Giáo trình Quy hoạch mặt bằng công nghiệp: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Chia sẻ: Dương Hàn Thiên Băng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:79

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 2 của giáo trình "Quy hoạch mặt bằng công nghiệp" tiếp tục cung cấp cho học viên những nội dung về: một số công trình chính trên sân công nghiệp; nhà dân dụng và nhà công nghiệp; các dạng kết cấu chịu lực nhà công nghiệp và cơ sở lựa chọn;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Quy hoạch mặt bằng công nghiệp: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

CHƯƠNG 3 MỘT SỐ CÔNG TRÌNH CHÍNH TRÊN SÂN CÔNG NGHIỆP 3.1 Tháp giếng 3.1.1 Khái niệm Khái niệm: Tháp giếng là một công trình kỹ thuật dựng trên miệng giếng để giữ các vành của trục tải. Tháp giếng nhận những ứng lực xuất hiện trong quá trình vận hành của trục tải. Trong các loại tháp thép cố định thì tháp giếng 4 cột được sử dụng rộng rãi, vì có những ưu điểm sau: - Là một trong những tháp hợp lí về kinh tế nhất; - Tháp bảo đảm độ ổn định nhờ góc nghiêng () và độ thách (l) của chân chống; - Khi cần tăng chiều cao của tháp, thời gian dừng trục để nâng chiều cao không lâu so với các loại tháp khác; - Tháp trang bị bộ hãm tự động là hợp lý; - Tháp có kết cấu đơn giản. Tháp thuộc hệ siêu tĩnh bậc 1 nên tính toán phức tạp. Về mặt kết cấu, tháp giếng là một dàn khung đứng (tháp kim loại) hay một ống hình trụ (tháp bê tông cốt thép) và gồm có bốn bộ phận chính: đầu tháp, thân tháp, chân chống và khung đế. Hình 3 - 1.1: Sơ đồ cấu tạo tháp thép Trong đó: C2- khoảng cách từ tim vành đến mức trên của dàn vành; 49
hDV- chiều cao dàn vành; Hth- chiều cao tháp giếng; C1- khoảng cách từ mức  0 đến tim mặt móng, C1 = 0,5 -:- 1,3m nhưng không lớn hơn 1/3 chiều cao móng và phải đảm bảo sao cho sàn tiếp nhận ở mức 0. Ngoài ra còn có tháp chữ A, tháp kép, tháp kép, tháp 4 cột 2 chân chống, tháp trụ: a) Tháp chữ A b) Tháp kép c) Tháp 4 cột 2 chân chống d) Tháp trụ Hình 3 - 1.2: Các loại tháp thép khác Tháp trụ: Khi khai thác các mỏ sâu thường áp dụng tháp trụ. Thân tháp có dạng hình trụ, lát kín bằng thép lá và tăng sức bằng thép góc. Đầu tháp liên kết với thân tháp và chân chống bằng các dàn. Tháp có khả năng thay đổi chiều cao và che 50
kín giếng. Song tháp có nhược điểm là trọng lượng lớn, tốn kim loại và khó trang bị đầu tháp. 3.1.2 Cấu tạo tháp thép bốn cột 3.1.2.1 Đầu tháp Đầu tháp là phần trên của tháp dùng để đặt vành, gồm có sàn vành, dàn vành, dàn mặt bên, dầm đầu của thân tháp và dầm đầu của chân chống. - Dàn vành: Gồm các cột nối với nhau bằng các liên kết ngang và nghiêng dùng để đỡ vành. Dàn vành tựa lên dầm đầu của chân chống và thân tháp. - Sàn vành: Ở mức đai trên của dàn vành và dàn mặt bên có đặt sàn vành; sàn vành được ghép từ thép tấm và hàn với cấu kiện của dàn, tạo cho sàn cứng vững. Sơ đồ đầu tháp: Phụ thuộc vào số lượng và loại thùng trục ta có sơ đồ: đầu tháp 2 trục và sơ đồ đầu tháp 1 trục. - Trường hợp 1 trục: Trường hợp 1 trục có hai cách bố trí vành, do đó có hai sơ đồ đầu tháp. (a) ( b) Hình 3 - 1.3: Sơ đồ bố trí 2 vành trên cùng một mức và trên cùng một mặt - Sơ đồ bố trí hai vành trên cùng một mức, đầu tháp chỉ chiếm một tầng, do vậy chiều cao tháp giảm đi và kết cấu đơn giản. - Sơ đồ bố trí hai vành trên cùng một mặt, ở sơ đồ này vành nọ đặt trên vành kia, do vậy đầu tháp chiếm ba tầng và kết cấu phức tạp. Do vậy, sơ đồ này ít dùng. - Trường hợp 2 trục: 51
