệ 1: 50
Sinh viên: Trần Quang Khải
23
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
1300
1200
500
150
500
500
2770
500
500
150
1000
3540
200
523
523
523
523
523
523
200
1300
1000
1200
'
5
83
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí lỗ mìn
tỉ lệ 1:50
Bảng 2.5. Bảng lý lịch lỗ mìn
Bảng 2.6. Bảng chỉ tiêu khoan nổ
Sinh viên: Trần Quang Khải
24
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
Đồ án tốt nghiệp
Chuyên ngành XDCT Ngầm & Mỏ
1.5. Công tác nạp và nổ mìn
Sau khi khoan xong số lỗ mìn theo hộ chiếu, phó quản đốc phân xởng
phải tiến hành kiểm tra lại chiều sâu, hớng và cách bố trí lỗ mìn, nếu đạt yêu
cầu mới cho củng cố chắc chắn lại lò và thổi hết phoi, nớc trong lỗ khoan để
nạp mìn. Trớc khi nạp mìn phải đặt các trạm gác mìn theo đúng qui định, khi
nạp mìn phải nạp đủ, chặt bua, khi đó trong gơng chỉ có thợ mìn và ngời chỉ
huy nổ mìn. Vị trí làm mìn mồi tại vị trí gơng lò, khi làm mìn mồi, kéo dài các
dây kíp nổ phải cầm chắc đầu dây ở miệng kíp, không đợc cầm vào kíp, không
để ngời ngoài nhiệm vụ nạp, nổ mìn ở lại gơng.
Tiến hành nạp mìn từng đợt nổ, theo hớng từ trên xuống dới. Khi nạp thuốc
vào lỗ mìn phải cầm, chỉnh đầu dây sao cho không chọc gậy mìn làm xớc vỏ, đứt
dây kíp, bua phải tốt, không ớt, đợc nạp đủ chiều dài theo qui định của hộ chiếu.
Khi đấu xong dây cái vào bãi mìn ở gơng tổ chức khiêng các bó cành cây kết
thành mảng rào cản chống đá văng xa, ở phía ngoài tấm rào đợc chống chắc vào
các thanh nẹp bằng các thanh ray thu hồi, l=1,5-:-3m.
1.5.1 Đấu nối mạng nổ
Để khởi nổ các kíp điện sử dụng máy nổ mìn có nguồng điện 1 chiều,
các kíp nổ đợc dấu nối tiếp. Sơ đồ đấu kíp xem hình vẽ;
Sơ đồ đấu kíp
Kíp điện vi sai
+
-
Hình 2.3. Sơ đồ đấu kíp
1.5.2. Biện pháp kỹ thuật an toàn khi khoan, nổ mìn.
Sau khi nổ mìn xong phải thông gió cho gơng 30 phút, sau đó thợ mìn
cùng trởng gơng xuống gơng đo, kiểm tra khí và xem xét gơng nổ mìn và xử
lý mìn câm (nếu có), trớc khi kiểm tra mìn câm cần cạy om đá nóc, gơng,
củng cố sơ bộ lò. sau khi làm xong công việc này mới đợc xoá trạm gác mìn
Sinh viên: Trần Quang Khải
25
Lớp: XDCT Ngầm & Mỏ K48
