ĐỒ ÁN CÔNG TRÌNH NGẦM TRONG MỎ - GA LẬP ĐOÀN TÀU 2 ĐƯỜNG XE f=4

Sau thời gian học tập môn đào chông lò nay em đợc giao đề tài thiết kế
môn học với chuyên đề :Thiết kế đờng lò ga lập đoàn tàu2 đờng xe với các
thông số sau:Sản lợng khai thác: 400.000 T/năm.Thời gian tồn tại của đờng lò:
10 năm. Chiều dài đờng lò:80m. Góc nghiêng sờn dốc: 38. Độ dốc của đờng
lò:5 0/00. Đờng lò đào qua lớp đá sét kết có f= 4 nứt nẻ ít. Loại mỏ về khí bụi
nổ:cấp III. Lu lợng nớc chảy vào đờng lò:11m3/ngày đêm/10m dài đờng lò.
Đến nay bản đồ án của em đã đợc hoàn thành do sự giúp đỡ nhiệt tình
của thầy giáo hớng dẫn Nguyễn Văn Quyển cùng với các thầy cô giáo
trong bộ môn cùng với sự cố gắng của bản thân. Do kiến thức và thời gian
còn hạn chế nên bản đồ án còn những thiếu sót. Em rất mong đợc sự chỉ
bảo và giúp đỡ của các thầy để bản đồ án của em đợc hoàn chỉnh hơn.Em
Sinh viên

xin chân thành cảm ơn.

Nguyễn Văn Thanh

1


Chơng I
Thiết kế kỹ thuật
1. những nét chung về đờng lò cần thiết kế.
Công dụng của dờng lò là dùng làm ga lập đoàn tàu 2 đờng xe với chiều dài
80m, thời gian tồn tại của dờng lò là 15 năm.Sản lợng chuyển qua đờng lò
là 400.000T/năm, đào qua lớp sét kết có f= 4, mỏ thuộc hạng 3 về khí nổ.
2


2. chọn thiết bị vận tải và khả năng thông qua của đờng lò.
a. chọn thiết bị vận tải

Thiết bị vận tải trong lò đơc lựa chọn dựa theo sản lợng khai thác, vận
chuyển qua đờng lò, hạng mỏ về khí bụi nổ, tuổi thọ của mỏ, theo yêu cầu
của dờng lò thiết kế:
+ vận chuyển 400.000T/năm
+Tuổi thọ 15 năm
+ hạng mỏ loại 3 về khí nổ
Vì vậy ta chon thiết bị vận tải nh sau:
Đầu t tầu điện ắc quy AM-8 , goòng VB 2,5.Đặc tính cuả chúng dợc thể hiện
ở các bảng.
Bảng1.1. Đặc tính tàu điện ắc quy AM-8
Các thông số làm việc

Các kích thớc cơ bản

Trọng

Khung

lợng

cứng

Tốc

Lực

Tổng

Điện

bám

(mm)

độ

kéo

công

áp (V) cao

(Km/

(kg)

suất

1150

(kw)
22,4

dính
(tấn)

8,8

1200

Cỡ đ-

h)
6,8

120

Chiều

Chiều

Chiều

ờng xe

rộng

dài

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

1415

1050

4500

Bảng1.2.Đặc tính kỹ thuật goòng vận tải VB 2,5
Các kích thớc chính (mm)
Rộng Hệ Số lực Cao
Dài

VB2,5

600

2,5

(mm) cản

(mm)

(mm)

1350 0,42

1400

3150

Chọn thiết bị đờng sắt

3

600


Để phù hợp với thiết bị vận tải (tàu điện ắc quy AM-8, goòng VB 2,5) cỡ đờng
xe là 600(mm) ta chọn loại ray P24 và tà vẹt bê tông cốt thép tiết diện hình
thang
Bảng dặc tính kỹ thuật của ray P24
STT

Các thông số

1
2
3
4

Đơn vị

Số lợng

m
mm
mm
mm

8
107
51
92

Chiều dài tiêu chuẩn
Chiều cao
Chiều rộng của đỉnh ray
Chiều rộng chân ray

b.Năng suất thiết bị vân tải
* Khả năng kéo của đầu tàu theo điều kiện bám dính của đoàn tàu khi có tải
mở máy đợc xác định theo công thức:
1000
1)

+
i
1
Q g =Pđt.( 0

Tấn

(1.1)

Trong đó:
Pdt- trọng lợng của đầu tầu; Pdt = 8,8 tấn.
Qg- tải trọng tối đa mà đầu tầu có thể mang tải đợc
- hệ số bám dính của bánh xe; = 0,2.

