Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................

.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
1


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
2


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

MỤC LỤC
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH NGẦM
TẠI MỎ THAN KHE TAM .................................................................................. 9
1.1. Đặc điểm về công dụng, vị trí, sự cần thiết phải thiết kế xây dựng hệ thống

công trình ngầm tại mỏ than Khe Tam .................................................................. 9
1.2. Các đặc điểm cấu tạo chủ yếu của hệ thống công trình ngầm và các công
trình bề mặt liên quan ........................................................................................... 10
1.3. Sơ đồ quy hoạch cấu tạo hệ thống công trình ngầm mỏ than Khe Tam ....... 11
1.4. Những đặc điểm về điều kiện xây dựng toàn bộ khu vực hệ thống công trình
ngầm tại mỏ than Khe Tam .................................................................................. 11
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐƯỜNG LÒ DỌC VỈA N6-8 MỨC 100 ........................................................................................................................ 21
2.1. Đặc điểm về vị trí, công dụng, sự cần thiết của đường lò ............................. 21
2.2. Đặc điểm về mối liên giữa đường lò dọc vỉa N6-8 và các công trình ngầm,
công trình bề mặt .................................................................................................. 21
2.3. Các đặc điểm về yêu cầu thiết kế quy hoạch, thiết kế cấu tạo đường lò N6-8
.............................................................................................................................. 21
2.4. Những đặc điểm về điều kiện xây dựng toàn bộ khu vực đường lò dọc vỉa
vận tải N6-8 .......................................................................................................... 21
THIẾT KẾ QUY HOẠCH CÔNG TRÌNH NGẦM ....................... 23
3.1. Những yêu cầu cơ bản về thiết kế quy hoạch công trình ngầm .................... 23
3.2. Thiết kế quy hoạch công trình ngầm trên bình đồ ........................................ 26
3.3. Thiết kế quy hoạch công trình ngầm trên mặt cắt dọc .................................. 28
3.4. Thiết kế quy hoạch công trình ngầm trên mặt cắt ngang .............................. 28
THIẾT KẾ LỰA CHỌN VẬT LIỆU, TÍNH TOÁN KẾT CẤU
CHỐNG GIỮ CÔNG TRÌNH NGẦM ................................................................ 40
4.1. Những yêu cầu cơ bản về thiết kế vật liệu, kết cấu chống giữ công trình
ngầm ..................................................................................................................... 40
4.2. Thiết kế lựa chọn vật liệu chống giữ công trình ngầm ................................. 40
4.3. Tính toán áp lực tác dụng lên công trình ngầm............................................. 41
4.4. Hộ chiếu chống lò (chống cố định) ............................................................... 52
- LỰA CHỌN SƠ ĐỒ THI CÔNG CÔNG TRÌNH NGẦM ......... 53
5.1. Những yêu cầu cơ bản về công tác lựa chọn sơ đồ thi công công trình ngầm.
.............................................................................................................................. 53
5.2. Mô tả khái quát một số sơ đồ thi công khả thi cho công trình ngầm. ........... 53

5.3. So sánh, lựa chọn sơ đồ thi công tối ưu các thành phần đặc trưng cho công
trình ngầm cần thiết kế. ........................................................................................ 53
THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ ĐÀO PHÁ ĐẤT ĐÁ ........................... 55
6.1. Lựa chọn phương pháp đào phá đất đá tại gương. ........................................ 55
3


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

6.2. Lựa chọn thiết bị khoan lỗ mìn. .................................................................... 55
6.3. Tính toán các thông số tổ hợp khoan lỗ mìn cho gương thi công. ................ 55
CÔNG TÁC THÔNG GIÓ TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG
CÔNG TRÌNH NGẦM ........................................................................................ 63
7.1. Các yêu cầu thông gió cho công trình ngầm trong quá trình thi công. ......... 63
7.2. So sánh, lựa chọn các sơ đồ thông gió cho đường lò. ................................... 63
7.3. Tính toán các thông số cơ bản của hệ thống thông gió cục bộ cho đường lò.
.............................................................................................................................. 64
7.4. Tính toán lựa chọn các trang thiết bị thông gió cơ bản. ................................ 65
XÚC BỐC ĐẤT ĐÁ SAU KHI KHOAN NỔ MÌN ...................... 67
8.1. So sánh, lựa chọn phương pháp xúc bốc đất đá tại gương. ........................... 67
8.2. Lựa chọn trang thiết bị xúc bốc đất đá. ......................................................... 67
8.3. Tính toán các thông số và năng suất xúc bốc của tổ hợp xúc bốc đất đá...... 68
8.4. Thiết kế công tác tổ chức xúc bốc đất đá. ..................................................... 68
VẬN CHUYỂN ĐẤT ĐÁ TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG
CÔNG TRÌNH NGẦM ........................................................................................ 69
9.1. So sánh lựa chọn phương pháp vận tải đất đá tại gương. ............................. 69
9.2. Lựa chọn trang thiết bị vận tải đất đá. ........................................................... 69
9.3. Công tác trao đổi goòng và thiết bị vận tải. .................................................. 69
CHỐNG TẠM THỜI VÀ SƠ BỘ KHU VỰC GẦN GƯƠNG ... 71
10.1. Mục đích, ý nghĩa và các yêu cầu cơ bản của công tác chống tạm thời và

chống sơ bộ khu vực gần gương. ......................................................................... 71
10.2. Thiết kế kết cấu chống tạm ......................................................................... 71
CHỐNG CỐ ĐỊNH CHO CÔNG TRÌNH NGẦM ...................... 72
11.1. Mục đích, ý nghĩa và các yêu cầu cơ bản của công tác chống cố định. ...... 72
11.2. Thiết kế tổ chức công tác chống cố định cho công trình ngầm. ................. 72
CÁC CÔNG TÁC PHỤ TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG
CÔNG TRÌNH NGẦM ........................................................................................ 73
12.1. Những yêu cầu về công tác phụ trợ cho quá trình thi công công trình ngầm.
.............................................................................................................................. 73
12.2. Thiết kế công tác thoát nước cho công trình ngầm đang xây dựng. ........... 73
12.3. Thiết kế công tác lắp đặt đường xe tạm thời và cố định. ............................ 74
TỔ CHỨC CÔNG TÁC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM .. 78
13.1. Các yêu cầu về tổ chức xây dựng công trình ngầm. ................................... 78
13.2. So sánh lựa c họn, tính toán biểu đồ tổ chức chu kì xây dựng công trình
ngầm. .................................................................................................................... 78
13.3. Chọn biểu đồ tổ chức chu kì xây dựng công trình ngầm. ........................... 78
CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ-KỸ THUẬT CƠ BẢN KHI XÂY
DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM ........................................................................... 82
4


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

14.1. Tính toán các chỉ tiêu kinh tế cơ bản, giá thành xây dựng công trình ngầm.
.............................................................................................................................. 82
14.2. Bảng chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật tổng hợp xây dựng công trình ngầm .......... 82
14.3. Chi phí xây dựng ......................................................................................... 84
KẾT LUẬN .......................................................................................................... 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 86


5


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1. Tọa độ mốc mỏ ..................................................................................... 9
Bảng 1. 2. Chỉ tiêu cơ lý của lớp sạn kết. ............................................................ 18
Bảng 1. 3. Chỉ tiêu cơ lý của lớp cát kết. ............................................................. 19
Bảng 1. 4. Chỉ tiêu cơ lý của lớp bột kết. ............................................................. 19
Bảng 1. 5. Chỉ tiêu cơ lý của lớp sét kết .............................................................. 19
Bảng 1. 6. Chỉ tiêu cơ lý của đá vách, đá trụ. ...................................................... 20
Bảng 3. 1. Bảng phân loại khối đá theo RQD…………………………………….23
Bảng 3. 2. Bảng phân loại khối đá theo RMR. .................................................... 24
Bảng 3. 3. Bảng phân loại khối đá theo Barton, Lien, Lunde. ............................. 25
Bảng 3. 4. Bảng phân loại khối đá theo f (độ kiên cố)......................................... 26
Bảng 3. 5. Đặc tính kỹ thuật của goòng UVG-3,3. .............................................. 30
Bảng 3. 6. Đặc tính kỹ thuật đầu tầu điện ắc quy AM-8. ..................................... 30
Bảng 3. 7. Đặc tính kỹ thuật của ray P-24 ........................................................... 30
Bảng 3. 8. Thông số kỹ thuật của vì thép SVP – 22. ........................................... 37
Bảng 4. 1. Tính chất cơ lý của đất đá trong vỉa…………………………………...41
Bảng 4. 2. Nội lực trong tường ............................................................................ 47
Bảng 4. 3. Nội lực trong vòm ............................................................................... 48
Bảng 6. 1. Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ P113………………………………….55
Bảng 6. 2. Đặc tính kỹ thuật máy nổ mìn KVP 1/100m. ..................................... 55
Bảng 6. 3. Đặc tính kỹ thuật của kíp nổ EDKZ - PM 25. .................................... 56
Bảng 6. 4. Các chỉ tiêu kỹ thuật khoan nổ mìn. ................................................... 61
Bảng 7. 1. Các thông số kỹ thuật của quạt cục bộ VM - 6M……………………...66
Bảng 8. 1. Đặc tính kỹ thuật của máy xúc 1PPN – 5……………………………...67
Bảng 14. 1. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tổng hợp……………………………….82

