Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
1

Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
2



Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MỎ THAN MẠO KHÊ THUỘC CÔNG TY THAN
MẠO KHÊ TKV................................................................................................................ 9
1.1.Khái quát về vị trí địa lý, khí hậu, điều kiện hạ tầng giao thơng, dân cư và xã hội nhân
văn
.......................................................................................................................... 9
1.1.1.Vị trí địa lý mỏ than Mạo Khê..................................................................................9
1.1.2.Hệ thống giao thơng..................................................................................................9
1.1.3.Địa hình khu mỏ......................................................................................................10
1.2.Đặc điểm dân cư, kinh tế và chính trị.........................................................................10
1.2.1.Dân cư .................................................................................................................. 10
1.2.2.Kinh tế .................................................................................................................. 10
1.2.3.Chính trị.................................................................................................................. 10
1.3 Điều kiện khí hậu.......................................................................................................11
1.4. Điều kiện địa chất......................................................................................................11
1.4.1.Cấu tạo địa chất khu mỏ..........................................................................................11
1.5.Điều kiện địa chất thủy văn........................................................................................12
1.5.1.Nước mặt................................................................................................................. 12
1.5.2.Nước dưới đất.........................................................................................................13
1.6.Địa chất cơng trình.....................................................................................................13
1.6.1.Tính chất cơ lý và thành phần của đất đá................................................................13
1.6.2.Các hiện tượng địa chất cơng trình..........................................................................13
1.7.Trữ lượng than............................................................................................................ 13
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ QUY HOẠCH CHO ĐƯỜNG LÒ..........................................14
2.1.Các đặc điểm chung của đường lị..............................................................................14
2.1.1.Đặc điểm về cơng dụng, sự cần thiết của đường lò.................................................14
2.1.2.Chiều dài................................................................................................................. 14

2.1.3.Tuổi thọ của đường lò.............................................................................................14
2.2.Thiết kế quy hoạch đường lò......................................................................................14
2.2.1.Những yêu cầu cơ bản về thiết kế, quy hoạch đường lò..........................................14
2.2.2.Thiết kế quy hoạch đường lị...................................................................................14
2.3.Điều kiện địa chất khu vực thi cơng lị.......................................................................14
2.4.Đánh giá sơ bộ ổn định và phân loại khối đá xung quanh đường lị...........................15
2.5.Lựa chọn hình dạng, xác định kích thước tiết diện sử dụng của đường lị..................15
2.5.1.Lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang đường lị...........................................................15
2.5.2.Xác định kích thước, tiết diện sử dụng của đường lị..............................................17
CHƯƠNG 3 : TÍNH TỐN KẾT CẤU CHỐNG GIỮ CƠNG TRÌNH NGẦM..............31
3.1.Lựa chọn kết cấu chống giữ cho đường lò.................................................................31
3.1.1.Nhiệm vụ của kết cấu chống giữ đường lò..............................................................31
3.1.2.Yêu cầu đối với kết cấu chống giữ đường lị...........................................................31
3.2.Tính tốn khung chống thép SVP-22.........................................................................31
3


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

3.3.Tính tốn áp lực đất đá tác dụng lên đường lò............................................................33
3.4.Hộ chiếu chống cố định cho đường lò........................................................................43
CHƯƠNG 4 : SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ, THIẾT BỊ THI CÔNG.........................................47
4.1.Lựa chọn sơ đồ công nghệ thi công............................................................................47
4.2.Lựa chọn sơ đồ đào phá đất đá...................................................................................48
4.3.Lựa chọn phương pháp phá vỡ đất đá........................................................................48
CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ HỘ CHIẾU, TỔ CHỨC THI CÔNG KHOAN NỔ MÌN PHÁ
VỠ ĐẤT ĐÁ.................................................................................................................... 50
5.1.Tổng quan về phương pháp nổ mìn tạo biên..............................................................50
5.2.Lựa chọn phương tiện, thiết bị phục vụ cơng tác khoan nổ mìn.................................51
5.2.1.Lựa chọn thuốc nổ và phương tiện nổ.....................................................................51

5.2.2.Lựa chọn thiết bị khoan...........................................................................................52
5.3.Tính tốn các thơng số khoan nổ mìn.........................................................................53
5.4.Hộ chiếu khoan nổ mìn..............................................................................................65
5.5.Cơng tác khoan lỗ mìn, nạp mìn và nổ mìn................................................................68
5.5.1.Cơng tác chuẩn bị....................................................................................................68
5.5.2.Cơng tác khoan lỗ mìn............................................................................................68
5.5.3.Cơng tác nạp mìn....................................................................................................69
5.5.4.Cơng tác nổ mìn......................................................................................................69
5.5.5.Cơng tác an tồn gương và xử lí mìn câm...............................................................69
CHƯƠNG 6 : CÁC CƠNG TÁC PHỤC VỤ THI CƠNG...............................................70
6.1.Cơng tác thơng gió và an tồn gương.........................................................................70
6.1.1.Lựa chọn sơ đồ thơng gió........................................................................................70
6.1.2.Tính tốn thơng gió.................................................................................................70
6.1.3.Lựa chọn thiết bị thơng gió.....................................................................................73
6.1.4.Tổ chức thơng gió và cơng tác an tồn....................................................................73
6.2.Cơng tác xúc bốc, vận tải đất đá.................................................................................74
6.2.1.Lựa chọn phương pháp và thiết bị xúc bốc, vận tải đất đá.......................................74
6.2.2.Tính tốn xúc bốc vận tải........................................................................................75
6.2.3.Tổ chức xúc bốc, vận tải.........................................................................................77
6.3.Cơng tác thốt nước...................................................................................................79
6.4.Cơng tác đặt đường xe................................................................................................79
6.4.1.Công tác lắp đặt đường xe tạm................................................................................79
6.4.2.Công tác lắp đặt đường xe cố định..........................................................................80
6.5.Công tác lắp đặt các đường ống.................................................................................80
6.6.Công tác chiếu sáng...................................................................................................81
6.7.Công tác trắc địa........................................................................................................81
CHƯƠNG 7 : THIẾT KẾ TỔ CHỨC CHU KỲ THI CƠNG..........................................82
7.1.Trình tự thi cơng đào chống lị...................................................................................82
7.2.Các u cầu về tổ chức thi cơng đào chống lị............................................................83
7.3.Xác định khối lượng các cơng việc trong một chu kì.................................................83

