Thiết kế kho vật liệu nổ công nghiệp cho mỏ than hà lâm

Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
mục lục
Trang
Chơng I:Giới thiệu chung về công trình cần thiết kế
4
I.1.Vị trí địa lý, khí hậu, điều kiện địa chất khu mỏ
4
I.1.1.Vị trí địa lý khu mỏ xây dựng kho vật liệu nổ công nghiệp 4
I.1.2.Đặc điểm địa hình 4
I.1.3.Đặc điểm khí hậu 4
I.1.4.Đặc điểm giao thông vận tải 4
I.1.5.Cấu tạo địa chất khu mỏ 4
I.1.6. Đặc điểm địa chất thuỷ văn, địa chất công trình, độ chứa khí 5
I.2.các yêu cầu khi xây dựng kho chứa VLNCN
9
I.2.1. Tầm quan trọng của kho vật liệu nổ công nghiệp 9
I.2.2. Tính pháp lý của kho chứa vật liệu nổ công nghiệp mỏ than Hà Lầm. 9
I.2.3. Các yêu cầu khi xây dựng kho chứa VLNCN cho mỏ than Hà Lầm 10
Chơng ii: CáC THÔNG Số Kĩ THUậT CủA KHO VLNCN
13
ii.1. Xác định dung lợng kho vật liệu nổ công nghiệp cho mỏ
than Hà Lầm
13
II.1.1. Xác định dung lợng kho 13
II.1.2.Xác định lợng kíp nổ 14
II.1.3.Xác định số lợng ngăn chứa thuốc và chứa kíp. 14
II.1.4.Xác định kích thớc ngăn chứa thuốc và chứa kíp 15
ii.2. kiểm tra các yêu cầu về an toàn của kho
16
II.2.1.Kiểm tra khoảng cách an toàn về chấn động . 16
II.2.2. Khoảng cách an toàn về truyền nổ. 17

II.2.3. Khoảng cách an toàn về tác động của sóng không khí 18
II.2.4. Khoảng cách an toàn chung cho kho thuốc nổ . 19
Chơng iiI: Giải pháp thiết kế các hạng mục công trình cho kho
vật liệu nổ công nghiệp
19
III.1.Quy hoạch hệ thống các công trình của kho
19
III.2.Các yếu tố ảnh hởng tới việc lựa chọn hình dạng, kích th-
ớc tiết diện, lựa chọn vật liệu chống giữ
20
III.2.1.Các yếu tố ảnh hởng tới việc lựa chọn hình dạng, kích thớc tiết diện 20
III.2.2. Các yếu tố ảnh hởng tới việc lựa chọn vật liệu chống giữ 21
III.3.thiết kế kho thuốc nổ.
21
III.3.1.Xác định hình dạng, kích thớc đờng hầm chứa khám thuốc nổ. 21
III.3.2.Xác định sơ bộ chiều dày vỏ chống cố định 22
III.3.3.Tính áp lực đất đá xung quanh tác dụng lên công trình 22
III.3.4.Xác định nội lực của công trình. 24
III.3.5.Thiết kế khám chứa thuốc nổ 33
III.3.6.Thiết kế ngăn chứa phơng tiện nổ 33
III.4. Thiết kế hệ thống cửa kho
33
III.5.Tính toán ụ an toàn của kho VLNCN
36
III.6. Thiết kế nhà gia công vật liệu nổ
37
III.7. Thiết kế nhà bảo vệ kho chứa VLNCN.
37
III.8. Tính toán hệ thống chống sét cho kho VLNCN
38

III.8.1.Quy định chung. 38
III.8.2.Các phơng pháp chống sét, cấp điện, chiếu sáng cho kho VLNCN 38
III.9. Thiết kế hệ thống cấp thoát nớc, thông gió và các hạng
mục phụ trợ
42
III.9.1. Hệ thống cấp thoát nớc. . 42
III.9.2. Hệ thống thông gió 42
III.9.2.Các hạng mục phụ trợ 43
Chơng iV: Biện pháp thi công và các công tác phụ.
44
IV.1. Chuẩn bị mặt bằng
45
IV.2. biện pháp thi công kho VLNCN
45
IV.3.Thành lập biểu đồ tổ chức chu kỳ và lịch trình thi công
47
IV.3.1. Cơ sở thành lập biểu đồ tổ chức chu kì. 47
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
1
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
IV.3.2. Xác định khối lợng công việc trong một chu kỳ chống 48
IV.3.3. Bố trí nhân lực 48
IV.3.4. Thời gian hoàn thành từng công việc 49
Chơng V: Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
52
V.1.Các bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
52
Bảng chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật đào lò. 52
V.II. Giá thành xây dựng 1 mét kho
53

Bảng chi phí xây dựng 1mét kho (đồng) 54
Bảng tổng dự toán xây dựng 1 mét kho (đồng) 55
KếT LUậN
56
Tài liệu tham khảo
57
Lời nói đầu
Đất nớc ta đang trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá, nhu cầu
về vật liệu nổ công nghiệp để phục vụ cho xây dựng các công trình và khai
thác tài nguyên nhằm thoả mãn các yêu cầu của nền kinh tế quốc dân là rất
lớn. Đặc biệt là đối với ngành than trong tình hình khai thác ngày càng xuống
sâu hiện nay thì việc phải sử dụng chất nổ công nghiệp là một điều tất yếu.
Vật liệu nổ công nghiệp bao gồm thuốc nổ và các phụ kiện nổ trong sản
xuất công nghiệp và các mục đích dân dụng khác. Do tính chất nguy hiểm
của vật liệu công nghiệp mà nó phải đợc bảo quản trong các kho đã đợc cấp
phép dùng trong muc đích này. Kho phải đợc thiết kế, thi công, nghiệm thu
theo đúng các quy định hiện hành về xây dựng cơ bản của Nhà nớc và các yêu
cầu của tiêu chuẩn Việt Nam.
Xuất phát từ mục đích thực tiễn này, với kiến thức đã học trong trờng Đại học
Mỏ - Địa chất, cùng với sự hớng dẫn, chỉ đạo nhiệt tình của các thầy cô giáo trong
bộ môn Xây dựng công trình ngầm và mỏ, khoa Mỏ đặc biệt là thầy giáo TS.
Nguyễn Văn Quyển tác giả đã chọn đề tài Thiết kế kho vật liệu nổ công nghiệp
cho mỏ than Hà Lầm cho nội dung cuốn đồ án tốt nghiệp này.
Nội dung của cuốn đồ án gồm 5 chơng:
Chơng I : Giới thiệu chung về công trình cần thiết kế
Chơng II : Các thông số kỹ thuật của kho vật liệu nổ công nghiệp
Chơng III: Giải pháp thiết kế các hạng mục công trình của kho
Chơng IV: Biện pháp thi công
Chơng V: Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
Do trình độ bản thân còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm thực tế còn cha có

nên cuốn đồ án này không sao tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót. Tác giả
kính mong nhận đợc sự bổ sung đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, các bạn
bè đồng nghiệp để quá trình công tác sau này đạt kết quả tốt.
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
2
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
Tác giả bày tỏ sự biết ơn chân thành sự hớng dẫn, giúp đỡ của các thầy
cô giáo, đặc biệt là thầy giáo TS. Nguyễn Văn Quyển, cũng nh các kỹ s phòng
Kỹ thuật Công ty cổ phần than Hà Lầm đã cung cấp các số liệu, cùng các ý
kiến quý báu để tác giả hoàn thành cuốn đồ án này.
Hà Nội, 04 / 05 / 2008
Tác giả
Nguyễn Anh Duy
Ch ơng I
Giới thiệu chung về công trình cần thiết kế
I.1.Vị trí địa lý, khí hậu, điều kiện địa chất khu mỏ.
I.1.1.Vị trí địa lý khu mỏ xây dựng kho vật liệu nổ công nghiệp
Vị trí địa lý khu vực xây dựng kho vật liệu nổ công nghiệp cho mỏ than
Hà Lầm nằm trong khu vực giới hạn bởi toạ độ:
X = 19.700 ữ 20.400
Y = 409.500 ữ 410000
Cốt cao xây dựng Z = +32.9
Giới hạn phía Bắc của khu vực là khu bãi thải vỉa 14 công trờng khai thác
lộ thiên. Giới hạn phía Nam của khu vực là công trờng khai thác lộ thiên của
công ty cổ phần than Núi Béo. Giới hạn phía Tây của khu vực là khu khai
thác lộ thiên của Trung đoàn 213. Giới hạn phía Đông của khu vực là công tr-
ờng khai thác lộ thiên khu VI viả 11.
I.1.2.Đặc điểm địa hình
Địa hình khu vực thiết kế chủ yếu là vùng núi cao. Độ cao bề mặt địa
hình từ 60 ữ 250 mét. Độ dốc địa hình từ 7 ữ 45, cao dần về phía Đông. Vỉa