W0-hệ số lực cản chính, 0 =9 kG/Tấn
i - độ dốc của đờng xe, i = 5 0/00
Vậy thay số vào (1.1) ta có
Q1g=8,8 .(

1000.0,2
1) =185,6 T
9 + 0,05

*Khả năng kéo của đầu tàu theo điều kiện tàu khởi động khi có tảI lên dốc:
1000 m
1)
Q2g =Pđt( 0 + i + 108.a m

Tấn

(1.2)

Trong đó:


m

hệ số bám dính của bánh xe với ray khi lên dốc m=0,12
4


am gia tốc mở máy, am =0,03 m/s2
m - hệ số cản khi lên dốc m =1,5. 0 =1,5.9 = 13,5

Vậy thay số ta có: Q2g =8,8.(

1000.0,12
1) = 54 T
13,5 + 0,05 + 108.0.03

*Khả năng kéo của đoàn tàu theo điều kiện hãm khi xuống dốc:
1000. h .Pbd
Pdt )
Q = 110.v 2 + i
0
Lh
3
g

(

T

(1.3)

Trong đó:
h- hệ số bám dính khi hãm, h=0,1

Pbd trọng lợng đoàn tàu bám dính khi hãm, Pbd=Pdt= 8,8 T
v tốc độ tàu trung bình, v= 0,8.vkt m/s
vkt- tốc độ kỹ thuậ của tàu, vkt =1.89 m/s
Lh- quãng đờng hãm cho phép của đoàn tàu, Lh= 30m
1000.0,1.8,8
8,8) = 252
Vậy thay số ta có: Q g= 110.(0,8.1,89) 2
9+4
30
3

(

Để thỏa mãn các điều kiện ta chọn trọng lợng đoàn tàu theo Qg min= 54 T
*Số goòng trong một đoàn tàu có tải đợc xác định theo công thức:
n=

Q g min
q + q0

(goòng)

Trong đó:
q: Trọng lợng khoáng sản chứa trong một goòng.
q = V . 1 = 2,4 . 2,5 = 6 (tấn).

(1.4)

V: Thể tích của goòng; V = 2,5 (m3).
1: Trọng lợng thể tích của than; 1=2,4 G/cm3 = 2,4 (T/m3).
q0: Trọng lợng bản thân goòng q0 = 1,3 tấn.
Thay số vào ta đợc:
54

Do vậy ta lấy số

n=

6 + 1,3
5

= 7,4 (goòng)


goòng là 8 goòng.
* Kiểm tra khả năng vận tải của mạng đờng sắt.
Năng suất sử dụng của một đoàn tầu theo công thức.
60 T
Qsd = ktg

.n.q

Tck

(1.5)

Trong đó:
ktg: Hệ số sử dụng thời gian; ktg = 0,8.
T: Thời gian làm việc của tầu trong một ngày đêm; T = 6 (giờ).
n: Số goòng làm việc trong một đoàn tầu; n = 8(goòng).
q: Tải trọng một goòng; q = 6(tấn).
Tck: Thời gian một chu kỳ vận tải, tính theo công thức.
Tck = tc + tcd + td + /

(phút).

(1.6)

tc: Thời gian chất tải; tc = 10(phút).
tcd: Thời gian dỡ tải; td = 15 (phút).
/: Thời gian dừng tầu; = 10 (phút).

tcd: Thời gian chuyển động đợc tính theo công thức.
tcd = tct + tkt

(1.7)
L

tct =

2000
=

= 17,6 (phút).

Vld

1,89 . 60

tkt: Thời gian chuyển động không tải:
L
tct =

2000
=

= 22 (phút).
0,8.1,89 . 60

Vld

=> tck= 10 +15 + 10 + 22 + 17,6 = 74,6 (phút).

Với:
Vlk = Vkt = 1,98 (m/s).
L: Cung đoạn vận tải lấy L = 2 km = 2000 m.
6


Thay số vào ta đợc:
Qsd = 0,8.

