Bài giảng Công nghệ đào chống lò tiên tiến: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Chia sẻ: Dương Hàn Thiên Băng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:68

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 2 của bài giảng "Công nghệ đào chống lò tiên tiến" tiếp tục cung cấp cho học viên những nội dung về: công nghệ đào lò bằng phương pháp khoan nổ mìn tạo biên; đào lò bằng máy đào (combai); phương pháp chống giữ đường lò; thi công đường lò bằng phương pháp NATM;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ đào chống lò tiên tiến: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

CHƢƠNG 4 CÔNG NGHỆ ĐÀO LÒ BẰNG PHƢƠNG PHÁP KHOAN NỔ MÌN TẠO BIÊN 4.1 Khái niệm chung - Công tác đào hầm, đào lò, công trình ngầm rất cần quan tâm tới đƣờng biên của công trình. Đƣờng biên công trì nh hoàn thiện, đảm bảo yêu cầu về kích thƣớc, nh dáng sẽ làm giảm áp lực của khối đá xung quanh đƣờng lò, giảm khối lƣợng hì công việc đào và vận chuyển, giảm khối lƣợng vật liệu chống giữ (nhất làbêtông) nâng cao tuổi thọ công trình đồng thời góp phần giảm giáthành xây dựng. Do vậy, khi đào lò cần phải quan tâm nhiều hơn đến vấn đề tạo biên lò. - Nổ mìn tạo biên làkỹ thuật đào lò bằng phƣơng pháp khoan nổ mìn màsử dụng một số kỹ thuật phụ trợ nhằm mục đích tạo ra biên lò gần giống thiết kế, hệ số thừa tiết diện tối ƣu. Để việc nổ mì n tạo biên đƣợc hiệu quả thìcác công việc phải đƣợc tiến hành phải tuân thep quy trì nh kỹ thuật cụ thể ngay từ công tác khoan, nạp, nổ mì n. 4.2 Công tác khoan nổ mìn 4.2.1. Thuốc nổ và phương tiện nổ * Khái niệm: Vật liệu nổ công nghiệp làthuốc nổ vàcác phƣơng tiện nổ sử dụng cho mục đích dân dụng. Trong đó, thuốc nổ công nghiệp làthuốc nổ dùng cho mục đích công nghiệp, Phƣơng tiện nổ làtổ hợp các vật, dụng cụ nhƣ các loại kí p nổ, dây nổ, dây ch ban đầu cháy chậm, mồi nổ, các vật phẩm chứa thuốc nổ có tác dụng tạo kích thí làm nổ khối thuốc nổ hoặc các loại thiết bị chuyên dùng cóchứa thuốc nổ. Cụ thể vật liệu nổ mìn đã trình bày trong chƣơng 2 4.2.2. Chi phíthuốc nổ * Chi phíthuốc nổ là lƣợng thuốc nổ tí nh toán trong một vụ nổ mì n hoặc trong một mét lò, một mét khối đá nguyên khối tùy vào từng lĩnh vực nổ mìn. Ở đây trong chuyên đề này cần quan tâm chi phíthuốc nổ trong một vụ nổ hầm lò, nósẽ đƣợc tí nh trên cơ sở chi phícho một mét khối đá nguyên khối vàcho một mét đào của đƣờng lò. * Nguyên tắc chung tính lƣợng thuốc nổ là: 66
Q= f(n).qtc.V; m3 (4-1) Trong đó: - f(n): Hàm số chỉ tiêu tác động nổ n. - qtc: Chỉ tiêu thuốc nổ tiêu chuẩn để tạo ra phễu nổ tiêu chuẩn. - V : Thể tích nguyên khối đất đá cần làm tơi. 4.2.2.1. Chỉ tiêu thuốc nổ: q (kg/m3). Là khối lƣợng thuốc nổ cần thiết để phá vỡ 1m3 đất đá thành các cục có kí ch thƣớc yêu cầu. Vìvậy chỉ tiêu thuốc nổ còn đƣợc gọi làtiêu hao thuốc nổ đơn vị, chỉ tiêu thuốc nổ phụ thuộc vào nhiều yếu tố và điều kiện nổ: - Tính chất cơ lý và cấu trúc của các lớp đất đá: Nói chung đất đá có độ cứng f càng lớn, độ khónổ Pn càng lớn thìtiêu hao thuốc nổ lớn. - Điều kiện và phƣơng pháp nổ: Nổ mì n có nhiều hay