intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao mức độ ổn định và hiệu quả sản xuất cho đường lò xây dựng cơ bản mức -50 khu Cái Đá - Công ty than Hòn Gai – TKV

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:104

Thêm vào BST
Báo xấu
17
lượt xem 6
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật "Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao mức độ ổn định và hiệu quả sản xuất cho đường lò xây dựng cơ bản mức -50 khu Cái Đá - Công ty than Hòn Gai – TKV" trình bày các nội dung chính sau: Nghiên cứu xác định các nguyên nhân gây mất ổn định các đường lò XDCB trong quá trình sản xuất của mỏ; Đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp với từng điều kiện cụ thể của đường lò nhằm nâng cao độ ổn định cũng như an toàn trong sản xuất của dự án Cái Đá.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao mức độ ổn định và hiệu quả sản xuất cho đường lò xây dựng cơ bản mức -50 khu Cái Đá - Công ty than Hòn Gai – TKV

  1. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả, bản vẽ được nêu trong luận văn là trung thực, do chính tác giả thực hiện và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Quảng Ninh, ngày 18 tháng 7 năm 2019 Tác giả luận văn Văn Hữu Cường Học viên: Văn Hữu Cường 1 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  2. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN................................................................................................................................... 1 MỤC LỤC.............................................................................................................................................. 2 CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ NGỮ VIẾT TẮT.......................................................................................... 4 DANH MỤC BẢNG.............................................................................................................................. 5 DANH MỤC HÌNH VẼ......................................................................................................................... 7 .............................................................................................................................................................. 7 MỞ ĐẦU................................................................................................................................................ 8 1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................................8 2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài...........................................................9 3. Mục đích của đề tài...................................................................................................9 4. Nội dung nghiên cứu................................................................................................ 9 5. Phương pháp nghiên cứu........................................................................................10 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài......................................................................10 7. Cấu trúc của luận văn.............................................................................................10 CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐỊA CHẤT DỰ ÁN CÁI ĐÁ - CÔNG TY THAN HÒN GAI VÀ KHU VỰC THỬ NGHIỆM .......................................................................................................... 11 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên khu mỏ........................................................................11 1.2. Cấu tạo địa chất khu mỏ......................................................................................12 1.3. Đặc điểm địa chất thủy văn................................................................................. 14 1.4. Đặc điểm địa chất công trình...............................................................................16 1.5. Đánh giá điều kiện địa chất, kỹ thuật tại khu vực lò xuyên vỉa mức -50...........18 1.6. Nhận xét chung....................................................................................................23 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN, HIỆN TRẠNG MẤT ỔN ĐỊNH CỦA CÁC ĐƯỜNG LÒ XÂY DỰNG CƠ BẢN THUỘC DỰ ÁN ..................................................................................... 24 CÁI ĐÁ - CÔNG TY THAN HÒN GAI - TKV................................................................................... 24 2.1. Phân tích nguyên nhân mất ổn định của các đường lò XDCB thuộc dự án Cái Đá - Công ty than Hòn Gai - TKV.............................................................................24 2.2. Hiện trạng thực tế của đường lò xuyên vỉa mức -50.......................................... 28 2.3. Nhận xét ..............................................................................................................35 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NHẰM NÂNG CAO MỨC ĐỘ ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU QUẢ SẢN XUẤT CHO ĐƯỜNG LÒ XÂY DỰNG CƠ BẢN MỨC -50 KHU CÁI ĐÁ - CÔNG TY THAN HÒN GAI -TKV.................................................................... 37 3.1. Cơ sở lựa chọn giải pháp kỹ thuật thi công các đường lò mất ổn định..............37 3.2. Đánh giá chất lượng khối đá............................................................................... 37 Học viên: Văn Hữu Cường 2 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  3. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ 3.3. Đánh giá chất lượng khối đá phạm vi khu vực áp dụng thử nghiệm..................41 3.4. Đề xuất giải pháp kỹ thuật, công nghệ chống giữ cho khu vực áp dụng thử nghiệm ........................................................................................................................43 3.5. Tính toán neo cáp đoạn lò XV -50 .....................................................................54 3.6. Các quy trình công nghệ xén mở rộng đường lò................................................60 3.7. Dây truyền công nghệ thi công thực hiện giải pháp...........................................69 3.8. Quy trình công nghệ thi công xử lý đoạn lò XDCB mất ổn định.......................80 a. Cung cấp điện......................................................................................................... 83 b. Hệ thống cấp - thoát nước trong lò.........................................................................83 c. Công tác an toàn lao động...................................................................................... 84 + Những qui định chung............................................................................................84 + Biện pháp kỹ thuật an toàn......................................................................................84 3.9. Biện pháp xử lý sự cố thường gặp trong quá trình thi công...............................85 3.10. Đánh giá hiệu quả kinh tế của dự án ................................................................87 3.11. Nhận xét...........................................................................................................100 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................................... 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................................. 103 Học viên: Văn Hữu Cường 3 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  4. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ NGỮ VIẾT TẮT Ký hiệu TT Ý nghĩa (chữ viết đầy đủ) (Chữ viết tắt) 1 CTN Xây dựng cơ bản Dự án Duy trì cải tạo và mở rộng nâng công suất khu 2 Dự án Cái Đá mỏ Cái Đá 3 TĐMT Báo cáo đánh giá tác động môi trường 4 TKV Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam 5 ĐCTV Địa chất thủy văn 6 ĐCCT Địa chất công trình 7 TDSB Thăm dò sơ bộ 8 XDCB Xây dựng cơ bản Học viên: Văn Hữu Cường 4 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  5. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Bảng kết quả phân tích chỉ tiêu cơ lý của mẫu đá sạn kết..................................................... 16 Bảng 1.2: Bảng kết quả phân tích chỉ tiêu cơ lý của mẫu đá cát kết. .................................................... 17 Bảng 1.3: Bảng kết quả phân tích chỉ tiêu cơ lý của mẫu đá bột kết. .................................................... 17 Bảng 1.4: Bảng kết quả phân tích chỉ tiêu cơ lý của mẫu đá sét kết. .................................................... 18 Bảng 2.1: Bảng xác định lượng điểm chuẩn theo yếu tố giảm ứng suất................................................ 27 Bảng 2.2:  Bảng tính toán giá chiều sâu tới hạn theo Goel................................................................... 28 Bảng 2.3. Bảng lí lịch lỗ mìn khi đào lò trong đá tiết diện Sđ= 9,4m2................................................. 31 Bảng 2.4. Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khi đào lò xuyên vỉa mức -50................................................ 32 Bảng 2.5: Các thông số cơ bản của đường lò xuyên vỉa mức -50......................................................... 32 Bảng 2.6: Bảng đặc tính cơ bản của các đường lò mất ổn định............................................................ 35 Bảng 3.1: Bảng đánh giá chỉ tiêu RQD của Terzaghi........................................................................... 39 Bảng 3.2: Bảng phân loại khối đá theo RQD........................................................................................ 39 Bảng 3.3: Phân loại chất lượng khối đá theo chỉ tiêu RMR.................................................................. 40 Bảng 3.4: Bảng phân loại chất lượng khối đá theo chỉ tiêu Q............................................................... 41 Bảng 3.5: Phân loại chiều cao vòm cân bằng tự nhiên.......................................................................... 47 Bảng 3.6: Hệ số vòm cân bằng tự nhiên............................................................................................... 47 Bảng 3.7: Kết quả tính toán áp lực đoạn lò XV -50.............................................................................. 49 Bảng 3.8: Kết quả tính toán nội lực trong vì chống của đoạn lò XV-50............................................... 50 Bảng 3.9: Kết quả tính toán các thông số lập hộ chiếu chống lò........................................................... 52 Bảng 3.10: Chi phí vật liệu chống 1m lò xuyên vỉa mức -50 bằng vì chống đặc biệt ...........................52 Hình 3.4: Hộ chiếu chống giữ đoạn lò xuyên vỉa mức -50 bằng vì chống đặc biệt............................... 54 Bảng 3.11: Phân loại số neo cáp trong vòng theo chiều rộng đường lò đào.......................................... 55 Bảng 3.12: Bảng tổng hợp kết quả tính toán khả năng mang tải của neo cáp ....................................... 