Giáo trình kỹ thuật khai thác mỏ hầm lò

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH
TS. NGUYỄN VĂN THẢN (CHỦ BIÊN)
ThS. HỒ TRUNG SỸ

KỸ THUẬT
KHAI THÁC MỎ HẦM LÒ

QUẢNG NINH 2018
1


2


MỞ ĐẦU
1.Lịch sử khai thác than ở Việt Nam
Khai thác than ở Việt Nam đã có từ lâu đời. Trước khi người Pháp thăm dò và khai
thỏc thi người Việt Nam đó phát hiện và khai thác đồng thời cũng cho người nước ngoài
thuê khai thác. Đầu thế kỷ 19 những người dân vùng An Hải (Hải Phịng) đã tình cờ phát
hiện ra những hòn đá đen bén lửa và cháy rực. Họ đã nhặt về dùng và bán cho các xưởng
rèn và được gọi là hòn đá đen nay chình là than đá
Quan nhà Nguyễn biết việc này bèn dâng sớ xin vua Minh Mạng cho thuê nhân công
lập cơng trường khai thác từ đó, nhưng do khơng biết nhiều về than và quá trình khai thác
mỏ than nên triều đình nhà Nguyễn đã cho người nước ngồi th và khai thác. Người đầu
tiên là Ngô Nguyên Thành ( người Mãn Thanh) vào năm 1878 với thời hạn khai thác là 40
năm tại một mỏ than ở Quảng Yên. Sau đó là người Trung Quốc, người Pháp, người Đức
đều sang xin thuê và khai thác. Tháng 3 năm 1883 Pháp đem quân từ Nam Kỳ ra đánh
chiếm Bắc kỳ lần thứ 2 và chiếm toàn bộ vùng mỏ Quảng Ninh. Ngày 26 tháng 8 năm 1884
Pháp đã buộc triều đình nhà Nguyễn bán khu mỏ Hịn Gai – Cẩm Phả với tổng diện tích
khoảng 21.932 ha cho một nhà tư sản Pháp với giá 100.000 đồng tiền Đông Dương. Sau đó
các mỏ than khác cũng bị nhượng bán. Cuối thế kỷ 19 một loạt các công ty của Pháp được

thành lập và lắm quyền khai thác. Sản lượng khai thác than ngày một tăng nhanh, than khai
thác được chủ yếu xuất bán cho Trung Quốc, Nhật Bản, Philippin, Malaysia và cuối cùng là
chuyển về Pháp. Sau đại chiến thế giới thứ nhất Pháp đẩy mạnh khai thác than ở nước thuộc
địa cùng với gạo và cao su, bên cạnh các Cơng ty lớn của các tập đồn tư bản cịn có các mỏ
của một số tư bản lẻ như; Macgot, Etsperang Phìa tư sản Việt Nam có Bạch Thái Bưởi,
Phạm Kim Bảng cộng tác với tư bản Pháp mở mỏ hoặc một mình mở mỏ như Lê Thị Tam
(mỏ Jan ở Quảng Yên), Nguyễn Hữu Thu (mỏ Mùa xuân ở ng Bí)
Năm 1930 -1933 giai đoạn khủng hoảng của tư bản thế giới, sản lượng than giảm
còn 68% so với sản lượng than năm 1929. Một số Công ty có quy mơ khai thác nhỏ lẻ phải
hợp nhất lại. Năm 1940-1945. Đại chiến thế giới lần thứ hai nên nhiều nơi phải đình chỉ sản
xuất như: mỏ Mạo Khê, Đông Triều, Vàng Danh, Đồng Đăng. Năm 1944 mỏ Mông Dương
thiếu điện bơm nước dẫn đến ngập mỏ phải ngừng và chỉ cịn lại Cơng ty SFCT duy trì sản
xuất ở Hịn Gai và Cẩm Phả
Sau giải phóng miền Bắc là giai đoạn khôi phục và phát triển các mỏ than ba năm
đầu (1955-1957) Xí nghiệp than Hồng Gai trên cơ sở tiếp quản đã tiến hành khôi phục các
mỏ như Hà Tu, mỏ Hà Lầm, mỏ Đèo Nai và mỏ Mạo Khê. Cơng nhân là một số thợ lị cũ và
những thanh niên xung phong
Cuối năm 1955 với sự giúp đỡ của Liên Xô (cũ) ngành than đã nhận được viện trợ
một số ôtô, máy xúc. Kết quả sau 3 năm khôi phục đã sản xuất được khoảng 2.795.000 tấn
than. Cuối những năm 1950 và đầu những năm 1960 một loạt các Công ty than quốc doanh
được thành lập, một số các xí nghiệp nhỏ lẻ đã được nâng cấp trở thành các Công ty than.
Năm 1965 sản lượng than khai thác đã được tăng lên khoảng 4.231.100 tấn than
sạch . Những năm chiến tranh phá hoại của đế quốc Mỹ sản xuất than bị giảm sút, đến năm
1968 chỉ sản xuất được khoảng 2.291.400 tấn than
Ngày 27-1-1973, hiệp định Pari về Việt Nam được kí kết, ngành than được khôi
phục lại như cũ. Năm 1987 sản xuất than đạt khoảng 6.428.900 tấn than sạch và tiêu thụ
khoảng 5.785.300 tấn. Năm 1989 là thời gian sa sút của ngành khai thác than vì giai đoạn
này đang ở thời gian quá độ chuyển qua kinh tế thị trường. Nhu cầu tiêu dùng than trong
nước cũng giảm cùng với tình hình khai thác và kinh doanh than trái phép. Giai đoạn này
cũng là thời kỡ Liên Xô tan rã, mọi sự giúp đỡ của Liên Xơ khơng cịn nữa. Năm1991 sản

3


xuất than được khoảng 4,3 triệu tấn. Đến năm 1993 ngành than bắt đầu được phục hồi, nhu
cầu tiêu thụ than trong nước bắt đầu tăng lên kể cả than xuất khẩu. Tháng 12 năm 1994
thành lập Tổng công ty than Việt Nam đã thay đổi mạnh mẽ cơ chế quản lý, than đạt sản
lượng khoảng 10,8 triệu tấn than sạch và xuất khẩu gần 3 triệu tấn than. Than của Việt Nam
được xuất sang các nước như: Bỉ, Hà Lan, Pháp, Hàn Quốc, Nhật Bản, Braxin, Cuba.
2. Tình hình và định hƣớng phát triển của ngành than Việt Nam
2.1. Quan điểm phát triển
a) Phát triển ngành than trên cơ sở khai thác, chế biến, sử dụng có hiệu quả và tiết kiệm
nguồn tài nguyên than trong nước; đóng góp tìch cực vào việc bảo đảm an ninh năng lượng
quốc gia và đáp ứng tối đa nhu cầu than phục vụ sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội của đất
nước; bảo đảm việc xuất, nhập khẩu hợp lý theo hướng giảm dần xuất khẩu thông qua biện
pháp quản lý bằng kế hoạch và các biện pháp điều tiết khác phù hợp với cơ chế thị trường
có sự quản lý của Nhà nước và các cam kết quốc tế của Việt Nam.
b) Phát triển ngành than bền vững, hiệu quả theo hướng đồng bộ, phù hợp với sự phát triển
chung của các ngành kinh tế khác. Phát huy cao độ nội lực (vốn, khả năng thiết kế, chế tạo
thiết bị trong nước v.v…) kết hợp mở rộng hợp tác quốc tế, trước hết trong lĩnh vực nghiên
cứu, triển khai, ứng dụng cơng nghệ tiến bộ trong thăm dị, khai thác, chế biến và sử dụng
than; đầu tư thoả đáng cho cơng tác bảo vệ mơi trường, an tồn lao động, quản trị tài nguyên,
quản trị rủi ro trong khai thác than.
c) Đẩy mạnh các hoạt động điều tra, thăm dò, đánh giá trữ lượng than nhằm chuẩn bị cơ sở
tài nguyên vững chắc cho sự phát triển ổn định, lâu dài của ngành; kết hợp đẩy mạnh hoạt
động đầu tư ra nước ngồi trong lĩnh vực thăm dị, khai thác để bổ sung nguồn than cho nhu
cầu trong nước.
d) Sớm hính thành thị trường than cạnh tranh, hội nhập với khu vực và thế giới, đa dạng hoá
phương thức đầu tư và kinh doanh trong ngành than.
đ) Phát triển ngành than gắn liền với bảo vệ, cải thiện môi trường, cảnh quan vùng than;
đóng góp tìch cực vào sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội và củng cố an ninh, quốc phòng

trên địa bàn, đặc biệt là vùng than Quảng Ninh, đảm bảo an toàn trong sản xuất.
2.2. Chiến lược phát triển
Phát triển ngành than Việt Nam trở thành ngành cơng nghiệp phát triển, có sức cạnh
tranh cao, có trính độ cơng nghệ tiên tiến so với khu vực ở tất cả các khâu thăm dò, khai
thác, sàng tuyển, chế biến, sử dụng than, đủ khả năng đáp ứng về cơ bản nhu cầu trong nước
và bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia.
2.3. Mục tiêu phát triển
a) Về thăm dò than: Phấn đấu đến năm 2010 thăm dò, đánh giá xong phần tài nguyên nằm
dưới mức - 300m của bể than Đơng Bắc, thăm dị tỷ mỉ một phần tài nguyên của bể than
đồng bằng sông Hồng; đến năm 2015 thăm dò, đánh giá xong phần tài nguyên của bể than
đồng bằng sông Hồng. Đẩy mạnh cơng tác thăm dị gia tăng trữ lượng than xác minh và
nâng cấp trữ lượng hiện có để bảo đảm đủ trữ lượng than tin cậy huy động vào khai thác
trong giai đoạn 2008 - 2025.
b) Về khai thác than: Bể than Đơng Bắc và các mỏ than khác (ngồi bể than đồng bằng sông
Hồng) phấn đấu đạt sản lượng than sạch khoảng 48 - 50 triệu tấn vào năm 2010; 60 - 65
triệu tấn vào năm 2015; 70 - 75 triệu tấn vào năm 2020 và trên 80 triệu tấn vào năm 2025.
Bể than đồng bằng sông Hồng trong giai đoạn đến năm 2010, đầu tư thử nghiệm một số dự
4


án với công nghệ khai thác truyền thống bằng phương pháp hầm lị và cơng nghệ khì hố
than, than hố lỏng để làm căn cứ cho việc đầu tư phát triển sau năm 2010.
c) Về sàng tuyển và chế biến than: Phấn đấu đến năm 2015 phát triển chế biến than theo
hướng đa dạng hóa sản phẩm (nhiên liệu đốt trực tiếp, than dùng cho luyện kim, khì hóa
than, nhiên liệu lỏng từ than, ngun liệu cho cơng nghiệp hố chất v.v…).
d) Về bảo vệ môi trường: Phấn đấu đến năm 2010 cơ bản ngăn chặn được việc gây ô nhiễm
môi trường và ô nhiễm các nguồn nước; đến năm 2015 cải thiện cơ bản các chỉ tiêu chình về
mơi trường tại các khu vực nhạy cảm (đô thị, khu dân cư, điểm du lịch v.v…), các mỏ phải
đáp ứng tiêu chuẩn về môi trường; đến năm 2020 đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn mơi trường
trên tồn địa bàn vùng mỏ.

