ĐỒ ÁN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM TRONG MỎ LÒ ĐÁ DỌC VỈA

Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời đại công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, bên cạnh sự phát triển
của ngành kinh tế thì sự phát triển của ngành xây dựng cũng đang ở tầm vĩ mô cả về
số lượng và chất lượng.
Xây dựng công trình ngầm là một công việc đòi hỏi phải có sự đam mê thực
sự, bởi vì đây là công việc xây dựng phức tạp nhất, khó khăn nhất và tốn kém nhất
nhưng cũng tạo nên các công trình thú vị nhất. Công trình ngầm là công trình được
xây dựng trong lòng vỏ trái đất, hay dưới mặt đất, chúng liên kết trực tiếp với khối
đá, kết cấu công trình ngầm và quá trình thi công có mối liên quan mật thiết, đòi hỏi
phải có nhiều kinh nghiệm, lí thuyết của các lĩnh vực chuyên môn khác nhau.
Các công trình xây dựng có thể là xây dựng dân dụng và công nghiệp, xây
dựng cầu đường, thủy lợi, xây dựng công trình ngầm và mỏ…và nhắc đến xây dựng
thì ta có thể thấy rằng đây là một ngành rất khó và phức tạp. Chính vì thế mà đòi hỏi
người kỹ sư phải có kiến thức thật đầy đủ thật vững chắc về tất cả các mặt thiết kế,
tổ chức quản lý…và vì yêu cầu nêu trên mà chúng em đã thực hiện đồ án này. Đồ
án đi từ những bước đơn giản như tính toán áp lực đất đá, tìm hiểu các quy trình
công nghệ đào, các công tác tổ chức và quản lý thi công công việc này một lần nữa
để chúng em hiểu kĩ hơn và làm quen dần với những công việc của một quy trình
tính toán xây dựng trong mỏ.
Đồ án được sự chỉ bảo và góp ý của thầy giáo Nguyễn Tài Tiến đã giúp chúng
em hoàn thành đồ án này. Đồ án bao gồm 4 chương:
Chương I: Các vấn đề chung
Chương II: Thiết kế chống giữ đường lò
Chương III: Sơ đồ tổ chức thi công, phương pháp đào chống lò
Chương IV: Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật đào lò.
Nhưng do kiến thức còn hạn hẹp và thực tế sản xuất còn hạn chế nên đồ án này
còn nhiều thiếu sót. Chúng em rất mong được sự chỉ bảo và đóng góp tận tình của
thầy và toàn thể các bạn sinh viên.
Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Tài Tiến đã

giúp đỡ chúng em trong thời gian làm đồ án này.
Hà Nội ngày 20 tháng 05 năm 2015.
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 1
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
Nhóm sinh viên thực hiện:
Khiếu Thị Hà
Nguyễn Văn Hào
Nguyễn Hoàng Hảo
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 2
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
PHẦN I – THIẾT KẾ KĨ THUẬT
CHƯƠNG 1-CÁC VẤN ĐỀ CHUNG
1.1Tình hình chung về đường lò
- tên gọi: lò đá dọc vỉa
- chiều dài: 300m, tuổi thọ: 15 năm, góc dốc 5‰
- công dụng: vận chuyển khoáng sản và thông gió
- tuổi thọ: 15 năm
- thông số cơ lý của đá:
• hế số kiên cố f = 5
• trọng lượng thể tích 2,45 tấn/m
3
1.2Chọn vật liệu và kết cấu chống giữ
1.2.1.thực trạng sử dụng các kết cấu chống trong các đường lò.
a, Kết cấu chống gỗ.
Gỗ là loại vật liệu được sử dụng làm kết cấu chống giữ trong các đường lò từ
lâu đời. Trong các năm gần đây các ngành công nghiệp luyện kim, sản xuất vật liệu
xây dựng phát triển ở trình độ cao nhưng gỗ vẫn là loại vật liệu được sử dụng phổ
biến vì có những ưu điểm như: Chế biến gia công đơn giản, dễ thích ứng, cho phép
nhận thấy và nghe thấy khi áp lực đất đá phát triển đến trạng thái nguy hiểm, vận
chuyển dễ dàng, sử dụng được nguồn nguyên liệu địa phương.

