Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ MụC LụC Chơng Khái quát chung 1.1 Đặt vấn đề 2.Giới thiệu mỏ hệ thống đờng lò xuyên vỉa mỏ Hà Lầm 1.3 Điều kiện địa chất mỏ 1.3.1.Điều kiện địa chất công trình 1.3.2 Điều kiện địa chất thuỷ văn Địa tầng 1.4.1 Giới cổ sinh 1.4.2.Giới trung sinh 1.4.2.1 Cuội kết 1.4.2.2 Sạn kết 1.4.2.3 Cát kết 1.4.2.4 Bột kết 1.4.2.5 Sét kết 1.4.2.6 Các vỉa than 1.4.3.Giới tân sinh 1.5 Kiến tạo 1.5.1 Các uốn nếp 1.5.1.1 Nếp lồi phía tây ( nếp lồi Hà Lầm ) 1.5.1.2 Nếp lồi phía đông ( nếp lồi 158 ) 1.5.1.3.Nếp uốn trung tâm 1.5.2 Các đứt gãy 1.5.2.1 Đứt gãy thuận H-H 1.5.2.2 Đứt gãy thuận B 1.5.2.3 Đứt gãy G 1.5.2.4 Đứt gãy E 1.6 Các tợng địa chất công trình 1.7 Phơng pháp phân tích độ ổn định khối đá 1.8 Tổng quan hệ thống phân loại khối đá 1.8.1 Phân loại khối đá theo Deere- phơng pháp RQD 1.8.2.Phơng pháp phân loại Bieniawski 1.8.3 Phơng pháp cảu Barton ,Lien Lunde 1.9 Đánh giá hệ thống phân loại 1.10.Đánh giá độ ổn định khối đá mỏ Hà Lầm Sinh viên : Lê Văn Sáng Lớp : Xây dựng CTN& Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ 1.11.Đánh giá độ ổn định khối đá theo phơng pháp RMR 1.12.Đánh giá độ ổn khối đá bao quanh công trình theo sở số ổn định Chơng Kết cấu chống công trình ngầm neo 2.1.Phân tích loại kết cấu chống sử dụng đờng lò xuyên vỉa 2.1.1.Các dạng kết cấu chống giữ đờng lò xuyên vỉa mà mỏ than Hà Lầm sử dụng 2.1.2 Ưu nhợc điểm loại kết cấu chống 2.1.2.1 Kết cấu chống thép lòng máng kết hợp chèn bê tông phun , chèn kín 2.1.2.2.Kết cấu chống bê tông cốt thép liền khối 2.1.2.3.Kết cấu chống neo kết hợp bê tông phun 2.1.3 Nhận xét 2.2 Khái quát chung neo Các loại neo 2.4.Cấu tạo , u nhợc điểm phạm vi áp dụng số loại neo 4.1 Neo học 2.4.1.1 Neo đầu nở 2.4.1.2 Neo ma sát 2.4.2 Neo dính kết 2.4.2.1 Neo bê tông cốt thép 2.4.2.2 Neo chất dẻo cốt thép 2.4.3 Các loại neo kết hợp 2.4.3.1.Neo kết cấu linh hoạt 2.5 Neo kết hợp với cấu kiện khác 2.5.1.Neo kết hợp với bê tông phun 2.5.2 Neo kết hợp với lới thép 2.5.3 Neo kết hợp với giằng thép 2.6 Lựa chọn loại neo hợp lý Chơng Kiến nghị neo phun vũa bê tông cho đờng lò xuyên vỉa mỏ Hà Lầm 3.1 Cơ sở lựa chọn neo 3.2 Khái quát chung đờng lò xuyên vỉa 3.2.1.Đặc điểm địa chất, địa chất thuỷ văn đờng lò IV - mức -50 Sinh viên : Lê Văn Sáng Lớp : Xây dựng CTN& Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ 3.2.2 Mật độ khe nứt 3.2.3 Địa chất công trình 3.2.4 Địa chất thuỷ văn 3.3 Các thông số thiết kế neo cần xác định 3.3.1.Xác định chiều cao vòm phá huỷ 3.3.2.Tính toán chiều dài neo 3.3.3 Tính khả mang tải cuả neo 3.3.3.1 Xác định khả mang tải cảu neo theo điều kiện kéo đứt neo 3.3.3.2 Khả mang tải neo đợc xác định theo điều kiện bám dính cốt neo với bê tông 3.3.3.3 Khả mang tải