Đối với những mỏ trang bị hai trục, có thể một trục kíp và một trục ca hoặc hai trục ca và có 3 sơ đồ đầu tháp (hai trục về một phía, hai trục vuông góc với nhau, hai trục về hai phía). ở đây giới thiệu một sơ đồ thường được áp dụng trong thực tế - đó là sơ đồ bố trí hai trục về một phía của tháp giếng. Theo sơ đồ này, trục nọ bố trí sau trục kia. Các vành của trục kíp nằm ở sàn trên và bố trí trên cùng một mức, còn các vành của thùng ca đặt trên cùng một mặt. Như vậy ở sàn trên đặt 3 vành còn vành thứ 4 đặt thấp hơn. Sơ đồ này tiện về cả kết cấu và sản xuất. Tháp chỉ chịu tải trọng một chiều do sức căng của dây cáp trục, nên chỉ cần một chân chống. 3.1.2.2 Thân tháp Thân tháp là một dàn - khung và tựa lên các dầm khung đế đặt trên miệng giếng. Nhiệm vụ chính của thân tháp là đỡ đầu tháp và đặt đường định hướng. Ngoài ra, thân tháp còn gá các cáp điện, các dầm cam, đường cong dỡ tải và đặt bộ phận giảm xóc cho dây cáp hãm. 3.1.2.3 Chân chống Chân chống gồm hai thanh liên kết với nhau và với tháp nhờ thanh giằng thành một khối và đặt về phía trục tải. Chân chống đảm bảo độ ổn định của tháp khi các lực chủ yếu của trục tác động và tiếp nhận phần chính của các tải trọng này. Hướng của chân chống gần trùng với phương sức căng tổng hợp của dây cáp trục. Độ thách của chân chống đảm bảo độ ổn định của tháp khi có tải trọng tác dụng vào các mặt bên. Góc nghiêng của chân chống đảm bảo độ ổn định của tháp khi tải trọng tác dụng vào mặt chính hoặc mặt sau. a) b) Hình 3.14 a) Khung đế tựa lên miệng giếng 52
b) Sơ đồ bố trí 2 trục về một phía của tháp. 3.1.2.4 Khung đế: Khung đế dùng để đặt thân tháp; nó được chế tạo từ những dầm cán hoặc những dầm ghép tiết diện hình chữ I. Khung đế tựa lên miệng giếng và đặt thấp hơn độ cao 0 để đảm bảo sàn tiếp nhận ở độ cao 0. 3.1.3 Các loại tải trọng tác dụng lên tháp 3.1.3.1 Các loại tải trọng tính toán - Tải trọng do sức căng của dây cáp trục; - Tải trọng do trọng lượng bản thân; - Tải trọng gió lên thân tháp; - Sức căng trong đường định hướng; - Ứng lực đứt của dây cáp trục. và các tải trọng khác… * Tải trọng do sức căng của dây cáp trục Dây tháp trục truyền tải trọng lên tháp khi các vành bố trí trên cùng 1 mức hay trong cùng 1 mặt đều vòng qua vành và nghiêng trên mặt phẳng nằm ngang với những góc khác nhau, tùy theo vị trí và kết cấu của trục tải. Ở trạng thái cân bằng nội lực của đoạn thẳng đứng và doạn nghiêng của mỗi nhánh dây cáp luôn luôn bằng nhau. - Các vành bố trí trên cùng một mức: Tổng hợp lực do sức căng của các dây cáp đi qua tâm vành được xác định bằng phương pháp hình bình hành lực. Tải trọng do sức căng của dây cáp trục đặt vào ổ trục của vành. Sức căng của dây cáp trục, khi các vành bố trí trên cùng một mức: Tổng hợp lực do sức căng của dây cáp trục ở nhánh dây cáp dưới 1 Ta có: R1 = 2S1. cos , (daN). 2 Phân tích R1 thành hai thành phần nằm ngang T1 và thẳng đứng Q1 ta có: 1   T1 = R1. sin = 2S1. cos 1 . sin 1 = S1sin1 , (daN); 2 2 2 1 1 Q1= R1. cos = 2S1. cos2 , (daN). 2 2 53
