Thiết kế thi công thiết kế hộ chiếu khoan nổ mìn mỏ than công ty cổ phần than mông dương

“Thiết kế thi công Thiết kế hộ chiếu khoan nổ mìn mỏ than công
ty cổ phần than Mông Dương”
- Chương 1 - Khái quát chung
- Chương 2 - Thiết kế kỹ thuật
- Chương 3 - Thiết kế thi công
- Chương 4 - Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật.
LỜI NÓI ĐẦU
Sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước đòi hỏi nhu cầu
tiêu thụ năng lượng ngày càng lớn. Cùng với sự phát triển của nền kinh tế
đất nước, ngành khai thác khoáng sản nói chung và ngành khai thác than
nói riêng cũng có những mức tăng trưởng vượt bậc do đó sản lượng than
ngày càng tăng, do đó cần phải đẩy mạnh công tác đào lò chuẩn bị để phục
vụ khai thác.
Sau thời gian học tập tại trường Đại học Mỏ - Địa chất, chuyên
ngành Xây dựng công trình ngầm & mỏ, được sự giúp đỡ của cơ sở thực
tập là công ty cổ phần than Mông Dương và tập thể thầy, cô giáo trong bộ
môn Xây dựng công trình ngầm & mỏ, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình
của thầy giáo hướng dẫn, em đã hoàn thành bản đồ án: “Thiết kế thi công
Thiết kế hộ chiếu khoan nổ mìn mỏ than công ty cổ phần than Mông
Dương”. Bản đồ án gồm bốn chương :
- Chương 1 - Khái quát chung
- Chương 2 - Thiết kế kỹ thuật
- Chương 3 - Thiết kế thi công
- Chương 4 - Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật.
Do kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án không thể tránh khỏi những
thiếu sót, em rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn để bản đồ
án được hoàn thiện hơn.
Sinh viên
Nguyễn Văn Sang
CHƯƠNG 1
Sv: Nguyễn Văn Sang 2

KHÁI QUÁT CHUNG
1.1.Giới thiệu chung về mỏ than Mông Dương
1.1.1.Vị trí địa lý
Khu mỏ than Mông Dương thuộc phường Mông Dương thị xã Cẩm
Phả tỉnh Quảng Ninh. Khu thăm dò nằm về phía Đông - Đông Bắc thị xã
Cẩm Phả, cách thị xã Cẩm Phả khoảng 10km. Mỏ gồm 2 khu: khu Trung
tâm và khu Đông Bắc. Từ trước đến nay đây vẫn là 2 khu riêng biệt. Trong
quá trình thăm dò và khai thác 2 khu vẫn tiến hành thăm dò và khai thác
riêng. Về đặc điểm địa chất, sự tồn tại và hình thái của 2 khu có những nét
không đồng nhất, được ngăn cách bởi đứt gãy Mông Dương và đứt gãy D-
D.
a. Khu Trung tâm
Phía Bắc giáp sông Mông Dương.
Phía Tây và Tây Nam giáp các mỏ than Cao Sơn, Khe Chàm.
Phía Nam giáp khu bãi thải Bắc Cọc Sáu, Khu Quảng Lợi.
Phía Đông giáp khu Đông Bắc Mông Dương.
Diện tích khu Trung Tâm Mông Dương: 6km
2
.
Khu Trung Tâm Mông Dương nằm trong giới hạn tọa độ:
X = 28.500 ÷ 30.500
Y = 428.500÷ 433.000
Theo hệ tọa độ nhà nước năm 1972.
b. Khu Đông Bắc
Phía Bắc giáp biển.
Sv: Nguyễn Văn Sang 3
Phía Tây giáp khu Trung Tâm.
Phía Nam giáp sông Mông Dương.
Phía Đông giáp biển.
Diện tích khu Đông Bắc Mông Dương: 5 km

2
.
Khu Trung Tâm Mông Dương nằm trong giới hạn tọa độ:
X = 28.000 ÷ 32.500
Y = 430.800÷ 434.100
1.1.2.Địa hình
Địa hình khu Mông Dương là các đồi núi liên tiếp nhau, điểm cao
nhất của địa hình ở khu trung tâm có độ cao +165m và điểm thấp nhất là
lòng sông Mông Dương. Sông Mông Dương chảy dọc khu thăm dò và bao
quanh ở phía Tây và Tây Bắc khu mỏ. Địa hình ở đây bị phân cắt mạnh bởi
hệ thống suối, các suối đều tập trung đổ ra sông Mông Dương. Có hai dải
núi chảy theo hướng Đông Tây, thấp dần từ Tây sang Đông và từ Bắc
xuống Nam, độ dốc các sườn đồi từ 15
o
÷
35
o
. Hiện tại nơi thấp nhất có độ
cao -15m (đáy moong), nơi cao nhất đạt đến gần 170m. Ở phía Nam và
Đông Nam địa hình nguyên thuỷ bị đào bới do khai thác lộ vỉa và lộ thiên
của các xí nghiệp khai thác than trong khu vực. Phần Trung Tâm khu mỏ
địa hình nguyên thuỷ còn nguyên vẹn, phần lớn diện tích được phủ bởi
thảm thực vật là cây keo. Một phần diện tích ở phía Nam là bãi thải của mỏ
Cao Sơn. Do ảnh hưởng của quá trình khai thác lộ thiên và hầm lò một số
nơi mặt địa hình bị rạn nứt và sụt lún, các khe suối nhỏ bị vùi lấp đã tạo
điều kiện cho nước mặt, nước mưa ngấm xuống bổ sung cho nước dưới đất
và chảy vào khu vực khai thác hầm lò.
Sv: Nguyễn Văn Sang 4
Địa hình khu Đông Bắc Mông Dương gồm các đồi núi thấp dạng bát
úp, sườn núi thoải từ 25