í t mặt tự do, nổ mìn lỗ khoan lớn, lỗ khoan con …hoặc phƣơng pháp nổ đồng loạt hay vi sai. - Loại thuốc nổ sử dụng: Đặc trƣng cho nó là năng lƣợng nổ mạnh hay yếu, biểu thị bởi khả năng công nổ A của thuốc nổ đƣợc lựa chọn vàsử dụng cho vụ nổ. - Mục đích nổ: nổ mạnh hay yếu, làm tơi hay văng xa. Để đánh giá mức độ khó nổ của đất đá, dùng chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn qt/c, kg/m3,đó là chỉ tiêu thuốc nổ thoả mãn các điều kiện nổ chuẩn với phễu nổ tiêu chuẩn, thuốc nổ để nổ trong điều kiện đó gọi làthuốc nổ chuẩn. Nhƣ vậy để xác định chỉ tiêu thuốc nổ thực tế, ngƣời ta sử dụng chỉ tiêu thuốc nổ tiêu chuẩn, làm cơ sở để điều chỉnh cho phùhợp với mục đích nổ khác nhau, độ cứng khác nhau vàloại thuốc nổ thực tế sử dụng khác nhau. Khi n >1gọi lànổ mạnh,khi đó f (n) >1vàchỉ tiêu thuốc nổ thực tế q t >q t/c Khi n = 1 gọi lànổ tiêu chuẩn khi đó f(n) =1 vàqt = qt/c Khi n < 1 gọi lànổ yếu khi đó f(n) < 1 vàqt < qt/c Hàm số f(n) làhàm số phụ thuộc vào chỉ sổ tác dụng nổ n Khi sử dụng thuốc nổ khác với thuốc nổ chuẩn thìphải dùng hệ số chuyển đổi A thuốc nổ theo khả năng sinh công k  và khi đó qt’ = k.qt. A’ 67
Tr.đó: - A: Khả năng công nổ của thuốc nổ tiêu chuẩn. - A': Khả năng công nổ của thuốc nổ sử dụng. 4.2.2.1. Chi phíthuốc nổ cho một lần nổ: Q (kg/m3). (4.2) Trong đó: Lck- Chiều sâu tính toán một chu kỳ đào lò S- Diện tích tiết diện đào của gƣơng lò 4.3 Xác định các thông số khoan nổ mì n 4.3.1 Số lượng lỗ mìn trên gương Số lỗ khoan ở trên gƣơng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Diện tí ch tiết diện, độ kiên cố của đất đá, chỉ tiêu thuốc nổ, đƣờng kí nh lỗ khoan, chiều sâu lỗ khoan …có rất nhiều công thức xác định. - Theo Prôtôđiacônốp: Công thức gần đúng: N  2,7 f .S , lỗ (4-3) 2  1  Công thức chính xác: N  S .n  S  0,2 f   lỗ, (4-4)  S Trong đó: f- Độ kiên cố của đất đá ở gƣơng. S- Diện tích tiết diện của gƣơng lò, m2 (đƣợc xác định theo các kích thƣớc hì nh học của tiết diện gƣơng). n- Số lỗ khoan đơn vị; lỗ/ m2, phụ thuộc diện tí ch tiết diện S và độ kiên cố f - Theo Pocrốpski: Số lỗ khoan trên gƣơng đƣợc xác định theo yêu cầu nạp hết thuốc nổ. Nhƣ đã biết, lƣợng thuốc nổ trong một chu kỳ nổ đƣợc xác định: QC = qt. S. lc. (4-5) Mặt khác: Qc  .N .Lk (4-6) 68
Vìchiều sâu lỗ khoan nhỏ, góc nghiêng lỗ khoan lớn, cóthể coi Lk = Lc qt .S Qc  , lỗ (4-7) Trong đó: qt – Chỉ tiêu thuốc nổ thực tế, kg/m3. - Lƣợng thuốc nạp đƣợc trên 1m suốt chiều dài lỗ khoan, kg/m.  .d 2  a.P  a. . t  a.0,785d 2 . t , kg/m (4-8) 4 Lt a , Hệ số nạp thuốc (hệ số lấp đầy lỗ khoan), a = 0,4 ÷0,7 Lk P  0,785d 2 .t - Lƣợng thuốc nổ nạp đƣợc trong 1m lỗ khoan, kg/m. d- Đƣờng kính lƣợng thuốc,m: Với bao thuốc: d = db (db đƣờng kí nh bao thuốc). ∆t - Mật độ nạp thuốc, kg/m3. qt .S qt .S 1,27qt .S Thay (4-8) vào (4-7) ta có: N    , lỗ (4-9).  .d 2 a.0,785d 2 . t a.d 2 . t a. . t 4 - Theo Ibraép: Số lỗ khoan đƣợc xác định có tính đến ảnh hƣởng của loại lò, loại thuốc nổ và đƣờng kính lƣợng thuốc: f  a. S N  41S , lỗ (4-10) db .b Trong đó: a - Hệ số phụ thuộc vào loại lò: Lòbằng a = 0,23 ÷0,3 Giếng đứng : a = 0,12 ÷0,15 b - Hệ số phụ thuộc loại thuốc nổ sử dụng: Đi na mít b = 1,2 ÷ 1,6 Amôní t b = 0,8 ÷1,0 - Số lỗ khoan trên gƣơng có thể tra theo bảng 4-1 69