60.6
.6.8 = 185,3 ( tấn/ngày đêm).
74,6

+ Công suất vận chuyển đờng lò đơc tính theo:
Am =

.k . A
N

(1.8)

Trong đó:
: Hệ số vận tải đá khi khai thác; = 1,37.
k: Hệ số làm việc không đều; k = 1,15.
A: Sản lợng khai thác hàng năm; A = 400000 (tấn/năm).
N: Số ngày làm việc trong năm; N = 300 (ngày).
Thay số vào ta đợc:
Am =

1,37.1,15.400000

= 2100 (tấn/ng-đêm)
300

Vậy số goòng trong một ca đợc tính theo công thứ
nd =

Am
2100
=
= 3.7 (đoàn goòng)
nc .Qsd 3.185,3

(1.8)

Chon số goòng trong một ca là: n = 4 (đoàn goòng)
Trong đó:
nc: Số ca làm việc, nc = 3 (ca/ngày đêm).
Vậy số đoàn goòng trong ca nd = 4 đoàn goòng/ca.

3. Chọn hình dạng và kích thớc mặt cắt ngang hầm lò.
a. chọn hình dạng mặt cắt ngang dựa vào tính chất cơ lỳ đá, vật liệu chống và
khả năng tồn tại của đờng lò.
Do đờng lò đào qua lớp đất đá có độ kiên cố trung bình (f =4) tuổi thọ của đờng lò là 10 năm lên ta chọ vật liệu chống là thép lòng máng svp-22 và hình
dạng mặt cắt ngang là hình vòm bán nguyệt tờng thẳng
7


b. Xác định kích thớc mặt cắt ngang.
Kích thớc mặt cắt ngang phụ thuộc vào thiết bị vận tải, khoảng cách an toàn,
đồng thời căn cứ vào hình dạng mặt cắt ngang đã chọn ta dùng phơng pháp

họa đồ để xác định kích thớc mặt cắt ngang:
- chiều rộng lò: đợc xác định theo công thức B= m + kA +(k-1)n +b vì
có 2 đờng xe, bố trí lối ngời đi lại về 2 phía lên B= 2m +2A +n
trong đó : m- khoảng cách an toàn phía bố trí lối ngời đi lại lấy m=0,7m
ở mức cao 1,7m- 1,8m
A-chiều rộng lớn nhất của thiết bị vận tải A=1350(mm)
n- khoảng cách giữa các phơng tiện vận tải lấy n=300(mm)
vậy B=2*700+2*1350+300= 4400(mm) = 4,4(m)
chiều cao theo thiết bị vận tải : h= Hvt+hs
trong đó: Hvt- chiều cao lớn nhất của thiết bị vận tải Hvt=1415(mm)
hs- chiều cao kể từ đỉnh ray xuống lền lò ( gồm chiều dày đỉnh
ray, tavẹt, lớp đá lát) lấy =350(mm)
Vậy h= 1415+350= 1765(mm)
Mà chiều cao tối thiểu của phía ngời đi lại là1,7m vì vậy ta chọn chiều cao
của phần tờng là Ht= 1,4 m để đảm bảo khi m biến thiên thì điều kiện này
vẫn phù hợp
Vậy chiều cao của lò là H = Ht+B/2= 1,4 +4,4/2= 3,6m
Vậy các thông số của mặt cắt ngang đòng lò là: B= 4,4m
Hđl= 3,6 m
R= 2,2m
Diện tích sử dụng của đờng lò đợc xác định theo công thức:
3,14.R 2
3,14.(2,2) 2
Sc=B.Ht+
= 4,4.1,4 +
=13,8 (m2)
2
2

Sơ đồ kích thớc tiết diện ngang bên trong đờng lò đợc thể hiện trên hình 1.2

c. Kiểm tra kích thớc mặt cắt ngang theo điều kiện thông gió.
Mặt cắt ngang với tiết diện Sc phải thỏa mãn điều kiện thông gió
8