4


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

7.3.1.Khối lượng cơng tác khoan lỗ mìn (Vk)...................................................................83
7.3.2.Khối lượng cơng tác nạp mìn (Vnm).........................................................................84
7.3.3.Khối lượng cơng tác xúc bốc và vận chuyển đất đá (Vxb)........................................84
7.3.4.Khối lượng công tác chống tạm (Vct)......................................................................84
7.3.5.Khối lượng công tác chống cố định (Vccd)...............................................................84
7.4.Số người cần thiết cà thời gian hồn thành từng cơng việc trong một chu kì đào chống
lị
......................................................................................................................... 84
CHƯƠNG 8 : CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KĨ THUẬT KHI ĐÀO LÒ.............................89
8.1.Tiến độ thi cơng.........................................................................................................89
8.2.Giá thành xây dựng một mét đường lị.......................................................................89
KẾT LUẬN...................................................................................................................... 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................94

5


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Các thông số kỹ thuật đầu tàu điện ắc quy TĐ8-900AL..................................18
Bảng 2.2: Các thông số kỹ thuật gng 3 tấn chốt ngang.................................................18
Bảng 2.3: Các thơng số kỹ thuật thép ray P24..................................................................19
Bảng 2.4: Các thông số kỹ thuật của tà vẹt bê tông cốt thép đúc sẵn...............................19

Bảng 3.1: Các thông số kỹ thuật thép SVP-22

 1 ...........................................................32

Bảng 3.2: Các kích thước của 1 tấm chèn bê tơng cốt thép

 1 ........................................32

Bảng 3.3: Kết quả tính nội lực phần cột trái.....................................................................38
Bảng 3.4: Kết quả tính nội lực phần vịm trái...................................................................39
Bảng 3.5 Bảng tính mơmen của tấm chèn........................................................................41
Bảng 3.6 Bảng tính tốn thép tùy theo chiều dài của tấm chèn........................................43
Hình 3.7: Chi tiết các bộ phận khung chống thép SVP-22...............................................44
Bảng 3.7. Thống kê vật tư, vật liệu cho 1m đường lị.......................................................46
Bảng 5.1. Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ nhũ tương P.113

 1 ........................................51

Bảng 5.2. Thông số kỹ thuật của kíp nổ điện vi sai an tồn Trung Quốc
Bảng 5.3. Thơng số kỹ thuật của máy nổ mìn KVP - 1/100m
Bảng 5.4. Thông số kỹ thuật máy khoan YT – 28

 1 ....................52

 1 .....................................52

 1 .......................................................53

Bảng 5.5. Khoảng cách giữa các lỗ khoan đột phá...........................................................61
Bảng 5.6. Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật khoan nổ mìn.......................................................67

Bảng 5.7. Bảng lý lịch các lỗ mìn....................................................................................68
Bảng 6.1: Các thơng số kỹ thuật của quạt gió cục bộ YBT62 – 2
Bảng 6.2: Các đặc tính kỹ thuật của máy cào đá PY-60B

 1 ...............................73

 1 ...........................................75

Bảng 7.1: Thống kê số người cần thiết và thời gian hoàn thành từng...............................87
Bảng 8.1. Giá thành xây dựng một mét lò chống bằng thép SVP-22...............................90
Bảng 8.2. Tổng dự tốn cho một mét dài lị chống bằng vì thép SVP-22.........................92

6


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 2.1. Quy hoạch đường lị trên bình đồ …………………………………………….14
Hình 2.2. Quy hoạch đường lị trên mặt cắt dọc ………………………………………...14
Hình 2.3. Hình dạng tiết diện ngang đường lị.................................................................17
Hình 2.4. Sơ đồ xác định tiết diện ngang của đường lị....................................................26
Hình 2.5. Sơ đồ xác định bán kính vịm bán nguyệt cho đường lị một đường xe............28
Hình 2.6. Kích thước mặt cắt ngang bên trong đường lị..................................................30
Hình 3.1: Sơ đồ tính tốn áp lực lên đường lị theo Tximbarevich [2].............................33
Hình 3.2: Sơ đồ tính tốn nội lực trong khung chống [2].................................................37
Hình 3.3: Sơ đồ tính nội lực phần cột (3.3a) và phần vịm (3.3b)....................................37
Hình 3.4: Biểu đồ nội lực trong khung chống thép..........................................................40
Hình 3.5 Sơ đồ tính vào biểu đồ nội lực của tấm chèn.....................................................41
Hình 3.6 Sơ đồ tính diện tích thép,[3]..............................................................................42

Hình 3.8: Hộ chiếu chống cố định cho đường lị..............................................................45
Hình 5.1: Kết cấu lượng nạp trong các lỗ mìn..................................................................61
Hình 5.2. Sơ đồ bố trí khoảng cách giữa các nhóm lỗ mìn...............................................63
Hình 5.3: Sơ đồ đấu kíp...................................................................................................64
Hình 5.4. Sơ đồ bố trí lỗ mìn trên gương.........................................................................66
Hình 6.1: Sơ đồ thơng gió cho đường lị..........................................................................70
Hình 6.2. Sơ đồ bố trí thiết bị xúc bốc, vận tải đất đá......................................................79
Hình 6.3. Sơ đồ lắp đặt đường xe tạm và đường xe cố định.............................................80
Hình 7.1. Trình tự thi cơng đào chống lị..........................................................................83

7


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

MỞ ĐẦU
Ngày nay với nhiều quốc gia trên thế giới khống sản là nguồn đem lại nguồn lợi
vơ cùng to lớn và đóng vai trị chính trong nền kinh tế quốc dân.Với nhiều điều kiện thiên
nhiên ưu đãi, Việt Nam là quốc gia có nguồn khống sản dồi dào và phong phú.Nguồn lợi
của khống sản đem lại là vơ cùng to lớn. Chính vì thế mà việc khai thác khống sản luôn
được Đảng và Nhà nước hết sức quan tâm. Ở Việt Nam, trải qua nhiều thập kỷ khai thác,
trữ lượng khống sản bề mặt đang giảm dần, địi hỏi chúng ta phải mở rộng phương thức
khai thác xuống sâu trong lịng đất. Như vậy, việc xây dựng các cơng 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, chun ngành Xây
dựng cơng trình ngầm và mỏ, em đã chọn đề tài “Thiết kế kỹ thuật và tổ chức thi cơng
đường lị rẽ vào thượng thi cơng TBI mức -150 số 2 mỏ than Mạo Khê ”.
Với sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cơ giáo trong bộ mơn Xây dựng cơng
trình Ngầm và Mỏ, các anh chị kỹ sư tại phịng Kỹ thuật Cơng ty than Mạo Khê và đặc

biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo TS. Đỗ Ngọc Anh em đã hồn thành đồ án.
Tuy nhiên, với lượng kiến thức cịn hạn chế, kinh nghiệm làm việc thực tế chưa có nhiều
nên bản đồ án khơng tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp
của các thầy cơ giáo, cùng tồn thể bạn bè đồng nghiệp để bản đồ án được hoàn thiện hơn
nữa. Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, 10 tháng 06 năm 2019
Sinh viên

Nguyễn Khắc Hưng

8


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MỎ THAN MẠO KHÊ THUỘC CÔNG TY
THAN MẠO KHÊ – TKV
1.1. Khái quát về vị trí địa lý, khí hậu, điều kiện hạ tầng giao thơng, dân cư và xã
hội nhân văn
1.1.1. Vị trí địa lý mỏ than Mạo Khê
Khu mỏ Mạo Khê nằm ở khu cực tây đới chứa than bối tà Tràng Bạch thuộc bể
than Quảng n. Khu mỏ có tọa độ:
106°33'15" ÷ 106°41'45" kinh độ Đơng
21°02'15" ÷ 21°06'33" vĩ độ Bắc
Phạm vi khu mỏ từ tuyến I đến tuyến XV:
-

Phía Đơng giáp xã Phạm Hồng Thái;
Phía Tây giáp xã Kim Sơn;

Phía Nam giáp quốc lộ 18A chạy qua thị trấn Mạo Khê;
Phía Bắc giáp xã Tràng Lương – huyện Đông Triều;
Cách Hà Nội 105 km về phía Tây;
Cách Hịn Gai 58 km về phía Đơng;
Cách Hải Phịng 30 km về phía Nam.
Địa hình khu mỏ Mạo Khê là khu vực đồi núi thấp dẫn về phía Nam và bị bào mịn

từ Đơng sang Tây với cao độ trung bình từ +15 ÷ +505 m.
Trong địa bàn Mạo Khê có hai con suối chính là suối Văn Lơi và suối Bình Minh.
Các vỉa than cánh Bắc nằm trên sườn núi cao, các vỉa than cánh Nam nằm trên mặt bằng
địa hình khá bằng phẳng.
1.1.2. Hệ thống giao thông
Hệ thống giao thông đường sắt cỡ 1440 mm được nối liền từ nhà sàng tới ga Mạo
Khê dài khoảng 2 km, tuyến đường này được hịa chung vào mạng lưới giao thơng quốc
gia.
-

Cách 2 km về phía Nam là quốc lộ 18A được nối liền với khu vực mỏ.
Cách gần 3 km về phía Nam là song Đá Bạc chảy theo hướng Bắc Nam đổ về
Quảng Yên, song này rất thuận lợi cho giao thông đường thủy với phương tiện là
sà lan cỡ lớn trọng tải 300 tấn đi lại dễ dàng.

9


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

1.1.3. Địa hình khu mỏ
Nhìn một cách tổng quát ta thấy khu mỏ có nhiều thuận lợi về giao thơng đường
thủy, đường bộ và đường sắt, sử dụng được nhiều phương tiện vận tải để tiêu thu sản