a) b) c) Hình 3 - 1.5: Sơ đồ tính nội lực do sức căng của dây cáp trục a) Các vành bố trí trên cùng một mức b) Các vành bố trí trong cùng một mặt c) Biểu đồ nội lực do sức của dây cáp trục ở nhánh dây cáp dưới. Trong đó: S1- ứng lực của các nhánh dây cáp dưới, (daN); S2- ứng lực của các nhánh dây cáp trên, (daN); 1- góc gữa các nhánh của dây cáp dưới, (độ); 2- góc gữa các nhánh của dây cáp trên, (độ). Tương tự đối với đối với nhánh dây cáp trên ta có: 2 R2 = 2S2. cos , (daN); 2 1   T2 = R2. sin = 2S2. cos 2 . sin 2 = S2.sin2 , (daN); 2 2 2 2  Q2 = R2. cos = 2S2. cos2 2 , (daN). 2 2 Nhận xét: ta thấy đối với dây cáp trục ở nhánh dây cáp dưới - Nếu 1 tăng thì T1 tăng (T1 = S1sin1 mà sin là hàm tăng) và Q1 giảm do vậy bất lợi; 54
- Nếu 1 giảm thì T1 giảm nhưng Q1 tăng, do vậy bất lợi. Do vậy phải tính toán sao cho góc 1 hợp lý nhất. - Ta luôn có 1 < 2 , nên cùng với một ứng lực của dây cáp thì ta có: T1 < T2 và Q1> Q2 Nội lực trong dây cáp trục khi thing trục chuyển động với tốc độ cực đại cố định bằng: S1= (Pci1 + Pt) + q(H + h), (daN); S2= (Pci2 + Pt) + q(H + h), (daN). Trong đó: Pci1, Pci2 – trong lượng có ích của thùng trục kéo lên và thả xuống, (daN); q – trọng lượng 1m dài của dây cáp trục, (daN/m); H, h – chiều sâu của giếng và chiều cao của tháp giếng, (m). * Tải trọng do trọng lượng bản thân Tải trọng do trọng lượng bản thân gồm có trọng lượng của tháp và trọng lượng các vành. Người ta xác định trọng lượng của tháp theo các tháp tương tự hoặc theo công thức kinh nghiệm: - Trọng lượng của tháp một trục: G = 0,2H. S d , (daN); - Trọng lượng của tháp hai trục với một chân chống: G = 0,25H. S d , (daN); - Trọng lượng của tháp hai trục với hai chân chống: G = 0,3H. S d , (daN); trong đó: H- chiều cao tháp thép, (m); Sd- ứng lực đứt cực đại của một trong các dây cáp, (daN). * Tải trọng gió lên thân tháp Tải trọng gió lên thân tháp dược xác định theo công thức: W=1,3.qtc , (daN); Trong đó: 1,3 - hệ số vượt tải; qtc - tải trọng gió tiêu chuẩn, (daN), qtc = k.C.G.T.q.F, (daN). k- hệ số động lực không khí, đối với dàn đứng của tháp K = 1,4; C- hệ số độ cao của công trình, công trình càng cao hề số C càng lớn công trình cao 20m có C = 1; 55
G - hệ số giảm áp, hệ số này phụ thuộc vào khoảng cách từ mép công trình tới các vật chắn gió xung quanh và chiều cao của vật chắn gió; T- hệ số thời hạn, công trình có tuổi thọ càng dài thì hệ số T càng lớn, công trình có tuổi thọ 60 năm thì T = 1; q- áp lực gió (daN/m2); F- diện tích chắn gió của dàn chắn gió, (m2). * Sức căng trong đường định hướng Sức căng trong đường định hướng là tổng trọng lượng bản thân của đường định hướng và trọng lượng của vật kéo căng. Điểm đặt trọng lực là chỗ gá đường định hướng. * Ứng lực đứt của dây cáp trục - Trường hợp tháp một trục, khi dây cáp bị đứt, tải trọng đột xuất truyền lên các vành tương ứng với ứng lực đứt của dây cáp trục. Khi dây cáp trục bị đứt, tang trục bị hãm bất ngờ và thùng trục ở dây cáp kia cũng bị hãm bất ngờ. Dây cáp đó