Bảng 4-1: Số lỗ khoan đơn vị phụ thuộc vào tiết diện S và độ kiên cố f H.số ch tiết diện S, m2 Diện tí f 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 2 2,64 2,51 2,37 2,29 2,09 1,96 1,82 1,68 1,55 1,55 1,50 1,50 4 2,78 2,65 2,51 2,37 2,23 2,11 1,96 1,82 1,68 1,68 1,63 1,60 5 2,92 2,79 2,65 2,51 2,39 2,23 2,09 1,95 1,81 1,81 1,76 1,70 6 3,07 2,93 2,78 2,55 2,51 2,37 2,23 2,09 1,95 1,95 1,90 1,30 8 3,35 3,21 3,00 2,92 2,78 2,64 2,50 2,35 2,21 2,20 2,15 2,05 10 3,63 3,59 3,25 3,20 3,05 2,91 2,77 2,62 2,48 2,35 2,30 2,20 15 4,33 4,19 4,04 3,89 3,74 3,59 3,44 3,30 3,14 2,84 2,70 2,55 20 5,04 4,89 4,73 4,58 4,42 4,27 4,12 3,96 3,84 3,50 3,35 3,19 - Số lỗ khoan trên gƣơng có thể đƣợc xác định theo khả năng chứa thuốc của lỗ khoan khi đã chọn hệ số nạp thuốc vàbiết chiều dài lỗ khoan, đƣờng kính lƣợng thuốc: Qc N , lỗ (4-11) ql Trong đó: ql - Lƣợng thuốc nổ chứa đƣợc trong một lỗ khoan, kg/lỗ. ql = a.p.Lk , kg/lỗ  .d 2 q l  a. . t .Lk  a.0,785d 2 . t .Lk , kg/lỗ (4-12) 4 Sau khi xác định đƣợc N phải làm tròn tăng, khi đó lƣợng thuốc thực tế của từng lỗ sẽ giảm. * Xác định các nhóm lỗ khoan ở trên gƣơng: Theo nguyên tắc bố trílỗ khoan trên gƣơng thì các lỗ khoan đƣợc chia thành ba nhóm và đƣợc xác định theo hì nh dạng, kích thƣớc vàdiện tích gƣơng, đƣờng kính lƣợng thuốc và độ cứng của đất đá: 70
- Với các lỗ khoan đột pháphụ thuộc vào cấu trúc, độ cứng của đất đá và phƣơng pháp đột phálựa chọn: Nđp = 2 ÷6 lỗ - Các lỗ khoan biên: Căn cứ vào hình dạng kích thƣớc tiết diện, thƣờng xác định số lỗ khoan ở biên ở hông và nóc gọi là lỗ khoan biên trên. Các lỗ khoan này thƣờng đƣợc bố trívànạp thuốc ít hơn do đất đá dễ bị phávỡ hơn và đƣợc xác định: N bt  P  B   1 , lỗ (4-13) b Trong đó: P- Chu vi tiết diện đƣờng lòm: P  C S , m (4-14 ) C- Hệ số phụ thuộc hình dạng tiết diện gƣơng; C = 4 khi tiết diện hình vuông C = 4,2 khi tiết diện hình thang C = 3,86 khi tiết diện hì nh vòm B- Chiều rộng phía dƣới nền lò, m b- Khoảng cách giữa các lỗ khoan biên trên: b = ( 0,7 ÷0,8),m - Các lỗ khoan khấu (phá) vàbiên nền: Nk = N – (Ndf + Nbt), lỗ ( 4-15) Sau khi xác định sơ bộ số lƣợng lỗ khoan theo từng nhóm. Việc bố trí hợp lícác lỗ khoan trên gƣơng đƣợc thực hiện trực tiếp trên gƣơng (theo tỉ lệ bản vẽ). Các lỗ khoan biên thƣờng đƣợc ƣu tiên bố trí vào các điểm đặc biệt của biên cách biên từ 15 ÷ 20 cm vànghiêng ra biên 1 góc 80÷ 85 0 với đƣờng lò có tiết diện vòm, các lỗ khoan đƣợc bố trívòng theo hình dạng của biên với tỉ lệ 1:2:3:4 khi đƣờng kính lƣợng thuốc 32mm và 1:3:6 khi đƣờng kính lƣợng thuốc 45mm. 4.3.2. Đường kính lỗ khoan: dk mm Đƣờng kính lỗ khoan phụ thuộc vào diện tí ch tiết diện, năng suất của các thiết bị sử dụng, loại chất nổ, tính chất cơ lí của đất đá. Đƣờng kí nh lỗ khoan làmột yếu tố ảnh hƣởng lớn tới mức độ đập vỡ đất đá và khả năng tạo biên đƣờng lò. Do vậy khi 71