Tuy nhiên kết cấu chống gỗ vẫn còn những nhược điểm: Biến dạng nhiều khi
chịu tải, không liên kết với khối đá, và hầu như không sử dụng lại được, kết cấu
chống tạm và cố định quá hạn phải dỡ bỏ vì vậy gây ra biến đổi cơ học trong khối
đá, dễ cháy, dễ mục lát, gây ra sức cản khí động học lớn, không thích hợp sử dụng
trong điều kiện ẩm ướt.
Gỗ sử dụng để chống cố định hầu như chỉ được áp dụng trong các đường lò
có tuổi thọ nhỏ, thường không quá 2 đến 3 năm, áp lực nóc tương đối nhỏ, ít biến
đổi.
b, Kết cấu chống thép
Kết cấu chống thép là kết cấu được sử dụng rộng rãi, chiếm tỉ lệ lớn nhất
trong hầu hết các lò bằng, lò nghiêng của nước ta dưới dạng vì chống cứng (thép
chữ I hoặc thép Ray), vì chống linh hoạt về kích thước (thép lòng máng SVP).
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 3
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
Vì chống thép có khả năng chịu lực cao, dùng trong đất đá có độ bền bất kỳ,
áp lực lớn nhưng dễ bị han gỉ nhất là trong điều kiện môi trường ẩm ướt có xâm
thực.
Thông thường được sử dụng cho các đường lò có thời gian phục vụ từ 5 đến
7 năm trở lên.
c, Kết cấu chống bằng bê tông, bê tông cốt thép liền khối.
Loại kết cấu này thường được sử dụng cho các đường lò có tuổi thọ cao (lớn
hơn 20 năm), chịu áp lực lớn, vỏ bê tông có khả năng cách nước tốt. Kết cấu chống
loại này được sử dụng với tỉ lệ rất ít trong các mỏ hầm lò bởi công tác thi công vỏ
chống rất phức tạp, khó khăn, giá thành chống giữ đường lò lớn.
d , Kết cấu chống bằng gạch, đá.
Loại kết cấu này hiện nay hầu như không được sử dụng. Bởi công tác thi
công vỏ chống quá phức tạp, khó khăn, và tốc độ xây dựng chậm.
e, Neo, bê tông phun.
Là kết cấu chống sử dụng ở những điều kiện địa chất phức tạp, neo kết hợp
bê tông phun tạo ra kết cấu chống tối ưu có thể dùng là kết cấu chống tạm hoặc kết

cấu chống cố định.
1.2.2.lựa chọn kết cấu chống
- vật liệu chống giữ phụ thuộc vào nhiều yếu tố chống giữ như: tính chất cơ lý
của đất đá, công dụng và tuổi thọ của đường lò, điều kiện địa chất thủy
văn…
- Với yêu cầu đề bài: tuổi thọ đường lò là 15 năm, đào qua đá cát kếtcó hệ số
kiên cố f = 5. Ta thấy tuổi thọ trung bình và đất đá ổn định trung bình nên ta
chọn kết cấu chống là khung chống bằng thép chữ lòng máng.
- Phụ thuộc điều kiện ổn định của đất đá, loại kết cấu chống, và công dụng của
đường lò, thời gian tồn tại của đường lò, áp lực đất tác dụng lên đường lò. Vì
lò đào qua đá cát kết, kết cấu chống bằng thép nên ta chọn đường lò có dạng
hình vòm bán nguyệt tường thẳng đứng.
- Sơ bộ ta chọn kết cầu chống là SVP – 17 có các thông số như sau:
- Sơ bộ chọn thép lòng máng SPV – 17 có đặc tính sau để chống:
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 4
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
M60
H94
8,5
h
23
b91,5
B131,5
m50
Bảng 1. Các thông số cơ bản của thép SPV - 17
ST
T
CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN SVP-17 Đơn vị
1 Trọng lượng 17,66 Kg
2 Diện tích tiết diện 21,73 Cm

2
3 Chiều rộng đáy lớn 131,5 mm
4 Chiều rộng đáy nhỏ 60,0 mm
5 Chiều cao 94 mm
6
Moomen chống uốn mặt cắt
x-x 50,3 Cm
3
7 ứng suất nén cho phép [σ] 2700 KG/cm
2
1.2.Thiết kế và quy hoạch đường lò
a. Chọn kích thước mặt cắt ngang đường lò
Chọn kích thước mặt cắt ngang đường lò phụ thuộc vào các yếu tố
- điều kiện thông gió
- số lượng đường xe
- loại ghi
- cỡ đường
- thiết bị vận tải
- chiều cao kiến trúc đường xe
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 5
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
- các khoảng cách an toàn
 Theo yêu cầu bài toán, đường lò có dạng tường thẳng, vòm bán nguyệt, các
thông số chiều rộng , chiều cao khi sử dụng là:
+ Chiều rộng đường lò: B
1
= 3600 mm
+ Chiều cao tường: H = 1200 mm
b. Quy hoạch trong không gian
Hình 1-Mặt cắt ngang sử dụng đường lò