chịu một sức căng phụ gần bằng sức căng tới hạn. Song trong thực tế dây cáp đó ít bị đứt. Do đó, trong tính toán lấy bằng hai lần tải trọng đuôi. Vì vậy, tải trọng đột xuất bằng tổng ứng lực đứt của dây cáp bị đứt và hai lần sức căng của dây cáp kia, nghĩa là: P1đx= (6,59) Smax + 2S'max , (daN) Trong đó: Smax - sức căng cực đại của dây cáp bị đứt, (daN); S'max - sức căng cực đại của dây cáp kia, (daN). - Trường hợp tháp hai trục, tải trọng đột xuất bằng tổng ứng lực đứt của dây cáp bị đứt, hai lần sức căng của dây cáp kia và sức căng trong hai dây cáp của trục kia, nghĩa là: P2đx=(6,59) SImax + 2S'Imax + SIImax + 2S'IImax , (daN). Trong đó: SImax - sức căng cực đại của dây cáp trục bị đứt của trục thứ nhất, (daN); S'Imax - sức căng cực đại của dây cáp trục kia của trục thứ nhất, (daN); SIImax, S'IImax - sức căng cực đại trong hai dây cáp trục của trục thứ hai, (daN). Sức căng trong dây cáp hãm của bộ phận hãm tự động: (g) Sức căng trong dây cáp hãm bằng tổng trọng lượng bản thân của dây cáp hãm và vật kéo căng, kể cả bộ phận giảm xóc đặt trên thân tháp. 56
h- ứng lực của dây cáp hãm khi bộ phận hãm tự động giữ được thùng trục: Khi dây cáp trục bị đứt, bộ hãm tự động giữ được thùng trục và ở thời điểm đó xuất hiện tải trọng đột xuất tại điểm gá bộ giảm xóc. k- Tải trọng động khi hạ thùng ca xuống cam. Đây là loại tải trọng tức thời đặc biệt tác dụng lên thân tháp, ứng lực này đặ vào chỗ gá dầm cam vào dàn thân tháp. 3.1.3.2 Phối hợp tải trọng tính toán Tính toán tháp giếng theo các tổ hợp tải trọng: tổ hợp tải trọng chính, tổ hợp tải trọng phụ và tổ hợp tải trọng đặc biệt. * Tổ hợp tải trọng chính: gồm tải trọng cố định và tải trọng do sức căng của dây cáp trục. Tải trọng cố định gồm: tải trọng do trọng lượng bản thân, tải trọng do sức căng của đường định hướng và tải trọng do sức căng trong dây cáp hãm của bộ phận hãm tự động. * Tổ hợp tải trọng phụ: gồm tải trọng chính và tải trọng gió. * Tổ hợp tải trọng đặc biệt: - Trường hợp một trục: gồm tải trọng cố định và tải trọng đột xuất đối với tải trọng một trục. - Trường hợp hai trục: gồm tải trọng cố định và tải trọng đột xuất đối với tải trọng hai trục. 3.1.3.3 Tính tháp thép 4 cột Để lập sơ đồ tháp thép phải xác định kích thước của tháp, vị trí và kích thước của chân chống và độ sâu đặt móng. * Kích thước của tháp Kích thước tiết diện ngang của thân tháp xác định như sau: A1 = 2a + 2z + B + t1 , (mm) và A2 = b +2z + t2 , (mm). Trong đó: a, b – kích thước của thùng trục , (mm); z – khe hở giữa thùng trục với thành thân tháp , (mm); B – Khoảng cách giữa 2 thùng trục , (mm); 57
t1, t2 – chiều dày thành thân tháp; t1 = 380 -:- 480 (mm); t2 = 128 -:- 200 (mm). Chiều cao của tháp: Hth = h1 + r + h2 + h3 + h4 + h5 , (m). Trong đó: h1 – chiều cao mức sàn tiếp nhận, (m); r – khoảng cách kết cấu, r = 0,3 -:- 0,6 (m); h2 – chiều cao thùng trục, (m) h3 – chiều cao trục nhích (m), đối với tháp giếng ca h 3 = 6 m, đối với tháp giếng kíp h3 ≥ 3m; h4 – đại lượng kết cấu, h4 = 0,3D, (m); h5 – khoảng cách giữa các tâm vành, (m). a) b) a – Sơ đồ xác định kích thước tiết diện ngang của thân tháp b – Sơ đồ xác định chều cao tháp giếng Hình 3 - 1.6: Sơ đồ xác định kích thước của tháp giếng Chiều cao tối thiểu của tháp phải bảo đảm thả được vật thể dài Hth ≥ l0 + ld + h0 + h2 + h4 + h5 (m). Trong đó: l0 – khoảng cách kể cấu, l0 = 0,5 (m); 58