o
÷ 30
o
, độ cao của đỉnh núi từ 50 ÷ 100m, có nhiều
thung lũng nhỏ và hẹp là phần hạ lưu của sông Mông Dương tạo thành.
Các khe suối trong vùng có đặc điểm dốc và ngắn, nên nước mặt
thoát nhanh chóng và dễ dàng. Hầu hết các suối chỉ có nước về mùa mưa,
mùa khô lòng suối khô cạn, nước chỉ còn ở dạng thấm rỉ.
Trong khu thăm dò có sông Mông Dương chảy qua, lòng sông rộng,
chiều sâu mực nước tại các lạch dao động từ 2÷5m và chịu ảnh hưởng trực
tiếp của chế độ thuỷ triều. Mực nước thuỷ triều dao động từ 3,50÷4,20m.
Vì vậy rất thuận tiện cho giao thông đường thuỷ và xây dựng các cảng than
nội địa.
1.1.3.Khí hậu và thảm thực vật
Khu Mông Dương nói riêng, thị xã Cẩm Phả nói chung nằm trong
vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm chia thành 2 mùa rõ rệt.
- Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10.
- Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau.
Nhiệt độ không khí hàng năm cao nhất vào tháng 6 đến tháng 8.
Nhiệt độ thấp nhất vào tháng 1 và tháng 2. Lượng mưa hàng năm thay đổi
từ 1361,3mm đến 2868,8mm, trung bình 1755,85mm.
Lượng mưa chủ yếu tập trung vào mùa mưa chiếm từ 80% đến 92%,
điều này ảnh hưởng lớn đến công tác thi công các công trình địa chất.
Thảm thực vật trong khu thăm dò gồm các loại cây cỏ, cây dây leo,
cây lấy gỗ, cây tre, cây dóc và các loại cây dương sỉ. Xong thảm thực vật
trên đã bị phá hết. Thay thế các loài cây rừng là các loại cây trồng: Keo tai
tượng, bạch đàn, thông. Các loại cây này có đường kính φ = 5÷25cm, cao
Sv: Nguyễn Văn Sang 5
từ 0,5÷20m. Thảm thực vật nhân tạo này đã dần dần thay thế thảm thực vật
tự nhiên, tạo môi trường sinh thái tốt, phục vụ cho đời sống con người và

các ngành công nghiệp khác.
1.1.4.Giao thông vận tải
Khu thăm dò có hệ thống đường sá, hệ thống giao thông rất thuận
tiện. Đường bộ từ trung tâm khu mỏ ra đường 18A, chạy ra cảng than Cửa
Ông, cảng Khe Rây, đi các nơi khác trong tỉnh và cả nước. Trung tâm khu
mỏ có đường sắt vận chuyển than từ mỏ Mông Dương ra cảng Cửa Ông dài
5km.
Khu mỏ nằm sát ngay sông Mông Dương, chảy ra biển, do đó giao
thông đường thuỷ rất thuận tiện, bằng phương tiện tàu, thuyền, sà lan chạy
từ cửa sông Mông Dương ra cửa biển Bái Tử Long đi Hòn Gai, Hải Phòng,
đến các cảng biển trong nước và Quốc tế.
1.1.5.Tình hình dân cư, kinh tế, chính trị
Công ty cổ phần than Mông Dương - TKV tiền thân là mỏ than
Mông Dương được thành lập từ ngày 01 tháng 4 năm 1982. Khu mỏ than
Mông Dương thuộc phường Mông Dương, phường có diện tích 119.83
km
2
. Dân số năm 1999 là 13040 người mật độ đạt 109 người/ km, trên địa
bàn chủ yếu là người Kinh sinh sống ngoài ra còn có các dân tộc thiểu số
như Dao, Sán dìu Người Kinh chủ yếu là cán bộ công nhân viên của mỏ
và con em cán bộ công nhân viên mỏ đang làm việc hoặc đã nghỉ hưu.
Về chính trị: Dưới sự lãnh đạo của Đảng và Nhà Nước đời sống vật
chất tinh thần của nhân dân không ngừng được nâng cao, văn hóa, giáo
dục, xã hội không ngừng được phát triển.
1.2.Khái quát về mỏ
1.2.1.Hiện trạng khu mỏ
Sv: Nguyễn Văn Sang 6
Mỏ Mông Dương đã được khai thông bằng 2 giếng đứng trung tâm
từ mặt bằng +18(giếng chính) và +6,50(giếng phụ) đến mức -97,50. Mức
vận tải chính -97,50 đã có hệ thống sân ga vận tải 2 phía và các lò vận tải

chính các cánh đến các khu khai thác. Các khu khai thác được chuẩn bị
theo kiểu tầng chia phân tầng và khấu dật từ biên giới về thượng trung tâm.
Hiện nay mỏ đang khai thác và chuẩn bị khai thác các vỉa từ I(12)
÷
K(8) thuộc khu trung tâm. Khu Đông bắc đang cải tạo và đào mới một số
đường lò để chuẩn bị khai thác các vỉa 10, 9, 8.
1.2.2.Chế độ làm việc
Chế độ làm việc của mỏ được xác định theo luật lao động và chế độ
làm việc chung của ngành than là làm việc không liên tục( nghỉ chủ nhật và
ngày lễ ).
Số ngày làm việc trong năm: 300 ngày.
Số ca làm việc trong ngày: 3 ca.
Số giờ làm việc trong ca: 8 giờ.
1.2.3.Trữ lượng mỏ
a. Khu Trung tâm Mông Dương
Trữ lượng tài nguyên theo tiêu chuẩn nhà nước( từ lộ vỉa ÷ -550m):
Tổng trữ lượng tài nguyên: 96.932,57 ngàn tấn;
Trữ lượng tài nguyên theo tiêu chuẩn than Việt Nam( từ lộ vỉa ÷
-550m):
Tổng trữ lượng tài nguyên: 101.465,82 ngàn tấn;
Trữ lượng tài nguyên theo tiêu chuẩn nhà nước ( từ lộ vỉa ÷ đáy tầng
than):
Tổng trữ lượng tài nguyên: 213.350,87 ngàn tấn;
Sv: Nguyễn Văn Sang 7
Trữ lượng tài nguyên theo tiêu chuẩn than Việt Nam ( từ lộ vỉa ÷ đáy
tầng than):
Tổng trữ lượng tài nguyên: 218.017,45 ngàn tấn;
b. Khu Đông Bắc Mông Dương
Trữ lượng tài nguyên theo tiêu chuẩn nhà nước ( từ lộ vỉa ÷ -300m):
Tổng trữ lượng tài nguyên: 20.584,25 ngàn tấn;