đ) Về thị trường than: Chuyển mạnh hoạt động ngành than theo cơ chế thị trường hội nhập
với thị trường khu vực và quốc tế có sự điều tiết của Nhà nước.
2.4. Định hướng phát triển
a) Về công tác thăm dò, khai thác than ở trong nước: Tiếp tục đẩy mạnh việc đổi mới công
nghệ trong công tác thăm dò, khai thác với phương châm tập trung, đồng bộ. Đẩy mạnh
cơng tác thăm dị gia tăng trữ lượng than xác minh và nâng cấp trữ lượng than hiện có; đối
với than khu vực thềm lục địa cần sử dụng triệt để các tài liệu địa chất trong quá trình tìm
kiếm, thăm dị dầu khì để tổng hợp, đánh giá sơ bộ tiềm năng than và lập kế hoạch cho các
bước tiếp theo. Việc cấp phép thăm dò, tổ chức khai thác theo đúng quy định của Luật
Khoáng sản. Thực hiện cơng tác đầu tư cho thăm dị, khai thác, chế biến và kinh doanh than
theo quy hoạch. Chấm dứt tính trạng khai thác, chế biến, kinh doanh than trái pháp luật.
Khuyến khìch các địa phương có các điểm than trữ lượng nhỏ đầu tư thăm dò, khai thác để
phục vụ cho nhu cầu tại chỗ; chú trọng công tác thăm dò, khai thác than bùn để làm nhiên
liệu và phân bón.
b) Về cơng tác thăm dị, khai thác than ở nước ngồi; Tăng cường đầu tư cho cơng tác thăm
dị, khai thác than ở nước ngồi; lựa chọn các khu vực có tiềm năng trữ lượng và điều kiện
khai thác thuận lợi ở các nước bạn Lào, Campuchia, châu Phi v.v… để thăm dò, khai thác
và nhập khẩu than về Việt Nam hoặc xây dựng tại chỗ các tổ hợp Than - Điện, Than - Xi
măng v.v... theo hính thức tự đầu tư hoặc hợp tác đầu tư với các cơng ty địa phương, cơng ty
nước ngồi khác phù hợp với quy định của nước sở tại.
c) Về công nghệ khai thác than
Khai thác than bằng phương pháp hầm lò: Quy hoạch, thiết kế xây dựng mới, cải tạo
mở rộng các mỏ hiện có theo hướng tập trung, cơng suất lớn với dây chuyền công nghệ
đồng bộ và hiện đại; tối ưu hóa sản lượng để đảm bảo khai thác ổn định lâu dài. Sử dụng
loại vật liệu mới, ví chống thuỷ lực thay thế cho ví chống gỗ và kim loại; ví neo, ví neo kết
hợp phun bê tông, bê tông phun v.v... để chống giữ và bảo vệ các đường lò trong điều kiện
địa chất mỏ cho phép. Tiếp tục hồn thiện quy trính cơng nghệ khai thác cơ giới hóa đối với
vỉa dốc thoải. Nghiên cứu lựa chọn cơng nghệ thìch hợp để nâng cao hiệu quả khai thác đối
với các vỉa dày dốc nghiêng và dốc đứng; nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác hợp lý
đối với phần trữ lượng than dưới mức -300 m của bể than Quảng Ninh, bể than đồng bằng

sông Hồng.
Khai thác than bằng phương pháp lộ thiên: Phát triển mở rộng các mỏ lộ thiên hiện
có theo hướng nâng cao hệ số bóc giới hạn; nâng cao tối đa năng lực khai thác phù hợp với
quy hoạch đổ thải, vận tải, thốt nước và bảo vệ cảnh quan mơi trường. Đổi mới đồng bộ và
hiện đại hóa thiết bị dây chuyền khai thác theo hướng đưa vào sử dụng các thiết bị cơ động
5


có cơng suất lớn, phù hợp với điều kiện và quy mơ của từng mỏ. Tối ưu hóa các chỉ tiêu
thông số kỹ thuật của hệ thống khai thác đang áp dụng; nghiên cứu ứng dụng hệ thống khai
thác chia lớp đứng, công nghệ khai thác chọn lọc và khai thác vỉa mỏng; công nghệ đổ thải
bãi thải tạm và bãi thải trong. Đối với bất cứ công nghệ nào cũng cần phải áp dụng các giải
pháp kỹ thuật và quản lý tiến bộ nhất để giảm thiểu tỷ lệ tổn thất trong khai thác, giảm tiêu
hao năng lượng.
d) Về sàng tuyển và chế biến than; Đầu tư đổi mới công nghệ để nâng cao hiệu quả các nhà
máy tuyển hiện có; xây dựng thêm các nhà máy tuyển mới với công nghệ hiện đại để đáp
ứng tối đa và ổn định cho nhu cầu thị trường trong nước, nâng cao giá trị sử dụng tài nguyên
than và tăng cường bảo vệ môi trường. Đẩy mạnh nghiên cứu, ứng dụng công nghệ chế biến
than, bao gồm: chế biến than dùng cho luyện kim, khì hố than, than hóa dầu v.v… nhằm đa
dạng hoá sản phẩm từ than.
đ) Về phát triển cơ sở hạ tầng phục vụ ngành than: Thực hiện việc phân luồng vận chuyển
than theo các khu vực thông qua việc gắn các mỏ, các vùng than với các hộ tiêu thụ lớn
trong khu vực phù hợp với quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội, quy hoạch phát triển đô thị
và phát triển cơ sở hạ tầng các khu vực có hoạt động khai thác than. Phát huy tối đa năng
lực của hệ thống vận tải hiện có; tăng cường các hính thức vận tải bằng đường sắt, băng tải
hoặc liên hợp ôtô - băng tải; giảm tối đa hính thức vận tải bằng ơtơ để giảm thiểu ảnh hưởng
xấu đến môi trường xung quanh. Cải tạo, xây dựng mới các cụm cảng tập trung có quy mơ,
cơng suất lớn có thiết bị rót hiện đại để từng bước xố bỏ dần các bến rót than có quy mô
nhỏ lẻ, công nghệ lạc hậu; mở rộng bến cảng, nạo vét luồng lạch để tăng cường khả năng rót
than của các cảng chình.

e) Về cơng tác an tồn và bảo vệ môi trường; Tăng cường công tác tuyên truyền, giáo dục
phổ biến kiến thức về an toàn lao động và bảo vệ môi trường đến mọi cán bộ, cơng nhân
viên. Tranh thủ các nguồn vốn trong, ngồi nước, các tổ chức quốc tế, các nguồn vốn tài trợ
khác dành cho mơi trường; kết hợp với chình quyền địa phương nhanh chóng khắc phục
những tồn tại ơ nhiễm mơi trường do khai thác than nhiều năm để lại, đặc biệt là môi trường,
cảnh quan vịnh Hạ Long. Xây dựng kế hoạch và lộ trính dài hạn với các giải pháp đồng bộ
nhằm khắc phục và từng bước giải quyết tốt các vấn đề về môi trường trong hoạt động khai
thác than, đáp ứng tiêu chuẩn môi trường của Việt Nam, khu vực và thế giới;
Kiểm soát chặt chẽ quá trính thực hiện quy trính, tiêu chuẩn kỹ thuật an tồn và mơi
trường trong thăm dị, khai thác, vận chuyển, chế biến và sử dụng than. Trong quá trính
triển khai các dự án cụ thể, chủ đầu tư phải lập báo cáo đánh giá tác động mơi trường, trính
duyệt theo quy định hiện hành. Chú trọng đầu tư trang thiết bị cơng nghệ hiện đại, mức độ
tự động hóa cao nhằm đề phòng và loại trừ các sự cố mỏ. Hiện đại hóa và quân sự hóa
Trung tâm cấp cứu mỏ chuyên nghiệp, trang bị đầy đủ các trang thiết bị cấp cứu cá nhân
cho công nhân, đặc biệt là cơng nhân hầm lị để hạn chế đến mức thấp nhất tai nạn lao động.
g) Về sử dụng than: Khuyến khìch đầu tư và hợp tác quốc tế trong lĩnh vực nghiên cứu, ứng
dụng công nghệ tiên tiến chế biến và sử dụng than nhằm nâng cao giá trị sử dụng than, tiết
kiệm tài nguyên và bảo vệ môi trường, như: công nghệ sử dụng than sạch, huyền phù than
nước, chế biến than dùng cho luyện kim, cơng nghệ khì hóa than, than hóa dầu v.v... Ưu tiên
phát triển các dự án có cơng nghệ sử dụng than tiết kiệm, hiệu quả; các dự án sử dụng than
cục, cám chất lượng cao và than có chất lượng thấp.
h) Về giá than; Giá than cần được xác định phù hợp với cơ chế thị trường để hội nhập với
thị trường khu vực và thế giới; Nhà nước điều tiết giá than thơng qua chình sách thuế và các
cơng cụ quản lý khác.
6