phẩm.
1.2. Đặc điểm dân cư, kinh tế và chính trị
1.2.1. Dân cư
Vùng mỏ có khoảng 30 vạn người sống và làm việc, chủ yếu là người Kinh sống
bằng hai nghề chính đó là khai thác mỏ và làm nông nghiệp. Số dân làm nông nghiệp
chiếm khoảng 30% chủ yếu là cấy lúa và trồng rau màu do nguồn đất rộng và tốt. Đây là
nguồn cung cấp lương thực, thực phẩm cho mỏ. Nhìn chung khu mỏ và vùng lân cận có
cơ sở kinh tế chưa phát triển, chủ yếu là nền kinh tế nơng nghiệp. Phía Đơng có nhà máy
điện ng Bí cơng suất 48000KW, phía Nam có nhà máy xi măng Hồng Thạch đang
trong thời kỳ phát triển.
1.2.2. Kinh tế
Nền kinh tế của mỏ có nhiều tiềm năng, mỏ có nhà sàng công suất lớn đáp ứng
được nhu cầu sản xuất hiện tại cũng như những năm sau này. Bên cạnh nhà sàng có cơng
suất lớn, mỏ cịn có một phân xưởng chế tạo vật liệu và có khả năng trùng tu thiết bị lớn
phục vụ sản xuất.
1.2.3. Chính trị
Đa số nhân dân có tinh thần cách mạng cao, mang truyền thống quê hương đệ tứ
chiến đấu khu Đông Triều sớm ảnh hưởng sâu sắc tinh thần cách mạng của giai cấp cơng
nhân vùng mỏ. Đời sống văn hóa vật chất, tinh thân khá phong phú. Có một nhà văn hóa
cơng nhân rộng 700 chỗ ngồi được trang bị hiện đại, có nhà thi đấu thể thao, sân vận
động, công viên mỏ, thư viện phục vụ đủ nhu cầu về văn hóa cho cơng nhần.
1.3. Điều kiện khí hậu
Khu mỏ Mạo Khê nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa mưa nhiều với hai mùa rõ
rệt. Lượng mưa bình quân năm là 1768 mm, lớn nhất là 1800,7 mm, lượng mưa nhỏ nhất
là 1497,8mm.
Mùa mưa tập trung từ tháng 4 đến tháng 9, số ngày mưa bình quân trong năm là
110 ngày (thấp nhất là 94 ngày, cao nhất là 124 ngày).
10



Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

Lượng mưa bốc hơi bình quân trong năm là 776,6 mm (thấp nhất là 762,1 mm, cao
nhất là 791,6 mm).
Lượng mưa trung bình năm là 1700mm tập trung chủ yếu vào mùa mưa chiếm
90% lượng mưa cả năm.
Nhiệt độ trung bình hàng năm là 23,3°C, lượng gió chủ yếu vào mùa hè là gió
Đơng Nam, về mùa đơng là gió Đơng Bắc với tốc độ gió lớn nhất là 38 m/s.
Do mỏ khá gần biển nên ảnh hưởng từ khí hậu biển, đơi khi có bão, hướng gió
thay đổi theo mùa.
Độ ẩm trung bình hàng năm 68%, lượng mưa lớn hơn lượng bốc hơi.
1.4. Điều kiện địa chất
1.4.1. Cấu tạo địa chất khu mỏ
1.4.1.1. Địa tầng
Địa tầng chứa than mỏ Mạo Khê là một nếp lồi bị phân cách thành hai cánh: cánh
Bắc và cánh Nam do hoạt động kiến tạo của địa chất bởi nếp gãy FA . Địa tầng chứa than
thuộc giới Mezozoi.
Thống Triat thượng – Bậc Norri – Reti.
Ký hiệu M2 ( T3n – R ).
a) Địa tầng cánh Bắc
Địa tầng được chia ra làm 3 tập than:
-

Tập than dưới ( T3n – rHg2 : là địa tầng trụ vỉa 2 trở xuống. Đấ đá trong tập này
chủ yếu là hạt mịn bao gồm bột kết xen kẹp sét kết và rất ít cát kết.

-

Tập than giữa: phân bố hầu hết trên diện tích mỏ từ vỉa 2 đến vỉa 12 đặc trưng đất
đá bao gồm cát kết, sạn kết, cuội kết màu xám đến màu xám trắng chiếm 60%.

Loại đá này phân bố chủ yếu giữa hai vỉa than, cát kết hạt mịn, bột kết chiếm 20%
phân bố gần vách và trụ vỉa than thành phần chủ yếu là thạch anh và Xirexit.

-

Tập than trên: từ vách vỉa 12 đến vỉa 17 đá chủ yếu là hạt thô sang màu gồm cát
kết hạt thô, cuội kết chiếm 80% còn lại là bột kết và sét kết.
Với chiều dày khai thác là 62,8m.
11


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

b) Địa tầng cánh Nam
Nằm ở giữa lớp phay FA VÀ FB chứa 22 vỉa than, trong đó có giá trị khai thác là
vỉa 1d đến vỉa 1b bao gồm các loại đá:
- Cuội kết chiếm 35% phân bố trung gian giữa các vỉa. Thành phần chủ yếu là hạt
-

mịn, thạch anh,..
Cát kết ( sa thạch ) chiếm 46% tập trung ở giữa các vỉa than. Thành phần: thạch

-

anh, xi măng gắn kết, oxit sắt.
Bột kết ( Alevrolit ) chiếm 30%, thành phần chủ yếu là thạch anh, sét xifexit.
Sét kết ( Acghilit ) chiếm 10%, thành phầnXirexit silic than có chứa thực vật.

1.4.1.2. Kiến tạo
Khu vực khai thác mỏ Mạo Khê là đơn tà cắm Bắc góc dốc từ 25º ÷ 50º. Gần trực

trục nếp lồi là các đứt gãy nhỏ kéo theo.
-

Đứt gãy F340 là đứt gãy thuận cắm Bắc, góc cắm từ 70º ÷ 80º cự li dịch chuyển từ

-

30 ÷ 50m đới phá hủy tuyến III đến tuyến IV.
Đứt gãy FA là đứt gãy thuận cắm Bắc dộ dốc > 70º, đới phá hủy từ vài mét đến

-

hàng chục mét.
Đứt gãy FCB: là đứt gãy thuận cắm góc từ 70º ÷ 75º, biên độ dịch chuyển từ 30 ÷
50m, đới phá hủy từ 0 ÷ 15m, ngồi ra cịn một số đứt gãy nhỏ kéo theo do đứt
gãy lớn gây ra.