ch tiết diện nhỏ nên lựa chọn đƣờng kính lỗ khoan nhỏ. Khi đã lựa chọn đƣờng diện tí nh bao thuốc thì đƣờng kính lỗ khoan đƣợc xác định: kí dk = db + (3÷5) mm (4-16) Hoặc dk = (1,1÷1,15)db mm (4-17) Trong đó: db - Đƣờng kính của bao thuốc nổ sử dụng, mm Vídụ: Khi dùng thuốc nổ AH1 có kích thƣớc: 200g x Φ36mm x 200mm thì: dk = 36 + 4 = 40 mm 4.3.3. Chiều sâu lỗ khoan: Lk , m: Chiều sâu lỗ khoan đƣợc xác định dựa theo chu kỳ tiến độ đào lò: Lc Lks  ,m (9-16)  Trong đó: Lc- Chiều sâu tiến độ đào lò, m η - Hệ số sử dụng lỗ khoan. Ηệ số sử dụng lỗ khoan làtỉ số giữa chiều sâu tiến độ trong một chu kìnổ mì n vàchiều dài trung bình của lỗ khoan. Hệ số sử dụng lỗ khoan làmột chỉ tiêu đánh giá hiệu quả sử dụng lỗ khoan. Hệ số sử dụng lỗ khoan phụ thuộc vào loại lò và độ cứng của đất đá: η = η1 x η2 η1 - Hệ số phụ thuộc độ cứng của đất đá: Đất đá cứng η1= 0,8 Đất đá cứng trung bình η1= 0,9 Đất đá mềm η1= 1,0. η2 - Hệ số phụ thuộc loại lò: Lòhạ η2 = 0,8 Lòbằng η2 = 0,9 Lòthƣợng η2 = 1. Khi lỗ khoan cógóc nghiêng gần bằng 900 cóthể lấy Lk gần bằng Lks. 72
Lks Khi lỗ khoan cógóc nhỏ thì:Lk  ,m ( 9- 17 ) nis  4.3.4. Góc nghiêng lỗ khoan, β,độ. Góc nghiêng lỗ khoan đƣợc xác định trực tiếp trên các mặt cắt đứng vàngang, vìcác lỗ khoan có hƣớng chéo trong không gian. Giá trị góc nghiêng của một lỗ khoan gồm: + βđ làgóc nghiêng của lỗ đƣợc xác định trên mặt phẳng đứng. + βng làgóc nghiêng của lỗ xác định trên mặt phẳng nằm ngang. Khi βđ = βng = 900, lỗ khoan đó khoan thẳng góc với mặt phẳng gƣơng lò. 4.3.5. Chiều dài cột thuốc, Lt, m ql ql Lt   ,m (8-18) P 0,785d 2 .t Có thể xác định chiều dài thuốc nổ Lt dựa theo quy cách tiêu chuẩn của bao thuốc nổ sử dụng. Vídụ: Dùng AH1 cóq = 0,3 kg/lỗ thỏi thuốc cóquy cách 200g x Φ36mmx200mm thìLt = 0,3m. 4.3.6. Chiều dài cột bua, Lb m Phải lấp bua hết chiều dài còn lại của lỗ khoan, chiều dài bua thực tế là: L b = Lk – Lt , m (8-19 ): Chiều dài cột bua phải đảm bảo điều kiện kĩ thuật: Lb ≥ 1/3 Lk (8-21). Khi nổ trong gƣơng lòcókhíhoặc bụi nổ chiều dài bua đƣợc quy định: - Với Lk = 0,6÷1m thìLb≥1/2 Lk, m (8-22) - Với Lk > 1m thìLb ≥ 0,5 m (8-23) 4.3.7. Chỉ tiêu thuốc nổ, qt, kg/m3. Cónhiều công thức xác định chỉ tiêu thuốc nổ thực tế sử dụng. Các công thức đều đƣợc xây dựng trên cơ sở thực nghiệm trong điều kiện nhất định. Do vậy khi sử dụng với điều kiện thực tế cụ thể phải điều chỉnh cho phùhợp. Chỉ tiêu thuốc nổ thực tế phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: tính chất cơ lý của đất đá, diện tí ch tiết diện gƣơng, 73
chiều sâu và đƣờng kính lỗ khoan, loại thuốc nổ sử dụng… xin giới thiệu một số công thức sau: 2  1  + Theo Prôtôđiacônốp: qt  0,4e 0,2 f   , kg/m 3 (8-24)  S Hoặc: qt  0,4e.2,7 f .S  1,1e f .S , kg/m3, (8-25) Với (9-24) sử dụng khi S > 12m2. Trong đó: 525 E - Hệ số chuyển đổi thuốc nổ theo khả năng công nổ, e  ; (8-26) P 525 - Khả năng công nổ của thuốc nổ Đinanít 93%. P - Khả năng công nổ của thuốc nổ thực tế sử dụng + Theo Pocropski qt = q1.fc.v.e.kd , kg/m3 (8-27) Trong đó: q1- Chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn kg/m3 q1=0,1f hoặc tra bảng 4-2 Bảng 4-2: Chỉ tiêu thuốc nổ q1 theo f f 15-20 10-15 7-8 4-6 2-3 18m2 380 e - Hệ số chuyển đổi thuốc nổ theo khả năng sinh công; e  P 380- Khả năng công nổ của thuốc nổ đinamit 62% P - Khả năng công nổ của thuốc nổ thực tế sử dụng . 74