Bảng 14. 2. Chi phí trực tiếp đào chống cố định cho 1m lò ................................ 84
Bảng 14. 3. Tổng chi phí xây dựng ...................................................................... 84

6


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 3. 1. Mối liên hệ giữa giá trị RMR với thời gian ổn định khung chống theo
Bieniawski. ................................................................................................... 24
Hình 3. 2. Vị trí đường lò dọc vỉa N6-8 trên bình đồ .......................................... 27
Hình 3. 3. Mặt cắt dọc đường lò dọc vỉa N6-8 ................................................... 28
Hình 3. 4. Hình dạng tiết diện ngang của đường lò. ............................................ 29
Hình 3. 5. Sơ đồ xác định kích thước sử dụng tối thiểu của đường lò................. 34
Hình 3. 6. Sơ đồ lựa chọn tiết diện sử dụng của đường lò. .................................. 35
Hình 3. 7. Sơ đồ xác định bán kính vòm bán nguyệt cho đường lò một đường xe
...................................................................................................................... 36
Hình 3. 8. Mặt cắt ngang sử dụng của đường lò .................................................. 36
Hình 3. 9. Mặt cắt ngang vì thép SVP–22. .......................................................... 37
Hình 3. 10. Mặt cắt ngang thi công của đường lò dọc vỉa ................................... 38
Hình 4. 1. Mặt cắt ngang kết cấu chống và tấm chèn bê tông cốt thép……………40
Hình 4. 2. Vòm áp lực theo Tximbarevich........................................................... 42
Hình 4. 3. Sơ đồ tải trọng tác dụng lên đường lò ................................................. 43
Hình 4. 4. Sơ đồ tính toán kết cấu chống ............................................................. 44
Hình 4. 5. Sơ đồ xác định nội lực trong tường và vòm ........................................ 45
Hình 4. 6. Sơ đồ xác định nội lực trong tường ..................................................... 46
Hình 4. 7. Sơ đồ xác định nội lực trong vòm ....................................................... 47
Hình 4. 8. Biểu đồ nội lực trong vì chống SVP. .................................................. 49
Hình 4. 9. Sơ đồ tính tấm chèn ............................................................................. 50

Hình 4. 10. Sơ đồ ứng suất trên tiết diện chữ nhật chịu uốn đặt cốt đơn ............. 51
Hình 4. 11. Kết cấu chống tạm. ............................................................................ 52
Hình 7. 1. Sơ đồ thông gió đẩy…………………………………………………...64
Hình 8. 1. Sơ đồ bố trí thiết bị xúc bốc đất đá…………………………………….68
Hình 9. 1. Sơ đồ trao đổi goòng gần gương………………………………………70
Hình 10. 1. Hộ chiếu chống tạm………………………………………………….71

7


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay với nhiều quốc gia trên thế giới khoáng sản là nguồn đem lại
nguồn lợi vô cùng to lớn và đóng vai trò chính trong nền kinh tế quốc dân.Với
nhiều điều kiện thiên nhiên ưu đãi, Việt Nam là quốc gia có nguồn khoáng sản dồi
dào và phong phú.Nguồn lợi của khoáng sản đem lại là vô cùng to lớn. Chính vì
thế mà việc khai thác khoáng sản luôn được Đảng và Nhà nước hết sức quan tâm.
Ở Việt Nam, trải qua nhiều thập kỷ khai thác, trữ lượng khoáng sản bề mặt
đang giảm dần, đòi hỏi chúng ta phải mở rộng phương thức khai thác xuống sâu
trong lòng đất. Như vậy, việc xây dựng các công trình phục vụ cho việc mở vỉa,
tiếp cận vỉa ở sâu trong lòng đất là vấn đề hết sức quan trọng.
Xuất phát từ những yêu cầu thực tiễn trên, kết hợp với những kiến thức đã được
trang bị sau một thời gian học tập tại trường Đại học Mỏ - Địa chất, chuyên ngành
Xây dựng công trình ngầm và mỏ, em đã chọn đề tài “Thiết kế kỹ thuật và tổ
chức thi công đường lò dọc vỉa vận tải N6-8 mức -100 mỏ than Khe Tam-Công
ty than Dương Huy”.
Với sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Xây dựng
công trình Ngầm và Mỏ, các anh chị kỹ sư tại phòng Kỹ thuật Công ty than Dương
Huy và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của GS.TS. Võ Trọng Hùng em đã hoàn

thành đồ án.
Tuy nhiên, với lượng kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm làm việc thực tế chưa có
nhiều nên bản đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự
đóng góp của các thầy cô giáo, cùng toàn thể bạn bè đồng nghiệp để bản đồ án
được hoàn thiện hơn nữa.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng 06 năm 2017
Sinh viên

8


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

PHẦN MỞ ĐẦU
PHẦN I. KHÁI QUÁT CHUNG
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH NGẦM
TẠI MỎ THAN KHE TAM
1.1. Đặc điểm về công dụng, vị trí, sự cần thiết phải thiết kế xây dựng hệ thống
công trình ngầm tại mỏ than Khe Tam
1.1.1. Vị trí của hệ thống công trình ngầm tại mỏ than Khe Tam
Mỏ than Khe Tam thuộc Công ty than Dương Huy, nằm tại xã Dương Huy,
thị xã Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh. Cách trung tâm thị xã Cẩm Phả khoảng 8 km về
phía Tây Bắc.
Khoáng sàng Khe Tam có diện tích khoảng 16 km2 nằm trong giới hạn tọa
độ (Hệ tọa độ nhà nước 1972) .
X: 25,50030,500
Y: 420,500425,500
Năm 2008 Tập đoàn công nghiệp Than-Khoáng sản Việt nam đã phê duyệt
Quy hoạch điều chỉnh biên giới các mỏ than thuộc Tập đoàn tại quyết định số:

1122 QĐ-HĐQT ngày 16 tháng 05 năm 2008 [16]. Theo quyết định phê duyệt này
mỏ than Khe Tam-Công ty than Dương Huy-TKV được giới hạn bởi các mốc toạ
độ sau (Bảng 1.1).
Bảng 1. 1. Tọa độ mốc mỏ
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

Ký hiệu
KT.1
KT.2
KT.3
KT.4
KT.5
KT.6
KT.7
KT.8

KT.9
KT.10
KT.11
KT.12
KT.13
KT.14
KT.15

TOẠ ĐỘ MỐC MỎ
X
Y
29 310
421 480
29 898
421 859
29 930
423 000
30 340
423 774
30 310
424 701
29 806
424 700
28 145
424 700
26 575
424 700
26575
424 500
27 078

424 139
27 198
423 861
27 213
423 346
27 369
423 076
27 749
422 922
27 655
422 035
9


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

1.1.2. Công dụng, sự cần thiết phải thiết kế của hệ thống công trình ngầm tại
mỏ than Khe Tam
Việc xây dựng hệ thống công trình ngầm tại mỏ than Khe Tam nhằm duy
trì nâng cao sản lượng khai thác than của Công ty than Dương Huy lên 2.500.000
tấn than nguyên khai/năm khi mà phần khai thác lộ thiên chỉ còn ở mức duy trì sản
lượng. Từ đó đáp ứng về nhu cầu than của nền kinh tế quốc dân, góp phần thực
hiện mục tiêu phát triển ngành than Việt Nam.
1.2. Các đặc điểm cấu tạo chủ yếu của hệ thống công trình ngầm và các công
trình bề mặt liên quan
1.2.1. Các công trình trên bề mặt
Mỏ than Khe Tam do Công ty than Dương Huy quản lý và khai thác với
công nghệ khai thác hầm lò. Vị trí khu mỏ nằm ở khu vực có điều kiện giao thông
vận tải khá thuận lợi.
- Cách SCN mỏ khoảng 4 km về phía Nam có tuyến QL 18A.