Trữ lượng tài nguyên theo tiêu chuẩn than Việt Nam ( từ lộ vỉa ÷
-300m):
Tổng trữ lượng tài nguyên: 23.795,41 ngàn tấn;
1.3.Giới thiệu chung về công trình thiết kế
1.3.1.Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn khu vực thiết kế
1.3.1.1.Điều kiện địa chất
Đá của tầng chứa than gồm: Cát kết, sạn kết, bột kết, sét kết và các
vỉa than chúng nằm xen kẽ nhau. Các lớp đá có độ gắn kết rắn chắc, thuộc
loại đá bền vững. Các lớp đá có thể nằm đơn nghiêng với góc dốc biến đổi
từ 20
o
đến 40
o
, tạo nên các cánh của nếp uốn. Nhìn chung các lớp đá có đặc
điểm và tính chất cơ lý như sau:
Sạn kết: Thường có màu xám sáng, chiếm tỷ lệ trung bình 7% trong
địa tầng, phân bố chủ yếu ở khoảng giữa địa tầng các vỉa than, chiều dày
biến đổi từ 1,5m đến 7m. Thành phần chủ yếu là các hạt thạch anh được
gắn kết bằng xi măng silic bền vững, rất rắn chắc , chỉ số RQD biến đổi từ
30 % đến 75%.
Cát kết: Thường có màu xám tro, xám sáng , cấu tạo phân lớp dày,
đôi nơi cấu tạo khối, kẽ nứt phát triển, chỉ số RQD biến đổi từ 25% đến
75%, càng xuống sâu chỉ số RQD càng tăng. Chiều dày biến đổi phức tạp
từ 0,5m đến 15m, cá biệt có những lớp chiều dày đến 40m duy trì khá liên
tục theo cả đường phương và hướng dốc, hạt từ mịn đến thô được gắn kết
Sv: Nguyễn Văn Sang 8
bằng xi măng silíc. Các lớp cát kết ở khu trung tâm Mông Dương có độ bền
cao hơn khu đông bắc Mông Dương. Trong các mặt cắt loại đá này ở khu
Mông dương chiếm tỷ lệ trung bình 42%, khu Đông Bắc Mông Dương
chiếm khoảng 30% cột địa tầng. Các lớp cát kết thường nằm ở khoảng giữa

hai vỉa than.
Bột kết: Màu xám tro, xám đen chiếm tỷ lệ trung bình, ở khu Trung
tâm Mông Dương chiếm 39%, khu Đông Bắc Mông Dương chiếm 46%
trong địa tầng, thành phần chủ yếu là các khoáng vật sét và các hạt thạch
anh hạt mịn, được gắn kết bằng keo silíc rắn chắc. Trong đới phong hóa chỉ
số RQD biến đổi từ 30% đến 60%, càng xuống sâu chỉ số RQD càng tăng.
Cấu tạo phân lớp dày đôi nơi có dạng khối đặc xít. Các lớp ở khu Trung
tâm Mông Dương thường có độ bền cao hơn khu Đông Bắc Mông Dương.
Chiều dày các lớp bột kết biến đổi rất phức tạp từ 0,3m đến 35m và thường
nằm gần vách trụ các vỉa than.
Sét kết và sét than: Màu xám đen, ở khu Trung tâm Mông Dương
chiếm tỷ lệ khoảng 6%, khu Đông Bắc Mông Dương chiếm tỷ lệ 0,74%
trong địa tầng. Cấu tạo phân lớp mỏng là chủ yếu, chỉ số RQD biến đổi từ
0% đến 5% chiều dày lớp biến đổi từ 0,3m đến 3m, cục bộ có nơi lên đến
10m. Các lớp sét thường nằm sát vách trụ các vỉa than, thuộc loại đá nửa
cứng đến cứng, nhiều lớp mềm dẻo. Trong quá trình khoan thăm dò loại đá
này thường bị trương nở làm cho đường kính các lỗ khoan bị hẹp lại gây
khó khăn cho công tác thi công , đồng thời ở nóc các lò khai thác lớp này
thường sập cùng với quá trình khai thác than.
1.3.1.2.Đặc điểm địa chất thủy văn
a. Nước sông
Nằm tiếp giáp với khu mỏ ở phía bắc là sông Mông Dương, chiều
dài khoảng 7 km, bắt nguồn từ phía tây nam khu thăm dò. Lòng sông ở khu
Sv: Nguyễn Văn Sang 9
vực thăm dò rộng 30
÷
50m, khá bằng phẳng, được lắng đọng các vật liệu
cát, cuội sỏi, các hòn tảng đá của các mỏ khai thác lộ thiên vận chuyển ra.
Sông Mông Dương là nơi tiếp nhận nước trong và ngoài khu mỏ đưa ra
biển. Theo trạm hải văn Cửa Ông mực nước sông Mông Dương phần hạ