có dạng nếp lồi, đỉnh nếp lồi là khu bãi thải vỉa 14.
I.1.3.Đặc điểm khí hậu
Khí hậu khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Mùa ma từ tháng 4 đến
tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Lợng ma trung bình hàng
năm từ 180 ữ 200 mm. Nhiệt độ trung bình hàng năm 25 ữ 27C thấp nhất 9 ữ
10C. Độ ẩm không khí từ 78 ữ 90%.
I.1.4.Đặc điểm giao thông vận tải
Giao thông: Khu mỏ thuộc phờng Hà Lầm - thành phố Hạ Long - tỉnh
Quảng Ninh, có hệ thống giao thông thuận lợi. Than khai thác ở các khu vực
mỏ đợc vận tải bằng đờng ô tô chuyên chở ra nhà sàng Nam Cầu trắng và vận
chuyển đi các tỉnh trong cả nớc bằng cả đờng thuỷ và đờng bộ.
I.1.5.Cấu tạo địa chất khu mỏ
I.1.5.1.Đặc điểm kiến tạo
Là một phần của dải than Đông Triều Mạo Khê Hồng Gai Cẩm
Phả. Khu Hà Lầm có cùng một chế độ kiến tạo phức tạp chung của toàn mỏ than.
Các đứt gãy phát triển tơng đối nhiều, có quy mô khác nhau, phần lớn là
đứt gãy thuận. Các uốn nếp cũng phát triển nhiều, quy mô khác nhau, phơng
trục không ổn định. Các nếp lõm thờng phát triển phức tạp.
I.1.5.2.Đặc điểm địa tầng
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
3
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
Địa tầng khu mỏ có mặt các trầm tích thuộc giới cổ sinh (Parozo), giới
trung sinh (Marozo) và tân sinh (Karozo).
1) Giới cổ sinh: Hệ Cácbon Pécmi (C-P)
Trầm tích hệ C-P phân bố trên một diên tích nhỏ phía đông bắc khu
nghiên cứu; thuộc cánh nâng của đứt gãy thuận Hà Tu. Đá của địa tầng chủ
yếu là đá vôi màu xám đen, đôi khi xám trắng, cấu tạo dạng khối đặc xít. Lên
phần trên của địa tầng lại phổ biến các đá silic gồm các mảnh đá silic, thạch
anh, thạch anh ẩn tinh, can xê đoan, ô pan, ngoài ra còn có cácbonnát,

hyđrôxít sắt. Chiều dày địa tầng 1500 ữ 2000 m.
2) Giới trung sinh: Hệ Trias Thống trên.
Bậc Nori Reti - Điệp Hồng Gai phân bố đều trên toàn bộ diện tích
nghiên cứu phủ bất chỉnh hợp lên trầm tích C P. Theo đặc điểm thạch học,
độ chứa than Điệp Hồng Gai đợc chia làm 3 phụ điệp: phụ điệp dới, phụ điệp
giữa, phụ điệp trên. Trong phạm vi nghiên cứu không tồn tại trầm tích của phụ
điệp trên.
- Phụ Điệp Hồng Gai dới (T
3n
rhg
1
) phân bố thành dải hẹp dọc phía
Nam khu mỏ. Nham thạch chủ yếu là cuội kết, cát kết, đá khoáng phân lớp
dày, ít hơn là bột kết, sét kết phân lớp mỏng.
- Phụ Điệp Hồng Gai giữa (T
3n
rgh
2
) nằm chỉnh hợp trên phụ Điệp
Hồng Gai dới. Phân bố phần lớn diện tích khu nghiên cứu. Trên mặt cắt địa
chất của phụ Điệp Hồng Gai giữa chủ yếu là bột kết, cát kết, sạn kết, ít hơn có
sét kết và cuội kết. Các lớp đá có chiều dày biến đổi trong phạm vi hẹp, phụ
Điệp Hồng Gai giữa có chứa 9 vỉa than. Các vỉa than có chiều dày từ mỏng
đến trung bình, dày và rất dày. Các vỉa 9(6), 7(4), 6(3), 5(2) là những vỉa
không duy trì trên toàn khu mỏ, các vỉa 10(7), 11(8), 14(10) có chiều dày từ
dày đến rất dày, cấu tạo vỉa phức tạp. Sự chuyển tiếp giữa đá hạt thô và đá hạt
mịn và các vỉa than nhiều khi không từ từ, thậm chí là rất đột ngột.
Chiều dày trầm tích phụ Điệp Hồng Gai ở khu Hà Lầm thay đổi từ 500
ữ
700 m, trung bình là 540m.

3) Giới tân sinh (KZ): Hệ đệ tứ Q.
Trầm tích đệ tứ phủ bất chỉnh hợp các phiến đá của Điệp Hồng Gai, phân
bố trên khắp khu mỏ. Thành phần gồm cuội, sỏi, cát, sét bở rời, mảnh vụn,
tảng lăn. Đó là sản phẩm phong hoá của các đá có trớc. Chiều dày không ổn
định thay đổi 1
ữ
2m đến 10
ữ
15m.
I.1.6. Đặc điểm địa chất thuỷ văn, địa chất công trình, độ chứa khí.
I.1.6.1. Đặc điểm địa chất thuỷ văn
1) Mạng sông suối:
Trong khu mỏ có một suối chính là suối Hà Lầm và một hệ thống suối nhỏ,
các suối này chỉ có nớc khi trời ma, tất cả các suối đều chảy về suối chính là
suối Hà Lầm. Chảy về phía Tây của khu mỏ và chảy ra biển.
2) Các khối n ớc mặt:
Trong khu mỏ còn có các khối nớc mặt, nớc ở các đáy moong khai thác than
nh moong Hà Lầm, moong Ao ếch. Những moong này có dung tích nhỏ vì vậy
các khối nớc mặt này ít ảnh hởng đến quá trình khai thác. Nguồn cung cấp n-
ớc cho suối là nớc ma và nớc dới đất.
*)N ớc d ới đất: Để phân chia ra các đơn vị chứa nớc khác nhau của khu mỏ
phải dựa vào các cơ sở sau:
- Nguồn gốc tạo thành.
- Cấu trúc địa chất.
- Thành phần thạch học.
Dựa trên các cơ sở đó thì trong khu mỏ có hai đơn vị chứa nớc khác nhau
đó là tầng chứa nớc đệ tứ (Q) và tầng chứa nớc chứa than T
3n
rhg
2

.
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
4
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
a) Tầng chứa n ớc đệ tứ (Q):
Phân bố rộng khắp khu mỏ và trên cùng của cột địa tầng, chúng nằm trên
các đồi, sờn đồi và thung lũng, càng xuống thấp chiều dày càng lớn. Trên các
đỉnh đồi chiều dày tầng cha nớc dày từ 1
ữ
2 m, sờn đồi là 2
ữ
5 m, thung lũng
là 7
ữ
10 m; trung bình là 3
ữ
5 m. Tầng này bao gồm các loại đá nh cát, cuội,
sỏi, bột cát lăn và mùn thực vật. Chúng có kết cấu rời rạc, mềm dẻo.
b) Tầng chứa n ớc chứa than (T
3(n-y)
hg
2
):
Đây là tầng chứa nớc chính, nó có chứa các vỉa than có giá trị công
nghiệp lớn. Gồm các vỉa từ vỉa 14 đến vỉa 4. Khoảng cách các vỉa thay dổi từ
40
ữ
75m. Trong tầng chứa nớc này ngời ta thấy có các lớp đá hạt thô, các lớp
đá hạt mịn và các vỉa than nằm xen kẽ nhau mang tính trầm tích, phân nhịp rõ
ràng.

c) Đặc điểm, thành phần hoá học của n ớc .
Qua phân tích hoá học thì ta thấy nớc ở đây không màu, không mùi,
không vị, độ pH từ 6,8
ữ
7(trung tính). Tổng độ khoáng hoá mỏ thay đổi từ
0,249 g/l
ữ
0,042 g/l. Nớc có tên gọi là Bicácbônát Nattri Kali hoặc
Bicácbônát - Clorua nattri Kali canxi. Nớc trong tầng này thuộc loại ăn
mòn rất yếu hoặc không ăn mòn.
3) N ớc trong các đứt gẫy:
Các đứt gẫy có mặt trong mỏ thờng là các đứt gẫy có đới huỷ hoại nhỏ, đất đá
trong đới huỷ hoại bị vò nhàu, cà nát mạnh. Riêng đứt gẫy L L nằm ở phía
Nam khu mỏ có đới huỷ hoại rộng tới 25m.
I.1.6.2. Đặc điểm địa chất công trình
Các loại đất đá tham gia vào cột địa tầng của mỏ gồm: Cuội kết, sạn kết,
cát kết, sét kết, sét than và các vỉa than.
a) Cuội kết: Màu xám trắng đến xám tro, thành phần là hạt thạch anh bán
tròn cạnh. Ximăng gắn kết là các hạt thạch anh hoặc silic thuộc ximăng cơ sở,
đôi chỗ ximăng ở dạng lấp đầy. Hạt thạch anh màu trắng đục, kích thớc 0,5
ữ
1,5 cm. Cuội kết thờng ở dạng thấu kính lớp mỏng 1
ữ
2 m,chỗ dày nhất từ 4
ữ
5 m. Khi quan sát cuội kết ở mẫu khoan ta thấy rõ nét khe nứt phát triển tơng
đối mạnh và cắt chéo nhau, mặt khe nứt gồ ghề, chiều rộng khe nứt 0,2
ữ
0,5
mm. Các lớp cuội kết thờng có cấu tạo khối và chiếm 1,5% tổng số đất đá có

trong khu mỏ.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của 12 mẫu cuội:
maxnen

=1368 KG/cm
2
;
minnen

= 462 KG/cm
2
;


tbnen

=938 KG/cm
2
b) Sạn kết: Màu xám sáng, xám tro, xám trắng. Thành phần chủ yếu là thạch
anh màu trắng đục có kích thớc 0,2
ữ
0,5 cm. Các hạt thạch anh tơng đối tròn
cạnh, ximăng gắn kết cát thạch anh hoặc là Silic, gắn kết rất bền chắc. Càng
xuống sâu các lớp sạn kết càng ít gặp hoặc tồn tại ở dạng thấu kính. Tổng
chiều dày các lớp sạn kết chiếm 13% tổng các loại đất đá trong khu mỏ, độ
kiên cố 4
ữ
6, thể trọng