- Giáp SCN mỏ ở phía Nam có tuyến đường ô tô Ngã Hai-Khe Tam-Cao SơnMông Dương, tuyến đường này đang được đầu tư cải tạo nâng cấp để phục vụ giao
thông liên lạc, vận tải người và vận tải than của vùng than Cẩm Phả.
- Hệ thống đường ô tô từ SCN mỏ tới đường QL 18A đã được xây dựng hoàn
chỉnh.
Hiện tại mỏ Khe Tam đang trong thời kì vừa XDCB vừa sản xuất than ở
tầng lò bằng mức +38 với sản lượng than nguyên khai khoảng 1,6 triệu tấn/năm.
Các công trình phục vụ sản xuất của mỏ đó được thiết kế và xây dựng tương đối
hoàn chỉnh bao gồm:
- Khu Trung tâm: mặt bằng sân công nghiệp chính mức + 38; mặt bằng mức + 100;
mặt bằng mức +150; mặt bằng mức +157; mặt bằng mức +200, +210;
- Khu Nam: mặt bằng mức +100/IV;
- Khu Đông Bắc: mặt bằng cửa lò mức +124,00; mặt bằng mức +115,00;
- Khu Tây bắc: mặt bằng cửa lò mức +150,00.
Hiện trạng mặt bằng SCB +38
Để phục vụ khai thác phần lò bằng với công suất khoảng gần 2,0 triệu
tấn/năm, mỏ Khe Tam đó đầu tư xây dựng tương đối hoàn chỉnh mặt bằng sân
công nghiệp chính mức +38. Vị trí mặt bằng nằm phía Nam khai trường, trên mặt
bằng đó xây dựng các hạng mục công trình như sau: xưởng sàng mức +38 và kho
than, hệ thống sân ga đường goòng 900 mm và hố nhận than, nhà đề pô xe goòng,
nhà đề pô cứu hoả, trạm quang lật đổ thải, cầu đường goòng và cầu đi bộ, đường
ô tô vào mặt bằng, kho vật tư, xưởng sửa chữa cơ khí và đề pô tầu điện, xưởng sửa
chữa ô tô, nhà đèn, trạm nén khí, nhà giao ca công trường: 02 nhà, hố nhận than
nguyên khai, nhà nén khí, nhà đèn, nhà chờ tầu, nhà ăn, nhà vệ sinh, họng cung
cấp nước, hệ thống thoát nước trên mặt bằng.
10


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

Hiện nay các nhà và các công trình trên mặt bằng có thể sử lại để phục vụ cho sản

xuất của mỏ thời gian tới [16].
1.2.2. Bố trí mặt bằng giai đoạn khai thác xuống sâu
Việc bố trí và xây dựng nhà và các công trình trên mặt bằng mỏ phục vụ
khai thác và vận chuyển giai đoạn xuống sâu của mỏ than Khe Tam được lập trên
những nguyên tắc sau:
- Phù hợp với sơ đồ khai thông chuẩn bị, công nghệ khai thác và vận tải. Phù hợp
với tiến độ xây dựng và khai thác của mỏ;
- Điều kiện địa hình tự nhiên của khu vực;
- Tận dụng tối đa các công trình hiện có và các công trình đầu tư xây dựng giai
đoạn khai thác tầng lò bằng +38;
- Đảm bảo vệ sinh môi trường.
Để phục vụ khai thác than phần giếng của mỏ than Khe Tam với công suất
2.50 triệu tấn/năm. Tổng mặt bằng mỏ được bố trí và xây dựng bổ sung những
hạng mục công trình theo phương án phù hợp với phương án khai thác bằng cặp
giếng nghiêng mức +40 đồng thời phù hợp với giai đoạn khai thác phần lò bằng
+38. Trên tổng mặt bằng mỏ dự kiến xây dựng các mặt bằng sau:
- Mặt bằng SCN +38
+ Cải tạo mở rộng mặt bằng SCN mỏ +38;
+ Xây dựng mới mặt bằng CG +40;
+ Xây dựng mới mặt bằng cửa rãnh gió +40.
- Xây dựng mới kho thuốc nổ 20 tấn
- Xây dựng mới hệ thống băng tải than từ cửa giếng chính đi NMT Lép Mỹ [17].
1.3. Sơ đồ quy hoạch cấu tạo hệ thống công trình ngầm mỏ than Khe Tam
1.4. Những đặc điểm về điều kiện xây dựng toàn bộ khu vực hệ thống công
trình ngầm tại mỏ than Khe Tam
1.4.1. Khí hậu
Khu vực Khe Tam mang tính lục địa rõ rệt, một năm có hai mùa (mùa khô
và mùa mưa). Mùa mưa kéo dài từ tháng 4 tới tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến
tháng 3 năm sau .
Trong mùa khô, hướng gió chủ đạo là Bắc-Đông Bắc, độ ẩm trung bình là

3040%, nhiệt độ trung bình 15180C. Trong thời gian này thường chịu ảnh hưởng
của gió mùa Đông Bắc kèm theo mưa phùn và giá rét, nhiệt độ có thể xuống đến
dưới 80C.
Trong mùa mưa hướng gió chủ đạo là Nam-Đông Nam, độ ẩm trung bình
6080%, nhiệt độ trung bình 25300C. Trong mùa mưa thường chịu ảnh hưởng
trực tiế của các cơn bão và áp thấp nhiệt đới kèm theo mưa lớn.
11


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

Lượng mưa lớn nhất trong tháng là 1.126,1 mm (vào tháng 8/1995) và cũng
có tháng có lượng mưa trong ngày lớn nhất 250 mm. Lượng mưa nhiều nhất của
năm là 2.915,4 mm (năm 1973) [15].
1.4.2. Điều kiện hạ tầng giao thông
Mạng lưới giao thông, công nghiệp trong vùng khá phát triển, có đường
trực nối liền quốc lộ 18A đi vào khu mỏ, đường quốc lộ 18B hay ven rìa phía Bắc
khu mỏ, sông Diễn Vọng chảy từ khu mỏ ra vịnh Cuốc Bê (Hồng Gai). Từ phía
Đông nam khu mỏ có đường tàu hỏa tuy nen xuyên núi Khe Sim nối liền với hệ
thống đường sắt từ km6 Cẩm Phả đi Cửa Ông. Cơ sở hạ tầng và điều kiện giao
thông thuận tiện, đáp ứng tốt cho công tác địa chất và khai thác mỏ [17].
1.4.3. Dân cư và xã hội nhân văn
Trong vùng hiện nay dân cư chủ yếu là cán bộ công nhân viên cức của các
Công ty và Xí nghiệp khai thác than, công nhân địa chất, công nhân mỏ nghỉ hưu,
sống định cư chủ yếu tập trung ở phần trung tâm của vùng nghiên cứu. Ngoài ra
còn có người Sán Rừu, Sán Chỉ,... sống lâu đời bằng sản xuất nông, lâm nghiệp.
Ngành công nghiệp lớn nhất trong khu vực là khai thác than. Hiện na quy
mô khai thác đang trên đà phát triển và mở rộng rãi trên toàn vùng Khe Tam. Tuy
nhiên, nông nghiệp ở đây kém pháp triển do diện tích trồng lúa và hoa màu quá ít
và kém màu mỡ, trồng trọt chăn nuôi ở đây mang tính chất phân tán. Mặc dù có sự