neo đợc xác định teo điều kiện bám dính bê tông thàn lỗ khoan 3.3.4 Xác định mật độ neo 3.3.5 Xác định khoảng cách neo 3.3.6 X ác định chiều dầy lớp bê tông phun 3.3.6.1 Đánh giá khả sập đổ thành neo 3.3.6.2 Chiều dày lớp bê tông phun 3.3 Xác định số neo vòng neo 3.4 Dây chuyền thiết bị thi công 3.4.1 Máy khoan neo 3.4.2 Thiết bị xúc bốc vận tải 3.4.3 Bình phun vữa neo 3.4.4 Máy phun bê tông 3.4.5 Cung cấp khí nén Chơng Tính toán kinh tế kết cấu chống lò neo kết hợp bê tông phun 4.1 Khối lợng bê tông phun cần thiết cho m đờng lò 4.2 Chi phí cốt thép cho neo cóp gờ 4.3 Khối lợng bê tông bơm vào lỗ khoan neo 4.4 Khối lọng đệm neo 4.5.Khối lợng đai ốc M18 Kết Luận Tài liệu tham khảo Sinh viên : Lê Văn Sáng Lớp : Xây dựng CTN& Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ Mở đầu Sự nghiệp công nghiệp hoá, đại hoá đất nớc đòi hỏi nhu cầu tiêu thụ lợng ngày lớn Cùng với phát triển kinh tế đất nớc, ngành khai thác khoáng sản nói chung ngành khai thác than nói riêng có mức tăng trởng vợt bậc trữ lợng than ngày giảm, cần phải mở rộng khai thác xuống độ sâu lớn Sau thời gian học tập trờng Đại học Mỏ - Địa chất, chuyên ngành Xây dựng công trình ngầm mỏ, đợc giúp đỡ sở thực tập công ty than Hà Lầm tập thể thầy giáo môn Xây Dựng Công Trình Ngầm & Mỏ, đặc biệt hớng dẫn tận tình thầy giáo Nguyễn Phúc Nhân, hoàn thành đồ án: Đánh giá khả chống neo cho đờng lò xuyên vỉa mỏ than Hà Lầm Do kiến thức hạn chế nên đồ án tránh khỏi thiếu sót mong dợc bảo thầy cô đóng góp ý kiến bạn Hà Nội 6- 2008 Sinh viên : Lê Văn Sáng Chơng1 Khái quát chung 1.1.Đặt vấn đề Trớc đòi hỏi phát triển khai thác than hầm lò đến năm 2010 sản lợng khai thác than đạt khoảng50 triệu than năm cần phải đào từ 120-150 km đờng lò.Vì khối lợng chống vỏ chống đa vào xây dựng lớn Để tăng cờng hiệu sử dụng vật liệu chống lò giảm chi phí sắt thép nhập ngoại,sử dụng tối đa vật liệu chống sẵn có trớc,đòi hỏi phải áp dụng triệt để loại kết cấu chống vật liệu chống lò Sinh viên : Lê Văn Sáng Lớp : Xây dựng CTN& Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ Neo kết hợp bê tông phun loại kết cấu chống vật liệu chống kết hợp hài hoà khả gia cố tích hợp với khối đá bao quanh đờng lò,tăng khả tự mang tảicủa khối đá khả chống đỡ thụ động kết cấu chống Chính tính u việt loại hình chống giữ mà giới nh công trình ngầm ( thuỷ điện , giao thông)trong nớc áp dụng phổ biến loại kết cấu vật liệu chống Đối với mỏ hầm lò nớc ta việc sử dụng neo hạn chế.Trong đợt thực tập vừa mỏ than Hà Lầm em thấy việc sử dụng neo hạn chế Vì em xem xét nghiên cứu khả chống neo cho đờng lò xuyên vỉa mỏ than Hà Lầm 1.2.Giới thiệu mỏ hệ thống đờng lò xuyên vỉa mỏ Hà Lầm Biên giới khai trờng mỏ than Hà lầm theo QĐ năm 1996 Tổng Giám đốc Than Việt Nam - Phía đông : giáp mỏ Hà Tu - Phía tây : giáp phờng Cao Thắng thành phố Hạ long - Phía nam : giáp đờng 18A - Phía bắc : giáp mỏ Bình Minh Thành Công Địa hình : Khu vực mỏ chủ yếu vùng núi cao Độ cao bề mặt địa hình từ 60 -:- 250 mét Độ dốc địa hình từ ữ 45, cao dần phía Đông Vỉa có dạng nếp lồi, đỉnh nếp lồi khu bãi thải vỉa 14 Khí hậu: Khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa Mùa ma từ tháng đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng năm sau Lợng ma trung bình hàng năm từ 180 ữ 200 mm Nhiệt độ trung bình hàng năm 25 ữ 27C thấp 10 ữ 11C Độ ẩm không khí từ 78 ữ 90% Giao thông: Khu mỏ thuộc phờng Hà lầm - thành phố Hạ long - tỉnh Quảng Ninh, có hệ thống giao thông thuận lợi Than khai thác khu vực mỏ đợc vận tải đờng ô tô chuyên chở nhà sàng Nam Cầu trắng vận chuyển tỉnh nớc Mỏ than Hà Lầm đợc mở vỉa cặp giếng nghiêng đặt mặt +28 Giếng nghiêng có độ dốc 16 , đặt băng tải để vận tải than Sinh viên : Lê Văn Sáng Lớp : Xây dựng CTN& Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ Giếng nghiêng phụ độ dốc 160 đặt trục tải để vận tải vật liệu, đất đá đào lò ngời Cả hai giếng đợc đào xuống mức -50 Mỏ Hà Lầm có khu khai thác gồm 14 vỉa Hiện Công ty than Hà Lầm khai thác tầng -50 ữ LV với sản lợngbình quân hàngnăm gần triệu tấn, sản lợng mỏ bao gồm lộ thiên hầm lò ( sản lợng lộ thiên 200 ữ 300 ngàn tấn/năm ), trữ lợng công nghiệp lại tầng -50 ữ LV 700 ngàn Hiện công ty than Hà Lầm chuẩn bị thiết kế thi công dới mức 50 để đảm bảo đời sống cho công nhân viên chức nhu cầu than tiêu thụ nớc Sơ đồ hệ thống đờng lò đợc thể hình1.1 1.3 Điều kiện địa chất mỏ 1.3.1.Điều kiện địa chất công trình Địa tầng khu mỏ gồm trầm tích chứa than hệ Triat thống trên, bậc Nori phụ diệp thạch Hòn gai lớp đất phủ đệ tứ Trong giới hạn thăm dò chiều dày trung bình 335 ữ400m bao gồm lớp cuội kết, sạn kết, sét kết vỉa than xen kẽ Cuội kết: Là cuội thạch anh có màu trắng đục, hạt cuội có đờng kính ữ 20 cm , cuội kết có đặc tính giòn Sạn kết: Là đá chuyển tiếp từ cuội sang cát kết có màu trắng xám, thành phần giống cuội kết Cát kết: Thờng có màu xám sáng đến xám đen Cát kết phân bố khu vực, độ kiên số ữ 8, khối lợng riêng = 2,6 T/m3 Bột kết: Thờng có màu xám đen rắn chắc, nứt nẻ, chiều dày lớn Bột kết phân bố rộng rãi khu vực, độ kiên cố ữ 6, khối lợng riêng = 2,6 T/m3 Sinh viên : Lê Văn Sáng Lớp : Xây dựng CTN& Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ Sét kết: Có màu xám đen, phân định không rõ ràng Sét kết phổ biến, chúng thờng lớp kẹp vỉa than xen kẽ với lớp bột kết sát vách trụ vỉa Sét kết tơng đối rắn nhng ngậm nớc mềm dẻo Độ kiên cố ữ 4, khối lợng riêng = 2,6 T/m3 Các đặc tính cụ thể đất đá đợc thể cụ thể bảng 1.1 1.3.2 Điều kiện địa chất thuỷ văn + Tầng nớc