Kđ - Hệ số tính đến ảnh hƣởng của đƣờng kính lƣợng thuốc Kđ = 1 khi db = 30÷32 mm Kđ = 1,1 khi db< 30÷32mm Kđ = 0,95 khi db> 30÷32mm Trong thực tế với các điều kiện cụ thể của các mỏ, qua nhiều lần thínghiệm đã xác định đƣợc chỉ tiêu thuốc thực tế sử dụng, do vậy không cần xác định lại qt theo các công thức trên 4.4 Sơ đồ bố trílỗ mìn trên gƣơng Khi đào lò chuẩn bị thƣờng chỉ cómột mặt tự do. Do đó các lỗ khoan ở trên gƣơng thƣờng đƣợc chia thành ba nhóm: Nhóm đột phá(tạo rạch), nhóm phá; nhóm biên - Lỗ khoan tạo rạch (còn gọi là lỗ khoan đột phá): Thƣờng đƣợc khoan nghiêng(đột phánghiêng) hoặc khoan thẳng góc (đột pháthẳng góc) với gƣơng lò. Có 75
chiều sâu vƣợt chu kỳ tiến độ khoan nổ từ 20 - 30cm và đƣợc nạp nhiều thuốc nổ hơn các lỗ khoan khác. Lỗ khoan tạo rạch đƣợc nổ đầu tiên nhằm tạo ra mặt tự do phụ để các phát mìn sau nổ đƣợc tốt hơn. Ở gƣơng lò đất đá mềm, diện tí ch hẹp thƣờng dùng đột phá nghiêng. Khi đó đất đá văng mạnh cóthể pháhỏng các vìchống sát gƣơng. Ở gƣơng lò đất đá cứng, gƣơng có diện tí ch lớn cóthể dùng đột phánghiêng hoặc thẳng góc. Tùy theo diện tích gƣơng, độ cứng vàcấu trúc của đất đá ở gƣơng mà lựa chọn phƣơng pháp tạo rạch cóhiệu quả, cấu tạo các lỗ khoan tạo rạch ở bảng 4- 3. Bảng 4 -3. Cấu tạo các loại lỗ khoan tạo rạch - Phí a cuối lỗ khoan tập trung vào trục của đƣờng lò, tạo thành khối tháp ở phần trung tâm của gƣơng lò. - Dùng trong đất đá cứng đồng nhất hoặc đất đá phần lớn có độ cứng khác nhau nhƣng với các lớp dốc đứng. Rạch hình tháp - Lỗ khoan đƣợc tạo thành ở trung tâm của gƣơng lò nêm thẳng đứng - Dùng trong đất đá đồng nhất, vàtrong đất đá có khe nứt đứng, trong các lòcó chiều cao rộng không lớn. - Lỗ khoan đƣợc tạo thành ở trung tâm của gƣơng lò nêm thẳng ngang - Dùng trong đất đá đồng nhất, vàtrong đất đá có khe nứt ngang, trong các lòcó Rạch nêm ngang chiều cao rộng không lớn. 76
- Lỗ khoan đƣợc tạo thành ở nền tầng của lònêm ngang - Dùng trong đất đá có nứt nẻ thành lớp khi phávỡ theo các kẽ nứt nẻ. Rạch nêm phía dƣới - Lỗ khoan đƣợc tạo thành ở phí a nóc của gƣơng lò nêm ngang - Dùng trong đất đá có nứt nẻ thành lớp khi phávỡ theo các kẽ nứt nẻ. Rạch nêm phía trên - Các lỗ khoan tạo thành nêm đứng ở bên hông của gƣơng lò. - Dùng trong các lớp đất đá dốc đứng khi đào lò song song. Rạch bên hông - Các lỗ khoan đƣợc bố tríở vị tríkhác nhau, sao cho hì nh chiếu của nótrên mặt bằng cắt nhau. - Đào trong lò xuyên vỉa trong than hoặc trong than với đất đá tơi xốp Rạch cái kéo 77