đầu tư khoa học kỹ thuật cho nông nghiệp, nhưng nguồn lương thực tại chỗ chỉ
cung cấp cho nhu cầu nhân dân sống bằng nghề nông nghiệp và thủ công nghiệp,
còn lực lượng chính là công nhân mỏ chủ yếu được cung cấp lương thực từ các
tỉnh đồng bằng.
Một phần diện tích trên mặt đã trở thành các moong khai thác lộ thiên của
các Công ty thuộc VINACOMIN, phần còn lại thường được giao cho dân để sử
dụng trồng rừng (chàm keo) phục vụ công nghiệp sản xuất chế biến giấy.
Mạng lưới thương nghiệp đang ngày càng phát triển và mở rộng. Tại các xã,
phường, thị trấn, các khu công nghiệp đều có các đại lý dịch vụ và các chợ đáp
ứng đầy đủ nhu cầu sinh hoạt của nhân dân.
Về đời sống văn hóa vật chất của nhân dân trong vùng đang ngày càng được
nâng cao. Tại các thị trấn, thành phố đều có rạp hát, thư viện, phòng truyền thống,
sân vận động,... Trong các xí nghiệp đều có đội văn nghệ, câu lạc bộ. Trong vùng
đã có bệnh viện đa khoa, trạm xá, bệnh xá của nhà nước và các xí nghiệp. Mạng
lưới bưu điện viễn thông trong khu vực khá phát triển. Các xã, phường đều có các
trường phổ thông cơ sở và trường phổ thông trung học đáp ứng nhu cầu đời sống
văn hóa và giáo dục trong vùng [17].
1.4.4. Điều kiện địa chất
a. Kiến tạo
Khoáng sàng than Khe Tam nằm trong cấu tạo nếp lõm lớn Khe Tam, thuộc
khối trung tâm Cẩm Phả, được giới hạn bởi đứt gẫy A-A ở phía Nam và đứt gãy
12


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

Bắc Huy ở phía Bắc. Trên hai cánh nếp lõm phát triển các nếp uốn bậc cao như
nếp lồi, lõm Nam Khe Tam, nếp lồi Tây Bắc [14]. Đặc điểm kiến tạo cụ thể như
sau:
b. Nếp uốn:

- Nếp lõm Khe Tam: cánh bắc nếp lõm được giới hặn bởi đứt gẫy Bắc Huy,
cánh Nam được giới hạn bởi đứt gẫy F4, nếp lõm có chiều dài khoảng 3000 đến
4000m. Trục của nếp lõm phát triển theo phương Tây Nam-Đông Bắc. Mặt trục
nếp uốn gần như cắm đứng, các cánh đối xứng, tương đối thoải. Độ dốc chung hai
cánh trong khoảng 250÷300, tăng dần 350÷400, bị đứt gẫy B-B phân thành hai khối
lớn: khối Đông Bắc và khối Bao Gia;
- Nếp lồi Nam Khe Tam: phân bố từ phía Đông tuyến TG.VI (Khe Chàm)
sang phía Tây tuyến T.II (Ngã Hai), dài khoảng 700 m đến 1000 m, chỗ hẹp còn
100 đến 150 m, cánh Bắc bị chặn bởi đứt gẫy F4. Trục nếp uốn theo phương vĩ
tuyến và chếch dần theo phương Tây bắc-Đông nam. Mặt trục nếp uốn cắm đứng,
đôi khi hơi chếch về Bắc, với góc dốc 800÷850 ( tuyến IIA-IIB ). Độ dốc hai cánh
thay đổi từ 300÷350. Các đứt gãy F6, B-B chia nếp lồi thành 3 khối;
- Nếp lõm Nam Khe Tam: kế tiếp phía Nam nếp lồi Nam Khe Tam, kéo dài
từ tuyến T.V đến T.I và phát triển tiếp tục sang khu Ngã Hai. Trục nếp lõm có
phương vĩ tuyến, mặt trục dốc đứng. Độ dốc vỉa hai cánh tương đối thoải, thay đổi
từ 200÷ 250. Nếp lõm bị đứt gãy B-B, F5 phân cắt thành ba khối;
- Nếp lồi Tây Bắc: phân bố ở phía Tây Bắc khu mỏ, kéo dài từ tuyến TG.II
đến T.I, chiều dài khoảng từ 150÷200 m, cánh Nam tiếp giáp với nếp lõm Khe
Tam. Trục nếp uốn phát triển theo phương Tây Nam-Đông Bắc. Mặt trục cắm
chếch về Bắc, dốc 700÷750, cánh Bắc dốc hơn cánh Nam (250÷350 ), góc dốc vỉa
cánh Nam từ 200÷250.
c. Đứt gãy:
Gồm hai hệ thống, theo phương vĩ tuyến, á vĩ tuyến (gồm các đứt gẫy lớn)
và hệ thống đứt gẫy theo phương kinh tuyến.
Đứt gãy thuận: F.B, F.C, F.T1, F.T3, F.4, F.6, đứt gãy Bắc Huy .
Đứt gãy nghịch: F.A, F.D, F.E, F.1, F.2, F.3, F.5, F.7, F.N, F.T2 .
- Đứt gãy thuận Bắc Huy: đứt gãy này là ranh giới phía Bắc khoáng sàng,
phân chia ranh giới tầng chứa than và không chứa than phía Bắc. Các công trình
địa chất bắt gặp đứt gẫy Bắc Huy gồm: các lỗ khoan LK2363, LK.2364 (TII),
LK335 (T.IIIB), LK 342 (T.IVB ), LK 869 (T.TGI). Đứt gẫy Bắc Huy là đứt gãy

thuận, phát triển theo phương vĩ tuyến, phát triển sang Khe chàm, Ngã Hai, cắm
Nam, dốc 550÷600, biên độ dịch chuyển khoảng trên 1000 m, cánh Bắc nâng lên,
lộ ra phụ diệp dưới than, canh Nam hạ, tồn tại các vỉa than thuộc phụ điệp chứa
than của khu vực;
- Đứt gãy thuận B-B: đứt gãy này được hình thành ở phía Đông Bắc khu
mỏ, trong phạm vi giữa đứt gãy Bắc Huy và đứt gãy F4 phát triển theo phương Tây
13


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

Bắc-Đông Nam. Các công trình thăm dò gặp FB gồm: các lỗ khoan LK.2377 (tuyến
II), LK.863, LK.91 (tuyến TG.VII), LK.930Đ(T.IV), LK.2370, LK.2378 (T.V), các
công trình hào H.218 (TG.IX), H.215 (T.V), H.212 (T.IV), H.224 (TG.VII), H.151
(T.II). Đứt gãy cắm Tây Nam, độ dốc 800850, biên độ thay đổi từ 200÷250 m, đới
huỷ hoại rộng 15÷20 m;
- Đứt gãy thuận C-C: xuất hiện ở phân khu Bao Gia, trong phạm vi từ đứt
gãy F4 đến đứt gãy Bắc Huy, phát triển theo phương kinh tuyến. Các công trình
khống chế đứt gãy gồm: LK.310 (T.IIIN), LK.930 I, LK.972 (TG.VI), LK.313
(T.trục), LK.978 (TG.II), LK.928 (T.IVB), các hào H.2015, H.2022. Đứt gẫy có
hướng cắm Tây, độ dốc 700750, biên độ dịch chuyển từ 30÷50 m;
- Đứt gãy thuận F4: xuất hiện ở cánh Nam nếp lõm Khe Tam, kéo dài theo
phương vĩ tuyến và phát triển liên tục sang khu Ngã Hai, khu Khe Chàm (là ranh
giới giữa phân khu Bao Gia và Nam Khe Tam). Các công trình thăm dò bắt gặp F4
gồm: các lỗ khoan LK318, LK.985 (tuyến IIIN ), LK.958 (tuyến III), LK.950 (tuyến
IV), LK.893 (tuyến TG.VII), LK.307 (tuyến V), LK.319 (tuyến VI), LK.972
(tuyến TG.VI), LK.979, LK.813 (tuyến II), LK.324 (tuyến IIN), LK.981 (tuyến
IIA), LK.976 (tuyến IN), H.223 (tuyến VI), H.1861 (tuyến IV), H.217 (tuyến II),
H.2016, H.1987 (tuyến IIA). Đứt gãy cắm Nam, dốc từ 700750, chiều rộng đới phá
huỷ 15 20 m. Biên độ dịch chuyển 70÷100 m ở phần phía Đông, phần còn lại