A.q.k

Tốc độ gió v đợc tính : v= 60.à .S .N
c
Trong đó:

m/s

A- sản lợng than vận chuyển qua đờng lò, A=400.000T/năm
q- lợng không khí cần thiết cho 1 tấn than trong một đơn vị ngày đêm, với
mỏ khí loại 3 lấy q=1,5 m3/phút
k- hệ số sản xuất không đều, k=1,25
N- số ngày làm việc trong năm, N=300 ngày
à - hệ số giảm mặt cắt ngang, à =1
400000.1.5.1,25
Thay số ta có: v= 60.1.13,8.300 = 3 m/s

Vậy 1,5 < v < 8 m/s vậy tiết diện đờng lò thỏa mãn điều kiện thông gió
** Chọn sơ bộ thiết bị chống
Với yêu cầu thiết kế lò, để đờng lò ổn định trong suốt quá trình phục vụ ta
chọn thép chống lò là thép lòng máng SVP-27 và tấm chèn bằng bê tông vói
chiều dày 0,05m, đặc tính của chúng đợc thể hiện ở bảng
Xuất phát từ nhận xét, đánh giá độ ổn định của công trình ta chọn các
thông số của vì chống nh sau:
- Loại thép lòng máng SVP-27

- Bớc chống L = 0,5(m) đồi với thân lò.
- Tấm chèn bê tông cốt thép 6.
- Quai gông 20 CT3, Ecu (đai ốc): M18.

9


B131,5
b91,5
h23
H94

m50
8,5
M60

hìnhII.2.Sơ đồ kích thớc gông,tỷ lệ1:50
BảngII.2. đặc tính kỹ thuật của thép lóng máng SVP_27

STT
1
2
3
4
5
6
7

Các thông số
Trọng lợng một mét dài

Chiều rộng đáy lớn
Chiều rộng đáy nhỏ
Chiều cao thanh thép
Diện tích tiết diện ngang
Mô men chống uốn Wx
Mô men chống uốn Wy

Đơn vị
Kg/m
mm
mm
mm
Cm2
Cm3
Cm3

Số lợng
27
149,5
100
123
34,37
100,2
97,8

BảngII.3. đặc tính tấm chèn
Cốt thép

Mác bê tông

6A-1

R250

Các kích thớc (mm)
Dài
Rộng
Dày

1100

150

Trọng lợng

50

2,7

e, Tiết diện đào:
Dựa vào thông số vỏ chống, ta có đợc kích thớc đờng lò nh sau:
Chiều rộng:
Bđ = 2a = B + 2.( bSVP + b + bC).
Trong đó:
B- chiều rộng tiết diện sử dụng, B = 4400 (mm).
10

(2.5)

bSVP- chiều cao, thép lòng máng SVP_27, bSVP = 123(mm).
bC- chiều dầy tấm chèn, bVC = 50 (mm).
b - chuyển vị ngang của đất đá b = 50 mm

Do vậy:
Bđ = 4400 + 2(50 + 123+50) = 4846 (mm).
Bán kính vòm Rđ bên ngoài khung chống:
Rđ =

Bd 4846
=
= 2423 (mm)
2
2

(2.6)

Chiều cao:
Hđ = Hđl+ bSVP + h + bC =3,6+0,123+ 0,05+ 0,05 = 3,823 (mm).

(2.7)

Diện tích lò ngoài khung chống:
Sn = Ht.Bđ +

1
.Rđ2
2

= 1,4. 4,846+

1
.3,14.2,4232
2

Sn = 16 (m2)
Ta có Sđ =1,05.Sn = 16,8 m2
4. Tính toán áp lực đất đá nên vỏ chống
b, Tính áp lực nóc:
Theo giáo s Tximbarevich khi tạo không gian trong khối đá thì trên khối
đá xuất hiện vòm phá huỷ căn cứ vào lý thuyết của ông thì áp lực đơn vị (tính
cho 1 m dài) tác dụng lên khung chống đợc xác định theo công thức.
qn = 1 . b1
Trong đó:
1: Trọng lợng thể tích đất đá, 1 = 2,4 (T/m3)
b1: Chiều cao lớn nhất của vòm phá huỷ đợc tính theo công thức:
90 0

a + H d .tg
2
a1


b1 =
=
f
f

11

, (m)