Tính toán tiết diện đào
Ta có tiết diện sử dụng của đường lò là:
+ chiều rộng sử dụng: 3600 mm
+ chiều cao tường: 1200mm
Khi khai đào ta phải kể đến cả chiều dày của kết cấu chống, chiều dày tấm chèn và
khoảng không để kể đến sự dãn nở thêm của đất đá (để đưa tấm chèn vào được dễ
dàng hơn).
Như vậy:
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 6
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
Trong đó: - B
đ
là chiều rộng công trình cần đào
-B
sd
: chiều rộng sử dụng theo thiết kế, B
sd
= 3600
-B
kcc
: chiều dày kết cấu chống, B
kcc
= 94
-B
tc
: chiều dày tấm chèn, B
tc
= 50
 B
đ

= 3600+2.94+2.50+2.50 = 3988 (mm)
Để thuận tiện cho việc tính toán cũng như khai đào công trình, ta lấy B
đ
= 4000
(mm) và chiều cao tường là 1200 (mm).
Trong đó: - h
sd
: chiều cao sử dụng, h
sd
= h + R = 1,2 + 1,8 = 3 (m) = 3000 mm
-B
kcc
: chiều dày kết cấu chống, B
kcc
= 94 mm
=>
Để thuận tiện cho việc tính toán cũng như khai đào, ta lấy h
đ
= 3200 mm
Hình 2 - Mặt cắt ngang đường lò khi đào
CHƯƠNG 2 – THIẾT KẾ CHỐNG GIỮ ĐƯỜNG LÒ
2.1 Đánh giá độ ổn định của khối đá xung quanh đường lò
Đá quanh đường lò có f = 5, nên có ổn định trung bình.
2.2 Tính toán áp lực mỏ
Tính toán kích thước khai đào
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 7
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
2.2.1 Áp lực nóc
Áp lực đất đá tác dịnh lên kết cấu chống phụ thuộc tổng hợp nhiều yếu tố như tính
chất cơ lý của đất đá, cấu tạo địa chất, hình dạng đường lò, chất lượng khoan nổ

mìn, thời gian đào đất đá tới lúc chống giữ công trình…
Vì lò đào qua đá có độ cứng f = 5, nên để an toàn ta dùng giả thiết áp lực của
tximbarevich để tính toán.
Ta có sơ đồ tính áp lực như sau:
2a
b
h
h
2
1
Hình 3 – sơ đồ tính áp lực theo Trimbarevich
Gọi 2a là chiều rộng của đường lò đào thực tế thì chiều rộng của vòm phá hủy là 2a
1
Góc ma sát trong của đất đá là . Với f = 5 thì
Theo Tximbarevich thì chiều rộng vòm sập đổ phía nóc là 2a
1

a
1
= a + h
đ
. tan
 a
1
= 2 + 3,2 . tan = 2,32 (m)
Chiều cao đỉnh vòm phá hủy:
b
1
=
Áp lực nóc phân bố trên một mét dài công trình ta coi phân bố hình chữ nhật và

được xác định theo công thức:
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 8
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
q
n
= b
1
. L = 2,45 . 0,464. L= 1,14L (T/m)
2.2.2. Áp lực sườn
q
s1
= . b
1
. L . tan
2
(45
o
- = 2,45 . 0,464.L.tan
2
= 0,01 (T/m)
Để đơn giản cho việc tính toán, áp lực sườn lấy bằng trung bình cộng của q
s1
và q
s2
1 2
0,01 0,09
0,05
2 2
s s
s

q q
L L
q L
+
+
= = =
2.2.3. Áp lực nền
Chiều sâu giới hạn của vùng phá huỷ nền được tính theo công thức:
X
0
=
4
4
(h+b ).tan (45 -f/2)
1- tan (45 - f/2)
o
l
o
Trong đó:
h – chiều cao đường lò khi đào, h = 3,2 m;
h
o
– chiều cao vòm phá hủy, h
o
= 0,464 m;
φ - góc ma sát trong của đất đá xung quanh lò, φ = 78
o
40’;
Thay các giá trị vào công thức ta được:
X