200 250 m;
- Đứt gãy thuận F6: xuất hiện ở phía Đông Nam khu mỏ, giữa hai đứt gãy
F4 và FA, phát triển theo phương vĩ tuyến, về hai đầu có phương Đông Bắc-Tây
Nam. Các công trình gặp đứt gẫy F6 gồm: LK.941 (T.V), LK.975 (T.IV), LK.318
(T.III N), hào H.1880 (T.IV), H.1910, H.1170 (T.III), H.1840 (T.III N). Đứt gãy
F6 thuận, cắm Tây Nam, góc dốc 700750, biên độ dịch chuyển từ 150÷200 m, đới
huỷ hoại rộng 2025 m. Hai bên cánh F6 các vỉa than bị biến đổi nhiều;
- Đứt gãy thuận FT1: xuất hiện ở khối Bắc Khe Tam, phát triển theo phương
á vĩ tuyến qua tuyến IVa, cắm Nam với góc dốc 700800. Biên độ dịch chuyển theo
mặt trượt 15 20 m;
- Đứt gãy nghịch FT2: xuất hiện ở khối Bắc Khe Tam, phát triển theo
phương á vĩ tuyến, cắm Nam với góc dốc từ 700 800. Biên độ dịch theo mặt trượt
4050 m. Đứt gãy có hướng chạy Tây bắc-Đông bắc;
- Đứt gãy thuận FT3: xuất hiện ở khối Bắc Khe Tam, phát triển theo phương
á vĩ tuyến có hướng cắm Nam với góc dốc mặt trượt từ 700 800. Biên độ dịch
chuyển nhỏ từ 1520m, xuất phát từ F2, chạy theo hướng Tây sang Đông và chập
vào F2 giữa T.Va và V;
- Đứt gãy A-A: là đứt gãy nghịch lớn, là ranh giới thăm dò phía Nam giữa
Khe Tam và Khe Sim. Đứt gãy kéo dài theo phương vĩ tuyến, cắm Nam với góc
dốc mặt trượt từ 800850, đới huỷ hoại rộng 4060 m, biên độ dịch chuyển khoảng
14


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

1000 m. Đứt gãy A-A xuất hiện ở phía Nam khu thăm dò, dài khoảng 1500 m. Các
công trình xác định đứt gãy LK.971, 984 (T.IIIN), LK.974, 812 (T.IV), các công
trình hào: 1935 (T.IIIN), 1906 (T. IV) 1984 (T.VI);
- Đứt gãy nghịch D-D: tương ứng là đứt gẫy F.KT mỏ Ngã Hai, xuất hiện
ở phía Tây khu Bao Gia, trong phạm vi giữa đứt gẫy Bắc Huy và F4, phát triển theo

phương kinh tuyến, cắm Đông, góc dốc 700750, biên độ dịch chuyển từ
100÷150m, đới huỷ hoại rộng 15÷20 m;
- Đứt gãy nghịch F1 (F.2NH): xuất phát từ đứt gẫy FE , phát triển theo
phương vĩ tuyến kéo dài sang mỏ Ngã Hai, tương ứng là đứt gẫy nghịch F.2 của
khoáng sàng than Ngã Hai. Đứt gẫy cắm Nam, góc dốc 750800, biên độ dịch
chuyển từ 150200 m, đới huỷ hoại nhỏ;
- Đứt gãy nghịch F2: xuất hiện ở khu Đông bắc giữa đứt gẫy Bắc huy và FB,
phát triển theo phương vĩ tuyến, chếch về Đông bắc, cắm Nam, góc dốc mặt trượt
750800, biên độ dịch chuyển từ 100150 m, đới huỷ hoại rộng 1520 m.
- Đứt gãy nghịch F3: xuất hiện ở phân khu Đông Bắc, có vị trí nằm ở phía
Nam và song song với đứt gãy F2. Hướng cắm Nam với góc dốc =75800. Biên
độ dịch chuyển theo mặt trượt là 150180 m, đới huỷ hoại rộng 1520 m. Đứt gãy
được xác định tại các LK: 2373, 2365, 333 (T.IV), 2371, 347 (T.V), 2381, 2362
(T.TGVII), 2342, 2356A (T.TGIX), 2344 (T.TGVII). Các hào: 224, 216, 76, 1083,
1391, 45, 140A, 140B,1053;
- Đứt gãy nghịch F7: xuất hiện ở Đông Nam khu mỏ, giữa đứt gãy A-A và
F4, phát triển theo phương á kinh tuyến, chếch về Tây bắc, hướng cắm Đông Nam,
góc dốc 750800, biên độ dịch chuyển từ 20÷40 m, đới huỷ hoại rộng 15÷20 m,
đứt gãy F7 mới được phát hiện trong quá trình khai thác (1998).
Ngoài các đứt gãy đã được mô tả trên, trong khoáng sàng than Khe Tam-Công ty
TNHH 1 TV than Dương Huy-TKV còn gặp các đứt gẫy phân bố hạn hẹp, khi đào
lò khai thác còn phát hiện các đứt gãy nhỏ đã thể hiện trên các bản vẽ [14].
1.4.5. Điều kiện địa chất thủy văn
a. Đặc điểm địa hình
Khu Trung tâm Khe Tam có địa hình cao ở phần phía Nam và thấp dần về
phía Tây Bắc, Tây Nam và Đông Bắc. Cao nhất là đỉnh Bao Gia 302,37 m, Thấp
nhất là khu vực suối Léc Mỹ ở phía Tây Nam 25,7 m và khu mặt bằng phía Tây
Bắc 20,67 m.
Địa hình khu mỏ Đông Nam Khe Tam gồm các dải đồi cao từ 200350 m.
Địa hình cao ở phía Nam với đỉnh 350 m và thấp dần về phía Tây Bắc +33 m. Do

địa hình khu mỏ bị chia cắt mạnh tạo nên mạng sông suối dày đặc. Song đáng kể
nhất là hệ thống suối phía Đông Bắc, phía Tây Nam và phía Đông Nam khu mỏ.
b. Đặc điểm nước mặt
Hệ thống suối Đông Bắc: gồm nhiều suối lớn và nhỏ chảy từ phía Nam
xuống phía Bắc hoặc từ Đông sang Tây và tập chung ở suối Dương Huy đổ ra sông
15


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

Diễn Vọng. Các suối đều dốc và hẹp ở thượng nguồn, xuống hạ nguồn lòng rộng,
bằng phằng từ 2÷12 m. Nguồn cung cấp cho các suối chủ yếu là nước mưa và một
phần là nước dưới đất thông qua các điểm lộ nước.
Kết quả lưu lượng đo được lúc mưa to lớn nhất Q = 29599 l/s, nhỏ nhất 0,407 l/s.
Hệ thống suối phía Tây Nam: Gồm các suối bắt nguồn từcác đỉnh suối phía
Nam và phần trung tâm (Bao Gia) chảy theo hướng Nam-Bắc hoặc Đông-Tây tập
trung vào suối lớn Léc Mỹ đổ ra sông Diễn Vọng. Nhìn chung các suối đều hẹp và
dốc ở thượng nguồn đến suối Léc Mỹ lòng rộng, bằng phẳng có nước chảy quanh
năm. Nguồn cung cấp cho suối chủ yếu là nước mưa và một phần do nước dưới
đất. Kết quả lưu lượng đo được Qmax=18927 l/s và Qmin=0,692 l/s.
Hệ thống suối Đông Nam: gồm một số suối bắt nguồn từ các dải đồi ở phía
Đông và Nam chạy theo hướng Nam Bắc đổ dồn về suối lớn Đá Mài, Khe Chàm
và chảy ra sông Mông Dương.
Nguồn cung cấp nước cho các hệ thống suối chính chủ yếu là nước mưa và
một phần nước của tầng chứa than. Hiện tại, địa hình khu vực đã thay đổi rất nhiều,
do khai thác lộ thiên.
Vào cuối thập kỷ 80 đầu 90 để đáp ứng yêu cầu sản lượng than cho các
ngành kinh tế trong nước và xuất khẩu, việc khai thác tận thu đầu các lộ vỉa than,
đã để lại khá nhiều moong chứa nước. Song song với khai thác lộ vỉa, các đường
lò khai thác than trái phép, cũng để lại những khoảng trống chứa nước và khí.