lưu chịu ảnh hưởng của nước thuỷ triều, mực nước thuỷ triều lớn nhất là
5,0m, nhỏ nhất 1,0m, chênh nhau đến 4,0m. Về mùa mưa sông Mông
Dương thường gây ra lũ, nước đục, chảy xiết, vận chuyển theo nhiều bùn
cát, cuội sỏi, đá dăm, nhưng cũng chỉ sau vài giờ trời tạnh mưa nước sông
lại trở lại bình thường. Nước sông Mông Dương có thể là nguồn cung cấp
cho nước dưới đất chảy vào giếng mỏ Mông Dương.
b. Nước suối
Hệ thống suối bắt nguồn từ phía nam khu mỏ chảy theo hướng bắc
đổ ra sông Mông Dương gồm các suối Vũ Môn, suối Mông Dương, đây là
các suối lòng hẹp, dốc, có nước chảy quanh năm. về mùa khô lưu lượng
thay đổi từ 10 đến 100l/s, chủ yếu là do nước từ các bãi thải, các moong
khai thác trong khu thăm dò cung cấp, về mùa mưa lưu lương thay đổi từ
100 đến 500l/s, chủ yếu là do nước mưa cung cấp. Sau trận mưa rào to từ
30 phút đến 1 giờ lượng nước tăng rất nhanh, hình thành dòng lũ chảy xiết
cuốn theo đất đá thải, ngừng mưa từ 1 đến 3 giờ lưu lượng và vận tốc dòng
nước giảm dần. Nguồn cung cấp cho nước suối chủ yếu là nước mưa và
một phần nhỏ nước dưới đất.
Kết quả phân tích thành phần hoá học nước trước đây ở các suối
trong khu mỏ cho thấy: Tổng độ khoáng hoá (M) < 0,500 g/l. Độ PH từ 4,3
đến 7,3, trung bình 6,5 thuộc loại nước nhạt, axít yếu. Tổng độ cứng biến
đổi từ 0,15-14.58 độ đức thuộc loại nước rất mềm đến mềm. Loại hình hoá
học của nước chủ yếu là Bicacbonat Clorua, Sunfat, Natri, Canxi, có khả
năng ăn mòn cacbonat (bê tông).
Sv: Nguyễn Văn Sang 10
Kết quả phân tích gần đây nhất cho thấy thành phần hoá học của
nước đã có sự biến đổi rất nhiều. Độ PH của nước từ 3,6 ÷ 6,2, nước thuộc
loại axít yếu đến axít mạnh, loại hình hoá học của nước chủ yếu là Sunphát
- Clorua Natri. Nguyên nhân dẫn đến thành phần hoá học của nước biến đổi
là do quá trình khai thác nước từ các lò khai thác, bãi thải chảy trực tiếp ra
các nhánh suối. Bản thân nước trong các lò khai thác và bãi thải chảy qua

các lớp đá và vỉa than có chứa các khoáng vật Sunfua (Fe
2
S), những
khoáng vật này bị ôxy hoá làm tăng hàm lượng ion H
+

và ion S0
4

trong
nước dẫn đến nước có tính axít và khả năng ăn mòn axít của nước tăng
theo.
c. Các khối nước mặt:
Nước trong các moong khai thác lộ thiên gồm một số moong nhỏ đã
khai thác và đang khai thác vỉa 9, vỉa 10. Hiện tại nước trong các moong
này thường xuyên được bơm tháo cạn nên không ảnh hưởng đến quá trình
khai thác hầm lò ở phía dưới. Tóm lại đây là những moong có dung tích lớn
khả năng dự trữ nước nhiều đặc biệt là mùa mưa. Nước mặt chứa ở các
moong này có quan hệ mật thiết với hệ thống nước ngầm phía dưới và ảnh
hưởng không nhỏ tới hệ thống lò khai thác phía dưới nếu không được chèn
lấp tốt.
d. Nước trong trầm tích Đệ Tứ (Q):
Trầm tích Đệ Tứ trước đây bao phủ hầu hết diện tích khu mỏ, hiện
tại trầm tích đệ tứ chỉ còn tồn tại một phần diện tích ở phía bắc, phần trung
tâm và các thung lũng sông suối trong khu mỏ. Còn các chỗ khác lớp phủ
đệ tứ đã được bốc xúc đi nơi khác để phục vụ cho khai thác lộ thiên. Thành
phần đất đá gồm đất đá thải, cát, cuội, sỏi lẫn sét, màu vàng nhạt đến nâu
sẫm, nguồn gốc Eluvi, Đềluvi. Chiều dày biến đổi từ 3m đến 7m. Ở khu
Sv: Nguyễn Văn Sang 11
vực địa hình cao lớp phủ có chiều dày mỏng, ở các thung lũng suối dày đến

7m. Nước dưới đất được chứa trong các lỗ hổng của đất đá, do đặc điểm
thành phần có chứa nhiều sét và chiều dày mỏng nên khả năng chứa nước
và thấm nước kém. Theo kết quả khảo sát tầng này nước xuất lộ không
nhiều, về mùa mưa các điểm lộ có lưu lượng từ 0,02 ÷ 0,1l/s, mùa khô các
điểm lộ không còn nước chảy. Nguồn cung cấp nước cho tầng này chủ yếu
là nước mưa thấm xuống.
Do chiều dày mỏng, chứa và thấm nước kém nên các công trình khai
thác hầm lò ảnh hưởng không đáng kể.
e. Tầng chứa nước khe nứt trong phụ hệ tầng Hòn Gai giữa T
3
(n-r)hg
2
:
Các trầm tích của phụ hệ tầng Hòn Gai giữa được lộ ra chiếm phần
lớn diện tích khu mỏ, chiều dày trung bình biến đổi từ 700m
÷
1200m, bao
gồm các lớp sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than, nằm xen kẽ
nhau tạo nên các nếp uốn. Các lớp sạn kết,cát kết thường nằm xa vách trụ
các vỉa than, cấu tạo khối đến phân lớp dày, độ hạt từ vừa đến lớn. Chiều
dày các lớp biến đổi từ vài mét đến hàng chục mét và tương đối duy trì theo
cả đường phương và hướng dốc, kẽ nứt tách phát triển, nước dưới đất được
tồn tại chủ yếu trong các lớp này. Các lớp bột kết và sét kết cấu tạo đặc xít,
kẽ nứt kín và thường nằm sát vách trụ các vỉa than và được coi là những
lớp cách nước.
Do đặc điểm các lớp chứa nước nằm xen kẽ với các lớp cách nước và
có thế nằm đơn nghiêng nên nước trong tầng này nước có áp yếu. Chiều
sâu mực nước trung bình của toàn khu Mông Dương là 52.49m, khu đông
Bắc Mông Dương là 32,85m.
Kết quả bơm nước thí nghiệm trong tầng này cho thấy khu Mông