Với:
a1: Nửa chiều rộng vòm phá huỷ.
f: Hệ số kiên cố của đất đá, f = 4
: Góc ma sát, = arctgf=arctg4= 760
a: Nửa chiều rộng công trình, a = Bd/2 = 2423 (mm)
Do vậy:
90 0 76 0
2,423 + 3,823.tg
2
a1

b1 =
=
4
4





b1 = 0,7(m)
qn = 2,4.0,7=1,68 ( Tm2)
Tải trọng phân bố đều tác dụng lên khung chống thép đợc xác định theo
công thức:
qn = qn.0,5= 1,68.0,5= 0,84 (T/m)
c, áp lực hông:
Theo giáo s Tximbarevich áp lực hông của lò đợc xác định nh sau:

* áp lực hông mức ngang nóc lò q1:
90 0

q1 = q n .tg 2
2
90 0 76 0

= 1,68.tg 2
2



q1 = 25.10-3 ( T/m2)
* áp lực sờn mức nền lò q2:
90 0
q 2 = ( q n + H d . 1 ) tg
2
2

= (1,68 + 3,823.2,4 ) tg 2

90 0 76 0
2

q2 = 0,16(T/m2).
Trong đó:
12


qn: áp lực nóc, qn =1,68(T/m2)

Hd: Chiều cao của đờng lò, Hd = 3,823 (T/m3)
1: Trong lợng thể tích đất đá, 1 = 2,4 (T/m3)
Do áp lực hông ngang mức (nền lò) là lớn nhất và để dự trữ áp lực cũng
nh giảm khối lợng công việc tính toán, ta coi áp lực sờn là phân bố đề (qh) và
qh = q2 = 0,16 (T/m2). áp lực tác dụng lên vì chống là: q h = qh.L = 0,16.0,5=
0,08T/ m2.

qn

b1
qS1

qS1

H

qS2

qS2
2a
2a'

HìnhII.5. Sơ đồ tín
h áp lực theo Tximbarevich (áp lực nóc + sờn lò).
d. áp lực nền:

Sơ đồ tính áp lực nền :

13

b1

H
D
Nn
C
x

B

A

E
2a

F

K

2a'

áp lực nền đợc tính dựa vào giả thuyết Tximbarevich:
90 0
(T/m2)
N 0 = D0 .tg
2

Với:
D0: Lực đẩy ngang và một phần của nó làm lăng trụ CTE chồi
theo mặt CE vào trong công trình, đợc tính theo công thức:
0
0
1 .x 0
2 90
2
2 90



(
)
D0 =
x 0 + 2 H 1 tg
.x 0 .tg 2
2
2





Với:

H1 = Hđ + b1 = 3,823 + 0,7 = 4,523 (m)
90 0
90 0 76 0
4,523.tg 4

H 1 .tg 4
2
2



x0 =
=
0
0
0
90
90 76


1 tg 4
1 tg 4
2
2



x0 = 1,03.10-3 m
Vậy:

14


D0 =

90 0 76 0
2,4.1,03.10 3
1,03.10 3 + 2.4,523 tg 2
2
2


(

)


90 0 76 0
2,1.(1,03.10 3 ) 2 tg 2
2



D0 = 1,8.10-4
90 0 76 0
N 0 = 1,9.10 4 .tg
2



= 2,7.10 6 (T/m2)


5. Tính toán kết cấu chống giữ

a. tải trọng tác dụng nên vỏ chống
* áp lực nóc phân bố đều trên 1m dàI xà chống đợc xác định nh sau:
qn= qn. L T/m
trong đó:
qn - áp lực nóc, qn= 1,68 T/m2
L- bứơc chống L= 0,5 m
Thay số ta có: qn=1,68.0,5= 0,84 T/m
*áp lực hông phân bố trên một mét chiều dài của cột tính:
qh= qh.L T/m
trong đó :
qh-áp lực hông thân lò, qh= 0,17 T/m2
ta có qh=0,16.0,5= 0,08 T/m
* ta thấy áp lực nền nhỏ lên bỏ qua
b. Xác định nội lực trong vỏ chống
Do tính chất đối xứng lên ta chỉ việc tính nội lực trong 1/2 vòm
* Nội lực trong phần tờng
các phản lực ở gối tựa: RA= RB= qn.a= 0,84.2,423= 2,03 T
trong đó:
RA, RB là phản lực tại hai gối tựa A và B
qn- là áp lực nóc qn= 0,84 T/m2
a- nửa chiều rộng đờng lò a= 2,423 m
15