Các moong khai thác có kích thước dài hàng trăm mét, rộng vài chục mét,
chứa nước sâu từ 35 m. Vì chưa có điều kiện nghiên cứu cụ thể sự biến đổi về
lượng và chất ở các moong này. Nhưng đối với các công trình khai thác lò ở phía
dưới, gần moong chứa nước sẽ bị ảnh hưởng. Các moong nước này cần phải đổ
thải lấp đầy cho nước chảy tự do ra ngoài mặt, để không ứ lại nước lại.
Lò khai thác các vỉa than trái phép không được cập nhật, để lại trong lòng
đất những khoảng chống dài, chứa đầy nước, khí độc và khí cháy nổ. Các đường
lò khai thác phía dưới, cùng độ cao với lò trái phép sẽ bị ảnh hưởng của nước, khí
độc xâm nhập vào, gây ra sự cố không thể lường trước được như sập lò, nước tràn
ngập đầy lò, khí độc và cháy nổ gây tai nạn cho con người.
c. Đặc điểm nước dưới đất
Do đặc điểm về động thái và điều kiện tàng trữ, nước dưới đất trong khu
mỏ được chia làm 2 tầng chứa nước.
- Nước trong tầng Đệ tứ (Q):
Tầng Đệ tứ (Q) phân bố rộng rãi trên diện tích khu mỏ. Thành phần lớp đất
phủ là cát, cát pha sét, chiều dày tầng từ 0,5÷8,5 m . Lưu lượng nước quan trắc
được từ 0,01 l/s đến 9,55 l/s và cạn dần vào mùa khô. Nước trong tầng này không
ảnh hưởng đối với khai thác.
- Nước trong địa tầng chứa than (T3n):
16


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

Đất đá chứa nước trong địa tầng tuổi T3n là một phức hệ chứa nước nằm
trong tầng than ở giữa tầng trên và tầng dưới than. Đây là một phức hệ chứa nước
áp lực nằm trong điệp chứa than Hòn Gai-Cẩm Phả. Đất đá có mặt trong phức hệ
này bao gồm cuội, sạn, cát, bột, sét kết và các vỉa than. Địa tầng chứa than khu mỏ
Khe Tam có các tầng chứa nước chủ yếu như sau:
+ Tầng chứa nước thứ nhất: gồm các lớp đá chứa nước nằm giữa các vỉa

than V.16 đến V.13, phân bố chủ yếu ở trung tâm Bao Gia. Đây là tầng có độ giàu
nước hơn so với các tầng chứa nước khác trong địa tầng. Mực nước dao động ở
các lỗ khoan quan trắc, thay đổi từ 6,24÷17,82 m. Tại các lỗ khoan bơm nước thí
nghiệm, có lưu lượng đơn vị q từ 0,005 l/ms đến 0,0181 l/ms, hệ số thấm k từ
0,0094 m/ngày đêm đến 0,0238 m/ngày đêm.
+ Tầng chứa nước thứ hai: gồm các lớp đá chứa nước nằm giữa các vỉa than
V.12 đến V.9, phân bố rộng hơn, đá chứa nước chủ yếu là sạn kết, cát kết. Mực
nước dao động ở các lỗ khoan quan trắc thay đổi từ 1,13÷5,88 m. Tại các lỗ khoan
bơm nước thí nghiệm, có lưu lượng từ 0,0012 l/ms đến 0,00491 l/ms.
+ Tầng chứa nước thứ ba: gồm các lớp đá chứa nước nằm giữa các vỉa than
V.8 đến V.5 phân bố rộng rãi và sâu hơn hai tầng trên. Mực nước dao động ở các
lỗ khoan quan trắc thay đổi từ 1,34÷5,86 m. Tại các lỗ khoan bơm nước thí nghiệm,
có lưu lượng đơn vị q từ 0,0012 l/ms đến 0,0241 l/ms, hệ số thấm k từ 0,002 m/ngày
đêm đến 0,014 m/ngày đêm .
Trong phạm vi các thung lũng suối, tại đây nước mặt có liên hệ với nước
dưới đất, động thái nước biến đổi nhiều. Tại các lỗ khoan bơm nước thí nghiệm,
lưu lượng đơn vị q từ 0,031 l/ms đến 0,093 l/ms, hệ số thấm k từ 0,140 m/ngày
đêm đến 0,348 m/ngày đêm. Khi khai thác than ở thung lũng, cần chú ý biện pháp
phòng tránh nước gây ngập công trường, lò giếng.
Nguồn cung cấp nước cho phức hệ chứa nước áp lực là nước mưa. Vì vậy
động thái nước dưới đất phụ thuộc vào điều kiện khí tượng thuỷ văn, miền thoát
nước cho mỏ là mạng các suối trong vùng. Sự dao động mực nước theo mùa, trong
năm thường từ 1,13 m đến 17,82 m.
- Nước trong các đứt gãy: trong khu mỏ Khe Tam có nhiều đứt gãy, hầu hết các
đứt gãy có phương vĩ tuyến, kinh tuyến. Việc nghiên cứu nước có trong các đứt
gãy được tiến hành đồng thời với quá trình thăm dò. Đất đá trong các lỗ khoan gặp
đới phá huỷ thường là các mảnh thạch anh, cát, bột, sét lẫn lộn, mức độ gắn kết rời
rạc, mẫu lõi khoan khi lấy lên mềm bở có thể dùng tay bóp vụn được, trong lớp có
rất nhiều khe nứt. Hầu hết các lỗ khoan bơm nước thí nghiệm đều nghèo nước. Hệ
số thấm nhỏ hơn nhiều so với đất đá bình thường khác, như đứt gãy F.A có

K=0,0043 m/ngày đêm ( LK.2569), đứt gãy F.B, K = 0,006 m/ngày đêm ( LK.912),
đứt gãy Bắc Huy có K = 0,00227 m/ngày đêm (LK.918).
- Tính chất hoá học của nước: kết quả phân tích nước mặt, nước dưới đất chủ yếu
mang tính kiềm và là loại Bicacbonat Natri Canxi hoặc Bicacbonat Canxi Natri.
17


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

Tổng độ khoáng hoá thay đổi từ 0,037 g/l÷0,65 g/l. Hệ số ăn mòn thay đổi từ 5,993
đến 0,161, nước không ăn mòn là chủ yếu. Hệ số váng thay đổi từ 0,072 đến 88,01
chủ yếu là lắng tụ cứng. Hệ số sủi bọt thay đổi từ 0,445 đến 97,18 chủ yếu là nước
không sủi bọt. Nước không ăn mòn Sunfat luôn nhỏ hơn 25 mg/l.
Đặc biệt trong vỉa than nước có tính axit cao, khả năng ăn mòm kim loại tương đối
cao. Kết quả phân tích mẫu vi trùng cho thấy nước bị nhiễm bẩn cao [15].
1.4.6. Đặc điểm địa chất công trình
Đặc điểm ĐCCT của các lớp đất đá trong tầng trầm tích chứa than
Nham thạch trong địa tầng chứa than của khu thăm do có tuổi T3n-rhg2 bao gồm:
sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và sét than. Sự phân bố các lớp nham thạch này
khác nhau cả về diện tích cũng như chiều sâu, đặc biệt các lớp này lại nằm xen kẽ
nhau trong toàn bộ địa tầng than tính chất cơ lý của từng loại đá biến đổi không
theo quy luật nhất định. Mỗi loại đá được đặc trưng bởi các đặc tính rất khác nhau
kể cả tính chất cơ lý.
- Sạn kết: là loại nham thạch có mặt ở khắp khu mỏ, chiều dày biến đổi từ vài mét
đến hàng chục mét cá biệt tại LK930E gặp lớp sạn kết dày 26 m. Nham thạch này
chiếm 5,74% trong địa tầng khu mỏ, sạn kết có mầu xám sáng, thành phần hạt là
thạch anh màu trắng đục có góc cạnh. Thành phần xi măng là silic hoặc sét. Cấu
tạo khối rắn trắc và có độ bền vững cao.
Giá trị các chỉ tiêu cơ lý của lớp sạn kết theo bảng sau đây:
Bảng 1. 2. Chỉ tiêu cơ lý của lớp sạn kết.