Dương tỷ lưu lượng (q) biến đổi từ 0,00041÷0,19460, trung bình
Sv: Nguyễn Văn Sang 12
0,02175/ms. Hệ số thấm K từ 0,00014÷0,1191m/ng, trung bình 0,01886
m/ng. Khu đông bắc Mông Dương tỷ lưu lương trung bình 0.0385 l/ms, hệ
số thấm trung bình là 0,05835m/ng.
Động thái của nước biến đổi theo mùa và có liên quan chặt chẽ với
lượng mưa. Kết quả quan trắc nhiều năm, lượng nước bơm ra khỏi giếng
mỏ cho thấy lưu lượng biến đổi từ 116,0 đến 2323.0 m
3
/h, trung bình
355.5m
3
/h, hệ số biến đổi lớn nhất đến 7,4 lần.
Nguồn cung cấp nước cho tầng này chủ yếu là nước mưa thấm
xuống thông các đầu lộ vỉa của các lớp đá cát kết và sạn kết. Nước được
thoát ra theo các con suối cắt qua các lớp đá chứa nước. Một phần nước của
tầng này được tháo cạn do hệ thống lò giếng khai thác mức -100m của
Công ty than Mông Dương.
Kết quả phân tích các mẫu nước cho thấy độ PH biến đổi 2,7 - 7,8,
trung bình 6,6 thuộc loại nước trung tính. Tổng độ khoáng hoá (M) biến đổi
từ 0,11g/l đến 0,5653g/l, trung bình 0,2965g/l, tổng độ cứng từ 1,91 -
13,19, trung bình 5,66 độ đức.
Như vậy từ lúc chưa khai thác đến khi đang và đã khai thác nước từ
trung tính chuyển sang nước axit có khả năng ăn mòn các thiết bị khai thác
mỏ bằng kim loại như các vì chống bằng thép, các thiết bị bơm nước
f. Nước trong các đới ảnh hưởng của đứt gãy kiến tạo:
Kết quả nghiên cứu địa chất cho thấy trước đây hoạt động kiến tạo
trong khu mỏ xảy ra tương đối mạnh mẽ, đã phát hiện được một số đứt gãy
như thuận Mông Dương, đứt gãy nghịch Quảng Lợi (F
QL

), F
A
, F
E
, F
D
, F
C,
F
G
,
F
H
. Biên độ dịch chuyển của các đứt gãy từ 10 ÷ 120m, đới phá hủy rộng
từ 20m đến 100m. Nham thạch trong đới bị cà nát vỡ vụn, các vật chất lấp
nhét là vật liệu sét, nên mức độ chứa nước, thấm của các đới phá hủy kiến
Sv: Nguyễn Văn Sang 13
tạo không lớn hơn so với nơi đất đá ổn định. Theo tài liệu bơm nước thí
nghiệm lỗ khoan 13 trong đứt gãy Mông Dương tỷ lưu lượng và hệ số thấm
trung bình rất nhỏ (q
TB
= 0,0019l/ms, K
TB
= 0,00013m/ng. lỗ khoan 712 bơm
trong đứt gãy F
A
, tỷ lưu lượng trung bình q
TB
= 0,0044l/ms, K
TB

=
0.00427m/ng.
1.3.2.Vị trí công trình
Lò xuyên vỉa mức -250 khu Đông nối thông khu Đông Bắc Mông
Dương và khu trung tâm. Lò được đào theo hướng dốc lên 3
00
0
.
Tổng chiều dài đường lò là 1km. Đoạn lò thiết kế đào qua cát kết dài
80m.
1.3.3.Quy mô nhiệm vụ của công trình
Đường lò được thiết kế với mục đích vận tải than, thiết bị máy móc.
Sản lượng thông qua đường lò là 200000 tấn/năm. Thời gian tồn tại của
đường lò là 12 năm.
Sv: Nguyễn Văn Sang 14
IG16
-90.8
IG15
-91.5
IG16
-90.8
IG16
-90.8
IG13
-91.9
DB1
-90.2
DB4
-98.9
DB6

-97.9
DB9
-121.4
L
ò

h
ạ

X
V

-
9
7
.
5
-
:
-
-
2
5
0

C
Đ
DB13
-133.8
DB19

-179.2
DB16
-164.2
DB22
-225.3
DB25
-242.5

8
-
0
9
DB28
-241.8
DB30
-240.9
DB32
-240.7
HD4
-91.5
L
ò

X
V

I
I
I

m
ứ
c

-
9
7
,
5
,

K
Đ
L
ò

d
ọ
c

v
ỉ
a

v
ậ
n

t
ả

i

-
2
5
0

V
.
G
(
9
)
-

4
,

k
h
u

Đ
ô
n
g
L
ò

D

V
T
G

L
C

Đ
-
G
(
9
)
-
4

m
ứ
c

-
1
0
0
T
h

ợ
n
g

r
ó
t

t
h
a
n

Đ
-
G
(
9
)
-
4
L
ò

D
V
V
T

-
1
7
0

L
C

Đ
-
G
(
9
)
-
4
T
h

m
ở

Đ
-
G
(
9
)
-
4

m
ứ
c

(
-
1
7
0
-
:
-
-
1
0
0
)
T
h

ợ
n
g

t
h
ô
n
g

g
i
ó

,

t
h
i

c
ô
n
g

l
ò

c
h
ợ

Đ
-
G
(
9
)
-
4
T
h

m

ở

L
C
Đ
-
G
(
9
)
-
3

m
ứ
c

(
-
2
5
0
:
-
-
1
7
0
)
C.l

ò
+2
7
L
ò

D
V
-
9
7
,
5
H
1
0
(
P
)
L
ò

D
V
V
C

m
ứ
c

-
9
7
,
5

V
.
H
1
0
(
T
)
T
h

T
.
g
i
ó

Đ

H
1
0

m
ứ
c

(
+
5
-
:
-
+
2
7
)
Đ
-
G
9
-
4
Đ
-
G
9
-
3

8
-
0

9
DB25
-242.5
MB1
-241.9
IG16
-90.8
DB35
-240.2
DB37
-239.9
BH4
-90.5
BH5
-90.4
BP4
-90.1
BH5
-90.4
DP1
-90.4
DP4
-90.1
BH8
-90.1
BH9
-90.0
DP6
-90.2
DP7