56 Bảng 3.13: Kết quả tính toán các thông số neo cáp.............................................................................. 58 Hình 3.6. Sơ đồ chống hỗn hợp vì chống tại đoạn lò XV -50............................................................... 59 Bảng 3.14: Đặc tính kỹ thuật của máy khoan WD-02EA..................................................................... 75 Bảng 3.15: Bảng thông số kỹ thuật của máy khoan thủy lực MYT-125/380........................................ 75 Bảng 3.16: Đặc tính kĩ thuật bơm vữa xi măng BW- 250..................................................................... 77 Bảng 3.17: Đặc tính kỹ thuật của máy khuấyTTJ - 1000...................................................................... 78 Bảng 3.18: Đặc tính kỹ thuật chủ yếu của máy trộn TTP-800.............................................................. 78 Bảng 3.19: Đặc tính kỹ thuật của máy rút tải neo LDZ-200................................................................. 80 Bảng 3.20: Bảng tính toán phụ tải của các thiết bị thi công.................................................................. 83 Bảng 3.21: Dự toán tổng hợp................................................................................................................ 89 Bảng 3.22: Bảng dự toán hạng mục công trình..................................................................................... 89 Bảng 3.24: Bảng đơn giá chi tiết khoan lắp đặt 1 bộ thanh neo cáp...................................................... 91 Bảng 3.25: Bảng tổng hợp dự toán chi phí xây dựng............................................................................ 92 Bảng 3.26: Bảng tiên lượng.................................................................................................................. 93 Bảng 3.27: Bảng đơn giá xây dựng tổng hợp ....................................................................................... 94 Bảng 3.28: Bảng chi tiết ăn ca định lượng............................................................................................ 98 Bảng 3.29: Bảng so sánh chi phí giữa 2 phương án.............................................................................. 99 Học viên: Văn Hữu Cường 5 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  6. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ Học viên: Văn Hữu Cường 6 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  7. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Sơ đồ hình thành vòm phá hủy............................................................................................. 20 Hình 1.2. Trắc dọc thành lò xuyên vỉa mức -50.................................................................................... 22 Hình 2.1. Sơ đồ tính toán nội lực vì chống........................................................................................... 25 Hình 2.2. Sơ đồ biến dạng vì chống khi chịu áp lực lớn....................................................................... 26 Hình 2.3. Hộ chiếu biện pháp thi công đào lò xuyên vỉa mức -50........................................................ 31 Hình 2.4: Sơ đồ hiện trạng đường lò xuyên vỉa mức -50...................................................................... 34 Hình 3.1. Phương pháp xác định chỉ tiêu RQD..................................................................................... 42 Hình 3.2. Sơ đồ tính toán vòm áp lực theo Tximbarevich ................................................................... 46 Hình 3.3. Sơ đồ tính áp lực nền theo Tximbarevich............................................................................. 48 - Tính theo khả năng chịu kéo của cốt neo Pc....................................................................................... 56 Hình 3.5. Biểu đồ biến đổi bám dính trong sự phụ thuộc từ độ cứng đất đá......................................... 58 Hình 3.8. Hộ chiếu chống xén đường lò xuyên vỉa mức -50................................................................. 65 Hình 3.9: Quy trình chống vì neo cáp đoạn lò xuyên vỉa mức -50........................................................ 74 Hình 3.10. Cấu tạo trạm chỉ thị màu..................................................................................................... 79 Học viên: Văn Hữu Cường 7 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  8. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trên thế giới, đặc biệt là ở các nước có ngành công nghiệp mỏ phát triển như Nga, Trung Quốc, Ba Lan, Đức, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề duy trì ổn định các đường lò trong điều kiện địa chất phức tạp. Rất nhiều giải pháp khác nhau đã được nghiên cứu và áp dụng thành công cho các điều kiện áp lực mỏ lớn, phay phá, bùng nền... Tại Việt Nam, cũng đã có một số công trình nghiên cứu xử lý mất ổn định các đường lò mỏ Mạo Khê, Thống Nhất, Đồng Rì... Tại Công ty than Hòn Gai - TKV, một số đường lò vận tải chính thuộc dự án Duy trì cải tạo và mở rộng nâng công suất khu mỏ Cái Đá (dự án Cái Đá) đào trong điều kiện địa chất phức tạp, các đường lò như: Giếng nghiêng chính mức +15 -:- -169, Giếng nghiêng phụ mức +15 -:- -160, các đường lò xuyên vỉa mức -50, lò xuyên vỉa mức -160. Nhiều đoạn lò bị mất ổn định do chịu áp lực lớn, vì chống bị biến dạng, bùng nền nhanh chóng. Diện tích mặt cắt ngang ở nhiều đoạn lò bị thu hẹp không đáp ứng được yêu cầu của công tác vận tải, thông gió. Công ty đã áp dụng một số giải pháp khắc phục như: Đào chống xén, giảm bước chống, treo ray tăng cường... nhưng ít có hiệu