=2,6 T/m

3
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của 67 mẫu sạn kết:
maxnen

=3733 KG/cm
2
;
minnen

= 388 KG/cm
2
;
tbnen

=1412
KG/cm
2
c) Bột kết: Màu xám tro, xám, xám tối đến xám đen. Thành phấn chủ yếu là
sét, ngoài ra còn có lẫn mùn thực vật. Loại đá này phân bố rộng khắp khu mỏ
và thờng nằm ở gần vách trụ các vỉa than. Tổng chiều dày các lớp bột kết có
trong khu mỏ chiếm 34% cột địa tầng.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của 514 mẫu cát kết:
maxnen

=2570 KG/cm
2
;
minnen

= 122 KG/cm

2
;
tbnen

= 621 KG/cm
2
d) Cát kết: Màu xám sáng, xám tro, xám tối đến xám đen. Thành phần là hạt
thạch anh, xi măng gắn kết là sét, cấu tạo khối đến phân lớp dày. Các lớp cát
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
5
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
kết phân bố rộng rãi trong khu mỏ và tơng đối đều trong cột địa tầng. Các lớp
này rất ổn định về cả chiều dày và chiều sâu, độ kiên cố 4
ữ
6, thể trọng

=2,6
T/m
3
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của 347 mẫu cát kết:
maxnen

=3184 KG/cm
2
;
minnen

= 193 KG/cm
2
;

tbnen

=956 KG/cm
2
e) Sét kết: Màu xám, xám đen đến đen, thành phần chủ yếu là sét có lẫn
mùn thực vật và ít vật chất than. Cấu tạo phân lớp mỏng, phân bố không rộng
rãi thờng nằm ở vách và trụ các vỉa than hoặc nằm kẹp trong vỉa than. Các lớp
này có chiều dày không ổn định, chỗ dày nhất lên tới 5m. Độ kiên cố 4
ữ
6, thể
trọng

=2,6 T/m
3
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của 37 mẫu sét kết:
maxnen

=810 KG/cm
2
;
minnen

= 175 KG/cm
2
;
tbnen

=395 KG/cm
2
I.1.6.3. Đặc điểm khí mỏ

Trầm tích chứa than ở đây có chứa các loại khí chủ yếu là N
2
, CO
2
, H
2
,
CH
4
. Các loại khí khác cũng có nhng không đáng kể, các khí CO
2
, H
2
, CH
4
là
loại khí có ảnh hởng trực tiếp, gây ra những cản trở trong quá trình khai thác
lại có hàm lợng cao nên chúng là đối tợng nghiên cứu chủ yếu. Để có những
đánh giá tổng quát về tính quy luật các khí theo chiều sâu thì nghiên cứu
không dừng lại ở mức -150 mà tổng hợp kết quả đến mức -500.
- Khí CO
2
trong diện nghiên cứu biến đổi từ 0,03%
ữ
32,01%, trung bình là
7,22%. Độ chứa khí từ 0,00
ữ
1,07 cm
3
/gKC; trung bình 0,32 cm

3
/gKC
- Khí CH
4
, H
2
có hàm lợng biến đổi từ 0,84
ữ
88,18%, trung bình 37,49%. Độ
chứa khí 0,00
ữ
5,64 cm
3
/gKc; trung bình 1,478 cm
3
/gKC.
Vỉa than có độ chứa khí trung bình, tốc độ nhả khí nhanh do khu khai
thác có nhiều kẽ hở, đứt gãy, tạo điều kiện thuận lợi cho khí CH
4
thoát ra
ngoài trong quá trình khai thác. Tầng khai thác từ mức -50 trở lên nằm trong
đới khí phong hoá, càng xuống sâu hàm lợng khí CH
4
càng tăng dần. Kết quả
nghiên cứu khí mỏ trong các khu vực đang khai thác hiện nay đã xếp khu mỏ
thuộc loại I về khí.
I.1.6.4. Lựa chọn kho thuốc nổ cho mỏ than Hà Lầm
*) Các loại kho
a) Theo kết cấu xây dựng kho vật liệu nổ công nghiệp đợc chia ra:
Kho nổi, kho nửa ngầm, kho ngầm và kho hầm lò.

- Kho nổi: là kho có các nhà kho đặt ngay trên mặt đất.
- Kho nửa ngầm: là kho có mái đua của các nhà kho ngang với mặt đất.
- Kho ngầm: là kho có chiều dày lớp đất phủ ở trên kho nhỏ hơn 15 m.
- Kho hầm lò: là kho có chiều dày lớp đất phủ ở trên kho lớn hơn 15 m.
b) Theo thời hạn sử dụng, kho vật liệu nổ công nghiệp đợc chia ra:
- Kho cố định: có thời hạn sử dụng trên 3 năm(thờng là kho dự trữ, kho
tiêu thụ).
- Kho tạm thời: có thời hạn sử dụng từ 1 đến 3 năm(thờng là kho tiêu thụ).
- Kho tạm thời ngắn hạn: có thời hạn sử dụng dới 1 năm.
c) Theo nhiệm vụ và tính chất sử dụng, kho vật liệu nổ công nghiệp đợc chia
ra:
- Kho dự trữ: có nhiệm vụ cung cấp vật liệu nổ công nghiệp cho các kho
tiêu thụ.
- Kho tiêu thụ: có nhiêm vụ cấp phát hàng ngày vật liệu nổ công nghiệp
cho nơi sử dụng.
Dựa vào các thuyết minh ở trên về mỏ than Hà Lầm ta thấy rằng đất đá
tại đây có độ cứng trung bình, mỏ đợc xếp loại I về khí bụi nổ. Khu vực mà ta
định xây dựng kho VLNCN nằm trên bãi thải của mỏ than Hà Lầm, tại đây
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
6
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
đất đá khá rời rạc. Xung quanh là khu vực hoang vắng, ít ngời qua lại. Vì vậy
ta chọn giải pháp xây dựng kho vật liệu nổ ở đây là kho tiêu thụ, đặt bán ngầm
phục vụ cho khai thác hầm lò, công trình đợc đặt ở cốt cao +32.9 , cửa hầm
quay về hớng Nam.
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
7
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
Hình I.1: Vị trí kho vật liệu nổ công nghiệp :
I.2. Các yêu cầu khi xây dựng kho chứa vật liệu nổ công

nghiệp (VLNCN) Hà Lầm
I.2.1. Tầm quan trọng của kho vật liệu nổ công nghiệp
Trong quá trình khai thác khoáng sản nói chung và khai thác than nói
riêng ở nớc ra hiện nay thì việc sử dụng vật liệu nổ công nghiệp để phục vụ
cho quá trình khai thác vẫn là chủ yếu. Công ty than Hà Lầm là một công ty
khai thác và tiêu thụ độc lập, sản lợng của Công ty lên tới 1.130.000 tấn/năm,
số mét lò đá phải đào là 14554 m/năm. Bởi vậy để phục vụ cho quá trình khai
thác than ở mỏ than Hà Lầm thì việc xây dựng một kho chứa vật liệu nổ công
nghiệp là tất yếu. Kho chứa vật liệu nổ công nghiệp này nhằm dự trữ, bảo
quản và cấp phát vật liệu nổ phục vụ kịp thời trong quá trình xây dựng và khai
thác than. Do vậy kho chứa vật liệu nổ công nghiệp quyết định một phần quan
trọng trong quá trình thực hiện kế hoạch khai thác than.
I.2.2. Tính pháp lý của kho chứa vật liệu nổ công nghiệp mỏ than Hà Lầm
Vật liệu nổ là loại vật liệu rất nguy hiểm đối với tính mạng con ngời và
công trình, vì vậy mà việc xây dựng kho vật liệu nổ công nghiệp phải rất đợc
chú trọng về mặt an toàn. Với sản lợng nh của Công ty than Hà Lầm thì lợng
thuốc nổ sử dụng hàng ngày là rất lớn, công tác an toàn càng cần phải nâng
cao. Bởi vậy khi xây dựng kho chứa vật liệu nổ nhất thiết phải xây dựng theo
đúng nh thiết kế đã đợc cơ quan quản lý cấp trên duyệt và đợc sự đồng ý của
cơ quan thanh tra về kỹ thuật an toàn và các cơ quan Công an, Bộ Quốc
Phòng, đợc cấp giấy phép xây dựng kho chứa thuốc nổ.
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
8
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
I.2.3. Các yêu cầu khi xây dựng kho chứa VLNCN cho mỏ than Hà Lầm
Để đảm bảo an toàn và đảm bảo phẩm chất của thuốc nổ thì việc bảo
quản thuốc nổ có một vai trò rất quan trọng. Nếu bảo quản không tốt thì sẽ
làm giảm chất lợng của thuốc nổ, làm tăng sổ lợng lỗ mìn câm, giảm hiệu quả
nổ mìn, ảnh hởng đến sản lợng và kinh tế. Bởi vậy khi xây dựng kho vật liệu
nổ thì phải đảm bảo yêu cầu về an toàn bảo quản, vận chuyển và sử dụng, cụ