2.5. Một số giải pháp thực hiện Chiến lược
a) Về tổ chức: Ban hành mới, sửa đổi, bổ sung, hoàn chỉnh các văn bản quy phạm pháp luật
hiện hành để tạo hành lang pháp lý thuận lợi cho quản lý, khai thác, chế biến, kinh doanh

than và phát triển ngành than theo cơ chế thị trường có sự quản lý của Nhà nước. Tiếp tục
đẩy mạnh cổ phần hoá các cơng ty sản xuất than, tiến tới hính thành thị trường than theo
hướng đa dạng hóa sở hữu và phương thức sản xuất, kinh doanh than.
b) Về tài chình: Đẩy mạnh việc huy động vốn từ các thành phần kinh tế trong và ngồi nước
thơng qua các hính thức hợp tác, liên doanh, liên kết, cổ phần hoá các doanh nghiệp v.v….
Khuyến khìch các doanh nghiệp ngành than huy động vốn thơng qua thị trường chứng
khốn (phát hành trái phiếu, cổ phiếu, trái phiếu quốc tế), vay thương mại để đầu tư phát
triển các dự án ngành than. Bố trì vốn ngân sách và các nguồn vốn ưu đãi khác cho cơng tác
điều tra, tím kiếm cơ bản nguồn tài nguyên than và lập Quy hoạch phát triển ngành than.
Nhà nước hỗ trợ một phần kinh phì từ ngân sách nhà nước cho các chương trính nghiên cứu
có hiệu quả, các trường đào tạo nghề trong ngành để phát triển nguồn nhân lực cho ngành
than; hỗ trợ doanh nghiệp ngành than được vay vốn tìn dụng nhà nước, vốn ODA, vốn của
Quỹ Bảo vệ môi trường Việt Nam và huy động các nguồn vốn khác để thực hiện các dự án
xử lý môi trường.
c) Về đầu tư: Đẩy nhanh tiến độ đầu tư các cơng trính mỏ than thơng qua việc đa dạng hố
các hình thức đầu tư để phát huy tối đa mọi nguồn lực, nâng cao hiệu quả đầu tư. Tiếp tục
hồn thiện chính sách thu hút đầu tư nước ngồi vào thăm dị, khai thác đối với bể than
đồng bằng sông Hồng và khu vực dưới -300 m bể than Quảng Ninh. Khuyến khìch mở rộng
đầu tư phát triển các dự án thăm dò, khai thác than ở nước ngoài.
d) Giải pháp về phát triển nguồn nhân lực: Tập trung đào tạo, nâng cao trính độ của đội ngũ
cán bộ, cơng nhân kỹ thuật hiện có; đào tạo bổ sung cho những khâu còn thiếu, còn yếu; xây
dựng lực lượng cán bộ, công nhân ngành than mạnh cả về chất và lượng để có thể làm chủ
cơng nghệ, thiết bị tiên tiến. Phát triển khối các trường chuyên ngành than, phấn đấu xây
dựng trường đạt tiêu chuẩn quốc tế. Bố trì liên thơng giữa các bậc học: đại học, cao đẳng,
trung học và công nhân kỹ thuật; xây dựng chương trính chuẩn thống nhất trong ngành than
về đào tạo các lĩnh vực chuyên sâu. Lựa chọn các kỹ sư giỏi có triển vọng đưa ra nước
ngồi đào tạo nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển ngành than. Ban hành chình sách ưu đãi,
khuyến khìch thu hút lao động có chun mơn kỹ thuật cao vào làm việc trong ngành than.
đ) Giải pháp về khoa học - công nghệ: Phát huy nội lực kết hợp với mở rộng hợp tác quốc tế
về nghiên cứu khoa học, ứng dụng cơng nghệ tiên tiến trong thăm dị, khai thác, vận chuyển,

chế biến và sử dụng than; nghiên cứu, tiếp thu chuyển giao công nghệ tiên tiến trên thế giới
để không ngừng nâng cao cơng tác an tồn, giảm tổn thất than và giảm thiểu ô nhiễm môi
trường. Đẩy mạnh và phát triển ứng dụng công nghệ thông tin trong quản trị tài nguyên than,
quản trị môi trường, quản lý kỹ thuật an toàn và điều hành sản xuất theo hướng hiện đại.
Ứng dụng cơng nghệ điều khiển tự động hóa trong một số dây chuyền cơng nghệ, cơng tác
kiểm sốt an tồn và mơi trường mỏ. Tập trung nghiên cứu các giải pháp cơng nghệ hợp lý
để khai thác có hiệu quả các vỉa, các vùng than có điều kiện địa chất phức tạp; nghiên cứu
giải pháp ổn định bờ mỏ, giải pháp tổng thể về quy hoạch đổ thải, vận tải, thoát nước cho
các mỏ lộ thiên, giải pháp nâng cao cơng tác an tồn cho các mỏ hầm lị; triển khai nghiên
cứu ứng dụng cơng nghệ than sạch, công nghệ sử dụng than cục, cám chất lượng cao và
than chất lượng thấp.
Trích “Chiến lược phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2015 định hướng đến năm 2025
của Thủ tướng Chính phủ số 89/2008QĐ-TTg”
7


Giáo trình KỸ THUẬT KHAI THÁC MỎ HẦM LỊ được biên soạn dựa trên đề
cương chi tiết học phần đã được thơng qua bộ mơn KHAI THÁC HẦM LỊ Trường Đại học
Công Nghiệp Quảng Ninh duyệt bao gồm các chương sau
Chương 1 KHÁI QUÁT ĐỊA CHẤT - TRẮC ĐỊA MỎ
Chương 2 ĐÀO CHỐNG CÁC HẦM LÒ
Chương 3 CHUẨN BỊ VÀ MỞ VỈA RUỘNG THAN
Chương 4 HỆ THỐNG KHAI THÁC RUỘNG THAN
Chương 5 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ KHAI THÁC TRONG LỊ CHỢ
Chương 6 THƠNG GIĨ THỐT NƯỚC MỎ HẦM LỊ
Cuốn sách này là tài liều học tập giảng dạy cho sinh viên ngoại ngành đồng thời cũng
là tài liệu tham khảo cho sinh viên một số chuyên ngành khai thác mỏ. Kết cấu của mỗi
chương là một học phần chuyên ngành được tóm tắt chắt lọc cơ đọng nhất để sinh viên biết
và hiểu khái quát về kỹ thuật khai thác trong mỏ hầm lị. Trong q trình biên soạn, và tham
khảo các tài liệu, in ấn viết giáo trình khơng thể tránh khỏi những khiếm khuyết mong bạn

đọc và đồng nghiệp có những đóng góp q báu để giáo trình KỸ THUẬT KHAI THÁC
MỎ HẦM LỊ được hồn thiện hơn
Trân trọng cảm ơn quý bạn đọc
NHÓM TÁC GIẢ

8


CHƢƠNG 1 KHÁI QUÁT ĐỊA CHẤT VÀ TRẮC ĐỊA MỎ
1.1. KHÁI QT ĐỊA CHẤT MỎ

1.1.1. Trái đất
1.1.1.1. Hình dạng, kích thước của trái đất
Trong thời cổ đại: theo trường phái của Pi-ta-go cho rằng: quả đất có dạng vật chất
hồn hảo nhất nên hình dạng của nó cũng là hình dạng hồn hảo nhất đó là hình cầu. Chính
A-rix-tơt (thế kỉ thứ IV trước Công nguyên) lần đầu tiên đã đưa ra được chứng cứ khoa học
về hình cầu của Trái đất khi ông quan sát hiện tượng nguyệt thực. Thế nhưng mãi đến thế kỉ
XVII từ sau chuyến đi biển vòng quanh thế giới (1619 -1621) của Ma-gel-lan người ta mới
thật tin là Trái đất có dạng hình cầu
Thế kỉ XVII phát hiện hình dạng Trái đất khơng phải là hình cầu hồn hảo mà là khối
cầu dẹt ở hai cực (E-llip soid) được chứng minh qua thí nghiệm của Ri-cher (1672), ở xích
đạo đồng hồ quay chậm hơn ở Pa-ri mỗi ngày 2'28'' là do bán kính ở xìch đạo lớn hơn. Kết
luận: khối cầu của Trái đất khơng phải là khối cầu hồn hảo mà là một khối cầu dẹt ở hai
cực (E-llíp soid).
Thế kỉ thứ XIX Su-bent (Nga) đó phát hiện hình El-lip của Trái đất khơng chỉ dẹt ở
hai cực mà cịn dẹt ở xìch đạo. Độ dẹt ở xìch đạo rất nhỏ khoảng 1/30.000 đường kính của
Trái đất. Từ đó trái đất cú hình bầu dục trịn xoay (e-llipsoid). Bán kính ở xìch đạo lớn hơn
bán kính ở hai cực. Số liệu tin cậy do nhà trắc địa học F.N Kraxopxki (Nga) đã tím ra cùng
với các nhà khoa học các nước và được xác định nhiều lần
Các số liệu đo tình chình xác nhất về kìch thước của Trái đất cơng bố năm 1942 là:

Hình 1.1 Hình dạng và kích thước trái đất
Bán kình xìch đạo a = 6.378,160 km
Bán kính cực b = 6.356,777 km
Độ dẹt ở cực: (a- b) /a = 1/ 298 hay 21,36 km
Độ dẹt ở xìch đạo: 1/ 30.000 hay 213 m
Chiều dài đường xìch đạo (chu vi): 40.075,7 km
Chiều dài vịng kinh tuyến: 40.008,5 km
Diện tích bề mặt Trái đất: 510.100.634 km2
Thể tích: 1083.316.780.000 km3
9