ld – chiều dài vận tải dài, (m); hO – chiều dài của móc chuyên dụng, (m). Hình dạng của tháp được coi là hợp lí khi: 0,9Hth < Bm < 2Hth Trong đó: Bm – khoảng cách từ tâm tang trục tới tim tâm tháp, (m); Chiều cao thân tháp bằng: Htt = Hth + Ckđ - C3 , (m). Trong đó: Ckđ - Chiều sâu dặt khung đế, (m); C3 - Khoảng cách từ tâm vành đến đai trên của dàn vành, (m). Chiều cao tầng thân tháp bằng: htt = ( Htt – Hđt )/n = 3,5 -:- 4,2m Trong đó: Hđt – chiều cao đầu tháp, (m) n – số tầng của thân tháp. Chiều cao cửa thùng ca khoảng 2,5m, cửa thùng kíp khoảng 6 -:- 8m, cửa thay thùng trục có chiều cao đủ để thay đổi thùng trục. * Vị trí và kích thước của chân chống Hình 3 - 1.7: Sơ đồ xác định kích thước của chân chống Chân chống phải có vị trí sao cho tổng hợp lực do sức căng của dây cáp trục (R) nằm trong khoảng chân chống và thân tháp để chân chống và thân tháp 59
đều chịu nén, đối với tháp thép 4 cột chân chống chịu 70 - 80%R. Phương chân chống hợp với phương thẳng đứng 2 góc .  = ỏ2/2 +  , (độ) Trong đó:  = 3 -:- 70 Chiều dài chân chống: lc = Hth – ( Hđt + C2 + C3)/cos , (m). Trong đó: C2 – khoảng cách từ tâm mặt móng của chân chống tới mặt đất, C 2 = 0,5 -:- 1,3m; Chiều dài chân chống: lcc = lc2  lc  a  / 22 , (m); Chiều cao của tầng chân chống bằng: hc = (lc – hdđ)/nc , (m); Trong đó: hdđ - chiều cao của rầm đầu tháp, (m); nc - số tầng chân chống, lấu nc = n * Độ sâu đặt móng Độ sâu đặt móng phụ thuộc vào ứng suet cho phép của đất và thường được đặt cách mặt đất khoảng 2,5 -:- 3,5m * Tính và chọn tiết diện của các cấu kiện tháp - Tính các cấu kiện của tháp Để tính các dàn của tháp, vẽ sơ đồ tính toán cơ bản của tháp theo tỷ lệ chiều dài và đặt tong ngoại lực vào để tính Đối với tháp tĩnh định, nội lực trong các thanh của dàn có thể tính theo phương pháp đồ giải hoặc phương pháp mặt cắt, đối với tháp siêu tĩnh, sau khi tính các phản lực, kí hiệu các trường lực và trường thanh, rồi dung biểu đồ lực với tỷ lệ nhất định kết quả tính toán được ghi vào bảng 3.1 Dựa vào trị tuyệt đối cực đại của nội lực trong các thanh để xác định tiết diện ngang của thanh theo công thức sau: F = N/  , (cm3) Trong đó: N – nội lực cực đại trong thanh, (daN);  - ứng suất kéo hoặc nén cho phép của vật liệu, (daN/cm2) Khung đế chịu tải trọng tập trung do các chân cột của thân tháp truyền tới và tải trọng phân bố do thân tháp truyền tới. Tính mô men uốn và lực cắt 60
cực đại Mmax, Qmax để chọn rầm, rồi kiểm tra theo độ võng ( độ võng phải nhỏ hơn 1.500 nhịp) Khi tính móng phải tính trọng lượng của móng Qm, diện tích tiết diện ngang của móng Fm và độ sâu đặt móng hm Bảng 3.1: Kết quả tính nội lực trong các thanh của dàn tháp thép Tải trọng (daN) Tải trọng cố Tải trọng gió Smax 2Smax Pđứt Tổ hợp tải trọng định Tên thanh Trọng lượng bản thân Tr. Lượng đờng đh Tr. Lượng dc hãm Nhánh trên Nhánh trên Nhánh trên Nhánh dới Nhánh dới Nhánh dới Mặt chính Đặc biệt Mặt bên Mặt sau Chính Phụ … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 - Chọn tiết diện các cấu kiện của tháp thép Tháp thép được chế tạo từ thép cán CT3, các cấu kiện thường ding thép cán định hình (thép chữ I, chữ  và thép góc) hay ghép thép góc và thép tấm thành rầm tổ hợp. Chỉ nên ghép 2 thanh để dễ nối và tránh khe hở. Các cột của thân tháp thường dùng chi tiết chữ (+) để dễ nối các cấu kiện theo 2 phương vuông góc với nhau. Các thanh đứng ở các cửa được tăng sức bằng các thanh thép chữ  hay chữ T. Các thanh giằng thường dùng tiết diện chữ thập, chữ T hoặc thép góc. Các rầm đặt ổ trục dùng tiết diện chữ T có tăng sức. Rầm đầu tháp của thân tháp dùng tiết diện chữ  để dễ nối với chân chống. Chân chân chống dùng tiết diện chữ I hoặc chữ T. Rầm khung đế dùng tiết diện chữ I. 3.1.4 Tháp trụ bê tông cốt thép Chiều sâu của giếng tăng, tải trọng đuôi tăng, nên đường kính dây cáp trục tăng (có trường hợp đặt tới 60 -:- 70mm). Do đó đường kính tang trục và đường kính vành cũng tăng. Vì vậy trọng lượng, giá thành máy trục và nhà trục cũng tăng lên. 61
Để khắc phục điều đó dùng trục đa cáp với tang (vành) ma sát. Trục đa cáp có ưu điểm: - Không hạn chế tải trọng đuôi - Dây cáp bền hơn vì uốn 1 chiều - Diện tích mặt bằng bố trí trục nhỏ Trục đa cáp đặt trên tháp trụ, vì không có nhánh dây cáp nghiêng (không có ứng lực nghiêng), nên tháp không cần chân chống. Tháp thường có tiết diện ngang hình tròn hay hình vuông. Tháp gồm buồng máy (đặt ở trên cùng), vỏ ngoài và vỏ trong liên kết với nhau bằng các trần ngăn, vỏ trong đóng vai trò thân tháp. Chiều sâu của móng không dưới 3m, mặt trong của móng cách mặt ngoài của vỏ chống giếng trên 0,5m Trong đó: 1 - Tang (và nh) ma sát 2 - Và nh lệch 3 - Nêm bảo hiểm trên 4 - Bộ phận cân bằng 5 - Thùng trục 6 - Đường định hướng 7 - Nêm bảo vệ dưới 8 - Dây cáp hãm 9 - Đối trọng Hình 3 - 1.8: Sơ đồ trục đa cáp Đường kính sử dụng của tháp bằng: D0 = Dg + 5 , (m). Trong đó: 62
Dg- Đường kính ngoài của giếng , (m); Chiều cao tháp trụ bằng: Hth = h1 + r + h2 + h3 + h6 + h7 , (m). Trong đó: h6 – chiều cao đặt vành và thiết bị hãm, h6 ≥ 3m h7 – chiều cao buồng máy, h7 = 8 -:- 10m. 3.1.5 Tháp đào giếng tạm thời Khi đào giếng có thể dùng tháp giếng cố định hay tháp giếng tạm thời, tháp giếng tạm thời thường gọi là tháp đào giếng. 3.1.5.1 Kết cấu và kích thước của tháp đào giếng tạm thời Khi đào giếng, phải sử dụng một số tời (khoảng 16 -:- 18 tời) để treo cáp trang thiết bị đào giếng , các vành và ròng rọc của những tời này đặt trên tháp vì máy trục và các tời bố trí xung quanh giếng, nên giếng thường có dạng hình chap cụt. * Kết cấu đào tháp giếng tạm thời Tháp đào giếng tạm thời có thể chế tạo bằng thép, bê tông cốt thép, hay có kết cấu hỗn hợp. Hiện nay tháp đào giếng chế tạo bằng thép lắp ghép (loại ống) được áp dụng rộng rãi nhất Có hai loại tháp đào giếng tạm thời: tháp có thân và tháp không chân, có đặc tính kỹ thuật ghi trong bảng sau: Bảng 3.2: Đặc tính kỹ thuật của tháp đào giếng tạm thời Kích thước giếng (m) Kích thước tháp (m) Loại Trọng lượng tháp Đường kính Độ thách tháp (tấn) Chiều sâu Chiều cao sử dụng chân chống a) Tháp có thân I Tới 150 4,5 á 6,5 16 14x14 42 II 150 á 300 4,5 á 6,5 16 15x15 56,5 III 300 á 600 5,5 á 7,5 19 15x15 79,8 IV 600 á 1000 tới 8,0 22 15x15 77,6 b) Tháp không có thân I 200 4,5 á 6,0 16,34 10x10 31 II 400 5,5 á 6,5 16,34 12x12 38,5 III 600 5,5 á 6,5 17,44 12x12 45,3 IV 800 6,0 á 7,5 18,05 14x14 54 63