thể là:
Yêu cầu về xây dựng kho VLNCN
- Không gây ra hiện tợng nổ do phản ứng hoá học của bản thân vật liệu
nổ hoặc bị nổ do các hoạt động khác.
- Các nhà kho chứa vật liệu nổ công nghiệp phải quay theo hớng Bắc-
Nam để tránh ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào trong nhà.
- Mái nhà kho phải làm bằng vật liệu không cháy, có thể làm mái ngói
hoặc fibrô xi măng.
- Mái nhà kho phải có trần, nếu nhà kho có mái bêtông cốt thép thì phải
có lớp cách nhiệt.
- Nền và sàn nhà phải đảm bảo luôn khô ráo. Nền phải cao hơn mặt bằng
kho ít nhất 20 cm.
- Hệ thống cửa của kho VLNCN phải có 2 lớp cửa, cửa phòng hoả ở
ngoài và phải bọc tôn.
- Sàn nhà phải cao hơn nền ít nhất 30 cm, sàn có thể lát gạch, gỗ, đổ
bêtông. Sàn phải phẳng, không có khe hở lỗ thủng.
- Trong phạm vi kho phải có rãnh thoát nớc, rãnh phải có độ nghiêng,
kích thớc phù hợp để tiêu nớc nhanh.
- Đờng ra vào kho và đờng đến từng nhà kho phải đảm bảo các tiêu
chuẩn kỹ thuật, đi lại thuận lợi và luôn giữ sạch sẽ.
- Các kho phải có hàng rào bao quanh. Ngoài hàng rào phải có khu vực
cấm tối thiểu 50m kể từ hàng rào.
- Cấm xây dựng một công trình nào trên mặt đất nằm trực tiếp lên phía
trên kho VLNCN.
- Những đờng lò có buồng hoặc ngách chứa VLNCN không đợc thông
thẳng trực tiếp với đờng lò chính mà phải nối bằng ba đoạn lò dẫn vuông góc
với nhau, nhng đoạn lò dẫn này phải kết thúc bằng những hốc cụt sâu 2m và
tiết diện tối thiểu là 4 m
2
.

- Khoảng cách từ các buồng hoặc ngách gần nhất đền đờng lò dùng làm
lối đi lại thờng xuyên không đợc nho hơn 30 m đối với kho kiểu buồng và 25
m đối với kho kiểu ngách.
- Trớc cửa lò phải đắp ụ bảo vệ, ụ phải cao hơn cửa lò 1,5m; chiều dài lớn
hơn 3 lần chiều rộng cửa lò. Chiều rộng đỉnh ụ tối thiểu 1m, chiều rộng của
chân ụ tính theo góc ổn định của đất đắp. Có thể dùng đá đào lò để đắp ụ.
- Các đờng lò của kho ngầm phải dốc ra ngoài có rãnh thoát nớc. Rãnh
phải có nắp đậy.
- Các buồng, ngách của kho ngầm phải chống bằng vật liệu không cháy,
các lò dẫn vào kho có thể chống bằng gỗ và quét hồ chống cháy.
- Cửa ra vào kho phải bố trí trạm gác. Nếu cửa này không quan sát đợc
lối ra vào kho dự phòng và trạm quạt thì cũng phải đặt thêm trạm gác khác để
quan sát chỗ đó.
- Trong các đờng lò của kho, có thể đặt đờng ray để vận chuyển vật liệu
nổ công nghiệp.
- Việc kiểm tra kíp điện và làm ngòi mìn phải làm trong buồng riêng của
kho hoặc trong buồng ở ngoài mặt đất.
Yêu cầu về thông gió cho kho chứa VLNCN.
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
9
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
- Kho chứa vật liệu nổ công nghiệp phải đợc thông gió (tự nhiên hoặc cỡng
bức). Kho phải đợc thông gió thờng xuyên bằng luồng gió sạch đảm bảo luân
chuyển không khí của kho 4 lần /giờ và phải nối với mạng gió chung của mỏ.
Yêu cầu về chiếu sáng cho kho chứa VLNCN
- Để chiếu sáng có thể dùng điện lới hoặc máy phát điện: Cho phép dùng đèn
sợi đốt hoặc đèn huỳnh quang đợc cung cấp từ biến thế chiếu sáng có điện áp
không quá 220V. Cấm dùng đèn hồ quang để chiếu sáng.
- Đèn chiếu sáng nhà kho phải đặt trong các hốc tờng hoặc trần và có lới che.
- Công tắc, cầu chì, ổ cắm, bảng điện phải đặt trong hộp kín ở ngoài nhà kho

hoặc trong các phòng riêng.
- Dây dẫn chiếu sáng trong khu vực kho và trong các nhà kho phải dùng loại
cáp có vỏ bọc cách điện. Cấm mắc các dây dẫn hoặc cáp điện qua phía trên
các nhà kho.
- Các giá đỡ phải cá kết cấu thích hợp để cáp không bị h hỏng. Chỗ đa cáp vào
nhà kho phải có ống bọc.
- Khi treo cáp điện dọc theo tờng và trần nhà phải có giá đỡ cách nhau 0,8 đến
1 m khi đặt ngang và 2 m khi đặt đứng.
- Nối cáp phải dùng các hộp nối chuyên dùng.
Yêu cầu về PCCC cho kho chứa VLNCN.
- Các kho VLNCN đều phải trang bị bình dập lửa, thùng có cát, thùng nớc, bể
chứa nớc chứa đợc 50 m
3
trở lên phải có máy bơm để bơm chữa cháy.
Để ngăn ngừa cháy lan từ ngoài vào phải:
- Dọn sạch cây cỏ trong khoảng rộng không nhỏ hơn 5m xung quanh nhà kho.
- Làm rãnh ngăn cháy xung quanh khu vực kho, rãnh sâu 0,5 đến 1 m, chiều
rộng trên bề mặt từ 1,5 đến 3m.
- Kho phải có đờng ống dẫn nớc hoặc bể nớc chữa cháy. Phải có lối đi đến bể
chứa nớc thuận lợi.
- Trong khu vực kho cấm hút thuốc lá, đốt lửa, dùng ngọn lửa trần.
Ch ơng ii
CáC THÔNG Số Kĩ THUậT CủA KHO VLNCN
ii.1. Xác định dung l ợng kho vật liệu nổ công nghiệp cho
mỏ than Hà Lầm
II.1.1. Xác định dung l ơng kho.
Với sản lợng của mỏ than Hà Lầm là 1.130.000 tấn/năm và hệ số đào lò
đá là 12,88 m/1000 tấn, hệ số đào lò than là 10,56 m/1000 tấn thì phải cần
dùng 1 lợng thuốc nổ Q là:
Q= (l

đ
.S
đ
.q
đ
+ l
t
.S
t
.q
t
).A ; (Kg) (II-1)
Trong đó: l
đ
- số mét lò đá phải đào để khai thác 1000 tấn than; l
đ
=12,88 m
l
t
- số mét lò than phải đào để khai thác 1000 tấn than; l
đ
=10,56 m
S
đ
- diện tích lò đá; S
đ
=10,5 m
2
S
t

- diện tích lò than; S
t
=8,5 m
2
A - sản lợng của mỏ; A=1.130 nghìn tấn.
q- chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị (kg/m
3
)
Theo công thức thực nghiệm của GS.Pacrovski N.M ta có:
q = q
1
.f
c
.v.e.k
đ
kg/m
3

(II-2)
Đối với lò đá: q
đ
= q
1
.f
c
.v.e.k
đ
kg/m
3
Trong đó: q

1
- chỉ tiêu thuốc nổ tiêu chuẩn; q
1
= 0,1.f ; với f là hệ số kiên
cố của đá; f= 4
ữ
6, ở đây ta lấy f = 6

q
1
=0,1. 6 = 0,6
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
10
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
f
c
- hệ số cấu trúc của đá trong gơng lò, với điều kiên lớp đá,
vỉa khoáng sản có thế nằm không đều, có đứt gãy và nứt nẻ nhỏ, ta lấy f
c
=1,4.
v - hệ số sức cản của đá; v= 1,5
e - hệ số xét tới sức công nổ của thuốc nổ;
e =
46,1
260
380380
==
s
P
P

s
- sức công nổ của thuốc nổ AH
1
, P
s
=250
ữ
260
K
đ
- hệ số ảnh hởng của đờng kính thỏi thuốc; K
đ
= 1,1
Thay vào ta có:
q
đ
= 0,6. 1,4. 1,5. 1,46. 1,1 = 2,02 (kg/m
3
)
Tơng tự đối với lò than ta có :


q
t
= 0,2. 0,8. 1,2. 1,46. 1,1 = 0,3 (kg/m
3
)
Thay vào công thức (II-1) ta đợc :
Q= (12,88. 10,5. 2,02 +12,88. 8,5. 0,3). 1130 =339127 (kg)

340 (tấn)
Căn cứ vào khối lợng lò đào hàng năm và có chú ý đến lợng dự phòng
của kho để chủ động trong sản xuất, đề phòng các sự cố xảy ra trong quá trình
vận chuyển và các nguyên nhân khách quan khác nh thiên tai, lũ lụt v v.Vì
vậy lợng thuốc nổ của mỏ dùng trong 1 năm sẽ là:
Q
năm
= Q + 20%.Q = 406952 (kg)

407 (tấn)
Vậy lợng thuốc nổ dùng trong 1 ngày đêm của mỏ là:
Q
ng-đ
=
1356
300
406952
300
==
nam
Q
(kg)

1,4 tấn
Trong đó: 300 - số ngày làm việc trong năm của mỏ
Theo TCVN- 4586 thì sức chứa tối đa của kho kho tiêu thụ kiểu hầm lò,
kiểu ngầm và bán ngầm không đợc chứa quá lợng tiêu thụ trong 3 ngày đêm.
Vậy ta chọn dung lợng của kho là 4 tấn.