1.5. Điều kiện địa chất thủy văn
1.5.1. Nước mặt
Trong khu mỏ có hai suối chính là suối Văn Lơi và suối Bình Minh, chiều dài từ 2
÷ 6km, chiều rộng từ 3 ÷ 8m. Ngồi ra cịn có hai hồ chính là hồ Tràng Bạch và hồ n
Tho. Địa hình ít có thực vật điều kiện tập trung nước nhanh.
Trong khu vực thiết kế từ mức +30/ +100 và từ mức +100 lên lộ vỉa đã khai thác
hết còn lại chủ yếu là tận thu các trụ bảo vệ từ mức +30 ÷ +100 do vậy lượng nước mặt
dễ dàng ngấm xuống và đọng lại có thể xuất hiện đột ngột.
1.5.2. Nước dưới đất
Tầng nước trong địa tầng là sa thạch cứng, độ ngấm nước tương đối yếu. Nguồi
cung cấp chính cho nước ngầm là nước mưa. Lưu lượng nước ngầm phụ thuộc vào lưu
lượng nước mưa hàng năm. Về mùa mưa lưu lượng nước mưa tràn vào lị tương đối lớn
khoảng 75m³/h, về mùa khơ khoảng 25m³/h, nhiệt độ nước ngầm khoảng 26ºC, nước

ngầm có độ khoáng cao.
12


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

1.6. Địa chất cơng trình
1.6.1. Tính chất cơ lý và thành phần của đất đá
Gồm các loại: Nham thạch, sa thạch, diệp thạch.
-

Sa thạch: rắn chắc là loại sa thạch thạch anh ở trên mặt bị phong hóa, kẽ nứt phát
triển theo mặt lớp.

-

Diệp thạch: nứt nẻ kém nhưng dễ bị phong hóa bở rời, ít thấm nước hoặc cách
nước do đó ở sâu diệp thạch khơ và rắn chắc.

-

Các lớp than: chứa nước tốt, có vỉa than rắn chắc, có vỉa vun rời, vách và vỉa của
trụ than thường là sa thạch, diệp thạch, acghilit và alevrolit, cách nước hoặc thấm
nước kém, có thể sa thạch hoặc diệp thạch rất cứng.

1.6.2. Các hiện tượng địa chất cơng trình
Nham thạch trong khu mỏ thuộc loại cứng, liên kết chặt chẽ tạo thuận lợi cơ bản
cho quá trình khai thác. Độ dốc nham thạch từ tuyến II đến tuyến V là từ 30° ÷45° và từ
tuyến V đến tuyến XII là từ 45º ÷70º. Do ảnh hưởng của độ dốc dẫn đến nham thạch dễ
sinh ra trượt lở nên cần có biện pháp đề phịng tốt.

Đa số các vỉa có vách và trụ là acghilit và alevrolit dễ biến dạng, có ảnh hưởng
trực tiếp đến khai thác.
Khơng có hiện tượng trượt lở tự nhiên, đất đá ổn định và tương đối cứng vững.
1.7. Trữ lượng than
Qua tài liệu thăm dò đánh giá trữ lượng toàn mỏ từ mức -150 lên lộ vỉa:
-

Cấp C: 9586 × 10³ tấn.

-

Cấp C1: 20237× 10³ tấn.

-

Cấp C2: 8027 × 10³ tấn.

13


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ QUY HOẠCH CHO ĐƯỜNG LÒ
2.1. Các đặc điểm chung của đường lị
2.1.1. Đặc điểm về cơng dụng, sự cần thiết của đường lò
Theo thiết kế kỹ thuật năm 2008 Công ty Than Mạo Khê triển khai thi cơng hạng
mục lị bằng rẽ vào thượng thi cơng TBI mức -150 số 2. Đây là đường lò quan trọng nối
liền từ lò xuyên vỉa TBI -150 để vào thượng thi cơng, có nhiệm vụ vận chuyển vật liệu,
đất đá; ngồi ra nó cịn được duy trì làm đường lị thơng gió dưới mức -150.

Đường lị được thiết kế, xây dựng nhằm phục vụ công tác vận tải đất đá và vật liệu
trong q trình xây dựng các đường lị dưới mức -150 cũng như vận chuyển than trong
quá trình khai thác. Đất đá, vật liệu, khoáng sản sẽ được vận chuyển trong các đường lò
bằng goòng hoặc băng tải sau đó được tời trục vận chuyển lên mặt bằng sân cơng nghiệp.
Theo thiết kế thì năng lực vận tải thơng qua đường lị sẽ là 300000 tấn/năm, với hệ số dự
phịng là 1,4 thì năng lực thơng qua là 420000 tấn/năm.
Với mục tiêu đưa vào khai thác lò chợ mức -150 ra than góp phần ổn định sản
lượng khai thác của cơng ty nói riêng và nghành than nói chung , do đó việc xây dựng
đường lị rẽ này là rất quan trọng.
2.1.2. Chiều dài
Chiều dài thiết kế của đường lò là 60m.
2.1.3. Tuổi thọ của đường lò
Tuổi thọ theo thiết kế của đường lị là 20 năm tính cả thời gian xây dựng.
2.2. Thiết kế quy hoạch đường lò
2.2.1. Những yêu cầu cơ bản về thiết kế, quy hoạch đường lò
Thiết kế đường lò phải dựa trên thiết kế mẫu từ sơ đồ cơng nghệ đào chống lị
bằng trong đá từ phòng Kỹ thuật mỏ Mạo Khê. Trong q trình đào lị căn cứ vào điều
kiện địa chất để điều chỉnh hộ chiếu và công nghệ cho phù hợp.
2.2.2. Thiết kế quy hoạch đường lò