-90.2
L
ò

B
á
n

X
i
ê
n

(
-
9
7
.
5
-
:
-

-
5
0
)
DK2
-86.3
I

-
1
1

1
0
-
0
8
BP2
-90.3
BP4
-90.1
BH7
-90.6
BP4
-90.1
DP4
-90.1
DP6
-90.2
DP7
-90.2
DK2
-86.3
I
I
.
1
1

BH12
-89.3
DF2
-53.7
DK6
-52.8
BH12
-89.3
BH12
-89.3
BH12
-89.3
Lò xuyên vỉa 2 đ ờng xe khu đông - ĐBMD -250
DP6
-90.2
DK2
-86.3
I
I
.
1
1
T
h
u
ợ
n
g

K

T

(
-
7
5
-
:
-

-
2
0
)

DT2
-76.3
D
V
M
C

-
8
0

s
ố

1

T
h
ự
ơ
n
g

T
G
(
-
9
7
.
5
-
:
-

-
2
0
)

H
1
0

NT6
-35.6

DT3
-73.7
K
1
.
2
0
.
0
6
.
1
1

DK10
+2.9
V
I
.
1
1

DK10
+2.9

NT10
-8.7
P
h

.

X
V

G
9
-
H
1
0

m
ứ
c

(
-
2
4
0
-
:
-
-
2
0
0
)
T

h

ợ
n
g

m
ở

l
ò

c
h
ợ

m
ứ
c

(
-
2
2
0
-
:
-
-
1

0
0
)
L
ò

b
á
n

x
i
ê
n

V
C

-
2
2
0
-
:
-
-
1
6
0

Đ
-
H
(
1
0
)
-
1
0
L
ò

b
.
x
i
ê
n

V
C

-
2
2
0
-
:
-

-
1
6
0

Đ
-
H
(
1
0
)
-
9
L
ò

D
V
V
C

-
2
5
0

V
.
G

(
9
)
-
6
,
K
Đ
L
ò

D
V
V
T

m
ứ
c

+
5

-

Đ
-
H
1
0

-

1
L
ò

D
V
M
C

-
1
3
0

Đ
-
H
1
0
-
9
T
h

ợ
n
g

T
.
g
i
a
n

m
ứ
c

(
-
1
6
0
-
:
-
-
1
0
0
)
-244.20
-244.15
H10
-243.97
H12
-243.77

H15
8
-
2
0
1
0
9
-
2
0
1
0
-243.75
H16
-244.83
-
2
4
7
.
1
0
2
-
2
4
7
.
1

7
6
N
ề
n
E1
T
-
4
-
1
0
T
-
2
-
1
0
T
-
7
-
1
0
Đ
3
8
-2
0
1

0
G3
G2
8
-
2
0
1
0
9
-
2
0
1
0
1
0
-
2
0
1
0
03
Đoạn thiết kế
Hỡnh 1.1 V trớ ng lũ xuyờn va mc -250 khu ụng.
Hỡnh 1.2 Mt ct a cht ng lũ xuyờn va mc -250 khu ụng.
Sv: Nguyn Vn Sang 15
Đồ án tốt nghiệp ngành xây dựng công trình ngầm và mỏ
CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ KỸ THUẬT

2.1.Xác định kích thước tiết diện ngang của đường lò
2.1.1.Phân loại khối đá
Đường lò thiết kế đi qua đá cát kết thường có màu xám tro, xám
sáng, cấu tạo phân lớp dày, một số nơi cấu tạo khối, khe nứt phát triển, chỉ
số RQD = 70%, chỉ số RMR = 45. Hạt từ mịn đến thô được gắn kết bằng xi
măng silíc. Các lớp đá cát kết ở khu Mông Dương có độ bền cao hơn ở khu
đông bắc Mông Dương. Trong các mặt cắt loại đá này ở khu Mông Dương
chiếm tỷ lệ trung bình 42%, khu đông bắc Mông Dương chiếm khoảng
30% cột địa tầng. Các lớp cát kết thường nằm ở khoảng cách giữa hai vỉa
than. Theo kết quả phân tích thí nghiệm cho chỉ tiêu cơ lý như sau:
Bảng 2.1. Chỉ tiêu cơ lý đất đá khu Đông Bắc Mông Dương
TT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị
1 Cường độ kháng nén Kg/cm
2
1468,61
2 Cường độ kháng kéo Kg/cm
2
133,33
3 Khối lượng thể tích g/cm
2
2,84
4 Lực dính kết Kg/cm
2
350,0
5 Hệ số kiên cố 6
÷
8
6 Chỉ số RMR 45
7 Chỉ số RQD % 70
RQD là chỉ số phản ánh mức độ nứt nẻ của khối đá, được xác định

theo 1 tuyến khảo sát. Sử dụng tỷ số giữa tổng chiều dài các lõi khoan có
chiều dài không nhỏ hơn 10cm, khi đường kính lõi khoan là 5cm và chiều
dài các đoạn lỗ khoan được khoan khảo sát. Dựa vào quan sát thực nghiệm,
Deere sắp xếp các khối đá ra làm 5 loại tương ứng với các trị số RQD khác
nhau như trong bảng sau:
Đồ án tốt nghiệp ngành xây dựng công trình ngầm và mỏ
Bảng 2.2. Phân loại khối đá theo Deere
RQD (%) Loại đá Phân loại chất lượng
0÷25
V Rất xấu
25÷50
IV Xấu
50÷75
III Trung bình
75÷90
II Tốt
90÷100
I Rất tốt
RMR là chỉ số đánh giá khối đá có xét đến các yếu tố: độ bến nén
đơn trục của đá, lượng thu hồi lõi khoan (RQD), khoảng cách giữa các khe
nứt, trạng thái của các khe nứt, điều kiện nước ngầm, tương quan giữa thế
nằm của các lớp và hướng đào của công tình ngầm. Dựa vào các yếu tố trên
Bieniawski đã lập bảng phân loại khối đá như sau:
Bảng 2.3. Phân loại khối đá theo RMR
Chỉ tiêu RMR (%) Loại đá Phân loại chất lượng
< 20 V Rất xấu
21 ÷ 40
IV Xấu
41 ÷ 60
III Trung bình