1333

3
4000
==
dng
Q
(kg)
II.1.2.Xác định l ợng kíp nổ
Theo kinh nghiệm khai thác than ở mỏ than Hà Lầm thì cứ khai thác
1000 tấn than thì phải dùng 400 kíp nổ. Vậy số kíp cần thiết để phục vụ cho
việc khai thác ở mỏ than theo công suất thiết kế là:
452000
1000
400.1130000
1
==B
(kíp)
Cứ khai thác thì cứ 1000 tấn than thì phải đào 12,88 m lò đá. Vậy số mét lò đá
phải đào trong 1 năm của mỏ than Hà Lầm là.
L
lò đá
=
14554
1000
88,12.1130000
=
(m)
Theo kinh nghiệm, cứ đào 1 mét lò đá thì phải dùng 20 kíp. Vậy lợng kíp đào
lò đá là:
29108020.14554
2

==B
(kíp)
Vậy tổng lợng kíp sử dụng trong 1 ngày đêm của mỏ là:

2477
300
291080452000
300
21
=
+
=
+
=

BB
B
dng
(kíp)
II.1.3.Xác định số l ợng ngăn chứa thuốc và chứa kíp.
II.1.3.1.Xác định số ngăn chứa thuốc(khám chứa thuốc)
Ta đã chọn dung lợng kho thuốc nổ cho mỏ than Hà Lầm là 4000 kg. Mặt
khác theo TCVN- 4586 thì mỗi ngăn chứa thuốc không đợc chứa quá 400 kg
thuốc nổ nên ta thiết kế làm 10 ngăn, mỗi ngăn chứa 400 kg thuốc nổ.
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
11
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
II.1.3.2.Xác định số ngăn chứa kíp
Tơng tự, số lợng kíp chứa trong kho của mỏ là:
B = B

ng-d
.3 = 2477. 3= 7431 (kíp)
Theo TCVN-4586 thì mỗi ngăn chứa kíp không đợc chứa quá 15000 kíp,
vậy ta thiết kế gồm 1 ngăn chứa kíp, mỗi hòm chứa đợc 1000 kíp. Vậy số hòm
chứa kíp là:
8
1000
7431
=
kip
N
(hòm)
Mỗi hòm chứa kíp có kích thớc là 620x520x350 mm.
II.1.4.Xác định kích th ớc ngăn chứa thuốc và chứa kíp.
II.1.4.1.Xác định kích th ớc ngăn chứa thuốc
Các hòm chứa thuốc nổ đợc đựng trong ngăn chứa thuốc nổ. Mỗi ngăn
chứa tối đa 400 kg, mỗi hòm đựng đợc 24 kg, vậy trong 1 ngăn đựng đợc số
hòm thuốc nổ là:
16
24
400
=
thuoc
N
(hòm)
Thuốc nổ mà mỏ than Hà Lầm đang dùng hiện nay vẫn là thuốc AH
1
, do
xí nghiệp VLNCN Quảng Ninh sản xuất. Mỗi hòm có kích thớc phủ bì là
300x300x250 mm. Theo TCVN- 4586:1997 thì các loại thuốc nổ thuộc nhóm

2 (thuốc nổ amônít, TNT, chất nổ có chứa amoninitrat, chất nổ có chứa không
lớn hơn 15% nitro este lỏng, hexozen giảm nhạy, dây nổ, các khối thuốc nổ
mồi) đợc phép xếp thành chồng theo kích thớc tối đa là (dài
ì
rộng
ì
cao
không quá 5m
ì
2m
ì
1,8 m). Vậy trong 1 khám ta sẽ bố trí làm 4 chồng, mỗi
chồng có 4 hòm thuốc nổ. Theo TCVN- 4586:1997 thì giữa các giá, chồng
phải để lối đi lại rộng ít nhất 1,3 m. Khoảng cách giữa các chồng là 20 cm.
Các giá(hoặc các chồng, hòm) phải cách tờng nhà kho ít nhất 20 cm.
Vậy chiều rộng khám chứa thuốc là:
l
khám
= 0,3. 2+ 0,2. 2+ 1,3=2,3 (m)
Chiều sâu mỗi khám là:
b
khám
=0,3. 2+ 0,2. 3 = 1,2 (m)
Chiều cao của 4 chồng thuốc nổ là:
h

= 0,25. 4= 1 (m)
Chiều cao của giá kê là 0,2 m
Vậy chiều cao chồng thuốc nổ bao gồm cả giá kê là:
h= h

+0,2= 1+0,2 = 1,2 (m)
Để dễ dàng trong quá trình giao nhận thuốc nổ
nên ta chọn chiều cao phần tờng của khám là H
t
=
1900 mm và cộng thêm 250mm là chiều cao của xà
nóc(chi tiết khám chứa thuốc đợc trình bày ở chơng
sau).
II.1.4.2.Xác định kích th ớc ngăn chứa kíp
Theo TCVN- 4586:1997 thì tất cảc các loại kíp nổ
đợc xếp vào VLNCN nhóm 4 và VLNCN thuộc nhóm
này phải đợc đặt trên giá. Mỗi tầng giá chỉ đợc xếp 1
lợt hòm. Khoảng cách từ mặt trên của hòm đến đáy dới của tầng giá trên ít
nhất là 4 cm. Chiều rộng của giá chỉ đặt đủ một hòm. Chiều cao của tầng giá
trên cùng không quá 1,6 m so với mặt sàn.
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
12
200200
200
200
1300
khám
l
b
khám
300
Hình II-1: Hình dạng khám chứa thuốc
Tỉ lệ: 1 : 50
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ

Theo tính toán ở trên thì ngăn chứa kíp gồm có 7431 kíp, đợc chia đều
trong 8 hòm(620 mm
ì
520mm
ì
350mm). Với số hòm nh vậy thì ta thiết kế
giá gồm 3 tầng, mỗi tầng cao 400 mm, chiều rộng giá là 650 mm, chiều dài
giá là 1,8 m. Với kích thớc của giá để kíp nh vậy thì ta chọn ngăn chứa kíp có
kích thớc nh kích thớc là (rộng x sâu x cao = 2,3
ì
2,4
ì
2 m)
ii.2. kiểm tra các yêu cầu về an toàn của kho
II.2.1. Kiểm tra khoảng cách an toàn về chấn động
Khoảng cách an toàn về chấn động đối với nhà và công trình đợc tính
theo công thức (1) phụ lục D của TCVN- 4586:1997.
R
c
=K
c

ì

ì
3
Q
(m) (II-3)
Trong đó: R
c

-khoảng cách an toàn ; m
Q- khối lợng toàn bộ thuốc nổ trong kho; Q = 4000 kg
K
c
-hệ số phụ thuộc vào tính chất đất nền của công trình cần bảo
vệ, tra bảng II-1, K
c
=9


-hệ số phụ thuộc vào chỉ số tác động nổ; tra bảng II-2;

=1,2
Bảng II-1:Phụ lục D của TCVN-4586:1997
Loại đất nền của công trình cần bảo vệ Trị số K
c
1. Đá nguyên 3
2. Đá bị phân huỷ 5
3. Đá lẫn sợi và đá dăm 7
4. Đất cát 8
5. Đất sét 9
6. Đất lấp và đất mặt thực vật 15
7. Đất bão hoà nớc(đất nhão và than bùn) 20
Bảng II-2:Phụ lục D của TCVN-4586:1997
Điều kiên nổ Trị số
1. Khi phá ngầm và khi n

5 1,2
2. Chỉ số tác động nổ
n =1

n = 2
n = 3
1,0
0,8
0,6

Thay các giá trị trên vào công thức (II-3) ta có:
R
c
= 9
ì
1,2
ì
3
4000
=171 (m)
Vậy khoảng cách an toàn về chấn động từ nhà kho đến nhà và công trình
tối thiểu là 171 m.
II.2.2. Khoảng cách an toàn về truyền nổ
Khoảng cách đảm bảo không truyền nổ từ khối thuốc nổ này sang khối
thuốc nổ khác đợc tính theo công thức trong phụ lục D-TCVN-4586:1997.

4
3
33
22
3
11
DKqKqKqr
trnntrtrtr

ì+++=
(II- 4)
Trong đó: r
tr
- khoảng cách an toàn về truyền nổ tính bằng mét.
q
1
,q
2
,q
n
- khối lợng của các loại thuốc nổ có trong đống thuốc nổ.
K
tr1
,K
tr2
,K
trn
- hệ số phụ thuộc vào loại thuốc nổ và điều kiện bố trí
khối thuốc nổ. K
tr
tra theo bảng D.4 -TCVN-4586:1997; K
tr
=0,25
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
13
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
D- kích thớc hiệu quả của đống thuốc VLNCN, kho chứa amonít
nên kích thớc cho phép là lớn nhất, kích thớc chiều rộng của giá đỡ hoặc đống
thuốc nổ là 1,6m.

Do các ngăn của nhà kho chỉ chứa 1 loại thuốc nổ nên các trị số K
tr
là nh
nhau, lúc đó công thức (II- 4) sẽ là:
4
3
21
3
) ( DqqqKr
ntrtr
ì+++=
=
4
3
3
DQK
tr
ì
(II- 5)
Q- tổng số thuốc nổ có trong kho vật liệu nổ, tính bằng kg; Q= 4000 kg
Đối với nhà để kíp nổ ta lấy 100 kíp tơng đơng với 1kg thuốc nổ, vậy khối
lợng thuốc nổ tơng đơng trong nhà để kíp là:
7431 kíp
ì
10g =74310 g

75 (kg)
Thay các giá trị trên vào công thức (II- 5) ta đợc:
Đối với kho để kíp:
2,16,14825,0

4
3
ìì=
kiptr
r
(m)
Q
K
= 75 kg; K
tr-kip
=0,25; D=1,6
Đối với kho để thuốc nổ:
07,26,140025,0
4
3
=ìì=
thuoctr
r
(m)
Q
T
= 400 kg; K
tr-thuoc
=0,25; D=1,6
Sau khi tính đợc r
tr-kip
và r
tr-thuoc
ta sẽ chọn giá trị lớn hơn là 2,07 m, để dễ dàng
trong thi công thì ta chọn khoảng cách này là 5 m.