V 1000 7,5 á 8,0 18,54 14x14 61,2 Gác tháp: là phần trên cùng của tháp có nhiệm vụ bao che các trang thiết bị trên sàn vành. Các cột của gác tháp nối với sàn vành bằng bu lông, các đầu cột liên kết với nhau nhờ những thanh giằng. Các vì kèo đặt lên các đầu cột để đỡ. Sàn vành: gồm các rầm chính và phụ để đỡ các vành và ròng rọc. Vị trí các vành tùy thuộc vào cách bố trí trang thiết bị trong giếng và các tời xung quanh giếng. Mỗi vành hoặc ròng rọc đặt trên một cặp rầm vành. Thân tháp là một dàn khung đứng dùng để gá sàn dỡ tải. Đối với tháp không thân, sàn dỡ tải gá vào rầm chuyên dụng, nên tháp không thân nhẹ hơn tháp có thân. Sàn dỡ tải gồm một nửa bằng và một nửa nghiêng hoặc có dạng hình thang, trên đặt trang thiết bị dỡ tải. Mặt đất, sàn dỡ tải và sàn vành liên hệ với nhau bằng cầu thang. Chân chống là một dàn khung hình chóp cụt thường gồm 3 tầng, dùng để đỡ sàn và gác tháp. a) Tháp có thân 64
b) Tháp không thân Hình 3- 1.9: Sơ đồ tháp đào giếng tạm thời * Kích thước của tháp đào giếng tạm thời. Kích thước sàn vành bảo đảm bố trí hết các vành với khoảng cách an toàn. Chiều cao của tháp bằng : H (m) H = h1+ h2+ h3+ h4+ h5+ h6 , (m). Trong đó: h1 - chiều cao từ mặt đường hoặc đỉnh ray tới lưỡi máng, nếu vận tải đất đá bằng xe tải h1 = 2,2  2,4 (m); nếu vận tải bằng goòng h1 = 1,8 (m); h2 - chiều cao của máng, h2 = l.sinỏ, (m) l - chiều dài của máng, (m); ỏ - góc nghiêng của máng trên mặt phẳng nằm ngang, ỏ = 350  380; h3 - chiều cao từ sàn dỡ tải tới đáy thùng trục ở trạng thái trước khi dỡ tải, (m); h4 - chiều cao thùng trục kể từ đáy thùng trục tới đỉnh nón bảo hiểm, (m); h5 - chiều cao trục nhích, h5 = 2,5 (m); h6 - đại lượng kết cấu, bảo đảm không cho nón bảo hiểm chạm vào rãnh vành (m). 3.1.5.2 Tính tháp đào giếng tạm thời * Tải trọng tính toán Tải trọng do sức căng của dây cáp (S) treo các thiết bị dùng để đào giếng được xác định theo công thức: S = ( k.Q/n) + q.(H+h), (daN). Trong đó: k - hệ số quá tải, k = 1,3; Q - trọng lượng của thiết bị dùng đào giếng treo vào dây cáp, (daN); n - số dây cáp treo thiết bị; q - trọng lượng một mét dài của dây cáp treo thiết bị, (daN/m); H, h - chiều sâu của giếng và chiều cao của tháp, (m); Các loại tải trọng khác tính tương tự như với tháp giếng cố định. 65
* Tính các cấu kiện của tháp Gác tháp: được tách thành các khung tựa trên hai gối tựa cố định, chịu tác dụng của tải trọng gió và tải trọng do trọng lượng bản thân của gác tháp. Sàn vành: là một hệ rầm, các rầm biên trong mặt phẳng nằm ngang có thể là rầm một hay hai nhịp, trong mặt phẳng đứng là rầm hai nhịp. Rầm giữa trong mặt phẳng nằm ngang có thể là rầm hai hay ba nhịp, trong mặt phẳng thẳng đứng là rầm một nhịp. Các rầm vành và các liên kết đều là những rầm một nhịp. Đối với các rầm vành, tải trọng do sức căng của dây cáp trục được phân thành hai thành phần: thành phần thẳng đứng (Q) và thành phần nằm ngang. Do đó tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng bằng: P = (Q + QV)/2 (daN). Trong đó: QV_trọng lượng của vành hoặc ròng rọc; (daN). 