quả, vẫn phải đào chống xén lại 2-:-3 lần/1 năm, tốn rất nhiều chi phí, gây ách tắc sản xuất. Xuất phát những khó khăn, tồn tại nêu trên, tác giả lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao mức độ ổn định và hiệu quả sản xuất cho đường lò xây dựng cơ bản mức -50 khu Cái Đá - Công ty than Hòn Gai – TKV ” thuộc dự án Cái Đá đã được TKV phê duyệt và đang triển khai thực hiện dự án làm luận văn tốt nghiệp. Việc nghiên cứu và đề xuất các giải pháp chống giữ các đường lò XDCB mất ổn định, biến dạng nhanh, bùng nến lớn do điều kiện phức tạp tại khu Cái Đá - Công ty than Hòn Gai hiện nay nhằm giảm chi phí chống xén hàng năm của Công ty và tăng tuổi thọ cho các công trình hiện tại là rất cần thiết và cấp bách. Từ các căn cứ trên tác giả đã tiến hành nghiên cứu, khảo sát điều kiện địa chất thực tế tại các đường lò tại Công ty than Hòn Gai như: Giếng chính, Giếng phụ mức +15 -160 và các đường lò dọc vỉa, xuyên vỉa mức -50, xuyên vỉa mức -160. Sau khi khảo sát tại hiện trường tác giả nhận thấy hiện tại, toàn bộ tuyến lò xuyên vỉa mức -50 vỉa 11 dự án Cái Đá - Công ty than Hòn Gai đang bị biến dạng, mất ổn định do áp lực lớn. Các đường lò bị biến dạng, bóp méo, thu nhỏ kích thước (có những vị trí chiều Học viên: Văn Hữu Cường 8 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  9. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ cao đường lò chỉ còn khoảng từ 1,6 1,8m) không đảm bảo yêu cầu sử dụng cũng như khả năng thông qua và mức độ an toàn cho người và thiết bị qua lại, do đó không đảm bảo yêu cầu sản xuất. Hơn nữa, đường lò này còn có xu hướng bị nén ép và ngày càng bị biến dạng thêm. Những đoạn lò được chống xén lại nhiều lần và được chống giữ theo kết cấu chống thông thường nhưng đến nay vẫn bị mất ổn định (theo thống kê của Công ty than Hòn Gai các đường lò này thường phải xén đi xén lại với chu kỳ 4 5 tháng/lần). Mặt khác, công việc đào chống xén những đoạn lò này nếu tiến hành theo các biện pháp thông thường do áp lực mỏ rất lớn và điều kiện địa chất phức tạp, sẽ thực hiện rất khó khăn và không đảm bảo an toàn khi thi công. Trên cơ sở đó tác giả đề xuất giải pháp chống giữ nhằm xử lý mất ổn định tại lò xuyên vỉa mức -50. Từ các kết quả chống thử nghiệm tại lò xuyên vỉa mức -50 trên để có thể nhân rộng mô hình này trong toàn Công ty than Hòn Gai để nâng cao độ ổn định cho các đường lò và giảm chi phí xén, sửa đường lò hàng năm của Công ty. 2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài - Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các giải pháp bảo vệ đường lò xây dựng cơ bản đã thi công trong điều kiện địa chất phức tạp, có thời gian tồn tại lâu dài từ 5 đến 15 năm. - Phạm vi nghiên cứu của đề tài là các đường lò xây dựng cơ bản (Lò xuyên vỉa mức -50) của dự án Cái Đá - Công ty than Hòn Gai. 3. Mục đích của đề tài - Nghiên cứu xác định các nguyên nhân gây mất ổn định các đường lò XDCB trong quá trình sản xuất của mỏ. - Đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp với từng điều kiện cụ thể của đường lò nhằm nâng cao độ ổn định cũng như an toàn trong sản xuất của dự án Cái Đá, cụ thể: Đề xuất phương án xử lý mất ổn định cho đường lò xuyên vỉa mức -50 là sử dụng kết cấu khung chống thép kết hợp vòm ngược và sử dụng thêm gia cường khối đá bằng neo cáp dùng chất dính kết bằng vữa xi măng. 4. Nội dung nghiên cứu - Phân tích đặc điểm địa chất mỏ của dự án Cái Đá và khu vực thử nghiệm. - Phân tích đánh giá nguyên nhân, hiện trạng mất ổn định của các đường lò xây dựng cơ bản tại dự án Cái Đá. Học viên: Văn Hữu Cường 9 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  10. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ - Nghiên cứu đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao mức độ ổn định của các đường lò XDCB cũng như hiệu quả sản xuất tại dự án Cái Đá. 5. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với khảo sát thực địa xác định nguyên nhân gây phá huỷ kết cấu, nén lún biến dạng đường lò. - Nghiên cứu, thiết kế, đề xuất các giải pháp kỹ thuật và giải pháp công nghệ để chống giữ đường lò. - Sử dụng phương pháp tổng hợp, phân tích, nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm cho thực tế điều kiện địa chất, kỹ thuật tại Công ty than Hòn Gai. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở cho Công ty than Hòn Gai đưa giải pháp vào áp dụng thử nghiệm và hoàn thiện phương án xử lý các đường lò mất ổn định trong toàn Công ty hiện nay nhằm nâng cao an toàn lao động và hiệu quả kinh tế cho đơn vị. - Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để áp dụng việc chống lò bằng kết cấu khung chống thép kết hợp vòm ngược và sử dụng thêm gia cường khối đá bằng neo cáp dùng chất dính kết bằng vữa xi măng cho đường lò xuyên vỉa mức -50 của dự án Cái Đá - Công ty than Hòn Gai- TKV. 7. Cấu trúc của luận văn Luận văn gồm: Phần mở đầu, 03 chương, kết luận và kiến nghị. Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Tạ Văn Kiên và TS. Đỗ Xuân Huỳnh. Qua đây tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với Ban Giám hiệu trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, Phòng Đào tạo Sau đại học, Khoa Mỏ, các cán bộ kỹ thuật Công ty than Hòn Gai- TKV và Viện khoa học công nghệ mỏ đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Đặc biệt là sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của TS. Tạ Văn Kiên và TS. Đỗ Xuân Huỳnh. Đồng thời tôi cũng bày tỏ lòng biết ơn đối với các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp và người thân đã tạo điều kiện, động viên giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Học viên: Văn Hữu Cường 10 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  11. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐỊA CHẤT DỰ ÁN CÁI ĐÁ - CÔNG TY THAN HÒN GAI VÀ KHU VỰC THỬ NGHIỆM 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên khu mỏ Khu Cái Đá – Công ty than Hòn Gai – TKV thuộc khoáng sàng Suối Lại nằm về phía Đông Bắc thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh, cách trung tâm thành phố Hạ Long khoảng 8km, thuộc phường Hà Khánh thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh. Giới hạn toạ độ theo hệ toạ độ và độ cao nhà nước năm 1972 như sau: X = 2321.500 2324.000 Y = 407.000 413.500 Diện tích khu Nam mỏ Suối Lại là 10,08 km2. Ranh giới trên mặt: Phía Bắc là đứt gãy F.K K Phía Nam giáp khu Hà Lầm - Hà Tu và là đứt gãy FAA. Phía Đông là mỏ Hà Ráng. Phía Tây giáp là sông Diễn Vọng. Diện tích khoáng sàng Suối Lại được Hội đồng quản trị Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam giao cho Công ty TNHH MTV than Hòn Gai - Vinacomin quản lý, bảo vệ, và khai thác căn cứ theo quyết định số 1122/QĐ - HĐQT, ngày 16 tháng 05 năm 2008: Mỏ Suối Lại: Ký hiệu mốc mỏ từ SL.1 SL.23. Về địa hình khu Cái Đá thuộc khoáng sảng Suối Lại nói chung thuộc loại địa hình núi thấp đến trung bình, phần trung tâm cao hơn cả, có đỉnh cao nhất là 230m và thấp dần theo hướng Bắc Nam. Hệ thống sông có duy nhất là sông Diễn Vọng nằm ở phía Bắc, Tây Bắc của khu lập báo cáo rất thuận lợi cho việc vận chuyển bằng đường thuỷ. Hầu hết các sông suối trong khu Cái Đá đã bị bồi lấp bởi các lũ tích, sườn tích, tàn tích và bồi tích cho nên các lòng suối ngày càng bị nâng cao và mất đi đặc tính ban đầu, mặt khác hệ thống mương xói ngày càng phát triển, vì vậy mà cảnh quan môi trường sinh thái có nhiều thay đổi. Học viên: Văn Hữu Cường 11 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  12. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ Khí hậu thuộc khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình trong năm từ 20 26oC, có ngày nhiệt độ đến 38oC. Điều kiện giao thông rất thuận lợi cả về giao thông đường thuỷ và đường bộ: - Về giao thông đường thuỷ: Có sông Diễn Vọng (sông Cửa Lục), cảng Quốc tế nước sâu Cái Lân nằm ở phía Bắc, Tây bắc của khu Suối Lại rất thuận lợi cho tàu, xà lan vào tiêu thụ than. - Về giao thông đường bộ: + Phía Tây có tuyến đường tỉnh lộ 337 từ thành phố Hạ Long đi qua Cầu Bang, Hoành Bồ... + Phía Nam có hệ thống đường ô tô, đường dân sinh đi lại các khu khai thác như Công ty Than Hà Tu, Hà Lầm hết sức thuận lợi. Tóm lại, về điều kiện giao thông vận tải rất thuận lợi cho việc vận chuyển tiêu thụ than. 1.2. Cấu tạo địa chất khu mỏ Căn cứ theo báo cáo kết quả thăm dò than khu Nam Suối Lại đã được HĐTLNN phê duyệt theo quyết định số: 999/QĐ-HĐTLQG ngày 24/11/2016 về việc phê duyệt trữ lượng than kèm theo "Báo cáo kết quả thăm dò than khu nam mỏ Suối Lại, thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh" " do Công ty cổ phần Tin học, Công nghệ, Môi trường Than - Khoáng sản Việt Nam (VITE) lập, các đặc điểm điều kiện địa chất của khu Cái Đá thuộc khoáng sàng Suối Lại như sau: Đặc tính của các loại đá trầm tích đó thuộc khu vực Suối Lại bao gồm: - Cuội kết: Có màu trắng đục, xám sáng, cấu tạo khối, cỡ hạt thay đổi từ 1 1.5cm và cá biệt có hạt cuội đạt từ 5 10cm, tương đối đẳng thước. Tỷ lệ cuội chiếm từ 50% 70%. Xi măng gắn kết thường là cát kết silíc, thành phần cuội thường là thạch anh, có độ mài tròn và lựa chọn từ trung bình đến tốt. Cuội kết ít phổ biến, trong khu thăm dò nó phân bố ở vách vỉa 14 và vách vỉa 10 công trường lộ thiên Bắc Bàng Danh – mỏ than Cao Thắng, đặc biệt tại đây thành phần cuội còn có cát kết, bột kết, thạch anh vô định hình có màu đen ánh, rắn chắc. Đặc điểm này không phổ biến nên không sử dụng làm tầng đánh dấu. Dưới kính hiển vi: Cuội có kiến trúc đá vụn, tỷ lệ Học viên: Văn Hữu Cường 12 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  13. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ đá vụn 65%, xi măng cơ sở 35% là sét, silic có các hạt vụn thạch anh và các vảy mica. - Sạn kết: Có màu xám tối đến xám sáng, thông thường sáng màu, cấu tạo khối, dòn. Thành phần hạt vụn thường là thạch anh, silic lẫn ít mảnh đá quarzit màu xám đen với cỡ hạt từ 0.5 1.25cm, độ lựa chọn và mài tròn từ vừa đến kém. Xi măng gắn kết thường là silic màu xám lẫn sét, ngấm ôxit sắt, phần lớn là dạng lấp đầy. Sạn kết ít gặp trong cột địa tầng, tập trung chủ yếu ở Bắc Bàng Danh (từ V.7 đến V.11) và khối phía nam, thường ở dạng lớp và thấu kính, chiều dày thay đổi từ 5 m 10 m, đôi chỗ được thay thế bằng cát kết hạt thô. Dưới kính hiển vi: Sạn kết có kiến trúc đá vụn với xi măng cơ sở, tỷ lệ đá vụn thạch anh chiếm 35%, ngoài ra còn có các mảnh vụn quarzit, si lic, canxedoan, xi măng cơ sở 65% là sét si lic. - Cát kết: Có màu xám sáng, xám tro đến xám đen, hạt thô đến mịn, cấu tạo khối, đôi chỗ biểu hiện phân lớp do thay đổi độ hạt, vết vỡ không bằng phẳng, độ hạt thay đổi từ 0.05 0.1cm, thành phần chủ yếu là thạch anh đến sét, thứ yếu là xerixit, muscovit. Xi măng là sét silíc khá rắn chắc. Cát kết phân bố rộng rãi, nằm xen kẽ trong cột địa tầng thường tạo ra thành lớp có chiều dày thay đổi từ vài mét đến vài chục mét. Dưới kính hiển vi: Cát kết thường có kiến trúc Psamit với xi măng lấp đầy. Thành phần khoáng vật gồm: Tỷ lệ đá vụn 75% , xi măng 25% trong đó vật chất sét chiếm 