II.2.3. Khoảng cách an toàn về tác động của sóng không khí
Khoảng cách để sóng không khí sinh ra do nổ mìn ở trên mặt đất, không
còn đủ gây cờng độ gây tác hại tính theo công thức:
3
QKR
ss
=
(II- 6)
Trong đó:
R
s
- khoảng cách an toàn về tác động nổ của sóng không khí, tính bằng mét.
Q- tổng số khối thuốc nổ, tính bằng kilôgam; Q= 4000 kg
K
s
- hệ số phụ thuộc vào các điều kiện phân bố vị trí, độ lớn phát mìn, mức
độ h hại. Hệ số K
s
tra bảng D
6
-TCVN- 4586:1997; K
s
= 5
ữ
12(hệ số ứng với
mức h hại ngẫu nhiên)
Thay vào công thức (II-6) ta có:
190400012
3
==

s
R
(m)
Vậy khoảng cách an toàn tối thiểu về tác động của sóng không khí đối
với vùng dân c là 190 m và đối với các công trình là 171 m.
II.2.4. Khoảng cách an toàn chung cho kho thuốc nổ
Căn cứ vào kết quả tính toán xác định các điều kiện về an toàn chung cho
toàn bộ kho ta có:
Khoảng cách an toàn đối với vùng dân c là 250 m.
Khoảng cách an toàn đối với các công trình là 200 m.
Chơng iiI
Giải pháp thiết kế các hạng mục công trình
cho kho vật liệu nổ công nghiệp
III.1.Quy hoạch hệ thống các công trình của kho
Toàn bộ công trình kho thuốc nổ của mỏ than Hà Lầm bao gồm các hạng muc:
1. Lò dẫn vào đờng hầm chứa thuốc nổ.
2. Khám chứa phơng tiện nổ(kíp nổ)
3. Khám chứa thuốc nổ.
4. Lò thông gió.
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
14
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
5. Phần cửa hầm.
6. Cửa phòng hoả.
7. Cửa bảo vệ.
- Nhà kho chứa phụ kiện nổ đợc bố trí ở ngoài.
- Phía trớc cửa kho VLNCN đặt bể nớc có dung tích 5 m
3
, bể cát, nhà gia công
vật liệu nổ và bãi quay xe ô tô.

- Bên ngoài, cạnh hàng rào ta bố trí nhà bảo vệ.
Vị trí kho vật liệu nổ
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
15
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
III.2.Các yếu tố ảnh h ởng tới việc lựa chọn hình dạng,
kích th ớc tiết diện,lựa chọn vật liệu chống giữ.
III.2.1.Các yếu tố ảnh h ởng tới việc lựa chọn hình dạng, kích th ớc tiết diện.
kích thớc tiết diện hầm chứa vật liệu nổ phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Theo điều kiện thông gió.
- Theo lợng thuốc nổ cần thiết cung cấp cho quá trình khai thác.
- Theo thời gian tồn tại của công trình.
- Theo kết cấu vỏ chống và vật liệu chống v v.
III.2.2. Các yếu tố ảnh h ởng tới việc lựa chọn vật liệu chống giữ.
Việc lựa chọn vật liệu chống giữ cho công trình là một yếu tố rất quan
trọng bởi vì nó quyết định đến độ ổn định của công trình, đến yếu tố kinh
tế v v.
Việc lựa chọn vật liệu chống giữ phụ thuộc vào các yếu tố nh sau:
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
16
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
- Phụ thuộc vào vai trò và chức năng của công trình.
- Phụ thuộc vào áp lực đất đá tác dụng lên công trình.
- Phụ thuộc vào thời gian tồn tại của công trình.
- Phụ thuộc vào công nghệ, điều kiện thi công, kinh tế.
- Yêu cầu về chống cháy và chống thấm tốt.
Hiện nay vật liệu chống đợc sử dụng phổ biến nhất là bê tông, bê tông cốt
thép(có hoặc không có phụ gia), thép hình Các vật liệu này vừa phổ biến, dễ
tạo hình dáng lại đảm bảo độ bền cho công trình. Từ các u điểm trên nên ta
chọn vật liệu chống giữ cho toàn bộ công trình là bê tông cốt thép liền khối.

Bê tông sử dụng là bê tông mác 300, cốt thép nhóm A-II với các thông số nh
sau :
Vật liệu Các thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị
Bê tông
M300
Cờng độ giới hạn kéo R
k
kG/cm
2
10
Cờng độ giới hạn nén R
n
kG/cm
2
130
Môđun đàn hồi E
b
kG/cm
2
2,9.10
5
Trọng lợng riêng
betong

kG/cm
2
2,5
Cốt thép
A-II
ứng suất kéo, nén cho phép.

[
k

]
kG/cm
2
2800
Môđun đàn hồi E
t
kG/cm
2
2,1.10
6
III.3.thiết kế kho thuốc nổ
III.3.1.X ác định hình dạng, kích th ớc đ ờng hầm chứa khám thuốc nổ
Khi xây dựng kho chứa VLNCN thì ta phải
dựa vào một số yêu cầu về xây dựng kho thuốc
nổ theo TCVN-4586:1997,cụ thể nh sau:
Khi có sự cố nổ trong kho thuốc nổ thì sóng
nổ phải qua ba lần chuyển hớng, do đó ta phải
thiết kế phần hầm có buồng phân phối và cấp
phát vật liệu vuông góc với hầm nối.
Do công trình đặt bán ngầm, khá gần mặt
đất và đợc phủ một lớp đất phủ. Vì vậy công trình
phải chịu tác dụng của áp lực khá lớn do đất đá
phong hoá phía trên gây ra. Để an toàn nên ta
chọn hình dạng mặt cắt ngang đờng hầm chứa
khám thuốc là hình vòm. Kích thớc của đờng
hầm chứa khám thuốc là:
Chiều rộng đờng hầm: B = 2 m

Chiều cao tờng hầm: Ht = 1,5 m
Chiều cao vòm : Hv = 1 m
III.3.2.X ác định sơ bộ chiều dày vỏ chống cố định
Theo GS.XX Đavdov thì chiều dày vỏ chống cố định ở đỉnh vòm xác định
theo công thức :








+ìì=
f
B
H
B
d
v
o
106,0
(m) (III-1)
Trong đó : B - chiều rộng hầm ; m
H
v
- chiều cao vòm ; m
f- hệ số kiên cố của đất đá ; f= 4
ữ
6

Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
17
2000
R
1
0
0
0
1500
Hình III-1: Mặt cắt ngang hầm chính của kho thuốc nổ
Tỉ lệ: 1 : 50
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
Thay số vào công thức (III-1) ta có:
14,0
4
2
1
1
2
.06,0 =








+ì=
o

d
(m)
Để an toàn và dễ thi công nên ta chọn chiều dày vỏ chống tại đỉnh vòm là 0,25 m.
Chiều dày tờng : d
t
= d
o
= 0,25 (m)
Chiều dày móng : d
m
= 1,2
ì
d
o
=1,2
ì
0,25 =0,3 (m)
Chiều sâu móng: H
m
= 1,66
ì
(d
m
- d
t
) = 1,66
ì
(0,3 0,25)=0,083 (m)
Để dễ thi công nên ta chọn chiều sâu móng là 0,2 m.
Vậy chiều rộng phải đào là: B

đ
= B + 2d
t
= 2 + 2.0,25 =2,5 (m)
Chiều cao phải đào là: H= H
v
+H
t
+ d
0
= 1+ 1,5+ 0,25=2,75 (m)
III.3.3. Tính áp lực đất đá xung quanh tác dụng lên công trình
Do công trình mà ta thiết kế nằm gần mặt đất nên trong trờng hợp này áp
lực đất đá ở nóc công trình không phải là trọng lợng khối đá bị phá huỷ nằm
trong vòm parabol nh theo giả thuyết của GS Prôdiakonov và Tximbarêvich
mà khi đó công trình sẽ chịu toàn bộ áp lực của lớp đất đá phủ phía trên tác
dụng lên. Khi đó ta sẽ tính theo giả thuyết của GS Birbaumer.
a) á p lực nóc
Công trình đợc xây dựng trên lớp đất đá
thải có hệ số kiên cố f= 4.
Góc ma sát trong:
0
76)4()( === arctgfarctg

Chiều rộng phải đào là: B
đ
= 2,5 (m)
Chiều cao phải đào là: H= 2,75 (m)
Tải trọng do cột đất đá tác dụng lên nóc
hầm đợc xác định theo giả thuyết của

Birbaumer, dựa trên quy luật của vật thể
nở rời, đợc thể hiện ở hình (III-2).
Trọng lợng của cột đất đá AKCD sau
khi bị giảm yếu bởi lực ma sát (f
ma sát)
)
đợc tính theo công thức:
P = Q 2.N.tg

(T)
(III-2)
Trong đó:
tg

- hệ số ma sát


- góc ma sát trong của đất đá nóc
Q - trọng lợng của khối đá AKCD. Nếu xét trên 1 mét dài dọc đờng
lò thì trọng lợng khối đá AKCD là:
Q= B.