61 ÷ 80
II Tốt
81 ÷ 100
I Rất tốt
Bieniawski đã lập mối tương quan giữ các giá trị RMR với “ thời
gian tồn tại ổn định ” và “ khẩu độ không chống ” thể hiện trên hình 2.1
Đồ án tốt nghiệp ngành xây dựng công trình ngầm và mỏ
Hình 2.1. Mối liên hệ giữa giá trị RMR với thời gian ổn định không chống.
Theo bảng 2.2 và 2.3 ta có thể đánh giá chất lượng khối đá mà đường
lò đào qua thuộc loại trung bình.
Theo hình 3.1 (Mối liên hệ giữa giá trị RMR với thời gian ổn định
không chống của Bieniawski), với giá trị RMR = 45 thì khẩu độ không
chống tối đa là 12m tương ứng với thời gian ổn định không chống là 24giờ.
Từ sự đánh giá mức độ ổn định không chống của đường lò ở trên,
dựa vào sơ đồ lựa chọn loại hình kết cấu chống cho công trình ngầm theo
Cumming & Kendoski (1982) (hình 2.2) ta có thể lựa chọn sơ bộ kết cấu
chống cho công trình ngầm.
Đồ án tốt nghiệp ngành xây dựng công trình ngầm và mỏ
Hình 2.2. Sơ đồ lựa chọn loại hình kết cấu chống hợp lý cho công trình ngầm theo
Cumming & Kendorski 1982.
Với giá trị RMR = 45, ta chọn kết cấu chống cho đường lò là mạng
neo dày trung bình kết hợp với bê tông phun.
2.1.2.Lựa chọn hình dạng tiết diện ngang của đường lò
Việc lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang đường lò hợp lý chính là một
trong những giải pháp nhằm đảm bảo độ ổn định của công trình, giảm thiểu
khối lượng công tác đào. Trong đá có độ ổn định cao, nếu chọn được hình
dạng mặt cắt ngang hợp lý thì có thể không phải chống.
Hình dạng đường lò được lựa chọn phụ thuộc vào các yếu tố:
+ Áp lực đất đá xung quanh công trình. Căn cứ vào dạng và độ lớn
của áp lực đất đá xung quanh công trình ngầm ta có các dạng mặt cắt ngang

phù hợp (hình 2.3). Khi áp lực nóc là chủ yếu thì hình dạng đường lò là
hình vòm tường đứng một tâm (h-1a). Khi có áp lực nóc và áp lực hông (h-
Đồ án tốt nghiệp ngành xây dựng công trình ngầm và mỏ
1b) hình dạng đường lò là hình móng ngựa. Khi có áp lực cả ở bốn phía thì
hình dạng đường lò là hình tròn (h-1c). Khi áp lực mọi phía không đều
nhau, nhưng đối xứng thì chọn đường lò hình elíp (h-1d); Khi áp lực nóc
nhỏ ta chọn đường lò hình thang (h-1g) hoặc hình chữ nhật (h-1e).
+ Thời gian tồn tại của công trình.
+ Chức năng, nhiệm vụ, kết cấu chống và vật liệu chống đường hầm.
+ Phương pháp thi công và trang thiết bị phục vụ thi công.
+ Các yêu cầu về kĩ thuật.
Do đường lò này là đường lò xuyên vỉa nên tải trọng tác dụng lên
đường lò là tải trọng đối xứng có áp lực nóc và áp lực hông đối xứng qua
trục thẳng đứng của đường nên ta chọn hình dạng tiết diện đường lò có
dạng tường thẳng, vòm bán nguyệt 1 tâm.
b)a) c)
g)
e)
d)
P
P
P
PP
PP
P
P
P
P
P
P

P
P
P
P
P
P
PP
P
P
Hình 2.3. Hình dạng đường lò theo áp lực đất đá tác dụng lên đường lò.
Đồ án tốt nghiệp ngành xây dựng công trình ngầm và mỏ
2.1.3.Tính toán sơ bộ công tác vận tải
Ta có sản lượng khai thác hàng năm của mỏ là A=200000 T/năm.
Khối lượng đá cần vận chuyển lên mặt đất thường lấy bằng 30% sản lượng
khai thác.
• Tổng khối lượng cần vận chuyển qua đường lò trong 1 năm là:
Q=A+0,3A
Trong đó:
A - Sản lượng hàng năm của mỏ A=200 000 T/năm;
0,3A - Lượng đá thải trong quá trình khai thác;
Thay số vào ta được:
Q=200000+0,3.200000=260 000 T/năm.
• Khối lượng vận chuyển qua lò trong 1 ngày đêm :
A
m
=
867
300
000260
300