Giá trị
Cường độ
Cường độ
kháng nén tự
kháng kéo
nhiên
(KG/cm2)
(KG/cm2)
Lớn nhất
2,389.00
310.00
Nhỏ nhất
255.16
32.30
Trung bình
1,152.23
179.16

Dung trọng
(g/cm3)

Tỷ trọng
(g/cm3)

2.67
2.43
2.59

2.76
2.57

2.66

Cát kết: Là loại nham thạch phân bố rộng và nhiều trong khu vực thăm dò, chiếm
tỷ lệ 48,91% địa tầng than. Cát kết thường có màu xám tro-xám trắng thành phần
hạt là cát xi măng là sét, đôi chỗ hạt là thạch anh, xi măng gắn kết là silic. Đá có
cấu tạo lớp rắn, dai.
Chiều dày lớp thay đổi từ vài mét đến vài chục mét, cá biệt dày tới 43m
(LK929B). Sự chuyển tiếp của cát kết với đá vây quanh có chỗ rõ ràng, có chỗ
chuyển tiếp từ từ. Cát kết là loại nham thạch bền vững về mặt địa chất công trình.
Giá trị các chỉ tiêu cơ lý của lớp cát kết theo bảng sau đây:

18


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

Bảng 1. 3. Chỉ tiêu cơ lý của lớp cát kết.
Giá trị
Cường độ
Cường độ
kháng nén tự
kháng kéo
nhiên
(KG/cm2)
2
(KG/cm )
Lớn nhất
2,717.93
266.00
Nhỏ nhất

107.20
21.40
Trung bình
887.54
117.46

Dung trọng
(g/cm3)

Tỷ trọng
(g/cm3)

2.96
2.10
2.64

2.87
2.26
2.71

- Bột kết: là loại nham thạch phổ biến trong khu mỏ chiếm tỷ lệ 40,20%. Bột kết
thường có mầu xám tro, xám đen. Thành phần hạt chủ yếu là cát, xi măng sét, cấu
tạo phân lớp rõ và có khả năng bảo tồn hoá thạch... Chiều dày của lớp thay đổi từ
vài mét đến hàng chục mét (LK7 có chiều dày 30,8 m). Bột kết là loại nham thạch
có độ bền trên phương diện địa chất công trình ở mức trung bình, tỷ lệ mẫu khoan
thường đạt từ 70%÷88%, mẫu thỏi dài dễ lấy mẫu cơ lý.
Giá trị các chỉ tiêu cơ lý của lớp bột kết theo bảng sau đây:
Bảng 1. 4. Chỉ tiêu cơ lý của lớp bột kết.
Giá trị
Cường độ

Cường độ
kháng nén tự
kháng kéo
nhiên
(kG/cm2)
(kG/cm2)
Lớn nhất
1,884.40
217,00
Nhỏ nhất
71,10
13,20
Trung bình
498,30
83,49

Dung trọng
(g/cm3)

Tỷ trọng
(g/cm3)

2,96
2,03
2,66

3,03
2,29
2,74


- Sét kết: là loại nham thạch ít phổ biến trong khu mỏ chỉ chiếm tỷ lệ 2,73% so với
các loại đá khác, thường gặp ở vách trụ các vỉa than. Nham thạch có mầu xám đen,
thành phần chủ yếu là sét, cấu tạo phân lớp mỏng và vi lớp rất rõ, mực độ gắn kết
rắn chắc kém và thường được khai thác kéo theo các lớp than.
Giá trị các chỉ tiêu cơ lý của lớp sét kết theo bảng sau đây:
Bảng 1. 5. Chỉ tiêu cơ lý của lớp sét kết
Giá trị
Cường độ
Cường độ
kháng nén tự
kháng kéo
nhiên
(KG/cm2)
(KG/cm2)
Lớn nhất
270,41
77,34
Nhỏ nhất
139,90
77,34
Trung bình
209,40
77,34

Dung trọng
(g/cm3)

Tỷ trọng
(g/cm3)


2,69
2,47
2,60

2,79
2,68
2,73
19


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

- Sét than: là loại đá nằm xen kẹp giữa các lớp sét kết và than, lượng than chỉ chiếm
từ 10÷40%. Than dưới dạng vảy hoặc vi lớp. Sét than chỉ chiếm tỷ lệ 0,15% trong
địa tầng dưới dạng lớp rất mỏng thường gặp sét than ở sát vách và trụ các vỉa than
hoặc kẹp giữa vỉa than.
Chiều dày lớp từ 0,1 m đến 2 m (LK885). Sét than là nham thạch có độ gắn kết
mềm yếu nhất, dễ bị vỡ vụn. Trong quá trình khoan khó lấy mẫu, trong khai thác
dễ bị sập lở và bùng nền đòi hỏi phải có biện pháp gia cố chèn chống [14].
Đặc tính cơ lý đá vách và đá trụ của các vỉa than và mức độ ổn định của
chúng ảnh hưởng tới khai thác mỏ
Trong phạm vi khu mỏ tính đến mức -150 tồn tại các vỉa than từ vỉa 15 đến
vỉa 3. Để phục vụ cho việc thiết kế khai thác mỏ, trong quá trình thăm dò địa chất
công trình qua các giai đoạn từ sơ bộ, tỷ mỉ đến thăm dò bổ sung và khai thác đếu
tiến hành lấy mẫu cơ lý đá ở vách và trụ vỉa than.
Đặc điểm cấu tạo chung của vách, trụ ở các vỉa than thường là sự sắp xếp từ than
đến sét kết, bột kết, cát kết, cá biệt có trường hợp vách trụ vỉa là cát kết. Tính phổ
biến này làm cho vách trực tiếp của vỉa than là bột kết, cát kết còn sét kết chỉ là
vách giả vì mức độ ổn định kém, chiều dày mỏng dễ bị sập lở. Vách vỉa than càng
cấu tạo bởi nhiều lớp mỏng thì mức độ ổn định ĐCCT càng kém do sự gắn kết

giữa mặt lớp nhỏ hơn nhiều so với sự gắn kết của lớp. Vì vậy vòm sập lở càng lớn
khi đường lò dài không được chèn chống hoặc chèn chống thưa.
Kết quả tính toán giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý đá ở vách trụ vỉa than cho
thấy điều kiện địa chất công trình ở vách và trụ vỉa than là tương đương nhau [14].
Bảng 1. 6. Chỉ tiêu cơ lý của đá vách, đá trụ.
Giá trị
Cường độ kháng
Dung trọng
nén tự nhiên
(g/cm3)
(KG/cm2)
Lớn nhất
1137,00
2,68
Nhỏ nhất
187,99
2,60
Trung bình
715,88
2,64

Tỷ trọng
(g/cm3)
2,83
2,64
2,74

20



Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐƯỜNG LÒ DỌC VỈA N6-8 MỨC -100
2.1. Đặc điểm về vị trí, công dụng, sự cần thiết của đường lò
Đường lò dọc vỉa N6-8 là đường lò dọc vải vận tải được đào dọc theo vỉa 6
khu Nam mỏ Khe Tam mức -100. Từ đường lò này, tiến hành đào thêm các đường
lò thượng để rót than trực tiếp xuống và vận tải bằng đường ray 900 mm. Lò dọc
vỉa N6-8 được đào nhằm mục đích khai thông vỉa 6, kết nối khu vực lò chợ vỉa 6
với với giếng nghiêng trục tải, vận chuyển đất đá, than từ khu vực vỉa 6 ra phía sân
ga.
2.2. Đặc điểm về mối liên giữa đường lò dọc vỉa N6-8 và các công trình ngầm,
công trình bề mặt
Tại mức -100 tiến hành đào hệ thống sân ga, hầm trạm bên giếng (đối với
tầng thứ nhất) thông qua sản lượng của mỏ là 2,5 triệu tấn/năm (với hệ số dự phòng
1,4 thì năng lực thông qua sân ga đạt 3,5 triệu tấn/năm). Tổng chiều dài các đường
lò trong sân ga mức -100 là 4,591 m. Từ sân ga mức -100 đào các đường lò đặt
đường ray mức -100 khu Trung Tâm I và khu Trung Tâm II. Đào các lò đặt băng
tải mức -90 khu Trung Tâm I và khu Trung Tâm II và lò xuyên vỉa vận tải mức
-100 khu Nam I để khai thông cho các vỉa có lò chợ đầu tư xây dựng cơ bản và các
vỉa còn lại ở khu Trung Tâm và khu Nam. Từ các đường lò khai thông trên tiếp tục
đào thêm các đường lò để khai thông cho các lò chợ duy trì sản xuất của các vỉa
còn lại khu Nam, khu Đông Bắc và khu Bắc trong khai trường.
Từ các đường lò khai thông chính mức -100 của các khu, theo kế hoạch
khai thác tiến hành đào các đường lò xuyên vỉa và dọc vỉa mức -100 còn lại của
khu để khai thông cho các diện khai thác tầng +40 đến -100.
2.3. Các đặc điểm về yêu cầu thiết kế quy hoạch, thiết kế cấu tạo đường lò
N6-8
Lò dọc vỉa N6-8 có biên dạng tường thẳng vòm bán nguyệt, chiều rộng
đường lò là 3 m, chiều cao đường lò là 2,8 m, chiều cao tường là 1,3 m. Sau khi
khai đào đường lò có diện tích khoảng 7,4 m2, dự kiến sẽ sử dụng kết cấu chống