.h.1 (T)
Trong đó :
B- chiều rộng phải đào đờng lò ;B =2,5 m
N- áp lực chủ động của đất đá tác dụng lên thành AD và KC, nếu
tính theo tờng chắn đất ta có :

=
2
90

2
1
0
22


tghN
(Tấn)

- trọng lợng thể tích của đất đá thải, ;

=
'

.k
0
'

- trọng lợng thể tích của đá nguyên khối ;
'

=2,6 T/m
3
k
0
- hệ số giảm trọng lợng thể tích của đá thải so với đá nguyên khối.
k
0
= 0,7


= 2,6.0,7= 1,82 (T/m
3
)
Thay giá trị Q và N vào công thức (III-2) ta đợc:
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
18
Hình III-2: Sơ đồ xác đ?nh áp lực đất đá
Tỉ lệ: 1 : 50
A
K
C
D
E
F
G
H
Q
N
N

f
ma sát
f
h
H
ma sát
B
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ















=



tgtg
B
h

hBP .
2
90
.1
0
2
(T) (III-3)
Từ công thức (III-3) ta có nhận xét rằng đến một độ sâu nhất định nào đó
thì sẽ làm cho P<0, điều này là vô lý. Vì vậy ngời ta đã tìm đợc chiều sâu bố
trí công trình để áp lực đất đá P>0, hay nói cách khác là chiều sâu giới hạn để
sử dụng công thức (III-3) hợp lý. Khi cho N = 0 thì ta sẽ tìm đựơc chiều sâu
giới hạn hợp lý theo công thức :


tgtg
B
H
gh
.
2
90
0
2

=
(m)
Thay số ta đợc : H
gh
=
42
76.
2
7690
5,2
0
2
=









tgtg
(m)
Theo TCVN 4586:1997 thì chiều dày lớp đất phủ h
đp
không đợc vợt quá
21

2
1
=
gh
H
m. Công trình mà ta thiết kế là bán ngầm và có lớp đất phủ phía
trên, chiều cao lớp đất phủ là 12 m. Vậy thoả mãn yêu cầu của TCVN
4586:1997 .

72,3476.
2
7690
5,2
12
1.12.82,1.5,2
0
00
2
=

= tgtgP
(T/m)
áp lực nóc phân bố đều trên 1 mét đờng hầm là :
88,13
5,2
72,34
'
===
B
P
q
n
(T/m)
áp lực nóc phân bố đều trên 1 mét đờng hầm bao gồm cả tự trọng khối bê
tông là :
) (
'
btnn
dqkq

+=
(T/m)
Trong đó : k- hệ số vợt tải ; k= 1,2
d- chiều dày vỏ chống; d = 0,25 m

bt

- trọng lợng thể tích của bêtông;
3,2=

t/m
3


q
n
= 1,2.(13,88 + 0,25.2,3)= 17,34 (T/m)
b) á p lực s ờn
áp lực sờn tại nóc công trình là: q
s1
=









2
90

0
2

tgh
áp lực sờn tại nền công trình là: q
s2
=









+
2
90
) (
0
2


tgHh
Trong đó: h - chiều dày lớp đất phủ ; h =12m
H - chiều cao công trình ; H= 2,75 m
Thay số ta đợc: q
s1
=0,329 (T/m)
q
s2

= 0,411 (T/m)
Để an toàn nên ta chọn áp lực sờn tác dụng lên công trình là áp lực phân bố
đều và có giá trị bằng

q
s
= q
2
=0,411 T/m.
c) á p lực nền
Chiều sâu giới hạn của lớp đất đá tham gia vào áp lực nền :
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
19
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
3
0
4
0
4
0
4
0
4
0
41,3
2
7690
1
2
7690

.15
2
90
1
2
90
).(

=



















=

+
=
tg
tg
tg
tghH
x


(m)
Trong đó : h- chiều cao vùng đất đá phá huỷ phía trên công trình ;h= 12 m
H- chiều cao công trình ; H=3 m.

Ta thấy chiều dày lớp đất đá tham gia vào áp lực nền là quá nhỏ vì vậy ta có
thể bỏ qua áp lực nền.
III.3.4. Xác định nội lực của công trình
a) Xác định nội lực trên vòm
3
X
Hình III-3 b:Sơ đồ tính toánHình III-3 a:Sơ đồ áp lực tác dụng
q
n
s
q
q
s
n
q
X
3
1
XX
1
Đây là vòm không khớp, hệ siêu tĩnh bậc 3 nên cần 3 phơng trình chính
tắc để xác định 3 ẩn X
1
, X
2
, X
3
.
X
3

- mômen tại đỉnh vòm
X
1
- lực dọc tại đỉnh vòm
X
2
- lực cắt tại đỉnh vòm
Vì hệ đối xứng, chịu tải trọng đối xứng nên lực cắt tại đỉnh vòm X
2
= 0. Ta chỉ
cần tìm X
1
và X
3
.Ta xét nửa bên phải của hệ.
Xác định tâm đàn hồi :



R
R
Rd
RdR
ds
yds
c
S
S
S
S

2
)cos1(
2
0
2
0
2
0
2
0
=

==




R - bán kính hầm chứa khám thuốc nổ ;R=B
đ
/2=1,25 m
Các nội lực đơn vị :
)(
1
cyM =

1
3
=M

cos.1
1
=N

0
3
=N

sin.1
1
=Q

0
3
=Q
Nhng do x =Rsin

, y=R-Rcos

nên

cos/2
1
RRM =
Các nội lực do ngoại lực tác dụng:
22220
)cos1(
2
sin
2

= R
q
R
q
M
sn
p

cos).cos1.(.sin
20
+= RqRqN
Snp

sin).cos1(cos.sin.
0
= RqRqQ
Snp
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
20
M
p
N
C
Q
o

X
Y
o

o
p
o
p
q
n
q
s
Hình III-4:Sơ đồ xác định nội lực vòm
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
Hệ phơng trình chính tắc:



=+
=+
0.
.
3333
1111
P
P
X
oX


Ta tính đuợc:

=






=
2
0
23
11
2
8
.cos
22






EJ

R
RdR
R
EJ

==
2
0
33
2



EJ
R
Rd
EJ



RdR
q
R
q
R
R
EJ
Sn
P
.)cos1(

2
sin
2
cos
22
2222
2
0
1






+






=

=
4
4
1
31,1
6
.1
Rq
Rq
EJ
S
n
P


RdR
q
R
q
EJ
Sn
P
.)cos1(
2
sin
2
2
2

0
2222
3







+=







+=
4
83

4
1
3
3
3

s
n

P
qR
Rq
EJ
Lần lợt thay số với q
n
=17,34 T/m và q
S
= 0,411 T/m ta đợc:
EJ
581,0
11
=


EJ
926,3
33
=

EJ
P
74,5
1
=

EJ
P
88,26
3

=
Ta có hệ phơng trình:



=
=
088,26.926,3
074,5.581,0
3
1
X
X



=
=

84,6
88,9
3
1
X
X

Nội lực phần vòm đợc tính theo công thức :
Mômen:
0
3

3
11

PP
MXMXMM ++=







++






=
2222
)cos1.(
2
411,0
sin
2
34,17
84,6.188,9.cos
2

RRR
R
M
P

22
)cos1(321,0sin54,13cos35,127,14

=
P
M
Lực dọc:
0
3
3
11

PP
NXNXNN ++=


cos)cos1(.411,0sin 34,170.84,6cos88,9
2
+=
RRN
P


22

cos513,0sin675,21cos393,10
+=
P
N
Lực cắt:
0
3
3
11

PP
QXQXQQ ++=


sin)cos1.(.411,0cos.sin 34,1784,6.0sin88,9 += RRQ
P


cos.sin.188,22sin366,9 =
P
Q
Ta có bảng tính nội lực phần vòm :


Sin

Cos
).( mTM
v
)(TN

v
)(TQ
v
Độ lệch
tâm e
0
0 0 1 2,35 9,88 0 0,237
10 0,174 0,985 2,12 10,38 -2,17 0,205
20 0,342 0,94 1,51 11,79 -3,93 0,128
30 0,5 0,866 0,614 13,92 -4,29 0,044
40 0,643 0,766 -0,37 16,43 -4,91 -0,023
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
21
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
50 0,766 0,643 -1,22 18,95 -3,75 -0,065
60 0,866 0,5 -1,71 21,07 -1,5 -0,081
70 0,94 0,342 -1,62 22,4 1,67 -0,072
80 0,985 0,174 -0,8 22,66 5,429 -0,035
90 1 0 0,839 21,68 9,366 0,038
b) Xác định nội l c trên t ờng
Kiểm tra chế độ làm việc của tờng :
Theo Đavdov có hai chế độ làm việc của tờng là cứng vững
hoặc đàn hồi. Tiêu chuẩn để xác định chế độ làm việc của
tờng là cứng vững hay đàn hồi là đại lợng:
=
3
2
0
2
0

.
1
1
.
6
.
C
JE
E
à
à


Trong đó :
C=0,2.H
t
= 0,34 m =34 cm. (H
t
là chiều cao tờng)
E :môđun đàn hồi của vật liệu xây tờng ,
E=290000 KG/cm
2
J : mômen quán tính mặt cắt ngang tờng:J=
12
.
3
t
db
b : chiều dài một đơn vị dọc theo trục của tờng
d

t
: chiều dày tờng , d
t
=0,25m =25cm
E
0
:mô đun đàn hồi của đất đá xung quanh tờng,
E
0
=1,015.10
5
KG/cm
2
(cát kết)

0
: hệ số Poát xông của đất đá xung quanh tờng,
0
=0,094
: hệ số Poát xông của vật liệu xây tờng, =0,17
Thay số ta đợc =5,99 > 0,05.Vậy tờng làm việc ở chế độ đàn hồi.
Tờng chịu tác dụng của các lực sau:
- Nội lực từ vòm truyền xuống gồm:
M
v
=0,839 (T/m) ;