1.1.1.2 Cấu tạo của trái đất
a)Cấu tạo bên trong
Nghiên cứu sự thay đổi của sóng địa chấn lan truyền trong lịng trái đất người ta đã
biết được Trái đất có cấu trúc gồm nhiều lớp
Lớp vỏ trái đất: Vỏ Trái đất là lớp vỏ mỏng bao bọc bên ngoài của Trái đất có độ dày
dao động từ 5km (ở đại dương) đến 70km (ở lục địa). Thành phần vật chất của lớp vỏ trái
đất chủ yếu gồm hy-đrơ, si-líc, nhơm, sắt, can-xi, na-tri. Lớp vỏ trái đất có cấu tạo khơng
đồng nhất có hai kiểu chính là:
Kiểu vỏ lục địa: có cấu tạo gồm ba tầng là các tầng trầm tích, gra-nít và ba-zan. Kiểu
vỏ đại dương: có cấu tạo hai tầng là các tầng trầm tích và ba-zan, trong đó tầng trầm tích rất
mỏng. Ngồi ra cịn có kiểu vỏ chuyển tiếp thường quan sát thấy ở các khu biển rời lục địa
hoặc biển nội địa. Vỏ trái đất chỉ chiếm khoảng 15% về thể tích và khoảng 1% trọng lượng
của trái đất nhưng có vai trị rất quan trọng đối với thiên nhiên và đời sống con người
Lớp man-ti: Dưới vỏ Trái đất cho tới độ sâu 2900km là lớp man-ti (còn gọi là bao
man-ti). Lớp này gồm hai tầng chính. Càng vào sâu, nhiệt độ và áp suất càng lớn nên trạng
thái vật chất của bao man-ti có sự thay đổi quánh dẻo ở tầng trên và rắn ở tầng dưới. Vỏ
Trái đất và phần trên cùng của lớp man-ti (đến độ sâu 1000km) vật chất ở trạng thái cứng

người ta thường gộp vào gọi chung là thạch quyển. Thạch quyển di chuyển trên một lớp
mềm của bao man-ti như các mảng nổi trên mặt nước.
Nhân Trái đất: Nhân Trái đất là lớp trong cùng dày khoảng 3.470km. Ở đây nhiệt độ
và áp suất lớn hơn so với các lớp khác, từ 2.900 km đến 5.100km là nhân ngoài, nhiệt độ
khoảng 5.0000 C, áp suất từ 1,3 đến 3,5 triệu atmotphe, vật chất tồn tại trong trạng thái lỏng.
Từ 5100 km đến 6370 km là nhân trong, áp suất từ 1,3 đến 3,5 triệu atmotphe vật chất ở
trạng thái rắn. Thành phần vật chất chủ yếu của nhân Trái đất là những kim loại nặng như
ni-ken (Ni), sắt (Fe) nên gọi là nhân NiFe.

Hình 1.2. Cấu tạo bên trong trái đất
b) Cấu tạo bên ngoài trái đất
Cấu tạo bên ngoài trái đất được phân chia như sau Khí quyển: là lớp khơng khí bao
bọc bên ngồi trái đất, thể tích khí quyển lớn hơn rất nhiều lần thể tích của trái đất , lớp khí
quyển dày khoảng 1000km nhưng từ độ cao 5km trở lên khơng khí ngày càng lỗng Thành
phần của khí quyển chính là khơng khí. Thuỷ quyển: Là kho chứa nước vơ tận của trái đất
10


bao gồm các biển và đại dương, nước lục địa, băng tuyết . Sinh quyển là lớp sinh vật sống,
bao bọc vỏ trái đất, sinh quyển bao gồm mặt đất, nước và một phần khí quyển

Hình 1.3. Cấu tạo của vỏ trái đất
1.1.2. Hiện tƣợng kiến tạo
1.1.2.1. Khái niệm
Chuyển động kiến tạo là sự chuyển động cơ học của vỏ trái đất dưới tác dụng của nội
lực kiến tạo - nguồn lực cơ học được phát sinh từ trong lòng đất.
Nguồn gốc của lực kiến tạo thực ra khá phức tạp vì chúng bao gồm nhiều nguồn gốc
khác nhau: Lực kiến tạo sinh ra do lực quay xung quanh trục của trái đất. Lực kiến tạo được
phát sinh từ sự vận động của vật chất ở bên trong trái đất. Lực kiến tạo sinh ra do sự va
chạm giữa các mảng (các khối) của vỏ trái đất (theo quan điểm của thuyết kiến tạo mảng thì

vỏ trái đất bị các đứt gãy chia cắt thành nhiều mảng (khối) khác nhau. Lực kiến tạo được
gây nên do sự tập trung và giải phóng ứng suất trong trái đất ra ngồi mặt đất, trong số
nguồn gốc nêu trên thì lực kiến tạo chủ yếu làm biến đổi mạnh mẽ vỏ trái đất là lực được
phát sinh từ sự vận động của vật chất nằm trong quyển mềm.
Các nhà khoa học đều thừa nhận sự tồn tại của quyển mềm, và ý nghĩa to lớn của nó
đối với hoạt động kiến tạo của vỏ trái đất. Vỏ trái đất (thạch quyển) nằm trôi nổi và trượt
trên quyển mềm vỡ vậy lực phát sinh từ quyển mềm đã tác động trực tiếp và mạnh mẽ tới
vỏ trái đất làm vỏ trái đất bị biến dạng mạnh mẽ (biến dạng dẻo cũng như biến dạng dòn –
biến dạng phá huỷ).
Sự chuyển động của vỏ trái đất là nguyên nhân trực tiếp dẫn tới những kết quả như: Hình
thành lờn các châu lục, các quần đảo và đại dương. Làm mất đi hay xuất hiện những hòn
đảo. Làm cho nhiều vùng, miền trên trái đất bị hạ thấp hay nâng cao dần (ví dụ: đất nước Hà
Lan có một phần lãnh thổ đang bị thấp dần và ngập chìm dưới nước biển với tốc độ vài
mm/năm). Hình thành lên hệ thống sơng lớn trên thế giới (do các đứt gãy kiến tạo gây lên).
Hình thành lên những dãy núi cao hàng nghìn mét, trên lục địa và dưới đáy đai dương. Đặc
biệt chuyển động kiến tạo đó làm tách dần đáy đại dương để rồi hình thành lên sống núi
giữa các đại dương (Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương, Đại Tây Dương) với tổng chiều dài ≈
65.000Km, rộng hàng trăm, hàng nghìn Km (≈ 4000 Km). Làm tăng diện tích của Đại Tây
Dương, nhưng lại thu hẹp dần diện tích của Thái Bình Dương. Làm các lớp đá bị uốn cong
để tạo lên các nếp uốn kiến tạo. Gây lên động đất, sóng thần, núi lửa.
a) Chuyển động theo phương thẳng đứng
Chuyển động này còn gọi là chuyển động Thăng Trầm. Đây là dạng chuyển động nâng
lên, hạ xuống theo phương thẳng đứng của vỏ trái đất. Nó thường xảy ra trên khu vực rộng
11


lớn hàng triệu Km2, song nó cũng có thể xảy ra trên một diện tích chỉ vài ngàn hay vài trăm
Km2. Tốc độ chuyển động nhỏ, chỉ đạt vài mm/năm nhưng đôi khi đạt tới hơn 1 cm/năm.
Chuyển động thăng trầm là nguyên nhân hình thành lên các châu lục, các quần đảo và
các đại dương vì vậy nó cũng được gọi là chuyển động tạo lục. Những biểu hiện của chuyển

động thăng trầm được ghi nhận ở nhiều nơi trên thế giới. Ví dụ: Ngồi Vịnh Hạ Long, trên
vách các núi đá vôi thấy rất rừ ngấn nước biển cổ, đó là vết lằn sâu vào vách đá do sóng vỗ
tạo lên. Do chuyển động nâng lên của khu vực biển Hạ Long đã làm ngấn nước biển cổ này
hiện nay nằm cao hơn mực nước biển hiện tại ≈ 2m. Năm 1749 người ta đã phát hiện ra một
thành phố nhỏ ở Vịnh Napolis (thuộc Italya) cũng bị ngập dưới nước biển. Thành phố này
được xây dựng từ năm 105 TCN, nhưng do vỏ trái đất ở khu vực này bị lấn chìm làm thành
phố phải ngập dưới nước biển. Hiện nay một phần lãnh thổ của đất nước Hà Lan đang bị
chìm dần với tốc độ vài mm/năm. Do vậy phần lãnh thổ này nằm thấp hơn mực nước biển
hiện tại khoảng vài mét. Vì vậy người ta đã phải xây dựng con đê biển cao tới 15m để đảm
bảo an toàn cho người dân
b) Chuyển động theo phương nằm ngang
Đây là dạng chuyển động cơ bản thứ hai của vỏ trái đất. Không một nhà khoa học địa
chất nào phủ nhận vai trò to lớn của dạng chuyển động này trong quá trình làm biến dạng vỏ
trái đất là nguyên nhân làm vỏ trái đất bị căng dần, nứt vỡ hoặc dồn lên -uốn nếp. Kết quả
đã hình thành lên những dãy núi uốn nếp dài hàng ngàn Km (dãy Hymalaia, dãy Trường
Sơn…) và tạo lên hệ thống đứt gãy (phay) kiến tạo cú quy mô rất khác nhau được phân bố
đều khắp vỏ trái đất. Chính vì vậy dạng chuyển động nằm ngang theo phương tiếp tuyến với
trái đất này cũng được gọi là chuyển động tạo sơn hay chuyển động tạo nếp uốn và đứt gãy.
Theo học thuyết kiến tạo mảng, chuyển động nằm ngang giữ vai trò chủ đạo làm biến
dạng vỏ trái đất. Các đứt gãy sẽ làm vỏ trái đất nứt vỡ thành nhiều mảng và do sự chuyển
động ngang, các mảng này xô húc vào nhau, tách rời nhau… Trong thực tế tự nhiên, biểu
hiện của chuyển động theo phương ngang cũng được các nhà khoa học ghi nhận, xác định
một cách chính xác khoa học và thuyết phục. Ví dụ: Khoảng cách giữa đài thiên văn
Greenwich (Anh) và Oasinton (Hoa Kỳ) trong vòng 13 năm đã rút ngắn lại 0.7m do sự
chuyển dịch ngang về phía nhau của hai quốc gia ở hai châu lục. Kết quả đo đạc từ vệ tinh
nhân tạo cho thấy nước Anh so với bản đồ cũ đã vẽ thì nay đã dịch chuyển về phía bờ biển
châu Âu 190m
1.1.2.2. Chuyển động nếp uốn
a). Khái niệm
Hiện tượng các lớp đá dưới tác dụng của lực kiến tạo bị uốn cong thành những nếp

uốn nhưng chúng khơng bị đứt rời mà vẫn giữ ngun tính liền khối, thì những nếp uốn đó
gọi là nếp uốn kiến tạo. Chuyển động thẳng đứng hay nằm ngang của vỏ trái đất đều tạo nên
nếp uốn, song chuyển động thẳng đứng thường tạo nên những lớp có hình dạng đơn giản,
với quy mô lớn, cũng chuyển động nằm ngang thường tạo nên nếp uốn phức tạp
b)Đặc điểm của nếp uốn địa chất
Một nếp uốn địa chất bao gồm các yếu tố như sau:
- Vòm nếp uốn: Là phần uốn cong của lớp đá
- Góc nếp uốn: Là góc được tạo bởi phần kéo dài của hai cánh.
- Cánh nếp uốn: Là phần (lớp đá) nằm tiếp theo của vòm ở cả hai phía
- Mặt trục (P): Là mặt giả thiết phân chia dọc nếp uốn làm hai phần bằng nhau (mặt trục là
mặt phân giác của góc nếp uốn).
- Nhân nếp uốn: là phần trung tâm của nếp uốn
- Đường bản lề: Là đường giao tuyến giữa mặt trục với vòm nếp uốn.
- Đường trục dài (d): Là đường giao tuyến giữa mặt trục với mặt phẳng nằm ngang.
12


- Trục ngắn (chiều rộng) R:là khoảng cách giữa hai đỉnh điểm của hai nếp uốn nằm kề hai
phía.
- Đỉnh điểm nếp uốn: Là điểm bị uốn cong cực đại của nếp uốn.