mặt Trong khu mỏ nớc mặt có mùa ma với lu lợng lớn, lu lợng lớn 114,5 (l/s) vào mùa ma 0,69 (l/s) vào mùa khô Nớc mặt chảy phần phía nam phần phía Tây Bắc Do nguồn cung nớc ma nên tạo lên dòng tạm thời sờn đồi chảy tập trung vào phần thấp địa hình Vì vậy, mùa khô nớc mặt, suối cạn khô, không dòng chảy mặt Nớc mặt khu mỏ loại nớc không mùi, không màu, không vị thuộc loại nớc nhạt có độ PH từ 5,2 ữ 7,2 mang tính Axit yếu đến Bazơ yếu Thành phần chủ yếu HCO3- , SO42- , Ca 2+, Na +, K + + Tầng nớc ngầm: phân bố vỉa không liên tục Đá chứa nớc cát kết, cuội, sỏi nằm dới lớp phủ đệ tứ Độ phong hoá nớc ngầm thấp đợc thoát công trình khai thác đới phá huỷ đứt gãy kiến tạo, nguồn nớc bổ xung thêm nớc ma + Tầng nớc áp lực: phân bố dới vỉa 10, vỉa 11 Tầng phân bố diện tích rộng, đá chứa nớc gồm cuội kết, sạn kết, cát kết bị nứt nẻ, hệ số thấm nhỏ + Dự kiến trình đào lò qua lớp đá chứa nớc phay phá chứa nớc với lợng nớc nhỏ nhiên ảnh hởng nhiều đến trình đào lò Sinh viên : Lê Văn Sáng Lớp : Xây dựng CTN& Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ Kết phân tích mẫu thử nghiệm cho thấy nớc mặt nớc dới đất khu mỏ có đặc tính lý hóa nh sau: + Đặc tính lý học: Nớc suốt không màu không mùi, tanh, nhiệt độ nớc biến đổi từ 20o ữ 30oC + Đặc tính hóa học: Tổng độ khoáng thay đổi 0,03 ữ 0,333g/l thuộc loại nớc nhạt độ cứng thay đổi từ 0,25 ữ 3,85 độ Đức có nơi lên đến độ 11,8 Đức, thuộc loại cứng cứng Tổng lợng cặn có độ pH [...]... vỏ chống cha đủ khả năng chịu lực Chính nhờ những u điểm trên mà loại kết cấu chống này ngày càng đợc sử dụng nhiều 2.1.3 Nhận xét Với việc phân tích u nhợc điểm của ba loại kết cấu chống cho các đờng lò xuyên vỉa của mỏ than Hà Lầm ta thấy kết cấu chống bằng neo có rất nhiều u điểm Tuy nhiên trong tổng số các mét đờng lò xuyên vỉa đợc chống cố định thì số mét lò đợc chống bằng kết cấu chống vì neo. .. CTN& Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ Sơ đồ phân loại các loại neo các loại neo neo kết hợp neo cơ học neo dính kết Neo ma sát Neo đầu nở Neo dạng nêm Neo dạng nêm tr ợt Neo dạng nêm cánh xòe Neo ống phồng Neo ống chẻ có rãnh hở Neo bê tông cốt thép Neo chất dẻo cốt thép Neo với cốt liệu chất dẻo Neo cáp dính kết Neo linh hoạt Neo đầu nở dính kết Hình 2.1.Sơ đồ phân loại các loại neo. .. đờng lò xuyên vỉa mà mỏ thanHà Lầm đang sử dụng Hiện nay mỏ than Hà Lầm đang sử dụng ba loại kết cấu chống để chống giữ cho các đờng lò xuyên vỉa Ba loại kết cấu chống hiện đang sử dụng là: kết cấu chống bằng thép lòng máng chèn bằng bê tông cốt thép, kết cấu chống bê tông cốt thép liền khối và kết cấu chống neo kết hợp bê tông phun Trong ba loại kết cấu chống trên, hai loại kết cấu chống đợc sử dụng... đối với ngành mỏ loại kết cấu này còn đợc sử dụng