14


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

2.3. Điều kiện địa chất khu vực thi cơng lị
Đường lò đào qua đất đá chủ yếu thuộc loại cát kết, điều kiện địa chất tương đối
ổn định. Cát kết có chiều dày phân lớp từ 12 ÷ 24cm và tạo nên trầm tích dày từ 12 ÷
60m. Cát kết gồm ba loại từ hạt thô, hạt trung đến hạt mịn đến hạt mịn với hàm lượng và
cỡ hạt không đều trong từng loại đá. Thành phần chủ yếu là thạch anh, xi măng silic và

cát kết, hệ số kiên cố của đá f=6÷8. Đoạn đường lị thi cơng có điều kiện địa chất ổn
định, không gặp phay phá.
2.4. Đánh giá sơ bộ ổn định và phân loại khối đá xung quanh đường lò
Đánh giá chất lượng khối đá dựa trên cơ sở xác định mối quan hệ giữa các chỉ tiêu
về chất lượng khối đá và các yếu tố giảm bền trong khối như nứt nẻ, nước ngầm gây nên.
Những yếu tố được khảo sát, đánh giá để xây dựng nên mối tương quan thực nghiệm giữa
biến dạng với độ bền khối, từ đó đánh giá sự ổn định của đường lò và kiến nghị các biện
pháp gia cố ổn định.
Sau khi đào khoảng trống cơng trình lị bằng rẽ vào thượng thi công TBI mức
-150, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể mà khối đá xung quanh khoản g trống có thể ổn định
hoặc mất ổn định tức là sẽ chuyển sang trạng thái phá hủy, các dịch chuyển đáng kể về
phía khơng gian đào lị. Mức độ ổn định của khối đá xung quanh khoảng trống ngầm có
liên quan chặt chẽ tới các vấn đề lựa chọn phương pháp thi công, lựa chọn kết cấu chống,
sơ đồ đào. Vì vậy các đánh giá mức độ ổn định khi khai đào cơng trình là khơng thể thiếu
được.
Hiện nay có rất nhiều phương pháp đánh gia và dự báo ổn định của khối đá khi
xây dựng Cơng trình ngầm:
- Phương pháp đánh giá theo RQĐ;
- Phương pháp đánh giá theo RMR;
- Phương pháp phân loại theo chỉ tiêu chất lượng của đường lò Q của Viện địa lý kĩ thuật
Nauy (NGI);
- Phương pháp phân loại theo hệ số kiên cố f của đất đá;
2.5. Lựa chọn hình dạng, xác định kích thước tiết diện sử dụng của đường lị
2.5.1. Lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang đường lị
Việc lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang của đường lị hợp lý là một trong những
giải pháp nhằm đảm bảo độ ổn định của cơng trình, giảm thiểu khối lượng cơng tác đào.
Trong đá có độ ổn định cao, nếu chọn được hình dạng mặt cắt ngang hợp lý thì có thể
15



Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

khơng phải chống. Việc lựa chọn mặt cắt ngang, hình dạng đường lò thường dựa trên một
số điều kiện như:
- Tính chất của lớp đá mà cơng trình đào qua.
- Cường độ và hướng tác dụng của tải trọng đất đá và một số tải trọng khác( như áp
lực nước ngầm, tự trọng và kết cấu khung chống, vỏ chống )
- Thời gian tồn tại của cơng trình.
- Kết cấu khung vỏ chống và vật liệu chống.
- Áp lực đất đá và các loại tải trọng tác dụng nên công trình là nhỏ nhất.
- Hình dạng mặt cắt ngang của đường lị có lợi về mặt thủy lực, giảm độ nhám biên
hầm, hạn chế sự thấm nước vào cơng trình.
- Dễ dàng thi công và tiết diện đào là nhỏ nhất.
Trên thực tế, lựa chọn mặt cắt ngang của đường lò thường dựa trên những kinh
nghiệm sau:
- Khi chịu áp lực nóc là chủ yếu, nên chọn đường lị có dạng hình vịm, tường thẳng.
- Khi cả áp lực nóc và hơng đều lớn, nên chọn hình vịm tường cong.
- Khi có áp lực từ mọi phía với cường độ gần như nhau, nên chọn mặt cắt ngang hình
trịn hoặc hình móng ngựa có vịm ngược.
- Khi áp lực khơng đều, nhưng đối xứng ở nóc và nền, thì nên chọn dạng elip có trục
dài theo phương có áp lực lớn.
- Nếu các đường lị chống bằng gỗ, bê tơng cốt thép đúc sẵn theo dạng thanh thẳng
hoặc thanh kim loại thẳng thì hợp lý nhất là chọn mặt cắt ngang hình thang, hình chữ
nhật hoặc hình đa giác.
Nếu xét về độ ổn định thì mặt cắt ngang hình trịn là ổn định nhất.
Căn cứ vào những điều kiện trên, lị được đào trong đá tương đối cứng vững
(f=6÷8 ), ta lựa chọn hình dạng tiết diện là tường thẳng vòm bán nguyệt.

16



Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

Hình 2.3. Hình dạng tiết diện ngang đường lị
2.5.2. Xác định kích thước, tiết diện sử dụng của đường lị
2.5.2.1. Lựa chọn thiết bị vận tải
Các thiết bị vận tải trong lò được lựa chọn là: đầu tàu điện ắc quy có mã hiệu TĐ8900AL, các thơng số kỹ thuật ghi ở bảng 2.1; xe goòng 3 tấn chốt ngang, các thông số kỹ
thuật ghi ở bảng 2.2; hệ thống đường ray làm bằng thép ray P24, các thông số kỹ thuật
ghi ở bảng 2.3; sử dụng loại tà vẹt bê tông cốt thép đúc sẵn, các thông số kĩ thuật ghi ở
bảng 2.4.