0
=
0 '
4 0
4
0 '
4 0
78 40
3,5.10 ( )
78 40
(3,2+0,464)×tan (45 )
2
1-tan (45 - )
2
m
−
−
=

Từ đó ta thấy rằng chiều sâu vòm phá hủy nền rất bé. Nên áp lực nền rất nhỏ,
do vậy ta bỏ qua áp lực nền.
Ta có bảng kết quả tính toán:
f (T/m
3
) (độ) 2a(m) h(m) R (m) q
n
(T/m) q
s
(T/m)
5 2,45 78

o
40’ 4 3.2 2 1,14L 0,05L
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 9
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
ta có tổ hợp tải trọng như sau:
1,14L (T/m)
0,05L (T/m)
0,05L (T/m)
2.3. Tổ hợp tải trọng và sơ đồ tính
Vì chọn khung chống bằng thép linh hoạt về kích thước, có hai bên chân cột cố định
trong đất, nên ta chọn sơ đồ tính là hệ siêu tĩnh bậc 1 như sau:
1,14L (T/m)
0,05L (T/m)
0,05L (T/m)
H
V
H
V
A
B
A
A
B
B
Hình 4 – sơ đồ tính hệ siêu tĩnh bậc một
2.4. Nội lực trong các bộ phận của kết cấu chống và kiểm tra độ bền
 Tính các phản lực:
Đây là một hệ siêu tĩnh chịu tải trọng đối xứng, do đó việc tính toán các giá trị
nội lực ta sẽ tiến hành tính toán cho nửa vòm bên trái, phần còn lại lấy đối xứng.
Để giải bài toán này ta thay ẩn số bằng lực H

A
= X như sơ đồ.
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 10
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
Phản lực thẳng đứng tại gối tự
Trong đó:
q
n
– áp lực nóc lên công trình, q
n
= 1,14.L(T)
R
t
– bán kính tính toán phần vòm đường hầm,
R
t
= 1800+94:2=1847 (mm) = 1,847 (m)
Để tính toán thành phần áp lực nằm ngang tại gối tựa ta sử dụng phương pháp
chuyển vị của cơ học kết cấu. Với bài toán kết cấu chịu uốn là chủ yếu nên trong
tính toán ở đây ta bỏ qua thành phần lực cắt Q và thành phần lực dọc N.
Phương trình chính tắc:
Mô men do lực X=1 tác dụng lên phần tường
Mô men do lực X=1 tác dụng lên phần vòm
Mô men do ngoại lực gây ra trong phần tường
Mô men do ngoại lực gây ra trong phần vòm
Chuyển vị do thành phần X=1 gây ra là:
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 11
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
Thành phần chuyển vị do ngoại lực gây ra
h s

2 2 2
1q s n n s
0 h
y (R - R.cosφ) (h + R.sinφ)
Δ = y.(- q ).dy+2 (h + R.sinφ) q .R.( R -R.cosφ) - q . -q . ds
2 2 2
 
 
 
∫ ∫
4 4
3 4 3 2 2 3
1q n s
π 2R 1 π 3π 2R
Δ = hR + q - h + h R + 3h R + hR + q
4 3 4 2 4 3
   
 ÷  ÷
   
Từ phương trình cân bằng ta tính được phản lực thừa ở gối tựa là:
Trong đó:
q
n
– áp lực nóc tác dụng lên công trình,
q
s
– áp lực hông tác dụng lên công trình,
bán kính vòm,
chiều cao phần tường thẳng,
Thay số vào ta được:

4
3 4 4 3 2 2 3
3 2 2 3
π 2 1 π 3π 2.1,847
.1,2.1,847 + .1,847 1,14L- .1,2 + .1,2 .1,847+3.1,2 .1,847 + 1,2.1,847 + 0,05L
4 3 4 2 4 3
X= H = -
2π
1,2 +π.1,2 .1,847+4.1,2.1,847 + 1,847
3 2
X= H = - 0,4L (T)
A
A
 
 
 ÷  ÷
 
 
Như vậy chiều của phản lực cần tìm ngược lại với chiều đã chọn ban đầu.
 tính nội lực trong khung chống
Ta có sơ đồ tính nội lực trong vòm như sau (:
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 12
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
1,14L (T/m)
0,05L (T/m)
H
V
A
A
A