Hình 1.4. Nếp uốn địa chất
c). Phân loại nếp uốn địa chất
- Dựa vào vị trí khơng gian của vòm nếp uốn và tuổi của đá ở phần nhân và hai cánh của
nếp uốn có thể phân ra hai loại nếp uốn như sau:
+ Nếp lồi cũng được gọi là (bối tà; sơn tụ): Là nếp uốn có đỉnh vịm hướng lên phía trên
(đỉnh vịm nằm cao hơn hai cánh), và đá ở phần nhân già hơn ở hai cánh (tuổi giảm dần ở
trung tâm về hai cánh).
+ Nếp lõm cũng được gọi là (hướng tà, động tụ): Là nếp uốn có đỉnh vịm quay (hướng)
xuống phìa dưới (đỉnh vịm nằm thấp hơn hai cánh), và có đá ở phần trung tâm (nhân) trẻ

hơn ở hai cánh. Nghĩa là tuổi của đá tăng dần (già dần) từ trung tâm về phía hai cánh.

Hình 1.5 Các loại nếp uốn

13


d) Ảnh hưởng của nếp uốn tới công tác khai thác
Gây hiện tượng lặp lại vỉa và mất vỉa, lực liên kết giữa các lớp đá kém bền vững do
xuất hiện khe nứt ép nén tại hai mặt phân lớp. Tại vòm nếp uốn xuất hiện nhiều khe nứt kiến
tạo làm giảm độ vững bền cơ học của đá khi đường lò đào qua để xảy ra xập lở.
1.1.2.3. Chuyển động phay phá, đứt gãy
Biến dạng phá hủy được thể hiện ở hai dạng: Dạng khe nứt và dạng đứt gãy chúng
có những điểm khác biệt về bản chất
a) Khe nửt kiến tạo
Khe nứt kiến tạo được phát sinh do sự nứt vỡ đá của vỏ trái đất thành từng khối riêng
biệt, tách rời, dưới tác dụng của lực kiến tạo. Song những khối đó khơng bị dịch chuyển
tương đối so với nhau. Trong tự nhiên không chỉ tồn tại các khe nứt có nguồn gốc kiến tạo
mà cũng nhiều loại nguồn gốc khác như: Khe nứt nguyên sinh được hình thành trong quá
trình thành tạo đá (khe nứt sinh ra do sự đông nguội của đá mácma, hay do sự co ngót, mất
nước, giảm thể tìch trong giai đoạn thành đá của đá trầm tích).
b) Đứt gãy, phay phá địa chất
b1) Khái niệm: Đứt gãy là một dạng cấu tạo địa chất, nó được sinh ra do sự nứt vỡ đá của
vỏ trái đất thành từng khối riêng biệt tách rời dưới tác dụng của lực kiến tạo và giữa các
khối đó có sự dịch chuyển tương đối so với nhau.

.
Hình 1.6. Hiện tượng phay phá, đứt gãy
Như vậy ta thấy đứt gãy thực chất cũng là những khe nứt kiến tạo nhưng có sự dịch
chuyển của các khối nứt. Ngồi ra đứt gãy cũng có những đặc điểm mà khe nứt khơng có,

đó là quy mơ, có những đứt gãy kéo dài hàng vạn km, rộng hàng ngàn mét, sâu hàng trăm
km…Đứt gãy có ý nghĩa quan trọng không chỉ trong lĩnh vực địa chất mà trong cả lĩnh vực
địa mạo trong sự hình thành địa hình trái đất
Khi nghiên cứu đứt gãy người ta cần nghiên cứu nhiều nội dung khác nhau, trong đó
việc nghiên cứu các yếu tố của đứt gãy là nội dung quan trọng với một đứt gãy cần xác định
các yếu tố như: Cánh nâng, cánh hạ, mặt trượt, đường đứt gãy và các cự lý dịch chuyển
ABCD là mặt trượt, AB; CD là đường đứt gãy, Đoạn AD là cự ly dịch chuyển thực, Đoạn h
là cự ly dịch chuyển đứng, Đoạn m là cự ly dịch chuyển tầng, Đoạn n là cự ly dịch chuyển
ngang
14


b2)Các yếu tố của phay phá, đứt gẫy: Mặt trượt (mặt đứt gãy): Là mặt nơi mà hai khối đá
(hai cánh) tiếp xúc và trượt tương đối song song với nhau.
- Đường đứt gãy AB cà CD: là giao tuyến giữa mặt phẳng nằm ngang và mặt đứt gãy.
- Cánh nâng: Là cánh dịch chuyển lên phía trên theo mặt trượt,
- Cánh hạ: Là cánh dịch chuyển xuống phìa dưới theo mặt trượt,
- Ký hiệu đứt gãy, phay phá địa chất trên bản vẽ là F
b3). Phân loại đứt gãy, phay phá địa chất
Dựa vào quy mô và những đặc điểm riêng biệt đứt gãy được phân ra làm hai loại:
Đứt gãy sâu và đứt gãy vỏ.
Đứt gãy sâu: Là đứt gãy có quy mơ lớn, rất lớn, đặc biệt nó có chiều sâu xuống tận
lớp manti (sâu ≈ 700km), có nghĩa là nó cắt hết chiều dày vỏ trái đất và cũng cắt sâu xuống
lớp manti ở dưới hàng trăm km. Đứt gãy sâu có chiều dài đạt tới hàng ngàn km, chiều rộng
hàng trăm, thậm chí hàng ngàn km (ở ngoài đại dương).
Đứt gãy vỏ: Là đứt gãy chỉ làm nứt vỡ (phá hủy) đá ở phần phía ngịai của vỏ trái đất,
đứt gãy vỏ nhìn chung nhỏ hơn đứt gãy sâu nhiều. Có những đứt gãy vỏ chỉ kéo dài vài ba
mét, thậm chí vài chục cm. Song cũng có những đứt gãy vỏ khá lớn: chiếu dài đạt tới hàng
trăm km, rộng hàng chục, hàng trăm mét. Số lượng đứt gãy vỏ lớn gấp hàng trăm lần đứt gãy
sâu. Chúng phân bố rộng khắp trên bề mặt trái đất. trên phạm vi 1km2 cũng có khi gặp tới hàng

chục đứt gãy lớn nhỏ.

Hình 1.6. Các loại phay phá, đứt gãy địa chất
Dựa vào sự tương quan dịch chuyển giữa hai cánh của phay phá đứt góy địa chất có
thể chia ra thành các loại;
Đứt gãy thuận: Là đứt gẫy có mặt trượt dốc về phía cánh hạ hoặc là đứt gãy có cánh
treo (cánh nằm ở trên mặt trượt) bị tụt xuống
Đứt gãy nghịch: Là đứt gãy có mặt trượt dốc về phía cánh nâng hoặc là đứt gãy có
(cánh nằm ở dưới mặt trượt) cánh treo được nâng
c). Địa hào
Là một dạng cấu tạo địa chất được tạo nên bởi hai hoặc nhiều đứt gẫy có phần đất đá
nằm ở trung tâm của chúng bị sụt xuống. Địa hào chỉ do hai đứt gẫy tạo nên là loại đơn giản,
song nó có thể do nhiều đứt gãy tạo nên gọi là dạng phức tạp

Hình 1.7. Địa hào phức tạp
15


d). Địa lũy
Là một dạng cấu tạo địa chât được tạo nên bởi hai hay nhiều đứt gãy mà phần đất đá
nằm kẹp giữa chúng được nâng nên.

Hình 1.8. Các loại địa lũy
e) Ảnh hưởng của khe nứt và đứt gãy tới thăm dị, khai thác khóang sản

Khe nứt và đứt gãy kiến tạo đã có những ảnh hưởng lớn tới thăm dị và khai thác
khống sản.
e1)Ảnh hưởng của khe nứt thể hiện như sau
Khe nứt là môi trường thuận lợi cho việc tàng trữ nước của đá, kéo theo là sự thuận
lợi cho q trình phong hóa khơng chỉ của đá mà cả khóang sản. Điều đó dẫn tới khoáng sản

bị suy giảm chất lượng và làm hao hụt về trữ lượng. Khe nứt làm giảm cường độ chịu lực
của đá vì vậy khi đường lị đào qua nếp uốn do ở vòm nếp uốn tập trung nhiều khe nứt nên
thường xảy ra hiện tượng “sụt vòm” sụt lở đường lị. Bên cạnh những ảnh hưởng xấu, bất
lợi, thì trong một số trường hợp khe nứt cũng có sự ảnh hưởng tốt tới cơng tác tìm kiếm,
thăm dị, khai thác khoáng sản.
e2) Ảnh hưởng của đứt gãy kiến tạo được thể hiện
Gây nên hiện tượng mất vỉa, lặp lại vỉa khống sản (than…), do đó đó làm phức tạp
thêm cho cơng tác thăm dị (gây khó khăn cho cơng tác đồng danh vỉa) và làm thiệt hại cho
quá trình khai thác (sự mất vỉa làm cho đường lò khai thác đi vào đá)
Đứt gãy là nơi xung yếu, ví đất đá ở đó bị nghiền nát vỡ vụn làm giảm cường độ chịu
lực của đá do vậy khi đường lò đào qua dễ xảy ra xập lở. Hầu hết các đứt gãy đều chứa nước
do vậy khi đường lò đào qua thường xảy ra sự tràn ngập nước gây nguy hiểm cho tính mạng
con người và thiệt hại về kinh tế. Đứt gãy cũng là đối tượng quan trọng trong lĩnh vực tìm
kiếm, thăm dị và khai thác nước ngầm