10% đến 15%, silic chiếm 8% đến 12% . - Bột kết: Có màu xám đen đến đen, hạt trung bình đến mịn, cấu tạo khối đến phân lớp mỏng, tương đối rắn chắc, vết vỡ gồ ghề, thường chứa các mặt trượt cục bộ đen, nhẵn bóng. Thành phần chủ yếu là thạch anh, sét chứa xerixit, clorit, muscovit. Bột kết chiếm phần lớn trong cột địa tầng, tạo thành lớp có chiều dày thay đổi từ vài mét đến vài chục mét, thường là vách trụ của vỉa than, có chứa hoá đá thực vật. Dưới kính hiển vi: Cát kết thường có kiến trúc Alêvrit với xi măng cơ sở và lấp đầy. Thành phần đá vụn hạt mịn 25% 60%, xi măng 40% 70% trong đó: thạch anh 20% 60%, vật chất sét chiếm 25% 50%, mica 1% 2%. - Sét kết: Có màu xám đen, xám tro, ánh mờ, đôi khi xen một vài chỉ than mỏng không liên tục, cấu tạo phân lớp mỏng không rõ, nhiều mặt trượt cục bộ dọc theo lớp. Dưới kính hiển vi: Sét kết có kiến trúc Pêlit. Thành phần khoáng vật gồm: thạch anh- silic chiếm 4%, vật chất than từ 5% 15%, sét là thành phần chủ yếu chiếm 86% có Học viên: Văn Hữu Cường 13 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  14. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ dạng ẩn tinh. - Sét than: Có màu xám đen, xám tối, ánh mờ, cấu tạo phân phiến. Thành phần chủ yếu là sét, thứ đến là xerixit, clorit, thạch anh và những lớp than xen kẽ nhau. Dưới kính hiển vi: Sét than có kiến trúc Pêlit. Thành phần khoáng vật gồm: Sét chiếm từ 50% 70%, vật chất than từ 20% 45%, sét là thành phần chủ yếu chiếm 86% có dạng ẩn tinh. 1.3. Đặc điểm địa chất thủy văn 1.3.1. Nước mặt Trong khu Cái Đá – Công ty than Hòn Gai rải rác có một số moong khai thác cũ, chúng có diện tích từ 2000 đến 20000m 2, sâu từ 5m -:- 6m. Diện tích các moong khai thác cũ bị thu hẹp dần do đổ thải và lắng đọng đất đá thải do các dòng nước mưa cuốn theo chảy vào moong. Một số moong khai thác cũ đã bị đất đá thải lấp đầy. Nguồn cung cấp nước cho các moong chủ yếu là nước mưa, một số tăng cường bởi nước dưới đất. ở khu vực phía tây bắc do gần sông nên một số hồ có sự lưu thông trực tiếp với nước sông khi thủy triều lên, xuống như moong Ba Tài. Nước trong các hồ có độ pH thấp, loại hình hoá học chủ yếu là Sunphát hoặc Clorua Bicácbonát. Trong quá trình khai thác hầm lò các công trình nằm dưới các moong khai thác cũ cần đề phòng hiện tượng bục nước gây mất an toàn cho người và thiết bị. 1.3.2. Đặc điểm nước dưới đất Căn cứ vào đặc điểm thành phần thạch học, điều kiện tàng trữ, tính chất chứa và thấm nước, đặc điểm thành phần hoá học, báo cáo TDSB và TDTM bãi thải Bắc Hà Lầm đã phân chia ra các đơn vị địa tầng địa chất thủy và mô tả khá tỷ mỷ đặc điểm các các phân vị địa tầng địa chất thủy văn trong khu mỏ. Trong báo cáo này chúng tôi chỉ mô tả các phân vị địa tầng ĐCTV có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình khai thác than. a- Tầng chứa nước trong lỗ hổng đất đá mềm bở Đệ Tứ (Q) Phân bố chủ yếu ở các thung lũng suối, sông nằm ở phía tây bắc và bắc khu mỏ. Thành phần đất đá chủ yếu là cuội, sỏi, cát lẫn sét và mùn thực vật nguồn gốc Eluvi, Đề lu vi và đá thải do quá trình khai thác lộ thiên đổ ra. Chiều dày biến đổi từ 2 ÷ 15m. Đây là tầng chứa nước không áp, chiều sâu mực nước 0,5m -:- 1,0m, mức độ chứa và thấm nước kém. Học viên: Văn Hữu Cường 14 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  15. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ Theo kết quả phân tích thành phần hoá học thì nước có đặc điểm như sau: Tổng độ khoáng hoá 0,02g/l đến 0,125g/l, độ pH = 5,8 ÷ 6,2, loại hình hoá học của nước chủ yếu là Bicácbonát Clorua Natri. ở gần khu vực cửa suối đổ ra sông Diễn Vọng Các trầm tích đệ tứ khá dày và do ảnh hưởng của nước biển (nước thủy triều) nên nước trong trầm tích đệ tứ bị nhiễm mặn. Do điều kiện thế nằm, nước trong địa tầng này có quan hệ trực tiếp với nước mặt, một phần bị nhiễm mặn, hơn nữa lại nghèo nước nên không có ý nghĩa về mặt cung cấp nước. Nguồn cung cấp nước cho tầng này chủ yếu là nước mưa. Miền thoát là mương rãnh và các khe suối cắt qua tầng này. b - Phức hệ chứa nước khe nứt vỉa của phụ hệ tầng chứa than Hòn Gai T3(n-r)hg2 Nằm dưới tầng Đệ Tứ và đá thải là phức hệ chứa nước khe nứt vỉa T 3(n-r)hg2, Phức hệ chứa nước này bao gồm toàn bộ địa tầng chứa các vỉa than có trong khu mỏ. Thành phần đất đá bao gồm các lớp đá cuội kết, san kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than nằm xen kẽ nhau và lặp đi lặp lại theo quy luật từ hạt thô đến hạt mịn. Do hoạt động kiến tạo các lớp đá đã tạo thành các nếp lồi, nếp lõm nhỏ, các cánh của nếp uốn có độ dốc biến đổi từ 30 ÷ 55 0. Theo kết quả quan trắc ĐCTV-ĐCCT ở các công trình khoan nhận thấy rằng nước trong tầng này được chứa chủ yếu trong các khe nứt của các lớp đá cát kết, sạn kết và cuội kết, các lớp đá bột kết và sét kết kẽ nứt nhỏ trong đó lấp đầy vật chất sét nên không có khả năng chứa nước, được coi là các lớp cách nước. Các lớp đá cuội, sạn kết thường có chiều dày biến đổi theo cả đường phương và hướng dốc, đôi nơi dạng thấu kính duy trì trong diện tích hẹp. Các lớp cát kết thường có màu xám sáng, hạt từ mịn đến thô, kẽ nứt phát triển, chiều dày biến đổi từ vài mét đến hàng chục mét, có những lớp chiều dày đến 40m duy trì tương đối liên tục theo đường phương và hướng dốc. Đặc biệt càng về phía bắc (qua đứt gãy FK) chiều dày các lớp cuội kết, sạn kết càng tăng và chiếm ưu thế trong địa tầng Trong các mặt cắt tỷ lệ đá cát kết và sạn kết chiếm trung bình 48% tổng chiều dày địa tầng Các lớp đá không chứa nước là bột kết, sét kết thường chiều dày biến đổi từ một vài mét đến hàng chục mét, cấu tạo khối đặc xít, kẽ nứt kín, chiếm tỷ lệ trung bình 40% trong địa tầng. c- Nước trong các đới phá hủy kiến tạo Trong khu mỏ Suối Lại các đứt gãy FK, A- A có đới phá huỷ tương đối rộng. Thành phần đất đá trong đới kiến tạo rất hỗn độn gồm sạn kết, cát kết, bột kết và các mảnh sét kết bị vò nhàu vỡ vụn, chính vì vậy mà tỷ lệ mẫu khoan chỉ đạt 20 ÷ 30% . Theo kết quả bơm nước thí nghiệm các lỗ khoan trong đới phá huỷ kiến tạo ở trong Học viên: Văn Hữu Cường 15 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  16. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ khu vực cho thấy khả năng chứa và thấm nước của đất đá không lớn, hệ số thấm K biến đổi từ 0,0009 đến 0,0066 m/ng, trung bình 0,0041m/ng. Độ phong phú nước rất thấp, lưu lượng đơn vị (q) của các lỗ khoan bơm nước thí nghiệm trung bình là 0,003l/ms. Nguồn cung cấp nước cho các đới phá hủy kiến tạo chủ yếu là nước mưa thấm xuống và các lớp đá chứa nước mà đứt gãy cắt qua. 1.4. Đặc điểm địa chất công trình Lò xuyên vỉa mức -50 đào qua vùng đất đá bao gồm: Cát kết, bột kết, sét kết, sạn kết, sét than và các vỉa than, chúng nằm xen kẽ nhau. Nhìn chung các lớp đá có độ gắn kết rắn chắc, thuộc loại đá cứng, bền vững và có đặc điểm tính chất cơ lý như sau: Cuội kết và sạn kết: Thường có màu xám sáng, trắng đục, chiếm tỷ lệ 20,86% trong địa tầng, chiều dày từ 0,7m đến 30m, cá biệt có lỗ khoan dày đến 180,04m (LK.SL1), thường nằm ở giữa địa đầng các vỉa than. Đặc biệt từ đứt gãy F K trở lên phía Bắc các lớp cuội sạn kết chiếm tỷ lệ đến 35%. Thành phần chủ yếu là các hạt thạch, được gắn kết bằng xi măng silíc rất bền vững. Kết quả phân tích thí nghiệm của 317 mẫu đá sạn kết có chỉ tiêu cơ lý như sau: Bảng 1.1: Bảng kết quả phân tích chỉ tiêu cơ lý của mẫu đá sạn kết. Chỉ Khối Khối Cường độ Cường độ tiêu Góc nội Lực dính lượng thể lượng kháng kháng cơ lý ma sát kết tích riêng nén kéo Giá (độ) (KG/cm2) (g/cm3) (g/cm3) (KG/cm2) (KG/cm2) trị LN 2,79 2,89 2825,84 400,00 39°45' 955,00 NN 2,40 2,53 356,83 24,30 17°15' 59,00 TB 2,62 2,67 1157,11 107,55 33°14' 362,96 - Cát kết: Thường có màu xám tro, xám sáng, cấu tạo phân lớp dày, đôi nơi cấu tạo khối, kẽ nứt phát triển. Chiều dày biến đổi phức tạp từ 0,5 m đến 35m, cá biệt có những lớp chiều dày đến 310,18m (LK.TK15). Cát kết phát triển khá liên tục theo cả đường phương và hướng dốc, hạt từ mịn đến thô được gắn kết bằng xi măng silíc rất bền vững. Trong các mặt cắt loại đá này chiếm tỷ lệ trung bình 30% cột địa tầng. Các lớp cát kết thường nằm xa vách trụ các vỉa than. Theo kết quả phân tích thí nghiệm của 626 mẫu đá cát kết cho chỉ tiêu cơ lý như sau: Học viên: Văn Hữu Cường 16 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  17. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ Bảng 1.2: Bảng kết quả phân tích chỉ tiêu cơ lý của mẫu đá cát kết. Chỉ tiêu Khối Khối Cường độ Cường độ cơ lý Góc nội Lực dính lượng thể lượng kháng kháng ma sát kết tích riêng nén kéo Giá (độ) (KG/cm2) (g/cm3) (g/cm3) (KG/cm2) (KG/cm2) trị LN 3,42 3,43 3056,52 272,00 39°11' 1062,00 NN 2,44 2,41 305,42 16,24 18°45' 52,00 TB 2,67 2,71 1100,44 102,69 33°47' 354,72 - Bột kết : Màu xám tro, xám đen chiếm tỷ lệ trung bình 29% trong địa tầng, từ đứt gãy FK trở xuống phía nam các lớp bột kết chiếm tỷ lệ lớn hơn ở khối phía bắc. Thành phần chủ yếu là các khoáng vật sét và các hạt thạch anh hạt mịn, được gắn kết bằng keo silíc rắn chắc. Cấu tạo phân lớp dày, đôi nơi dạng khối đặc xít. Chiều dày các lớp bột kết biến đổi rất phức tạp, từ 0,3m đến 20m, biến đổi theo cả đường phương và hướng dốc và thường nằm gần vách trụ các vỉa than. Kết quả phân tích thí nghiệm của 917 mẫu đá bột kết có chỉ tiêu cơ lý như sau: Bảng 1.3: Bảng kết quả phân tích chỉ tiêu cơ lý của mẫu đá bột kết. Chỉ tiêu Khối Khối Cường độ Cường độ cơ lý Góc nội Lực dính lượng thể lượng kháng kháng Giá ma sát kết tích riêng nén kéo trị (độ) (KG/cm2) (g/cm3) (g/cm3) (KG/cm ) (KG/cm2) 2 LN 3,54 3,56 2029,00 253,39 39°36' 600,00 NN 2,50 1,72 207,98 21,91 15°40' 49,00 TB 2,68 2,747 526,56 56,94 32°43' 145,40 - Sét kết : Màu xám đen chiếm tỷ lệ khoảng 5% trong địa tầng, cấu tạo phân lớp mỏng là chủ yếu, chiều dày lớp biến đổi 0,3m đến 2m, cục bộ có nơi lên đến 5m ( LK GK38). Các lớp sét kết thường nằm trực tiếp ở vách trụ các vỉa than, thuộc loại đá nửa cứng đến cứng, bị vỡ thành các mảnh nhỏ, chính vì vậy lượng mẫu lấy để thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý đối với loại đá này mới chỉ có 114 mẫu. Kết quả phân tích các chỉ tiêu cơ lý phản ảnh như bảng sau. Trong quá trình khoan thăm dò loại đá này thường bị trương nở làm cho đường Học viên: Văn Hữu Cường 17 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  18. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ kính lỗ khoan bị hẹp lại, đôi nơi bị xập lở gây khó khăn cho công tác thi công. Do vậy trong quá trình khai thác có thể xảy ra hiện tượng bùng nền làm biến dạng các công trình khai thác đi qua các lớp đá này. Bảng 1.4: Bảng kết quả phân tích chỉ tiêu cơ lý của mẫu đá sét kết. Chỉ tiêu Cường độ Cường độ cơ lý Khối lượng Khối lượng kháng kháng Góc nội Lực dính Giá thể tích riêng ma sát kết nén kéo trị (g/cm3) (g/cm3) (độ) (KG/cm2) (KG/cm ) (KG/cm2) 2 LN 3,41 3,43 2390,19 165,30 37°00' 824,00 NN 2,21 2,35 174,59 4,25 8°15' 3,85 TB 2,66 2,75 416,98 44,65 30°36' 115,72 e. Sét than Là loại đá nằm xen kẹp giữa các lớp sét kết với vỉa than, lượng than chỉ chiếm từ 10 ÷ 40% dưới dạng vi lớp. Sét than phân bố rất ít trong địa tầng, chỉ chiếm 1,2%, thường tồn tại dưới dạng lớp mỏng ở sát vách và trụ vỉa than hoặc kẹp giữa vỉa than. Chiều dày lớp thường vài chục cm đến 1 ÷ 2m, cá biệt ở LK.BS7 gặp lớp dày 4,4m. Sét than là loại đá có độ gắn kết và bền vững kém nhất, dễ bị vỡ vụn khi có lực tác động. Vì thế việc lấy mẫu cơ lý phân tích trong phòng khó thực hiện, khi khai thác gặp lớp này dễ xảy ra hiện tượng sập lở và bùng nền, đòi hỏi phải có biện pháp gia cố, chống chèn đảm bảo. 1.5. Đánh giá điều kiện địa chất, kỹ thuật tại khu vực lò xuyên vỉa mức -50. Hiện tại, khu Cái Đá - Công ty than Hòn Gai có rất nhiều các đường lò có hiện tượng bị nén ép mạnh do áp lực lớn của đất đá. Tuy nhiên, trong nội dung nghiên cứu đề tài lựa chọn vị trí để áp dụng thử nghiệm tại lò xuyên vỉa mức -50 của khu Cái Đá. Trên cơ sở số liệu điều kiện địa chất trong các báo cáo thăm dò địa chất, trắc dọc thành lò thực tế đã thi công và khảo sát thực tế tại hiện trường của lò xuyên vỉa mức -50 có thể đưa ra một số nhận xét sau: a. Đặc điểm địa chất thủy văn: + Lò xuyên vỉa mức -50 đa phần nằm trong các tầng đất đá chứa nước và chịu ảnh hưởng quá trình thẩm thấu qua các lớp đất đá từ các moong khai thác lộ thiên để Học viên: Văn Hữu Cường 18 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  19. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ lại, tuy nhiên tại một số vị trí có nước chảy vào đường lò thì lưu lượng nước không lớn không làm ảnh hưởng đến kết cấu chống. Tại một số vị trí đường lò đào qua các vỉa than khi nước chảy vào đường lò gặp các lớp sét ở dưới nền gây nên hiện tượng trương nở sét làm cho nền của các vị trí này bị bùng nền . b. Đặc điểm địa chất công trình: Lò xuyên vỉa mức -50 được đào trong tầng đất đá bao gồm: Cát kết, bột kết và sét kết. Đường lò này được thi công từ những năm 2009, trong suốt thời gian sử dụng cũng đã tiến hành xén mở rộng tương đối nhiều lần với chu kỳ xén tầm 4-5 tháng/lần. Nguyên nhân đường lò thường xuyên phải xén lại do áp lực đất đá phía nóc lò vượt quá tải trọng cho phép của vì chống làm cho vì chống bị nén ép mạnh chân cột có xu hướng đẩy về tâm đường lò gây nên bùng nền, ngoài ra tại một số vị trí đào qua các vỉa than phía dưới nền lò thường xuất hiện một lớp sét có khả năng trương nở gây nên hiện tượng bùng nền khi gặp nước trong quá trình thẩm thấu của nước qua các lớp đất đá . Hiện tượng mất ổn định và bùng nền ở lò xuyên vỉa mức -50 là do quá trình phân bố lại ứng suất của khối đá bị nén ép xung quanh đường lò. Do ứng suất trong vùng bị nén ép này là ứng suất thủy tĩnh nên khi phân bố lại ứng suất, khối đá gây ra lực tác dụng lên kết cấu chống giữ từ các hướng. Ở những vị trí có kết cấu chống giữ, kết cấu chống không đủ khả năng chống lại lực tác dụng của đất đá sẽ gây nên hiện tượng kết cấu chống bị nén ép và biến dạng. Ở những vị trí không có kết cấu chống giữ đất đá bị trồi vào bên trong công trình. Từ hình 1.2 ta có thể thấy rằng khu vực lò xuyên vỉa mức -50 chủ yếu đào qua các lớp cát kết, bột kết đôi chỗ đào qua các lớp sét kết và vỉa than. Vị trí lựa chọn áp dụng thử nghiệm từ IIK.815 IIK.820 đào qua vùng đất đá cát kết xen lẫn bột kết, phía nền đào qua vỉa than có xen lẫn lớp sét kết có khả năng trương nở. Khu vực này hiện tại đang bị nén ép mạnh làm cho chân cột bị đẩy cong có xu hướng uốn cong vào tâm lò gây nên hiện tượng bùng nền, nguyên nhân của hiện tượng này chủ yếu là do phía nền lò tại một số vị trí ở vỉa than và tiếp giáp vỉa than có lớp sét khi gặp nước gây ra hiện tượng trương nở làm cho khu vực này gây ra hiện tượng bùng nền. Ngoài ra, đất đá phía nóc lâu ngày bị phong hóa, các lớp đất đá mất sự liên kết với nhau tạo thành một vòm phá hủy mới có bán kính lớn hơn vùng phá hủy ban đầu. Ngoài những Học viên: Văn Hữu Cường 19 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
  20. Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Luận văn Thạc sĩ nguyên nhân chính ở trên thì khu vực này cũng chịu ảnh hưởng của các quá trình khai thác lộ thiên làm ảnh hưởng đến sụt lún bề mặt gây mất ổn định của đường lò xuyên vỉa -50. Do thời gian thi công của đường lò đã được đào tương đối lâu, đất đá bị phong hóa mạnh, liên kết giữa các lớp đất đá phía trên nóc bị tách rời hình thành lên một khối sập đổ mới. Theo nguyên lý tính toán của giáo sư Tximbarevich thì lúc này khối đất đá đã hình thành một vòm phá hủy mới có bán kính phá hủy lớn hơn bán kính của vòm phá hủy ban đầu, điều này đồng nghĩa với việc áp lực nóc của đất đá lớn hơn rất nhiều so với ban đầu khi thiết kế đào, chống mới đoạn lò. Chính nguyên nhân này tạo nên một trường ứng suất lớn, tạo ra áp lực mỏ lớn ở khu vực này dẫn đến mất ổn định, biến dạng, thu nhỏ tiết diện. Ngoài ra tại lò xuyên vỉa mức -50 phía nền lò đôi chỗ tại những vị trí đào qua các vỉa than và tiếp giáp với vỉa than còn xuất hiện một lớp sét khi gặp nước ngầm sẽ gây nên hiện tượng trương nở sét làm cho nền lò bị bùng nền. Với những nguyên nhân chính gây nên mất ổn định đường và bùng nền như trên cần thiết phải có những nghiên cứu đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm chống giữ các đường lò trên ổn định, đảm bảo an toàn lao động, giảm chi phí chống xén. b2 b1 rtt V h B Hình 1.1. Sơ đồ hình thành vòm phá hủy Học viên: Văn Hữu Cường 20 Chuyên ngành: Khai thác mỏ
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.01: Bộ Luận Văn Thạc Sĩ Quản Trị Kinh Doanh MBA
165 tài liệu
2066 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
13=>1