M
N
Q
v
v
v
Hình 5 – sơ đồ nh nội lực trong vòm
2 2
2
( .sin ) (1 cos )
.( .sin ) V . .(1 cos ) . . .
2 2
.cos .sin .( .sin ).cos . .(1 cos ).sin
.sin .cos .( .sin ).sin . .(1 cos ).cos
V A A s n
V A A s n
V A A s n
h R
M H h R R q q R
Q H V q h R q R
N H V q h R q R
ϕ ϕ
ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
+ −
= + + − − −
= + − + − −
= − − + + −
Với:

q
n
– áp lực nóc tác dụng lên công trình,T/m)
q
s
– áp lực hông tác dụng lên công trình,)
R – bán kính tính toán vòm,
h – chiều cao phần tường thẳng,
H
A
– phản lực thừa ở gối tựa, )
Sau khi thay số liệu vào tính toán ta được kết quả có trong bảng sau:
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 13
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
Bảng 2 – nội lực trong vòm
Mặt cắt φ (độ) M (T.m) N (T) Q (T)
0 0 -0.43L -2.11L 0.46L
1 15 -0.51L -2,10L -0,06L
2 30 -0,35L -1,93L -0,48L
3 45 -0,05L -1,50L -0.69L
4 60 0,27L -1.04L -0.65L
5 75 0,51L -0,69L -0.39L
6 90 0,60L -0.15L 0.00
Sơ đồ tính nội lực trong cột (0:
0,05L (T/m)
H
V
A
A
A

M
N
Q
C
C
C
y
Hình 6 – sơ đồ tính nội lực trong cột
Sau khi thay số liệu vào ta được kết quả như sau:
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 14
2
2
.
. 0,4 0,025
2
. 0,4 0,05
s
C A
C A s
C A
q y
M H y Ly Ly
Q H q y L Ly
N V
= − = −
= − = −
= −
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
Bảng 3 – nội lực trong cột
Mặt cắt y (m) M

c
(T.m) N
c
(T) Q
c
(T)
0 0 0 -2,11.L 0,40L
1 0,2 -0,08.L -2,11.L 0,41L
2 0,4 -0,16.L -2,11.L 0,42L
3 0,6 -0,23.L -2,11.L 0,43L
4 0,8 -0,30.L -2,11.L 0,44L
5 1,0 -0,38.L -2,11.L 0,45L
6 1,2 -0,43.L -2,11.L 0,46L
Ta có biểu đồ nội lực như sau:
2.11
2.11
2.11
2.1
1.93
1.5
1.04
0.69
2.11
2.11
2.11
2.1
1.93
1.5
1.04
0.69

0.15
-
-
N .L
(T)
0,46
0,4
-
+
-
+
0,06
0,48
0,69
0,65
0,39
0
0,39
0,65
0,69
0,48
0,06
0,46
0,4
Q .L
(T)
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 15
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
0,51
0,27

0,05
0,35
0,51
0,43
0,38
0,30
0,23
0,16
0,08
0
0,6
0,51
0,27
0,05
0,35
0,51
0,43
0,38
0,30
0,23
0,16
0,08
0
M .L
(T.m)
Hình 7 – biểu đồ nội lực trong kết cấu chống
Từ biểu đồ nội lực ta thấy rằng mặt cắt tại đỉnh vòm có giá trị mô mem lớn nhất.
- Kiểm tra điều kiện bền cho vật liệu theo công thức:
Trong đó:
độ bền chịu uốn cho phép của thép,

mô men chống uốn của thép đã chọn,
diện tích tiết diện ngang của thép,
hệ số giảm ứng suất cho phép,
M
max
– mô mem lớn nhất trong kết cấu, M
max
= 0,6L T.m
N – lực dọc trục tại vị trí có M
max
, N = -0,15L T
n – hệ số an toàn, n = 3
Bảng 4 - đặc tính kỹ thuật của vì thép SVP-17
Số hiệu vì
thép
Ứng suất nén cho
phép[�] kG/cm
2
Diện tích mặt cắt
ngang,cm
2
Mô men chống uốn
trục x-x cm
3
SVP-17 2700 21,73 50,3
Thay vào ta được:
 L 0,75 (m) => lấy L = 0,7 (m)
Vậy với vì thép SVP-17 và bước chống L= 0,7m kết cấu đã đủ bền.
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 16
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ

2.3.Tính toán tấm chèn
Các tấm chèn có nhiệm vụ lấp kín khoảng hở giữa kết cấu chống và biên
đào, phân bố đều áp lực đất đá lên kết cấu chống, ngăn ngừa hiện tượng trượt lở ở
nóc,hông đường lò, hạn chế điều kiện biến dạng của đất đá xung quanh làm phát
sinh tải trọng động.
Chọn tấm chèn là bê tông cốt thép có kích thước b x h = 200 x 50 (mm), với
bước chống L = 0,7 (m).Tính toán lượng cốt thép bố trí trong tấm chèn. Tính toán
tấm chèn được thực hiện bằng cách coi tấm chèn như dầm đặt trên 2 gối tựa,
khoảng cách 2 gối tựa bằng khoảng cách 2 vì chống (L = 0,7m). Chịu tải trong phân
bố đều của vòm phá hủy.
- Tải trọng tác dụng lên 1 tấm chèn được xác định theo công thức sau:
Trong đó:
,
b
1
– chiều cao vòm phá hủy, b
1
= 0,464 m
b Chiều rộng của tấm chèn, b = 0,2m
- Bỏ qua trọng lượng bản than của tấm chèn, ta có sơ đồ tính sau:
M
max
q
L
Hình 8 - Sơ đồ tính tấm chèn
- Bỏ qua thành phần lực dọc và lực cắt. Mô mem lớn nhất:
- Sơ đồ tính toán cốt thép tấm chèn như hình vẽ:
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 17
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
R

u.
b.x
R
a.
F
a
F
a
M
x/2
x/2
R
u
h
0
a
h
b
h
x
Hình 9 - Sơ đồ ứng suất trên tiết diện chữ nhật chịu uốn đặt cốtđơn
Bê tông sử dụng làm tấp chèn có mác 200 (R
n
= 90 kG/cm
2
).
Cốt thép sử dụng nhóm AII: Hệ số R
a
=2800kG/cm
Ta có: h = 5cm giả thiết chọn lớp bê tông bảo vệ có chiều dày a = 1,5 cm

Chiều cao làm việc của bê tông là: h
0
= h – a = 5-1,5 = 3,5 cm
= 0,43 Vậy tấm chèn đủ bền
Tra bảng ta được: và
Diện tích tiết diện ngang cốt thép :
Cốt đai có thể lấy theo quy chuẩn về cấu tạo lựa chon cốt đai 4, khoảng cách giữa
các cốt đai là 200mm, tương ứng với 4 cốt đai cho 1 tấm chèn dài 0,8m
Các tầm chèn được bố trí sát nhau.Số tấm chèn cần thiết cho 1 bước chống là :
Trong đó
P- là chu vi lò,không kể nền
P = 2.h
t
+ π.R = 2.1,2.10
3
+.2 . 10
3
= 8683 (mm)
2.4.Kết cấu chống tạm
Chống tạm được thực hiện ngay sau khi thông gió, đưa gương vào trạng thái an
toàn. Công việc chống tạm được tiến hành như sau: dùng 2 thanh thép ray P24 đặt ở
hông và nóc lò. Một đầu của thanh thép được treo vào xà của khung vỏ chống cố
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 18
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
định bằng gông hoặc móc thép, đầu kia hướng về gương lò tạo nên dạng công xôn.
Sau đó tiến hành chèn bằng gỗ hoặc tấm chèn để giữ nóc lò.
2.5.Kết cấu chống cố định, hộ chiếu chống
Kết cấu của vì chống SVP – 17 bao gồm một xà và 2 cột. Giữa xà và cột là
liên kết bu lông gông. Gông được đặt tại vị trí mà có mômen nhỏ và lực cắt lớn.
Như vậy ta đặt gông tại vị trí có lực cắt là 0,86L (T), tương ứng với góc khi đó là

45
o
. Khoảng cách giữu 2 gông bằng 200mm, gông cách 2 đầu xà và đầu cột 100mm,
đầu cột ôm vào đầu xà 400mm. Để cột chống không bị lún sâu vào đất đá ta hàn 1
đoạn thép lòng máng nằm ngang tỳ đế chân cột. Đoạn thép này ta sử dụng luôn thép
SVP – 17.
Hộ chiếu chống lò như sau:
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 19
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
mèi nèi xµ-cét
A
A
1
0
0
2
0
0
1
0
0
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 20
chi tiÕt ®Õ cét
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
Hình 10 – Hộ chiếu chống lò
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 21
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
PHẦN II - THIẾT KẾ THI CÔNG
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP ĐÀO LÒ
3.1.Sơ đồ đào,hướng đào và công nghệ đào lò.