Hình 1.9. Ảnh hưởng của đứt gãy địa chất
16


1.2. KHÁI QUÁT VỀ TRẮC ĐỊA MỎ
1.2.1. Khái niệm và phân loại
1.2.1.1. Khái niệm
Trắc địa là một ngành khoa học nghiên cứu về hình dạng kìch thước quả đất, bề mặt
tự nhiên của quả đất, về các phương pháp đo đạc, xử lý các số liệu, thành lập bản đồ, bình
đồ.
1.2.1.2 Phân loại
Tùy theo quy mơ, đối tượng và các phương pháp nghiên cứu khác nhau mà trắc địa
được chia làm các chun ngành chình như:
Trắc địa cao cấp: Có nhiệm vụ nghiên cứu về hình dạng, kìch thước của toàn bộ hoặc
các vùng rộng lớn của bề mặt trái đất và nghiên cứu biến động của vỏ quả đất,…

Trắc địa địa hình - địa chính: Có nhiệm vụ nghiên cứu quy trình cơng nghệ thành lập
bản đồ địa hình bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp hoặc bằng phương pháp sử dụng ảnh
chụp từ máy bay hay ảnh vệ tinh.
Trắc địa mỏ - cơng trình: Có nhiệm vụ nghiên cứu phương pháp trắc địa trong khảo
sát địa hình phục vụ thiết kế cơng trình, thi cơng, theo dõi q trình biến dạng cơng trình
xây dựng.
Trắc địa ảnh: Chun nghiên cứu các phương pháp chụp ảnh bề mặt trái đất (chụp
ảnh mặt đất, chụp ảnh hàng không) để thành lập bản đồ địa hình.
Trắc địa bản đồ: Nghiên cứu các phương pháp biểu thị, biên tập, trình bày, in và sử
dụng các loại bản đồ chuyên ngành ( bản đồ địa lý, địa hình,...).
1.2.1.3. Vai trị của trắc địa
Cơng tác trắc địa đóng vai trị quan trọng trong hầu hết các lĩnh vực kể cả trong kinh
tế và quốc phòng. Đối với lĩnh vực anh ninh, quốc phòng bản đồ địa hình là tài liệu quan
trọng trong việc lập kế hoạch và chỉ huy tác chiến. Đối với các ngành như xây dựng, giao
thơng, thuỷ lợi, địa chất, khì tượng,... thì cơng tác trắc địa đóng vai trị quan trọng trong cả 4
giai đoạn: khảo sát, thiết kế, thi công, theo dõi và nghiệm thu cơng trình.
Trong giai đoạn quy hoạch, tùy theo quy hoạch tổng thể hay chi tiết mà người ta sử
dụng tỷ lệ bản đồ thích hợp để vạch ra các phương án quy hoạch, các kế hoạch tổng qt
khai thác và sử dụng cơng trình. Trong giai đoạn khảo sát thiết kế, trắc địa tiến hành xây
dựng các lưới khống chế trắc địa (lưới khống chế mặt bằng và lưới khống chế độ cao), đo vẽ
bản đồ, bình đồ và mặt cắt địa hình phục vụ cho việc chọn vị trí, lập các phương án xây
dựng và thiết kế kỹ thuật cơng trình.
Trong giai đoạn thi công, trắc địa tiến hành công tác xây dựng lưới trắc địa cơng
trình, để bố trí các cơng trình trên mặt đất theo đúng thiết kế. Kiểm tra, theo dõi q trình thi
cơng, đo biến dạng và đo vẽ hồn cơng cơng trình để kiểm tra vị trì, kìch thước các cơng
trình đó xây dựng.Trong giai đoạn quản lý và khai thác sử dụng các cơng trình, trắc địa thực
hiện cơng tác đo các thơng số biến dạng cơng trình như đo lún, độ nghiêng và độ chuyển vị
trí cơng trình. Từ các thơng số biến dạng kiểm chứng cơng tác khảo sát, thiết kế, đánh giá
mức độ ổn định và chất lượng cơng trình.
1.2.2. Các hệ tọa độ dùng trong trắc địa

1.2.2.1. Mặt nước gốc Trái đất và mặt nước gốc quy ước
Mặt nước đại dương trung bình ở trạng thái n tĩnh (khơng bị ảnh hưởng của gió,
thuỷ triều) trải dài xuyên qua lục địa, hải đảo,..tạo thành mặt cong khép kìn được gọi là "mặt
nước gốc trái đất", cũng gọi là mặt thuỷ chuẩn. Trong trắc địa thực hành sử dụng mặt nước
gốc này làm cơ sở để xác định độ cao cho các điểm.
Tuy nhiên để cho chính xác, mỗi một quốc gia bằng số liệu đo đạc của mình xây
dựng một mặt thuỷ chuẩn dựng trong đo độ cao riêng, được gọi là mặt nước gốc. Ở Việt
17


Nam lấy mặt nước biển trung bình bằng việc quan sát nhiều năm của trạm nghiệm triều ở
đảo Hòn Dấu (Đồ Sơn, Hải Phòng) làm mặt thuỷ chuẩn gốc để làm cơ sở trong việc xây
dựng độ cao cho các điểm trên toàn quốc. Dựa vào mặt thuỷ chuẩn gốc để người ta xác định
độ cao cho các điểm.
1.2.2.2. Hệ tọa độ địa lý
a) Các yếu tố của trái đất
a1) Kinh tuyến của trái đất
Kinh tuyến của trái đất là giao tuyến của mặt phẳng chứa trục quay của trái đất với
mặt nước gốc. Mặt phẳng chứa kinh tuyến gọi là mặt phẳng kinh tuyến. Như vậy kinh tuyến
của trái đất là một đường cong khép kìn đi qua hai cực và có vơ số các kinh tuyến theo cách
định nghĩa như trên. Theo quy ước của Quốc tế, người ta lấy mặt phẳng kinh tuyến đi qua
đài thiên văn Greenwich thủ đô Luân Đôn nước Anh làm mặt phẳng kinh tuyến gốc (kinh
tuyến 0) để từ đó xác định tên của các mặt phẳng kinh tuyến khác. Mặt phẳng chứa kinh
tuyến gốc được gọi là mặt phẳng kinh tuyến gốc.
a2) Vĩ tuyến của trái đất
Là giao tuyến giữa mặt phẳng vng góc với trục quay của trái đất với mặt nước gốc
của trái đất, được tạo thành một đường cong khép kín gọi là vĩ tuyến. Mặt phẳng chứa vĩ
tuyến gọi là mặt phẳng vĩ tuyến. Khi mặt phẳng cắt đi qua tâm của trái đất, ta được vĩ tuyến
lớn nhất và gọi là xìch đạo. Mặt phẳng chứa xìch đạo gọi là mặt phẳng xích đạo. Từ những
khái niệm trên, một điểm trên trái đất ln có một kinh tuyến và một vĩ tuyến đi qua nó.

b) Tọa độ địa lý của một điểm trên mặt đất
Tọa độ địa lý của một điểm trên trái đất gồm hai yếu tố độ vĩ và độ kinh
b1)Độ kinh  của một điểm
Độ kinh  của điểm M (M) là góc nhị diện hợp bởi mặt phẳng kinh tuyến gốc và
mặt phẳng kinh tuyến đi qua M. Người ta quy ước mặt phẳng Kinh tuyến gốc là 00 rồi đánh
số từ 00 đến 1800 về phìa Đơng và từ 00 đến 1800 về phía Tây gọi là độ kinh Đơng và độ
kinh Tây.
b2) Độ vĩ  của một điểm
Độ vĩ  của điểm M (M) là góc hợp bởi đường thẳng nối từ điểm đó tới tâm trái đất
với hình chiếu của nó trên mặt phẳng xìch đạo. Người ta quy ước tại mặt phẳng xìch đạo là
00 và đánh số từ 0o  90o về phía Bắc, 0o  90o về phía Nam gọi là độ vĩ Bắc và độ vĩ Nam .

Hình 1.10. Kinh tuyến , Vĩ tuyến
18


Độ vĩ địa lý có giá trị từ 00 đến 900 về cực Bắc và về cực Nam của trái đất. Như vậy
khi biểu thị tọa độ địa lý của một điểm, người ta phải ghi thêm ở phía sau giá trị tọa độ địa
lý bằng các chữ Bắc hoặc Nam đối với độ vĩ và các chữ Đông hoặc Tây đối với độ kinh. Ví
dụ : Để ghi tọa độ địa lý của trung tâm Hà Nội được ghi như sau : HÀ NỘI = 210 Bắc;  HÀ
0
NỘI = 105 Đơng
1.2.3 Bản đồ, bình đồ, mặt cắt địa chất
1.2.3.1 Khái niệm bản đồ, bình đồ
a)Bản đồ
Bản đồ là hình ảnh thu nhỏ và được khái qt hố một phần rộng lớn bề mặt quả đất
lên mặt phẳng nằm ngang theo phép chiếu hình bản đồ với những nguyên tắc biên tập khoa
học.
Như vậy, khái niệm về bản đồ hiểu là biểu thị một khu vực, một lãnh thổ rộng lớn có
tình đến ảnh hưởng của độ cong trái đất, đặc điểm biến dạng của phép chiếu hình, sử dụng

thống nhất hệ toạ độ và độ cao Nhà nước. Tuỳ theo yêu cầu mà nội dung của bản đồ khác
nhau: Nếu bản đồ chỉ thể hiện các yếu tố địa vật (ao hồ, nhà cửa, sơng ngịi,…) được gọi là
bản đồ địa vật. Nếu bản đồ thể hiện đầy đủ cả yếu tố địa vật và hình dáng mặt đất được gọi
là bản đồ địa hình.
b) Bình đồ
Bình đồ biểu thị một khu đất nhỏ theo phép chiếu hình đơn giản, nghĩa là coi mặt
quy chiếu toạ độ và độ cao là mặt phẳng nằm ngang. Bình đồ thường có tỷ lệ rất lớn.
1.2.3.2 Mặt cắt địa hình
Mặt cắt địa hình là hình chiếu của mặt cắt mặt đất (mặt cắt dọc hoặc ngang) theo một
hướng cắt nào đó lên mặt phẳng thẳng đứng. Mặt cắt địa hình bao gồm hai loại: Mặt cắt dọc:
là mặt cắt được vẽ theo dọc tim của cơng trình. Mặt cắt ngang: là mặt cắt được vẽ theo
hướng vng góc với mặt cắt dọc. Thơng thường mặt cắt địa hình được biểu thị theo 2 trục
vng góc với nhau: Trục đứng biểu thị độ cao H của các điểm trên mặt cắt. Trục ngang
biểu thị khoảng cách S giữa các điểm của mặt cắt. Tuỳ theo điều kiện cụ thể, hai trục có thể
biểu diễn cùng tỷ lệ hoặc khác tỷ lệ. Nhưng thường chênh lệch độ cao giữa các điểm ìt hơn
khoảng cách, nên người ta thường chọn tỷ lệ đứng gấp 10 lần tỷ lệ ngang.