==
Q
T/ngày đêm.
Trong đó:
Q - Tổng khối lượng vận chuyển qua đường lò trong 1 năm,T ;
300 - Số ngày làm việc trong 1 năm;
2.1.4.Xác định kích thước tiết diện ngang của đường lò
2.1.4.1.Lựa chọn thiết bị vận tải trong đường lò
Hiện nay trong công nghiệp khai thác khoáng sản ở nước ta sử dụng
2 loại phương tiện vận tải chủ yếu là băng tải và tàu điện.
Phương tiện vận tải băng tải được sử dụng chủ yếu trong các đường
lò dọc vỉa vận tải chính, lò xuyên vỉa. Chiều dài làm việc của tuyến băng
tải có thể từ 200m đến hàng chục km, độ dốc làm việc nằm trong khoảng
-13
0
đến 18
0
.
Đồ án tốt nghiệp ngành xây dựng công trình ngầm và mỏ
Phương tiện vận tải bằng tàu điện là hình thức vận tải không liên tục
thường được sử dụng trong các đường lò bằng vận tải chính có độ dốc từ 3
00
0
đến 40
00
0
.
Theo đó với đường lò xuyên vỉa có độ dốc 3
00
0

, mỏ thuộc hạng 2 về
khí và bụi nổ ta sử dụng phương tiện vận tải là tàu điện ác quy AM-8 và
gòong UVG-3 tấn với các thông số kỹ thuật cho ở bảng sau:
Đồ án tốt nghiệp ngành xây dựng công trình ngầm và mỏ
Bảng 2.4. Thông số kỹ thuật của đầu tàu điện AM-8
TT Các chỉ tiêu Số lượng Đơn vị
1 Trọng lượng đầu tàu 8,8 Tấn
2 Vận tốc tối đa 8 km/h
3 Vận tốc chuyển động ở chế độ ngắn hạn 6,8 km/h
4 Lực kéo ở chế độ ngắn hạn 1150 Kg
5 Chiều cao của đường tàu 1415 mm
6 Chiều rộng 1050 mm
7 Chiều dài 4500 mm
8 Cỡ đường xe 900 mm
Bảng 2.5. Đặc tính kỹ thuật của goòng UVG-3
STT Đặc tính Thông số
1 Dung tích
3,0 m
3
2 Chiều rộng 1,35 m
3 Chiều dài 3,45 m
4 Chiều cao 1,4 m
5 Cỡ đường 0,9 m
6 Trọng lượng 1,183 tấn

Để phù hợp với thiết bị vận tải tàu điện goòng UVG-3 cỡ đường
0,9 m ta chọn loại ray P24 và tà vẹt bê tông cốt thép tiết diện hình thang.
Bảng 2.6 Đặc tính kỹ thuật của ray P24
STT Các thông số Kích thước Đơn vị
1 Chiều dài tiêu chuẩn 8 m

2 Chiều cao 107 mm
3 Chiều rộng của đỉnh ray 51 mm
4 Chiều rộng chân ray 90 mm
5 Chiều cao chân ray 107 mm

Đồ án tốt nghiệp ngành xây dựng công trình ngầm và mỏ
Bảng 2.7. Đặc tính kỹ thuật của tà vẹt bê tông cốt thép.
STT Các thông số Kích thước Đơn vị
1 Chiều dài của tà vẹt 120 mm
2
Chiều rộng của mặt đáy b
1tv
170 mm
3
Chiều rộng của đỉnh b
2tv
140 mm
4 Chiều dài của thanh tà vẹt 1200 mm
2.1.4.2. Tính toán khả năng vận tải của đầu tàu điện
Khả năng vận tải của đầu tàu điện được tính theo các trường hợp sau:
- Tàu có tải khởi động lên dốc.
- Hãm xuống dốc an toàn.
- Đốt nóng động cơ kéo.
• Tính toán khả năng vận tải của đầu tàu điện theo điều kiện
tàu có tải khởi động lên dốc.
)1
110w5,1
1000
.(
0

−
++
=
Jw
PQ
đxdt
bd
ξ
, T (2.1)
Trong đó:
P - Trọng lượng của đầu tàu, P = 8,8 tấn;
ξ
- Hệ số bám dính giữa bánh xe với ray
ξ
= 0,135;
w
dt
- Sức cản chuyển động của đầu tàu khi lên dốc w
dt
= 5kg/tấn;
w
đx
- Sức cản do độ dốc đường gây ra, w
đx
=1000.i, với i là độ dốc
của đường xe i= 3
00
0
;
J

0
- Gia tốc mở máy , J
0
= 0,03m/s
2
;
Thay vào công thức (2.1) ta được:
TQ
bd
29,77)1
03,0.1101000.35.5,1
135,0.1000
.(8,8
00
0
=−
++
=
Đồ án tốt nghiệp ngành xây dựng công trình ngầm và mỏ
• Khả năng vận tải của đầu tàu điện theo điều kiện hãm xuống
dốc.
)1
110
1000
.(
0
+
−+
=
wwa

PQ
dc
h
h
ξ
,T (2.2)
Trong đó:
P - Trọng lượng của tàu, P = 8,8 T;
h
ξ
- Hệ số bám dính của bánh xe với đường sắt khi xuống dốc
h
ξ
=
0,17;
w
0
- Sức cản chuyển động của đầu tàu khi xuống dốc w
0
= 3kg/tấn;
w
đc
- Sức cản cân bằng w
đc
=4kg/tấn;
a - Gia tốc của đầu tàu khi hãm, a=
0378,0
40
89,1.8,0
==

h
l
v
;
v - Vận tốc hãm v=0,8 v
kt
,v
kt
= 6,8km/h = 1,89m/s là vận tốc kỹ
thuật của đầu tàu;
l
h
- Chiều dài quãng đường hãm tàu theo quy phạm, l
h
= 40m;
Thay số vào công thức (2.2) ta được:
TQ
h
83,298)1
340378,0.110
17,0.1000
.(8,8 =+
−+
=
• Khả năng vận tải của đầu tàu điện theo điều kiện đốt nóng
động cơ.
[ ]
P
Ji
F

Q
dn
−
++
=
0
108w
, T (2.3)
Trong đó:
w - Lực cản chính của đầu tàu w= 9 kg/tấn;
0
J
- Gia tốc mở máy
2
0
/03,0 smJ =
;
i - Độ dốc của đường xe i = 3
00
0
;
[ ]
F
- Lực kéo cho phép của đầu tàu theo điều kiện nhiệt;