Để thi công hiệu quả các CTN trước hết phải lựa chọn phương pháp thi công
hợp lý.
Một phương pháp thi công hợp lý bao hàm nhiều yếu tố khác nhau,song vấn đề
có bản là phải lựa chọn được phương phâp đào,sơ đồ đào và sơ đồ thi công.
3.1.1 Lựa chọn sơ đồ đào
Sơ đồ đào nó phản ánh trình tự hay phương thức khai đào trên gương (hay trên mặt
cắt ngang của công trình).Hiện nay có 2 sơ đồ đào cơ bản là:
+ Sơ đồ đào toàn gương hay toàn tiết diện
+ Sơ đồ đào chia gương
Mỗi sơ đồ đào lại được lựa chọn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau
Đào toàn gương hay đào toàn tiết diện được quyết định bởi 3 yếu tố sau:
+ Thời gian ổn định không chống của khối đá,trong mối liên quan tới hình dạng
và kích thước của CTN.
+ Nhu cầu về thời gian lắp dựng kết cấu chống bảo về phải phù hợp với thời
gian ổn định không chống,theo những nguyên tắc của phương pháp thi công hiện
đại.
+ Các trang thiết bị phải có công suất cũng như khả năng tiếp cận để đảm bảo
trình tự và tốc độ thi công trong các điều kiện đã cho.
Đào chia gương được quyết định bởi 3 yếu tố sau:
+ Thời gian tồn tại ổn định của khối đá không đủ lớn để đào toàn gương.
+ Nhu cầu về thời gian để lắp dựng kết cấu bảo vệ khi đào toàn gương không
tương xứng với thời gian ổn định của khối đá (mối quan hệ với thời gian tồn tại,
khẩu độ thi công).
+ Các trang thiết bị như xe khoan hoặc sàn công tác,không bao quát được toàn
tiết diện (tiết diện lớn so với năng lực của trang thiết bị thi công).
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 22
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
3.1.2 Lựa chọn sơ đồ thi công.
Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ thi công đường lò có ý nghĩa rất quan trọng. Sơ đồ
thi công hợp lý sẽ đẩy nhanh tốc độ đào lò, qua đó sẽ giảm đựơc giá thành đào lò.

Việc lựa chọn sơ đồ thi công dựa trên các đặc điểm sau :
+ Kích thước tiết diện ngang đường lò, chiều dài đường lò và đảm bảo an toàn lao
động.
+ Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn xung quanh đường lò.
Dựa vào những đặc điểm nêu trên khi đường lò xuyên vỉa đào trong lớp đất đá có
chiều dài 300m và tiết diện là 11 m
2
,ta chọn sơ đồ thi công hỗn hợp.
3.1.3 Thiết kế công nghệ đào phá đất đá.
Lựa chọn phương pháp đào phá đất đá tại gương
Một phương pháp đào hợp lý là phương pháp:
+ Tạo ra khả năng đào đất (đá) kinh tế và đều đặn trong toàn bộ dự án.
+ Hạn chế được hiện tượng giảm bền của khối đá.
+ Hạn chế mức độ chấn động ở mức tối thiểu trong khu vực có dân cư
+ Hạn chế tối đa tác động đến môi trường
+ Có ảnh hưởng kinh tế thuận lợi với kết cấu chống
+ Phù hợp với trang thiết bị thi công hiện có trong nước
Các yếu tố chủ yếu để lựa chọn phương pháp thi công phá vỡ đất đá.
+ Phương thức đào cùng với biện pháo bảo vệ thích hợp
+ Khả năng khai đào cũng như khả năng mài mòn của đá,liên quan tới công cụ
đào,điều kiện địa chất thủy văn
+ Hình dạng,kích thước tiết diện ,độ dốc của đường hầm
+ Độ sâu,độ cong,chiều dài đường hầm
+ Tiến độ hay tốc độ đào phải đạt được
Căn cứ vào đường lò xuyên vỉa đào qua lớp đất đá có hệ số kiên cố f = 5, đá có
độ cứng trung bình,chưa biết độ nứt nẻ,hướng nứt nẻ,căn cứ vào trang thiết bị trong
nước hiện có để thi công công trình ngầm và để nâng cao độ ổn định cho công trình,
giảm tối thiểu chấn động của việc nổ mìn đến khối đá xung quanh đường lò, giảm
hệ số thừa tiết diện, giảm độ văng xa của đá, cỡ hạt của đá. Ta áp dụng phương
pháp khoan nổ mìn để phá vỡ đất đá.

NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 23
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
3.2 Công tác khoan nổ mìn
3.2.1 Lựa chọn thuốc nổ và phương tiện nổ, máy khoan, mũi khoan lỗ mìn.
Máy khoan và mũi khoan lỗ mìn ta chọn máy khoan PR – 18LU. Ta sử dụng
loại thuốc nổ an toàn về khí và bụi nổ.Ta chọn loại thuốc nổ P113 do công ty hóa
chất mỏ sản xuất với đặc tính kỹ thuật sau:
Bảng 5: Đặc tính kĩ thuật của thuốc nổ P113
STT Chỉ tiêu kĩ thuật Đơn vị Thông số
1 Khả năng công nổ, P
s
cm
3
320÷330
2 Sức công phá, W mm 1416
3
Mật độ thuốc nổ,∆
g/cm
3
1,1÷1,25
4 Đường kính thỏi thuốc, d
t
mm 32
5 Chiều dài thỏi thuốc,l
t
mm 220
6 Trọng lượng một thỏi thuốc,G
t
kg 0,2
Để nổ mìn ta dùng máy nổ mìn của Liên Xô cũ mã hiệu KVP-1/100m. Đặc tính kỹ

thuật như sau:
Bảng 6: Đặc tính của máy nổ mìn mã hiệu KVP-1/100m
1 Nguồn nạp Đơn vị ắc quy
2 Điện thế V 650
3 Số lượng kíp nổ đồng thời max Cái 100
4 Điện trở lớn nhất
Ω
380
5 Trọng lượng máy kg 2
Phương tiện nổ: Ta chọn phương tiện nổ là kíp nổ điện vi sai, an toàn: EDKZ của
Liên Xô cũ sản xuất, số hiệu của kíp nổ là 1,2,3 tương ứng bố trí cho các nhóm lỗ
tạo rạch, phá, biên. Đặc tính của kíp nổ như sau:
Bảng 7: Đặc tính kíp nổ EDKZ như sau:
Số Thời gian Điện Đường Chiều Dòng điện Dòng điện gây
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 24
Đồ án môn học xây dựng công trình ngầm trong mỏ
kíp
nổ
chậm
nổ(ms)
trở kíp
(Ω)
kính ngoài
của
kíp(mm)
dài của
kíp(mm)
an toàn
(A)
nổ,(A)

1 25
2÷4,2
7,6 72 0,18 1,2
2 50
2÷4,2
7,6 72 0,18 1,2
3 75
2÷4,2
7,6 72 0,18 1,2
Vòng đột phá trong cùng ta dùng kíp nổ thường bởi vì hàng tạo rạch yêu cầu nổ
trước tiên, không phụ thuộc vào hàng nào nên chúng ta sử dụng kíp tức thời, hiệu
quả cao về mặt kinh tế và hiệu quả về mặt kĩ thuật (nổ nhanh và ít câm).
3.2.2 Tính toán các thông số khoan nổ mìn
a. Tính toàn lượng thuốc nổ đơn vị (q)
Tính toán chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị (q) theo công thức của giáo sư M.N
Pocrovski :
q= q
1
.f
c
.e.v.k
đ
, kg/m
3
Trong đó:
q
1
– Lượng thuốc nổ tiêu chuẩn, kg/m
3
q

1
=0,1.f = 0,1.5 = 0,5 kg/m
3
f
c
– Hệ số cấu trúc của đất đá trên gương, đá phân lớp độ bền thay đổi ta lấy
f
1
= 1,3
e – Hệ số phụ thuộc vào khả năng công nổ
e =
Trong đó:
380 – Khả năng công nổ của thuốc nổ amonit 62%
P
s
– Sức công nổ của thuốc nổ đang dùng (P113), P
s
= 320
v – Hệ số sức cản của đá, có kể tới ảnh hưởng của số mặt tự do, với gương
có một mặt tự do ta có:
v =
k
đ
– Hệ số ảnh hưởng của đường kính thỏi thuốc, k
đ
=1
Thay số vào công thức trên ta có:
q = 0,5.1,3.1,2.2.1= 1,56 (kg/m
3
)

b. Đường kính lỗ khoan (d
k
)
NHÓM 16 Xây dựng CTN&Mỏ - k56 Page 25