1 - Dầm biên; 2 - Dầm giữa; 3 - Dầm vành. Hình 3 - 1.10: Sơ đồ sàn vành. Dựa vào sơ đồ tính toán của từng cấu kiện để xác định mô men uốn và mô men chống uốn, rồi chọn tiết diện của rầm. Thân tháp của tháp có thân, chân chống và móng tính tương tự như đối với tháp thép cố định. 3.2 Bể trữ 3.2.1 Khái niệm Bể trữ: Các kho dùng để bảo quản ngắn hạn khoáng sản và có các trang thiết bị để tháo khoáng sản vào các phương tiện vận tải gọi là bể trữ. Bể trữ phải thỏa mãn bất đẳng thức: h.cotg < 1 Trong đó: 66
h- chiều cao phần dung lượng, (m); l - chiều rộng phần dung lượng, (m);  - góc ổn định hay góc đổ tự nhiên của khoáng sản chứa trong bể trữ hoặc xi lô, (độ). Sơ đồ xác định bể trữ 1 - Phần mặt bể 2 - Phần dụng lượng 3 - Phần dưới bể 4 - Phần trụ Hình 3 - 2.1: Bể trữ 3.2.2 Cấu tạo, dung lượng và phân loại bể trữ Bể trữ gồm 4 phần chính: Phần mặt bể; Phần dung lượng; phần dưới bể; phần trụ. 3.2.2.1 Cấu tạo bể trữ * Phần mặt bể Phần mặt bể có sàn để bố trí các thiết bị vận tải, thường là băng tải, máng cào để chuyển khoáng sản vào bể trữ. Nếu khoáng sàn được phân loại trước khi tháo vào bể trữ, thì trên sàn còn đặt máy sàng. Kích thước của sàn được xác 67
định bởi kích thước của các thiết bị và các khoảng cách an toàn. Giữa tường và thiết bị vận tải như băng tải hay máng cào phải có lối đi rộng hơn 700mm. Chiều cao phần mặt bể phải bảo đảm an toàn cho người đi lại. Để tiện phục vụ, đối với băng tải dài có cầu vượt qua băng tải. * Phần dung lượng Phần dung lượng có thể là một hay nhiều thùng trữ để chứa khoáng sản. Thùng trữ thường có kích thước: cao 6m, rộng 7m và đường kính cửa tháo 800mm. Thùng trữ thường có các loại: - Thùng trữ thành đứng đáy bằng: loại này thường được sử dụng trong các bể bêtông cốt thép, tháo tải vào các phương tiện vận tải qua cửa đáy; - Thùng trữ sử dụng không hết phần dung lượng. Thùng trữ loại này cũng được sử dụng trong các bể bêtông cốt thép, tháo tải vào các phương tiện vận tải qua 1 cửa đáy, hai cửa đáy, hai cửa sườn, hay phối hợp cả cửa đáy và cửa sườn; - Thùng trữ sử dụng hết phần dung lượng cũng thường được sử dụng trong các bể bêtông cốt thép, hình thức tháo tải cũng như thùng trữ không sử dụng hết phần dung lượng; - Thùng trữ đáy cong dạng parabol được sử dụng rộng rãi nhất. Loại này thường được sử dụng ở bể thép và bê tông cốt thép. Tháo tải qua đáy hoặc phối hợp với cửa sườn; - Thùng trữ với thành đứng đáy phễu hình chap. Loại này thường được sử dụng ở bể thép và bê tông cốt thép nhưng chỉ tháo tải qua đáy. Thùng loại này có khi không có thành đứng và nó được gọi là phễu truyền tải. Thiết kế phần dung lượng phải đảm bảo sao cho việc chất tải vào bể trữ và khi tháo tải vào phương tiện vận tải khoáng sản không bị tắc ở cửa và không bị vỡ, đáy không bị hỏng do khoáng sản va đập. Muốn vậy, cửa tháo phải rộng nhưng không cao; trong bể sâu phải đặt máng xoắn. Dung lượng cần thiết của bể trữ được xác định theo công thức : k1k 2 P V  tp , (Tấn) N Trong đó: k1 - hệ số cung cấp toa không đều, k1= 1,2  1,3; 68