hạn chế Mặc dù, số lợng các đờng lò đợc chống bằng kết cấu chống này ở các mỏ nói chung và ở mỏ than Hà Lầm nói riêng còn ít, nhng cho thấy: chất lợng của loại vỏ chống này rất tốt, chiều dày vỏ chống mỏng nhng khả năng chiụ tải cao, khả năng chống thấm tốt, quy trình thi công loại kết cấu chống này cũng rất đơn giản, dễ dàng điều chỉnh vỏ chống khi ta... xem xét khả năng sử dụng kết cấu chống neo để chống giữ cho các đờng lò xuyên vỉa của mỏ than Hà Lầm nhằm khai thác triệt để những u điểm của kết cấu chống bằng neo 2.2 Khái quát chung về neo Những năm gần đây, phạm vi áp dụng của neo đã tăng lên rất nhiều nhờ vào các thành tựu của nghiên cứu cơ học đá và sự tăng cờng ứng dụng của các biện pháp gia cố đất đá trong xây dựng công trình ngầm(CTN) Neo đã... chống bằng neo còn các đoạn lò đào qua lớp sét kết thì không thể chống băng neo đợc.Khi đó ta phải sử dụng các loại kết cấu chống khác Sinh viên : Lê Văn Sáng 30 Lớp : Xây dựng CTN& Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ Chơng2 kết cấu chống công trình ngầm bằng vì neo 2.1 Phân tích các loại kết cấu chống đang sử dụng tại các đờng lò xuyên vỉa 2.1.1 Các dạng kết cấu chống giữ các đờng lò xuyên. .. mỏ Hà Lầm 1.10 Đánh giá độ ổn định của khối đá mỏ Hà Lầm theo phơng pháp RMR Trên cơ sở nghiên cứu các tài liệu địa chất và kết quả khảo sát, đo đạc các thông số, chỉ tiêu cơ lý của đất đá cho một số đờng lò xuyên vỉa tại hiện trờng của mỏ than Hà Lầm, thiết kế tiến hành tính toán các chỉ tiêu đánh giá chất lợng khối đá theo phơng pháp RMR và kết hợp với hớng dẫn lựa chọn kết cấu chống theo Kendorski... than Hà Lầm sử dụng để chống giữ cho các công trình có tuổi thọ lớn, những công trình chịu tải trọng lớn, khả năng chống cháy, khả năng chống thấm nh : hầm quang lật, các hầm trạm bơm ở mức -55, -100, các hầm chứa nớc, trạm biến áp Qua khảo sát thực tế các công trình cho thấy: chất lợng vỏ chống các công trình rất tốt, khả năng chống thấm cao, công trình không bị nứt Quy trình lắp dựng loại kết cấu chống. .. : Xây dựng CTN& Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ + Hàm lợng ion ( so4 )2- < 250 mg/l + Hàm lợng ion Cl ... than Hà Lầm 1.2.Giới thiệu mỏ hệ thống đờng lò xuyên vỉa mỏ Hà Lầm Biên giới khai trờng mỏ than Hà lầm theo QĐ năm 1996 Tổng Giám đốc Than Việt Nam - Phía đông : giáp mỏ Hà Tu - Phía tây : giáp... kết cấu chống cho đờng lò xuyên vỉa mỏ than Hà Lầm ta thấy kết cấu chống neo có nhiều u điểm Tuy nhiên tổng số mét đờng lò xuyên vỉa đợc chống cố định số mét lò đợc chống kết cấu chống neo hạn... CTN & Mỏ Chơng2 kết cấu chống công trình ngầm neo 2.1 Phân tích loại kết cấu chống sử dụng đờng lò xuyên vỉa 2.1.1 Các dạng kết cấu chống giữ đờng lò xuyên vỉa mà mỏ thanHà Lầm sử dụng Hiện mỏ than