Hình 1.11. Mặt cắt địa hình
1.2.4. Tỷ lệ bản đồ
1.2.4.1. Định nghĩa
Tỷ lệ bản đồ là tỷ số giữa chiều dài đoạn thẳng trên bản đồ và chiều dài nằm ngang
của nó trên thực địa, kí hiệu là 1:M

1 Sbd

M S td
Trong đó: M : Mẫu số tỷ lệ bản đồ, nó biểu diễn mức độ thu nhỏ trên bản đồ.
19

Sbd: Chiều dài của đoạn thẳng trên bản đồ
Stđ : Chiều dài nằm ngang của đoạn thẳng trên thực địa
Khi biểu thị tỷ lệ bản đồ, tử số ta thường chọn bằng 1, còn mẫu số bản đồ là các số
chẵn. Như vậy, tỷ lệ bản đồ tỉ lệ nghịch với mẫu số tỷ lệ bản đồ, nên trị số M càng nhỏ thì tỷ
lệ bản đồ càng lớn, tức là mức độ biểu thị địa vật trên bản đồ càng chi tiết và ngược lại.
1.2.4.2. Phân loại tỷ lệ bản đồ
Dựa vào mẫu số tỷ lệ bản đồ người ta phân bản đồ thành 3 loại bản đồ như sau:
- Bản đồ tỷ lệ lớn: Là những bản đồ có mẫu số tỷ lệ bản đồ từ 5.000 đến 500 hoặc lớn hơn.
Ví dụ: 1: 5.000, 1: 2.000, 1:1.000, 1:500
- Bản đồ tỷ lệ trung bình: Là những bản đồ có mẫu số tỷ lệ bản đồ từ 50.000 đến 10.000. Ví
dụ: 1: 50.000, 1: 25.000, 1:10.000
- Bản đồ tỷ lệ nhỏ: Là những bản đồ có mẫu số tỷ lệ bản đồ từ 100.000 đến 1.000.000 hoặc
lớn hơn. Vì dụ: 1: 1.000.000, 1: 500.000, 1:100.000
1.2.4.3. Ứng dụng của tỷ lệ bản đồ
Từ định nghĩa ta có thể viết công thức:

Sbd
1

S td M
- Nếu biết chiều dài của đoạn thẳng trên bản đồ Sbd ta tìm được chiều dài ngang tương ứng
của nó ở ngồi mặt đất là:
Stđ = Sbđ .M
- Hoặc nếu biết chiều dài trên thực địa là Stđ thì ta có thể tìm được chiều dài của nó ở trên
bản đồ là:

Sbd 

Std
M

Ví dụ: Trên bản đồ tỷ lệ 1/5000 ta có đoạn có chiều dài Sbđ = 150mm, thì kích thước thật
nằm ngang ngồi mặt đất của nó là: Stđ = 150 x 5.000 = 750.000 mm tương đương với 75m
Nếu ta đo được chiều dài nằm ngang là: 2,5km thì kích thước để vẽ lên bản đồ tỷ lệ 1/5000
là:

2,5km 250000

 50cm
5000
5000
1.2.5. Các phƣơng pháp biểu diễn đƣờng địa hình
Ta đã biết, bản đồ địa hình là hình ảnh thu nhỏ của mặt đất. Do vậy biểu diễn bản đồ
phải đầy đủ các nội dung có trên mặt đất. Nhưng mặt đất lại đa dạng phức tạp cho nên ta
phải dùng các ký hiệu thì mới thể hiện hết tình đa dạng đó. Để dễ biểu thị người ta phân ra
làm các dạng ký hiệu như:
Ký hiệu địa vật: là ký hiệu biểu thị cho các vật thể trên mặt đất như: nhà cửa, cây cối,
ao hồ, đường xá,…
Ký hiệu địa mạo: là ký hiệu biểu thị hình dáng nhấp nhơ của mặt đất.
1.2.5.1. Ký hiệu địa vật
Địa vật trên mặt đất có nhiều loại, song để biểu thị nó người ta phân mỗi loại vào
một trong ba dạng ký hiệu sau:
a) Ký hiệu theo tỷ lệ
Dùng để vẽ cho những địa vật có kìch thước lớn mà khi vẽ người ta phải căn cứ vào
kìch thước thật và vị trí của nó trong thực tế để đo, từ đó mà rút ra theo tỷ lệ bản đồ để vẽ,
ví dụ như: vùng dân cư, làng xã, nhà máy, xí nghiệp,…
20


b)Ký hiệu phi tỷ lệ

Dùng để biểu thị cho những địa vật có kìch thước q nhỏ mà khơng biểu thị theo tỷ
lệ bản đồ được nhưng vị trí của nó lại có ý nghĩa quan trọng.
Để vẽ những địa vật này người ta phải qui ước hình dạng và kìch thước để vẽ, những
địa vật này phải xác định vị trí chính xác của nó để vẽ đúng với vị trí thực tế của nó ở ngồi
thực địa đó được đo đạc. Ngồi ra ký hiệu vẽ khơng theo tỷ lệ cịn dùng để biểu thị đặc tính
của một khu vực như: đầm lầy, đồng cỏ, rừng cây,…
c) Ký hiệu nửa tỷ lệ
Dùng để biểu thị những địa vật có dạng chạy dài như đường xá, mương, kênh
nhỏ,…Những địa vật này chiều dài phải vẽ chình xác kìch thước của nó đó rút ra theo tỷ lệ
bản đồ, cịn chiều rộng vì quá nhỏ cho nên ta phải qui ước theo ký hiệu bản đồ đã qui định.
1.2.5.2. Ký hiệu địa mạo
Trong thực tế có rất nhiều phương pháp để biểu thị hình dáng mặt đất như: phương
pháp tơ màu, kẻ vân,…Nhưng nói chung các phương pháp nêu trên khơng đáp ứng được
u cầu chình xác và khơng dùng để thiết kế các cơng trình được. Trong các ngành kỹ thuật
hiện nay thì chủ yếu biểu diễn dáng đất bằng các đường đồng mức. Đường đồng mức là
đường nối liền các điểm có cùng độ cao trên mặt đất, nên cịn được gọi là đường bình độ
hoặc đường đẳng cao, nó được định nghĩa như sau:
a)Định nghĩa đường đồng mức
Đường đồng mức là hình chiếu bằng của giao tuyến giữa mặt đất tự nhiên với các
mặt phẳng song song với mặt nước gốc của quả đất ở các độ cao khác nhau Theo qui ước
các đường đồng mức phải có độ cao chẵn, hiệu độ cao giữa hai đường đồng mức gần nhau
gọi là khoảng cao đều ký hiệu là E.

Hình 1.12 Đường đồng mức
b)Đặc tính của đường đồng mức
- Những điểm nằm trên cùng một đường đồng mức có cùng một độ cao.
- Đường đồng mức phải liên tục và khép kìn, trường hợp đường đồng mức khơng khép kín
trong phạm vi tờ bản đồ thì phải kéo dài đến tận biên của bản đồ.
- Chỗ nào đường đồng mức cách xa nhau chỗ đó tương ứng ngồi mặt đất dốc thoải và
ngược lại, chỗ nào địa hình có vách đứng thì các đường đồng mức nằm trùng lên nhau

21


- Đường đồng mức không cắt nhau, trường hợp đặc biệt như núi hàm ếch đường đồng mức
có thể chồng lên nhau.
c)Cách vẽ đường đồng mức
Khi vẽ các đường đồng mức (đường bình độ cái, đường bình độ con) ta thường chọn
có độ đậm của nét là 0,1mm, cứ 4 đường con thì có một đường bình độ cái, với độ đậm gấp
1,5 – 2 lần.
Các đường đồng mức phụ thì vẽ bằng nét đứt cùng với độ đậm là 0,1mm. Các đường
đồng mức cái được ghi số, đó là tên độ cao của đường đồng mức đó. Con số ghi độ cao phải
vng góc với đường đồng mức.
Để vẽ các đường đồng mức phải căn cứ vào độ cao của các điểm chi tiết khi đo vẽ
địa hình, tiến hành chia các đường đồng mức và vẽ chúng trên bản đồ. Đầu tiên ta vẽ đường
đồng mức bằng bút chì, sau khi kiểm tra lại độ chính xác của chúng ta mới chính thức vẽ
chúng bằng màu nâu như quy định .

22


CHƢƠNG 2 ĐÀO CHỐNG LÒ
2.1.CHỐNG GIỮ LÒ BẰNG VÀ LÒ NGHIÊNG
2.1.1. Vỏ chống các đƣờng lò
2.1.1.1. Khái niệm
Vỏ chống đường lò là tổ hợp các kết cấu nhân tạo được thi cơng bên trong các đường
lị nhằm ngăn ngừa sự phá huỷ của đất đá xung quanh và giữ được hình dạng, kích thước
tiết diện ngang cần thiết của đường lò, đảm bảo cho người, thiết bị làm việc an tồn và có
năng suất cao.Vì vậy, xây dựng vỏ chống là biện pháp cơ bản nhất để bảo vệ đường lị trong
suốt thời gian sử dụng. Các cơng việc phục vụ cho việc xây dựng vỏ chống được gọi là cơng
tác chống lị.