- Các lỗ khoan bố trísong song với nhau vàthảng góc với mặt của gƣơng lò. - Trong đất đá đồng nhất có độ cứng trung bình vàtrên trung bình. Trong các đƣờng lòcótiết diện không lớn. Rạch lăng trụ - Các lỗ khoan bố trísong song với nhau trong một hang ngang hoặc đứng. Nạp thuốc cách lỗ khoan. - Trong đất đá đồng nhất có độ cứng trung bình vàtrên trung bình. Trong các đƣờng lòcótiết diện không lớn. Rạch rãnh khe - Lỗ khoan khấu (còn gọi làlỗ khoan phá): Thƣờng đƣợc khoan thẳng góc với gƣơng, đôi khi khoan nghiêng. Đƣợc nổ sau lỗ khoan đột phá, để mở rộng thể tích đất đá bị phávỡ ở trên gƣơng.Với các gƣơng lò diện tí ch tiết diện nhỏ, đất đá mềm cóthể t hoặc không cólỗ khoan này. Ngƣợc lại với gƣơng lò diện tí cóí ch tí ch tiết diện lớn, đất đá cứng córất nhiều lỗ khoan phávànópháphần lớn đất đá ở trên gƣơng. Do đó nó đƣợc bố trí đều trên diện tích của gƣơng . - Lỗ khoan tạo biên: Thƣờng đƣợc khoan nghiêng ra biên của gƣơng một góc 70- 850. Đƣợc khoan vƣợt biên từ 100-150 mm trong đất đá cứng, chạm biên trong đất đá mềm. Nó đƣợc nổ sau cùng để sau khi nổ đƣờng lòcó tiết diện gần nhƣ thiết kế. Do vậy thƣờng đƣợc bố trí vào các điểm đặc biệt của gƣơng hoặc nghiêng vuông góc với đƣờng biên, đƣờng lối các tâm miệng lỗ khoan tạo thành tiết diện đặc trƣng của gƣơng lò. Miệng lỗ khoan cách biên từ 15- 20 cm. Các lỗ khoan biên ở phí a nền thƣờng đƣợc khoan vƣợt nền 15-20 cm để sau khi nổ nền lò tƣơng đối bằng phẳng thuận tiện khi đặt đƣờng vận tải (ray, máng cào). 78
4.5. Đánh giá hiệu quả nổ mìn Để đánh giá hiệu quả công tác khoan nổ mìn , ngƣời ta thƣờng sử dụng các chỉ tiêu cơ bản sau: n 4.5.1 Hệ số sử dụng lỗ mì Hệ số sử dụng lỗ mìn đƣợc thể hiện bằng tỷ số: l  l0  (4.8) l Trong đó: l – Chiều sâu lỗ mìn sau khi khoan, m; l0 – Chiều sâu lỗ mìn còn lại trên gƣơng sau khi nổ mì n, m; Thực tế thấy, nếu muốn tăng nhanh tốc độ đào lò, giảm chi phínhân lực và tăng hiệu quả công tác khoan nổ mì n . Để gia n thìcần phải tăng hệ số sử dụng lỗ mì tăng hệ số sử dụng lỗ mìn cần phải tiến hành nổ mì n làm nhiều đợt (áp dụng kí p mì n vi sai hay kíp nổ chậm), sử dụng phƣơng pháp kích nổ nghịch và áp dụng phƣơng pháp đột phádạng pháhuỷ. Trong điều kiện bình thƣờng hệ số  đạt giátrị 0,83  0,87. Đối với các mỏ hầm lòở nƣớc ta thông thƣờng yêu cầu hệ số   0,8. Tuy nhiên, do công tác khoan lỗ khoan, nạp thuốc nổ vẫn chƣa đƣợc thực hiện theo đúng hộ chiếu, chất lƣợng nạp thuốc nổ vàbua mìn kém nên tại một số gƣơng lò, hệ số  chỉ đạt giátrị 0,70,77. Kết quả làm cho hiệu quả công tác khoan nổ mìn đạt đƣợc thấp. 4.5.2 Hệ số thừa tiết diện  Thông thƣờng, sau khi nổ mì n sẽ xảy ra hiện tƣợng đất đá biên công trình bị phárộng ra một khoảng nào đó so với đƣờng biên thiết kế. Hiện tƣợng tiết diện tạo thành sau khi nổ mìn chƣa đạt biên thiết kế vàphần ―tiết diện gƣơng thiếu‖ phải tiến hành bắn tẩy hoặc sử dụng búa chèn để sửa lại í t xảy ra, vìvậy, ngƣời ta ít đề cập tới. Phần tiết diện thừa sẽ gây ra những ảnh hƣởng xấu đến độ ổn định của đƣờng lò, làm gia tăng đáng kể chi phícho công tác xúc bốc - vận chuyển đất đá và chèn lấp đất đá hoặc vữânghèo vào khoảng trống sau khung vỏ chống. Để biểu thị cho mức độ thừa tiết diện sau khi khoan nổ mìn, ngƣời ta sử dụng hệ số thừa tiết diện : 79