17


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

Bảng 2.1: Các thông số kỹ thuật đầu tàu điện ắc quy TĐ8-900AL
ST

Các thông số kỹ thuật

Đơn vị

Số lượng

1

Trọng lượng bám dính

tấn


8

2

Cỡ đường ray

mm

900

3

Lực kéo lớn nhất

g

1300

4

Khoảng cách trục

mm

1150

5

Tốc độ trung bình


km/h

7

6

Chiều dài phủ bì

mm

4379

7

Chiều rộng phủ bì

mm

1375

8

Chiều cao phủ bì

mm

1503

9


Hệ số lực cản chính

kg/tấn

7

T

Bảng 2.2: Các thơng số kỹ thuật gng 3 tấn chốt ngang
ST

Các thơng số kỹ thuật

Đơn vị

Số lượng

1

Dung tích thùng

m3

2,8

2

Đường kính bánh xe


mm

350

3

Cỡ đường

mm

900

4

Chiều dài phủ bì

mm

3450

5

Chiều rộng phủ bì

mm

1300

6


Chiều cao từ đỉnh ray

mm

1320

7

Trọng tải

tấn

3

8

Tự trọng bản thân

tấn

1,3

T

Bảng 2.3: Các thông số kỹ thuật thép ray P24
ST

Các thông số kỹ thuật

Đơn vị


Số lượng

1

Chiều cao

mm

107

2

Chiều rộng đỉnh ray

mm

51

T

18


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

3

Chiều rộng chân ray


mm

92

4

Chiều rộng bụng

mm

10,5

Bảng 2.4: Các thông số kỹ thuật của tà vẹt bê tông cốt thép đúc sẵn
ST

Các thông số kỹ thuật

Đơn vị

Số lượng

1

Chiều cao tiết diện ngang

mm

120

2


Chiều rộng đáy lớn

mm

170

3

Chiều rộng đáy nhỏ

mm

140

4

Chiều dài thanh tà vẹt

mm

1200

T

Tính tốn vận tải
Trọng lượng tối đa cho phép của một đồn tàu có tải (Qn)
Trọng lượng tối đa cho phép của một đồn tàu có tải được xác định theo các điều
kiện sau:
 Theo điều kiện mở máy có tải lên dốc (Qn1)


� 1000 1
�
Qn1  P �
 1�
�m  ic  108amin �; tấn

(2.1)

Trong đó:
P- trọng lượng bám dính của đầu tàu; P = 8 tấn

 1 - hệ số bám dính khi khởi động có rắc cát;  1 = 0,24
m - hệ số cản khi mở máy; kg/tấn
m = 1,5. 0
0 - hệ số lực cản chính; 0 = 7 kg/tấn

m = 1,5.7 = 10,5 kg/tấn
ic- độ dốc của đường lò; ic = 5 0/00
19


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

amin- gia tốc có tải khi khởi động; amin = 0,05 m/s2
Thay số vào cơng thức (2.1) ta tính được:

� 1000.0,24
�
Qn1  8�

 1�
10,5  5  108.0,05 �= 84 tấn
�
 Theo điều kiện hãm có tải xuống dốc (Qn2)

�
�
�
�
1000 2
2
�
Qn  P
 1�
2
�
�
0,8.Vld 

�0  ic  108.
�
�
�
2.
l
�
h
�; tấn

(2.2)


Trong đó:

 2 - hệ số bám dính khi xuống dốc;  2 = 0,12
Vld - Tốc độ lâu dài của đầu tàu; Vld  1,5Vtb  1,5.1,94  2,91m/s

lh - quãng đường hãm cho phép theo quy phạm; lh = 40 m
Thay số vào công thức (2.2) ta được:

�
�
�
�
1000.0,12
2
�
Qn  8
 1�
2
�
�
 0,8.2,91
�7  5 108.
�
�
2.40
�= 173 tấn
 Theo điều kiện đốt nóng động cơ kéo (Qn3)

Qn3 


1000FA
P
   0  i p 

; tấn

(2.3)

Trong đó:
FA- lực kéo lâu dài của đầu tàu; tấn
FA = 0,7.Fmax; tấn
Fmax- lực kéo lớn nhất của đầu tàu; Fmax= 1,3 tấn
20


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

-> FA= 0,7.1,3 = 0,91 tấn

 - hệ số kể tới điều kiện làm nguội động cơ;  = 1,15
ip- độ dốc cân bằng; ip = 2 0/00

 - hệ số thời gian chuyển động tương đối của đầu tàu



Tc
Tc  


(2.4)

Trong đó :

 = 25 phút là thời gian dồn dịch chuyển goòng ở ga chất tải và dỡ tải, Tc là
thời gian chuyển động của đầu tàu trong cả chu kì vận tải.

Tc 

2.L
Vtb ; phút

(2.5)

Trong đó :
L = 1750m là cung độ vận tải, Vtb là vận tốc trung bình của đầu tàu V =
117 m/phút.