bằng vì thép SVP.
Lò dọc vỉa N6-8 sử dụng hình thức vận tải bằng goòng với cỡ ray 900 mm
nhằm mục đích vận chuyển đất đá trong quá trình khai thông vỉa 6 và vận chuyển
than sau khi khai thác từ mức -100 lên mức +38 trên mặt mỏ.
2.4. Những đặc điểm về điều kiện xây dựng toàn bộ khu vực đường lò dọc vỉa
vận tải N6-8
Lò dọc vỉa N6-8 đào dọc theo phương vỉa 6. Phía vách là lớp than dày từ
3÷4 m. Trụ vỉa là bột kết, đôi khi dưới trụ là sét kết, sét than. Trên lớp bột kết là
21


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

lớp sạn kết tương đối dày. Chiều dày tổng quát biến đổi từ 1,27,47 m, trung bình
4,24 m. Có từ 13 lớp kẹp, đá kẹp. Độ cứng của đá trong khu vực vỉa nằm trong
khoảng f=46.

22


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

PHẦN II. THIẾT KẾ KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NGẦM
THIẾT KẾ QUY HOẠCH CÔNG TRÌNH NGẦM
3.1. Những yêu cầu cơ bản về thiết kế quy hoạch công trình ngầm
3.1.1. Phân loại khối đá bao quanh đường lò
Phương pháp phân loại khối đá theo Deer (RQD)
Phương pháp phân loại khối đá theo RQD gọi là phương pháp đánh giá chất
lượng khối đá( Rock Quaility Designation) do Deer đề xuất năm 1963. Từ quan
sát và nhận xét độ dài các thỏi khoan lấy lên từ các lỗ khoan, theo Deer thì chỉ số

RQD (chỉ số chất lượng khối đá) được xác định theo công thức thực nghiệm sau:
L
RQD  P .100%
LKS
(3. 1)
Trong đó: LP - Tổng chiều dài các thỏi khoan có chiều dài >2 lần đường kính lỗ
khoan cần khảo sát: Lp = ∑ L (≥ 10 m) khi đường kính lỗ khoan bằng 5 cm; LKS
- Chiều dài lỗ khoan khảo sát.
Dựa vào RQD Deer đã sắp xếp các khối đá làm 5 loại tương đương theo bảng sau:
Bảng 3. 1. Bảng phân loại khối đá theo RQD.
RQD
Phân loại
Số khe
Tỷ lệ mô đun
chất lượng
nứt/1mdài
biến dạng KE

Tỷ số Vdk/Vdm

0-25

Rất xấu

> 15

-

0÷0,2


25-50

Xấu

15÷18

< 0.2

0,2÷0,4

50-75

Trung bình

8÷5

0,2÷0,5

0,4÷0,6

75-90

Tốt

1÷5

0,5÷0,8

0,6÷0,8


90-100

Rất tốt

<1

0,8÷1

0,8÷1,0

Phương pháp này được tiến hành một cách đơn giản, nhanh chóng cho ra kết quả
nên thường được áp dụng cho các đường lò trong mỏ [5] .
Phương pháp phân loại khối đá theo Bienawski (RMR)
Phân loại khối đá theo RMR (Rock Mass Rating) của Bienawski có chú ý
đến 6 điểm khác nhau trong khối đá và được xác định bằng công thức thực nghiệm
sau:
RMR = I1+ I2+ I3+ I4 I5+ I6
(3. 2)
23


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

Trong đó: I1 – Tham số xét đến độ bền nén đơn trục của khối đá; I2 – Tham số thể
hiện lượng thu hồi lõi khoan RQD; I3 – Tham số thể hiện khoảng cách giữa các
khe nứt; I4 – Tham số thể hiện trạng thái của các khe nứt; I5 – Tham số thể hiện
điều kiện ngậm nước của đá; I6 – Tham số thể hiện mối tương quan giữa thế nằm
và hướng của đá.
Các tham số và RMR cũng như sự phân loại đá theo Bienawski được thể
hiện trong bảng như sau:

Bảng 3. 2. Bảng phân loại khối đá theo RMR.
Lượng điểm theo RMR

Chất lượng khối đá

Cấp phân loại

100 – 80
80- 61
60 – 41
40- 21
< 20

Rất tốt
Tốt
Trung bình
Xấu
Rất xấu

I
II
III
IV
V

Bieniawski đã lập mối tương quan giữa các giá trị RMR với “thời gian tồn tại ổn
định” và “khẩu độ chống” thể hiện trên hình vẽ

Hình 3. 1. Mối liên hệ giữa giá trị RMR với thời gian ổn định khung chống theo
Bieniawski.

24


Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đinh Văn Điệp Xây dựng Công trình Ngầm và Mỏ K57

Phương pháp phân loại khối đá RMR thường được áp dụng cho các công
trình có vốn đầu tư ban đầu lớn, tuổi thọ cao như các công trình ngầm giao thông,
thủy lợi, thủy điện, các công trình ngầm thi công theo phương pháp NATM…
phương pháp này ít được sử dụng trong ngành mỏ vì tốn kém về thời gian và chi
phí [5].
Phương pháp phân loại theo Barton và Lunder
Trên cơ sở phân tích thống kê các kết quả quan trắc xây dựng các công trình
ngầm. Năm 1974 Barton(Nauy) đã đưa ra một phương pháp phân loại khối đá theo
chỉ tiêu chất lượng tunnel (Tunnel-Quaility) Q. Được xác định bằng biểu thức:
RQD J r J w
Q
. .
J n J a SRF
(3.3)
Trong đó: Jn – Chỉ số chú ý đến số lượng khe nứt khối đá; Jr – Chỉ số xét đến ảnh
hưởng của độ nhám của các mặt khe nứt; Ja – Chỉ số xét tới mức độ phong hoá bề
mặt của các khe nứt; Jw – Chỉ số kể tới ảnh hưởng của nước ngầm; SRF – Chỉ số
tính đến sự suy giảm ứng suất [5].
Bảng 3. 3. Bảng phân loại khối đá theo Barton, Lien, Lunde.
Giá trị của chỉ tiêu Q
Cấp ổn định khối đá
Đặc điểm ổn định của khối đá
> 400
I
Đặc biệt tốt

100- 400
II
Cực kỳ tốt
40- 100
III
Rất tốt
10-40
IV
Tốt
4- 10
V
Trung bình
1- 4
VI
Yếu
0.1-1.0
VII
Rất yếu
0.01- 0.1
VIII
Cực kỳ yếu
0.001- 0.01
IX
Đặc biệt yếu
Phân loại khối đá theo GS. Protodiaconop
Phương pháp phân loại đá theo G.S. Prôtôđiakônôv hay còn gọi là phương
pháp phân loại đá theo độ cứng với chỉ số f (chỉ số độ cứng) được xác định dựa
trên cơ sở thí nghiệm nén với các loại đá khác nhau và rút ra kết luận về tính chất
cơ học cho các loại đá khác nhau:
Giá trị độ cứng f được xác định theo công thức sau:

f 

σn
100

(3.4)

Trong đó: n – Độ bền nén của loại đá đem thí nghiệm.
Dựa vào chỉ số f cũng chia ra các nhóm đá có tính chất cơ học khác nhau.
Dưới đây là một sắp xếp về đặc điểm của các nhóm đá [5].
25