Sd  1 (4.9) S kvc Trong đó: n, m2; Sd – Diện tích thực tế của gƣơng lò sau khi khoan nổ mì Skvc – Diện tích bên ngoài khung vỏ chống theo thiết kế, m2; Trong những điều kiện bình thƣờng, hệ số  đạt tới giátrị 1,1 đến 1,2. Các mỏ hầm lò nƣớc ta cũng quy định   1,1. Tuy nhiên, trên thực tế, do khoan các lỗ mì n biên không theo thiết kế nên hệ số này đã đạt tới những giátrị lớn hơn 1,3. Nếu các lỗ mìn biên đƣợc khoan không đúng theo những góc nghiêng quy định, khoảng cách giữa các lỗ mìn biên quá lớn, không thực hiện công tác kiểm tra chiều sâu lỗ mì n trƣớc khi nạp nổ... sẽ dẫn đến việc gia tăng hệ số . Một trong những biện pháp hiệu quả để giảm giátrị hệ số  làviệc áp dụng phƣơng pháp nổ mì n tạo biên. 4.5.3 Độ văng xa và độ đập vỡ đất đá sau khi nổ mì n Độ văng xa và độ đập vỡ đất đá sau khi nổ mìn làhai chỉ tiêu ảnh hƣởng đến công tác xúc bốc. Nếu độ văng xa lớn sẽ làm giảm năng suất của máy xúc (trừ trƣờng hợp sử dụng máy cào đá), làm bẩn đƣờng lò, lấp đầy các rãnh nƣớc, có thể gây ra những hƣ hỏng cho các đƣờng ống, đƣờng cáp hoặc làm biến dạng hay xô lệch các khung chống tạm thời gần gƣơng. Để giảm bớt độ văng xa của đất đá sau khi nổ mìn, ngƣời ta sử dụng nhóm nổ mìn tạo rạch dạng pháhuỷ. Ngoài ra, ngƣời ta còn áp dụng phƣơng pháp nổ mìn làm nhiều loạt, các lỗ mìn tạo rạch phải khoan chếch lên một góc bằng 50 đến 100. 80
CHƢƠNG 5 ĐÀO LÒ BẰNG MÁY ĐÀO (COMBAI) 5.1 Giới thiệu một số loại máy đào lò Trong thi công công trình ngầm, đào lò, khai thác khoáng sản, máy đào lò đƣợc thế giới sử dụng từ khálâu. Do quy môsản xuất, khoa học sản xuất chế tạo máy của nƣớc ta còn nhiều hạn chế mà mãi đến những năm gần đây máy đào lò mới đƣợc sử dụng nhiều ở các mỏ than Việt Nam. Các loại máy đào lò đƣợc sử dụng ở nƣớc ta hiện nay đều lànhập khẩu từ Nga, Ba Lan, Trung Quốc... Do vậy mà các đặc tí nh của chúng cũng có nhiều điểm khác nhau. Dƣới đây giới thiệu một số loại máy đào lò đã và đang đƣợc sử dung tƣơng đối hiệu quả ở các mỏ than nƣớc ta. 1. Combai đào lò KP21 Combai KP21 (КП21) sử dụng để cơ giới hoá đào lò đá và vận chuyển đất đá sau khi cắt phá, trong lò bằng và nghiêng ±120. Combai có thể đào các đƣờng lò có thiết diện phù hợp với vì chống dạng vòm, dạng bình hành và dạng vuông, chiều cao 2,3… 4,5 m, chiều rộng 3,6..6,5m. Đá trong gƣơng lò có ứng suất nén n=100 Mpa (tƣơng đƣơng hệ số f= 8 ), độ mài mòn dƣới 15 mg. Hình 5. 1 Máy đòa lò KP21 Đặc điểm của loại combai này là dẫn động trên mỗi nhánh xích di chuyển bằng động cơ thuỷ lực độc lập, gián tiếp qua động cơ điện thay cho dẫn động trực tiếp bằng động cơ điện. Lực kéo 50 tấn trên hai nhánh xích đảm bảo cho combai di chuyển với tốc độ manơ và tốc độ khi cắt đá. Bộ cấp liệu (bàn cào vơ và các tay vơ) có hai đầu dẫn động thuỷ lực độc lập cho mối tay vơ. 81
Kết cấu đơn giản và sử dụng các loại goăng phớt chất lƣợng cao, tăng khả năng bảo vệ combai khi làm việc trong môi trƣờng có độ mài mòn cao, nhiều bụi, cát và bùn bẩn. Tuổi thọ của com bai đƣợc tăng lên. Với các bộ dẫn động thuỷ lực, combai có thể làm việc trong đƣờng lò có nhiều nƣớc. Máng cào dỡ tải trên com bai có phần khung đuôi quay đƣợc theo mặt phẳng ngang, dỡ tải thuận tiện lên tuyến máng cào hoặc lên xe goòng. Trên combai có các bộ phận chuyên dụng để đấu nối với các thiết bị thuỷ lực bổ xung (máy khoan thuỷ lực, dụng cụ thuỷ lực…). Khoá liên động, giúp thao tác thuận tiện và an toàn khi nâng và lắp vì chống. Loại combai KP21-01 (КП21-01) lắp đồng bộ với cầu chuyển tải dạng băng (mônô ray). Khi đào lò than (lò xuyên vỉa), với thiết diện tới 30m2, có thể lắp nón cắt than. Nhà chế tạo sẽ cung cấp nón cắt than theo phụ lục hợp đồng riêng của khách hàng.Loại combai KP21-02 (КП21-02) có bàn điều khiển từ xa hoặc điều khiển bằng sóng radio. 