2.1.1.2. Các u cầu đối với vỏ chống
1. Yêu cầu về kỹ thuật : Vỡ chống phải đảm bảo về độ bền và độ ổn định
Yêu cầu về độ bền: Vỏ chống phải chịu được sự tác dụng của ngoại lực và giữ được ứng
suất sinh ra trong đó khơng vượt giới hạn ứng suất.
u cầu về độ ổn định: Dưới tác dụng của áp lực đất đá vỡ chống khơng bị biến dạng và xê
dịch vị trí (giữ nguyên vị trí ban đầu)
2. Yêu cầu về mặt sản xuất: Không được gây trở ngại cho các quá trình sản xuất của mỏ,
chiếm ít tiết diện trong lị, ít cản luồng gió, khơng sinh ra khí độc, gây cháy, dễ thi công.
3. Yêu cầu về kinh tế: Với yêu cầu này vật liệu và kết cấu của vỏ chống phải phù hợp với
thời gian tồn tại của đường lị, vốn đâu tư ban đầu, giá thành (chi phí) cho sửa chữa trong
quá trình sử dụng là nhỏ nhất.
Tổng hợp cả 3 yêu cầu trên một cách đúng đắn chúng ta được một phương án tối ưu về vỏ
chống trong từng trường hợp cụ thể.
2.1.1.3. Phân loại vỏ chống
Vỏ chống đường lị có thể chia ra thành nhiều loaị theo tính chất sử dụng, theo vật
liệu làm vỏ chống, theo thời hạn phục vụ, theo kết cấu của vỏ chống, theo chế độ làm việc.
Theo tính chất sử dụng có thể chia ra: vỏ chống cơng trình nằm ngang (lị bằng), vỏ
chống cơng trình nằm nghiêng (lị nghiêng, giếng nghiêng) và vỏ chống cơng trình thẳng
đứng (giếng đứng).
Theo vật liệu làm vỏ chống có thể chia ra: vỏ chống gỗ, vỏ chống kim loại, vỏ chống
bằng bê tông, bê tơng cốt thép.
Theo thời hạn phục vụ có thể chia ra: vỏ chống tạm thời, vỏ chống cố định; Vỏ
chống tạm thời: là loại vỏ chống tồn tại ở thời gian ngắn nhằm ngăn ngừa sự sụt lở của đất
đá vào đường lò khi chưa được xây dựng vỏ chống cố định . Vỏ chống cố định là loại vỏ
chống tồn tại trong suốt thời gian sử dụng của đường lị.
Theo kết cấu của vỏ chống có thể chia ra: Vỏ chống liền khối, vỏ chống đơn, vỏ
chống vì neo bê tông phun lưới thép
Theo chế độ làm việc của vỏ chống người ta chia ra vỏ chống cứng và vỏ chống linh
hoạt. Vỏ chống cứng là loại vỏ chống trong q trình làm việc khơng có sự thay đổi về hình
dạng và kích thước. Vỏ chống linh hoạt (mềm) là loại vỏ chống mà trong qúa trình chịu lực

có sự thay đổi về hình dạng và kích thước. Vỏ chống linh hoạt thay đổi về kìch thước gọi là
vỏ chống linh hoạt kích thước (vỏ chống linh hoạt chịu lực). Vỏ chống thay đổi về hình
dạng gọi là vỏ chống linh hoạt về hình dạng.
2.1.2. Xác định hình dạng và kích thứơc tiết diện ngang đƣờng lị
2.1.2.1. Xác định hình dạng tiết diện ngang
Trạng thái ứng suất và độ ổn định của đường lò thực chất bị ảnh hưởng bởi hình dạng
tiết diện ngang đường lị. Độ tập trung ứng suất trên chu tuyến của tiết diện thay đổi trong
23


một giới hạn rất lớn và nó phụ thuộc vào độ cong của đường biên tiết diện. Việc chọn hình
dáng tiết diện hợp lý cũng là biện pháp tốt để đảm bảo độ ổn định cho đường lò. Ngay cả
trong điều kiện khi mà sự phá hủy của đất đá xung quanh đương lị khơng thể tránh khỏi thì
hình dạng tiết diện ngang của đường lị vẫn đóng một vai trị quan trọng.
Hình dạng tiết diện ngang đường lị ngồi việc thoả mãn yêu cầu khai thác, còn phải
thoả mãn về phương diện chịu lực, phù hợp với những đặc điểm của vật liệu dùng để chống
lò và phương pháp thi cơng. Trong mọi trường hợp phải giảm diện tích tiết diện ngang một
cách tối thiểu.

Hình 2.1 Hình dạng tiết diện các đường lị
Việc lựa chọn hình dạng tiết diện ngang của đường lò phụ thuộc vào điều kiện địa
chất, tính chất cơ lý của đất đá xung quanh đường lò, vật liệu chống lò, thời gian tồn tại của
đường lị cũng như kìch thước tiết diện của nó. Ngồi ra, cịn phải chú ý đến khả năng thi
cơng (chế tạo) kết cấu của vỏ chống, khung chống, khả năng sử dụng (như vận tải, thơng
gió, người đi lại) và các chỉ tiêu kinh tế.
Nếu các đường lò được chống bằng bê tông, bê tông cốt thép, gạch, đá và các thanh
kim loại cong, thì hình dạng hợp lý nhất của tiết diện ngang đường lò là một đường cong,
phụ thuộc vào hướng tác dụng của áp lực mà ta có các dạng cong khác nhau. Khi chỉ có áp
lực nóc lị là chủ yếu, hợp lý nhất ta chọn tiết diện ngang đường lị có dạng nóc hình vịm,
tường thẳng đứng. Khi có cả áp lực nóc và hơng, nên chọn dạng hình móng ngựa. Khi có áp

lực ở mọi phía và cường độ gần như nhau ta chọn hình dạng tiết diện ngang đường lị có
dạng hình móng ngựa với đáy ngược, hình trịn. Trường hợp áp lực tác dụng mọi phía
khơng đồng đều, nhưng đối xứng, ở nóc và nền có áp lực lớn hơn 2 bên hơng lị, nên chọn
dạng elíp với trục dài theo hướng có áp lực lớn hơn.
Nếu các được chống bằng gỗ, bê tông cốt thép đúc sẵn theo dạng các thanh thẳng,
hoặc các thanh kim loại thẳng thì hợp lý nhất là chọn tiết diện lị có dạng hình thang, hình
chữ nhật, hình đa giác. Nếu xét về phương diện chịu lực thì đường lị có tiết diện ngang hình
chữ nhật là dễ bị biến dạng nhất, cịn lị có tiết diện ngang hình trịn là ổn định nhất. Thơng
thường các đường lò bằng, lò nghiêng trong các mỏ hầm lò có tiết diện ngang hình vịm,
hình thang, đơi khi có hình móng ngựa, hình chữ nhật.
2.1.2.2. Xác định kích thước tiết diện
24


a).Cơ sở để xác định kích thước tiết diện ngang đường lị
Để xác định hình dạng tiết diện ngang đường lị ta dựa trên các cơ sở sau: Kích
thước lớn nhất của thiết bị vận tải lâu dài trong đường lị. Các khoảng cách an tồn theo
quy phạm. Căn cứ vào hai yếu tố trên ta xác định được kìch thước tiết diện cần thiết bằng
phương pháp hoạ đồ.
Sau khi xác định được kìch thước tiết diện của đường lị ta phải tiến hành kiểm tra
kích thước tiết diện theo điều kiện thơng gió, nghĩa là kiểm tra tốc độ gió trong đường lị có
ở trong phạm vi cho phép hay khơng. Cơng thức kiểm tra như sau

Trong đó:

Vmin  - Tốc độ gió tối thiểu cho phép ở trong đường lò; Vmin  = 0,15 m/s ;
Vmax  - Tốc độ gió tối đa cho phép ở trong đường lị, nó phụ thuộc vào loại đường lị:
Các rãnh gió Vmax  = 12 m/s; Lò mở vỉa Vmax  = 8 m/s; Lò chuẩn bị Vmax  = 6 m/s; Lị chợ
Vmax  = 4 m/s;
V- Tốc độ gió thực tế trong đường lị với Ssd vừa tính;

,

m/s

Ssd- Diện tích tiết diện sử dụng; m2
Q - Lưu lượng gió cần thiết đưa vào phìa trong của đường lị; Nếu tốc độ gió vượt
q giới hạn cho phép thì phải điều chỉnh Ssd bằng cách thay đổi khoảng cách an tồn.
b) Xác định kích thước tiết diện hình thang
Chiều rộng bên trong của đường lò ở mức cao nhất của thiết bị vận tải đựơc xác định
theo công thức:
B = n + k.A + (k-1)C + m , m
Trong đó:
n - Khoảng cách từ mép ngoài của thiết bị vận tải đến vỡ chống, n  0,25m ;
k - Số luồng vận tải trong lò;
A - Chiều rộng lớn nhất của thiết bị vận tải lâu dài trong đường lò (tra bảng);
C - Khoảng cách an toàn theo quy phạm giữa hai mép gần nhất của 2 thiết bị vận tải
trên 2 luồng, C  0,2m ;
m - Khoảng cách an tồn theo quy phạm tính từ mép ngồi ở mức cao nhất của thiết bị vận
tải đến vỏ chống (lối người đi lại), m = 0,7 m;
Chú ý: Ở các đoạn lị cong thì lấy n tăng lên một ít, tuỳ thuộc vào bán kính cong của
đoạn cong ta có cơng thức sau:
Ở phìa ngồi đường cong: 1 

L2  S 2
S2
,m ; Ở phìa trong đường cong:  1 
,m
8R
8R

Ở đây: L - Chiều dài của đường lò; m
S - Khoảng cách giữa hai mép trong của đường ray; m
R - Bán kình ngồi đường cong; m; Trên những đoạn đường lị dùng để tháo móc
gng có và không tải: n  m  0,7m
Trên những đoạn ga cho người lên xuống (khi vận chuyển người bằng goòng chở
người) thì n  m  1m . Trên những đường lị đặt băng tải, máng cào, thì n  0,4 m; m  0,7
m. Tại những chỗ đặt đầu và đuôi băng tải lấy các khoảng cách n  m  0,6m . hđx - Chiều

25