N
v
= 21,68 (T) ; Q

v
=9,366 (T)
- Trọng lợng bản thân vật liệu làm tờng G=1.d
t
.H
t
.
bt

(tính với 1m dài công
trình); G=1.0,2d5.1,5.2,3=0,863 (T)
- áp lực đất đá bên sờn.
- Tờng làm việc với chế độ đàn hồi nên xuất hiện
lực ma sát F
ms
ở thành tờng.
- Phản lực U tại mép móng.
- Phản lực đất đá tác dụng lên đáy móng (q
đ
)
phân bố theo hình chữ nhật,
cờng độ lớn nhất của áp lực bị động (q
bđ
) của đất đá
bên sờn.
Công trình muốn ổn định thì toàn bộ hệ thống phải
nằm trong trạng thái cân bằng, ở trạng thái cân
bằng ta có hệ phơng trình:
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
22

QQ
v
v
N
M
v
G
T
X
Y
U
d
m
q
q
đ
F
ms
bđ
Hình III-5:Sơ đồ chịu lực của tuờng
T
M
N
T
T
QQ
Y
T
G
v

M
N
v
v
QQ
ms
F'
q
X
Hình III-6:Sơ đồ tính nội lực phần tuờng
y
bđ
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ











=

+






+
+
+=
=+=
=++=



0
2
2
.
2
2

.
2
.
2
.
2
)(
.
0.
0).(
22
22
)0(
T
d
T
m
d
m
T
T
ms
mt
bdV
mdmsTV
mtbdV
d
q
d
d

q
H
HU
d
F
HH
qMM
dqFGNY
HHqUQX
(III-4)
Với
'
) ( fHHqF
mtbdms
+=
;
'
f
là hệ số ma sát :
'
f
= 0,4
Thay M
V
; N
V
;Q
V
vào hệ phơng trình (III-4) ta đợc:
U=2,218 T; q

bđ
= 6,814 T/m; q
đ
= 60,154 T/m
Từ đó ta có :
Mômen:

2
.
2
.
'
2
t
msbdVT
d
F
y
qMM +=
Lực dọc:

''
msTVT
FGNN +=
Lực cắt:

yqQQ
bdVT
.=
Ta có bảng tính nội lực phần tờng :

y(m) M
t
(T.m) N
t
(T) Q
t
(T)
Độ lệch
tâm e
0
0 0,839 21,68 9,366 0,0387
0,1 0,771 21,465 8,6846 0,0359
0,2 0,635 21,25 8,0032 0,0299
0,3 0,43 21,035 7,3218 0,0204
0,4 0,158 20,82 6,6404 0,0076
0,5 -0,183 20,605 5,959 -0,009
0,6 -0,592 20,39 5,2776 -0,029
0,7 -1,069 20,175 4,5962 -0,053
0,8 -1,614 19,96 3,9148 -0,081
0,9 -2,227 19,744 3,2334 -0,113
1 -2,909 19,529 2,552 -0,149
1,1 -3,658 19,314 1,8706 -0,189
1,2 -4,476 19,099 1,1892 -0,234
1,3 -5,362 18,884 0,5078 -0,284
1,4 -6,316 18,669 -0,174 -0,338
1,5 -7,338 18,454 -0,855 -0,398
c) Biểu đồ nội lực:
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
23
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ

M(T.m)
N(T)
Q(T)
2
,
3
5
2
,
2
1
1
,
5
1
0
,
6
1
0
,
3
7
1
,
2
2
1
,
7

1
1
,
6
2
0
,
8
0,83
0,63
0,15
0,59
1,61
2,90
4,47
6,31
7,33
9
,
8
8
1
0
,
3
8
1
1
,
7

9
1
3
,
9
2
1
6
,
4
3
1
8
,
9
5
2
1
,
0
7
2
2
,
4
2
2
,
6
6

21,68
21,25
21,82
21,39
19,96
19,52
19,09
18,66
18,45
0
2
,
1
7
3
,
9
3
4
,
9
2
4
,
9
1
3
,
7
5

1
,
5
1
,
6
7
5
,
4
2
9,36
8,00
6,64
2,55
1,18
3,91
5,27
0,85
Hình III-7:Biểu đồ nội lực
Tỉ lệ lực:1cm =1 tấn
Độ lệch tâm cho phép
cmm
d
N
M
e 25,6)(0625,0
6
==<=
.Trong khi đó ta thấy độ

lệch tâm tại chân tờng =
)(8,39)(398,0
454,18
338,7
cmm
N
M
==

=
, độ lệch tâm này rất
lớn so với giá trị cho phép vì vậy ta sẽ bố trí thêm cốt thép để giảm độ lệch
tâm .
d) Chọn và tính toán cốt thép
Ta chọn cốt thép thuộc nhóm A-II có Ra=Ra

=2800 kG/cm
2
Để tính toán cốt thép ta cắt 1 đoạn dầm bê tông dài 1m dọc theo trục công
trình và có tiết diện b x h =25cm x 100 cm, suy ra l
0
=100 cm. Bê tông đã
chọn có mác 300 nên R
n
=130 kG/cm
2
.
Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ là a=a=3cm
cmh 22
0

=
Ta tính toán với e
01
=39,8 (cm) và N=18,454 (T) =18454
(kG)
Độ lệch tâm giới hạn:
44,7)23.55,025.25,1(4,0).25,1(4,0
00
=== hhe
ogh

cm
e
0
=e
01
+e
ng
=39,8+2 =41,8 (cm)
e
ng
là độ lệch tâm ngẫu nhiên ; lấy e
ng
=2 cm.
Ta thấy e
0
=41,8 > e
0gh
=7,44 cm ; Vậy cấu kiện chịu nén lệch
tâm lớn.

Ta có
84
25
100
0
<==
h
l
nên ta chọn
1=

(

là hệ số xét đến ảnh
hởng của uốn dọc)
e
0
= 41,8

3,513
2
25
8,41.1
2
. =+=+= a
h
ee
o

(cm)

e-khoảng cách từ điểm đặt lực dọc đến trọng tâm của cốt
thép chịu kéo.
Để tính diện tích cốt thép ta giả thiết x là chiều dày lớp
bêtông chịu nén ; tổng diện tích cốt thép Fa và Fa

là nhỏ nhất(kinh tế nhất)
khi:
x = x
max
=0,55.h
0
=0,55.22=12,1 (cm).
Diện tích cốt thép chịu nén là :
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
24
a
e
e
e
a
0

R
n
R
a
F'
a
a
F

a
R
x
b
h
h
a
0
N
Hình III-8:Sơ đồ tính toán
bền của cấu kiện
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
0
)322.(2800
22.100.130.4,03,51.18454
).(
4,0.
2
'
0
'
2
0.
'
<


=

=
ahR
hbReN
Fa
a
n
Do đó ta phải lấy Fa

theo cốt cấu tạo :Fa

=0,2%.b.h
0
=0,002.100.22=4,4 (cm
2
)
Chọn 2 thanh

18 có Fa

=5,09 cm
2
%2,0min%23,0
22.100
09,5
.
0
'
'
=>===
àà

hb
Fa
Fa
Diện tích cốt thép chịu kéo là :
67,54
2800
18454130.22.100.55,0
09,5
55,0
.
0
'
'
=

+=

+=
a
u
a
a
a
a
R
NRhb
F
R
R
F

(cm)
Chọn 7 thanh

32 có Fa

=56,3 cm
2
Sai số chọn :
<=

=



%5%98,2100.
67,54
67,543,56
100.
tinha
tinhachona
F
FF
thoả mãn.
%2,0min%55,2100.
22.100
3,56
100.
.
0
=>===

àà
hb
F
F
a
a

%3%78,223,055,2)(
'
<=+=+
FaFa
à
Vậy cốt thép đã chọn là hợp lý.
e) Kiểm tra bền của cấu kiện
b x h =100 cm x 25 cm ; l
0
=100 cm
84
25
100
0
<==
h
l
nên ta chọn

=1.
e
0
= 41,8

3,513
2
25
8,41.1
2
.
=+=+=
a
h
ee
o

(cm)
e= e - h
0
+a = 51,3 22 +3=26,3 (cm)
e=51,3 cm>h
0
-a =19 cm nên lực dọc N đặt nằm ngoài F
a
và F
a

5,12
100.130
09,5.28003,56.280018454
.

''

=
+
=
+
=
bR
FRFRN
x
n
aaaa
(cm)
Thay số ta đợc x=12,5 cm > 0,55.h
0
=12,1 cm

Cấu kiện chịu nén lệch tâm ít.
Khả năng chịu lực của mặt cắt :
55
)'.(.)5,0(
0
''
0
1
=
+
=
e
ahFRxhxbR
N
aan

mc
(Tấn)
211
)'.(.)5,0(
00
2
=
+
=
e
ahFRxhxbR
N
aan
mc
(Tấn)
N
mc
= min(N
mc1
,N
mc2
)= 55 tấn>N=18,454 tấn.
Vậy cấu kiện bố trí cốt thép nh trên là đủ bền.
Để liên kết các cốt dọc chịu lực thì ta đặt thêm các thanh thép cấu tạo. Thép
cấu tạo ở đây ta chọn ở đây là thép

10 có F=0,785 cm
2
, khoảng cách các cốt
cấu tạo là 250 mm. Khoảng cách giữa các cốt đai là 500 mm, cốt đai đợc làm

từ thép

8.
f) Bố trí cốt thép
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
25