2. Combai đào lò KSP32 Combai КСП-32 (33) thuộc hạng trung bình, đƣợc sử dụng để cơ giới hoá công việc đào và thải đá vách trong các đƣờng lò ngang hoặc nghiêng, với góc dốc tối đa ±120. Thiết diện đƣờng lò tối thiểu từ 10m2 đến tối đa 33 m2. Combai sử dụng trong các đƣờng lò than hoặc than lẫn đất đá, trong mỏ hầm lò có độ nguy hiểm về khí nổ và bụi nổ. Độ cứng của đá vách =100 Mpa ( f = 8 ). Combai КСП-33 chỉ khác biệt với КСП-32 là có khối điều khiển từ xa. Trên thân combai КСП-32 và КСП-33 có thể lắp và điều khiển thiết bị khoan bằng bơm thuỷ lực và các cần gạt trên combai. Hình 5.2 Máy đào lò KSP32 82
Bảng 5.1 Một số đặc tính kỹ thuât của Combai KSP32 3. Combai đào lò AM50Z-RE Máy đào lò liên hợp loại AM-50Z-RE (Máy đào lò hoặc máy côm bai). Là loại máy liên hợp đào di động đƣợc, dẫn động và điều khiển bằng các động cơ điện và hệ thống bơm dầu. Máy dùng để đào các đƣờng lò trong các mỏ khai thác than đá. Máy cho phép đào các đƣờng lò với mặt cắt hình dạng tuỳ ý (hình vòm, hình thang..) Hình 5.3 Combai đào lò AM-50Z-RE đƣợc cấu tạo bởi 7 cụm chi tiết chính. 1. Máy khấu. 2. Bộ phận quay. 3. Khung máy và bộ phận di động của bánh xích. 4. Máy vơ. 83
5. Hệ thống bơm dầu. 6. Hệ thống điện. 7. Hệ thống phun nƣớc giảm bụi. Thông số kỹ thuật của Combai đào lò AM-50Z-RE - Kích thƣớc: Chiều dài của máy: 7470 mm. Chiều cao máy: 1645 mm. Chiều rộng máy: 2000 mm. Tổng công suất toàn máy: 169 kW. Trọng lƣợng máy: 27 Tấn. Sức áp nén vào đƣờng lò: 0,14 MPa. Điện áp và tần số dòng điện của máy: 660 V, 50 Hz. - Máy khấu: Đƣờng kính (kể cả lƣỡi cắt): 770 mm. Chiều ngang: 1230 mm. Vận tốc khấu: 2,51 m/s. Số lƣợng lƣỡi cắt trên 2 đầu khấu: 2 x 48 chiếc. Động cơ loại 2SGKf225L-4 (làm mát bằng nƣớc ). Công suất: 100 kW Tốc độ quay: 1470 v/ph. - Máy vơ: Chiều dài: 2000 mm Chiều rộng: 2500 mm Máy vơ đƣợc chuyển động bằng động cơ của máng cào. - Máng cào: Loại máy vận chuyển: máng cào. Kích thƣớc xích cào: 18 x 64 mm. Chiều rộng: 458 mm. Vận tốc xích cào: 0,9 m/s. 84
Động cơ điện máng cào: Công suất: 2 x 13 kW. Tốc độ quay: 1460 v/ph. - Khung máy và bộ phận di động và làm căng xích: Chiều rộng của khung máy: 1580 mm. Chiều rộng của bánh xích: 370 mm. Vận tốc di động: 5 m/giây. Động cơ hai bánh xích không phụ thuộc vào nhau. Động cơ điện có vành phanh: Công suất: 2 x15 kW. Tốc độ quay: 1460 v/ph. - Hệ thống bơm dầu: Loại dầu: dầu khoáng- Hydrol. Thể tích bình dầu: 250 l. Áp suất bơm lớn nhất: 20 MPa. Động cơ điện hệ bơm dầu: Công suất: 13 kW. Vận tốc quay: 1460 v/ph. Máy bơm dầu: REXTROTH A2V55: Lƣu lƣợng lớn nhất: 79,51 l/ph. Lƣu lƣợng làm việc: 40 l/ph. 4- Máy đào lò EBH -45 85