Tc 

Thay số vào công thức (2.5) ta được

Thay số vào công thức (2.4) ta được



2.1750
 30
117
phút


30
30  25 = 0,55

Thay số vào công thức (2.3) ta được:

Qn3 

1000.0,91
8
1,15 0,55 7  2

= 205 tấn

Như vậy, trọng lượng tối đa cho phép của đồn tàu có tải được lấy theo điều kiện
1
2
3
mở máy có tải lên dốc: Qn  min(Qn,Qn ,Qn )  84 tấn

Số gng trong một đồn tàu (z)
Số gng trong một đồn tàu được xác định theo cơng thức:

21


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

z


Qn
G  G0 ;gng

(2.6)

Trong đó:
Qn- trọng lượng tối đa cho phép của một đồn tàu có tải; tấn
Qn = 84 tấn
G- trọng tải tối đa của goòng, tấn
G = =2,8.0,9.1,2 = 3 tấn

 t - dung trọng của than,  t = 1,2 tấn/ m3
3
V – dung tích gịong, V = 2,8 m

 - hệ số chất đầy goòng;  = 0,9
G0- trọng lượng bản thân của goòng; G0 = 1,3 tấn
Thay số vào công thức (2.6) được:

z

84
3 1,3 = 19,5 gng

Vậy ta chọn số gng trong một đồn tàu là 20 chiếc.
Thời gian trung bình của một chuyến tàu (Tck )
Tck = Tct + Tkt + Tb + Ttr + Td

(2.7)


Trong đó:
Tct - thời gian chạy của đồn tầu có tải, Tct = 15 phút
Tkt - thời gian chạy của đồn tầu khơng tải, Tkt = 15 phút
Tb - thời gian tàu bốc hàng, Tb = 8 phút
Ttr - thời gian tránh tàu, Ttr = 2 phút
Td - thời gian tàu dỡ hàng, Td = 15 phút
Thay số vào công thức (2.7) ta được:
Tck = 15 + 15 + 8 + 2 + 15 = 55 phút
22


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

Số chuyến tàu do một đoàn tàu thực hiện trong 1 ngày đêm

r

Tnd
Tck ; chuyến/ngày-đêm

(2.8)

Trong đó:
Tnd số giờ làm việc trong một ngày đêm, Tnd = 16 giờ = 960 phút
Tck = 55 phút
Thay số vào công thức (2.8) ta được:

r

960

55 = 17 chuyến/ngày-đêm

Số chuyến tàu cần thiết trong 1 ngày đêm (R)

R

kdt.Am
z.G ; chuyến/ngày-đêm

(2.9)

Trong đó:
z- số gng trong 1 đoàn tàu, z = 20 chiếc
kdt- hệ số kể đến các đồn tàu làm việc khơng đúng kế hoạch,
kdt = 1,5
Am- khối lượng hàng hóa vận chuyển theo yêu cầu trong 1 ngày đêm,
tấn/ngày-đêm.
Với số ngày làm việc trong một năm là 300 ngày, lượng than cần chuyển qua tính
cả hệ số dự phòng là 1,4 là 420000 tấn/năm, hệ số tính đến lượng đất đá phải chuyển qua
khi đào lị là 1,25 thì ta tính được:

Am 

420000.1,25
300
= 1750 tấn/ngày-đêm

Thay số vào công thức (2.9) ta được:

R


1,5.1750
 43,75
20.3
chuyến/ngày-đêm

Số đầu tàu đảm bảo vận hành hết khối lượng mỏ (ndt)
23


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

ndt = R/r = 43,75/17 = 2,57 chiếc

(2.10)

Ta chọn số đầu tàu là 3 chiếc.
Số đầu tàu trong danh sách (nds-dt)
nds-dt = kds-dt . ndt; chiếc

(2.11)

Trong đó:
kds-dt - hệ số danh sách đầu tầu, tính cho số tầu hư hỏng, tình trạng sửa chữa,
dùng cho cơng tác vận tải khác, kds-dt = 1,4
Thay số vào công thức (2.11) ta được:
nds-dt = 1,4.3 = 4,2 chiếc
Vậy số đầu tàu trong danh sách mỏ là 4 chiếc, 3 chiếc hoạt động còn 1 chiếc dự
phịng.
Số lượng xe gng

Số lượng xe gng tính cho 4 đầu tàu: 80 chiếc (60 chiếc làm việc và 20 chiếc dự
phòng)
2.3.2.Kiểm tra năng lực vận tải của tuyến đường

 Khả năng thông qua của đường 1 chiều

Ndct 

60.Tnd
60.16

Tct   15 0,55 = 62; tàu/ngày-đêm

Ndkt 

60.Tnd
60.16

Tkt   15 0,55 = 62; tàu/ngày-đêm

(2.12)

(2.13)

Trong đó:

Ndct - khả năng thơng qua của đường 1 chiều khi có tải
Ndkt - khả năng thông qua của đường 1 chiều khi không tải
Tnd số giờ làm việc trong một ngày đêm, Tnd = 16 giờ


 - hệ số thời gian chuyển động tương đối của đầu tàu,  = 0,55
24


Đồ án tốt nghiệp chun nghành Xây dựng Cơng trình Ngầm

Vậy Nd-min = 62 tàu/ngày-đêm
 Năng lực vận tải của tuyến đường (Md)

Md 

Nd min
.zG
.
kdt
; tấn/ngày-đêm

(2.14)

Trong đó:
kdt- hệ số dự trữ năng lực vận tải của tuyến đường, kdt = 1,2
Thay số vào công thức (2.14) ta được:

Md 

62
.20.3
1,2
= 3100 tấn/ngày-đêm


Ta thấy Md = 3100 tấn/ngày-đêm Am = 1750 tấn/ngày-đêm nên tuyến đường sắt 1
đường xe đã đảm bảo vận hành hết khối lượng hàng hóa vận chuyển qua đường lò. Như
vậy sự lựa chọn thiết bị vận tải như trên là hợp lý.
2.5.2.2. Tính tốn kích thước tiết diện của đường lò
Chiều rộng đường lò dựa trên cơ sở kích thước của các trang thiết bị bố trí trong lị
và các khoảng cách an tồn như trong hình 2.3.
Thiết bị trong lị có xe goong dùng để vận chuyển đất đá, lắp đặt, kiểm tra tu sửa
các thiết bị và vận chuyển vật liệu, máy móc.

25