Phản lực ngang tại gối tựa sau khi đã tính chuyển vị của lực đơn vị và tảI
trọng ta xác định nh sau :

X=

.ht r 3
h4 2
3

+ r 4 ht r 3 ) q h' ( t + r 4 + r 3 ht + 3ht2 r 2 + ht3 r )
4
4 3
4
2
3
2
r + 4r 2 ht + .rht2 + ht3
2
3
số ta có:

qn (

Thay

X= 0,2 T
Tính nội lực trong phần cột
Lực dọc: Nt= RA= 2,03 T

(5.1)

Lực cắt: Qt= X- qh.y

(5.2)

1 ' 2
Mô men: Mt= X.y - q h y
2

(5.3) với 0
Ta có tại phần đỉnh tờngcó y=ht= 1,4m nên ta có
Qt= 0,2- 0,08.1.4=- 0,088 T
Mt= 0, 2.1,4 0,5. 0,08 .1,42= 0,2 T.m
Tính nội lực phần vòm
,
2
,
Lực dọc phần vòm: N V = q n .r. cos X . sin + q h (ht + r. sin ). sin

(5.4)

,
,
Lực cắt phần vòm: QV = q n .r. cos . sin + X . cos q h (ht + r sin ). cos (5.5)

1

1

'
2
2

'
2
Mô men phần vòm: M V = X .(r. sin + ht ) + q n .r . sin q h (r. sin + ht )
2
2
(5.6)

từ các công thức trên ta có bảng tính toán về lực dọc, mô men uốn, lực
cắtnh sau:
Bảng giá trị nội lực phần vòm:

16


Góc

MV

NV

QV

Mặt cắt
0-0

(độ)
0

(T.m)
0,2

T
2,03

T
0,088

1-1

30

0,86

1,53

0,87

2-2

45

1,46

1,05

1,34

3-3

60

2,06

0,58

0,68

4-4

90

2,65

0,1

0

Hình 3.23 Biểu đồ nội lực trong thép lòng máng.
+ Mô men và lực cắt (Q) : Tỉ lệ lực 1: 0,02; tỉ lệ biên lò 1 : 50; Đơn vị T.m;
T.

Qua bảng tính toán ta thấy mô men lớn nhất tại mặt cắt 4-4 là
Mmax= 2,65 T.m
c. K iểm tra bền
ứng suất trong khung đợc tính theo công thức :
M

N

max

max = W F
x

(3.1)

Trong đó :
Wx : Mômen chống uốn của SVP - 27, Wx = 100,2 cm3.
F : Diện tích mặt cắt của SVP - 27 , F = 34,37 cm3.
Tại mặt cắt có Mmax là mặt cắt 4-4 các giá trị nội lực nh sau :
Mmax = 2,65 (T.m) = 2,65.105 (kg.cm).
N4-4 = 0,226(T) = 226 kg
Do vậy :
2,6510 5
226

max =
= 2648 (kg/cm2 ) <[n]
100,2
34,37

vậy thỏa mãn điều kiện bền với bớc chống 0,5m

Chơng II
17


Thiết kế thi công
1. Khái quát về tổ chức thi công
1.1 Sơ đồ công nghệ thi công .
Trong quá trình thi công công trình ngầm, để thực hiện một quá trình

xây dựng theo nguyên tắc chung ta phải hoàn thành hai công việc chính sau :
+ Phá đá đi gơng.
+ Chống tạm và chống cố định.
Dựa vào hai công tác chính đó ngời ta chia ra các sơ đồ thi công sau :
1.1.1. Sơ đồ thi công nối tiếp toàn phần :
Công tác đào và chống hết chiều dài của công trình sau đó quay lại chốn
cố định.
a, Ưu điểm:
- Công tác tổ chức thi công đơn giản do thực hiện đào chống lò rồi mới
tổ chức chống tạm.
- Trang thiết bị đợc sử dụng liên tục.
b. Nhợc điểm:
- Khung chống tạm dễ bị h hỏng khi chiều dài đờng lò lớn, đờng lò sẽ bị
biến dạng do thời gian chống tạm lâu.
- Chi phí cho công tác chống tạm thời lớn, trong nhiều trờng hợp khung
chống tạm có thể không sử dụng đợc.
- Do thời gian chống tạm lớn nên các khe nứt trong khối đá sẽ tăng lên
làm giảm bền và tăng áp lực mỏ.
c, Điều kiện áp dụng:
Sơ đồ này đợc sử dụng cho các công trình có diện tích tiết diện nhỏ,
chiều dài ngắn.
1.1.2. Sơ đồ nối tiếp từng phần:

18


Đờng lò đợc tổ chức thi công nối tiếp toàn phần trên từng đoạn có chiều
dài từ 20m - 40m. Theo sơ đồ công tác chống tạm đợc thực hiện liên tục
khoảng từ 20m - 40m. Sau đó công tác này dừng lại và quay lạo chống cố
định, quá trình lặp lại và cho đến hết chiều dài đờng lò.

a, Ưu điểm:
- Khắc phục đợc nhợc điểm của sơ đồ thi công nối tiếp từng phần do
thời gian chống tạm nhỏ hạn chế sự phát triển của các khe nứt trong đó.
- Tận dụng các khung chống tạm cho các đoạn thi công sau.
b, Nhợc điểm:
- Tổ chức thi công tơng đối phức tạp đòi hỏi có lịch trình cụ thể sao cho
công việc không trùng nhau gây cản trở nhau.
- Tốc độ thi công thấp do phải vận chuyển thiết bị.
c, Điều kiện áp dụng:
- Dùng tốt nhất cho các đờng lò tiết diện hẹp nhng có chiều dài lớn.
- Trong điều kiện áp lực mỏ lớn công nghệ đào phá đá bán thủ công.
1.1.3, Sơ đồ thi công song song.
Công tác đào phá đất đá và chống cố định đợc thực hiện đồng thời.
a, Ưu điểm:
- Do công tác đào chống tạm thời và chống cố định đợc thực hiện song
song nên tốc độ thi công đờng lò lớn.
- Hạn chế tối đa khả năng phát triển các khe nứt trong khối đá sau khi
đào do thời gian biến dạng tự do của khối đá nhỏ.
b, Nhợc điểm:
Công tác tổ chức thi công phức tạp, khối lợng công việc thực hiện đồng
thời rất rễ gây cản trở lẫn nhau.
1.1.4, Sơ đồ phối hợp:

19


Tất cả các công đoạn của đào phá, chống cố định đợc thực hiện trong
một chu kỳ.
* Điều kiện áp dụng:
Thờng đợc sử dụng để xây các đờng lò cơ bản và chuẩn bị đợc chống

cố định bằng các khung chống gỗ, kim loại loại, bê tông cốt thép lắp ghép, vì
neo, bê tông phun. Sơ đồ này cũng có thể áp dụng để thi công các hầm trạm
trong mỏ có kích thớc tiết diện ngang lớn lên cần thi công vỏ chống cố định
ngay sau mỗi lần đào phá đất đá trong gơng.
1.2, Sơ đồ công nghệ thi công áp dụng cho công trình:
Để lựa chọn sơ đồ thi công hợp lý ta phải căn cứ vào công trình cụ thể.
Trong đề tài này, đờng lò đào qua đất đá f = 4 là đất đá trung bình. Ta chọn
nh sau:
+phơng pháp đào phá đất đá bằng phơng pháp khoan nổ mìn
+ xúc bốc bằng máy xúc
+ vận chuyển bằng goòng
+chọn sơ đồ công nghệ thi công phối hợp
2.công tác khoan nổ mìn
a, Chọn thiết bị khoan:
Theo kinh nghiệm của các mỏ ở nớc ta khi đào qua lớp đá có độ bền
trung bình ta dùng máy khoan chạy bằng khí nén có tác dụng đập cầm tay
hoặc đặt trên chân chống khí nén. Trong đề tài này, ta chọn máy khoan cầm
tay chạy bằng khí của Liên xô cũ mã hiệu PR- 22, và ding giá đỡ mang ký
hiệu PPK- 15U đặc tính kỹ thuật đợc thể hiện trên bảng 5.1.
Bảng 2.1. Bảng đặc tính kỹ thuật của máy khoan PR - 22của Liên xô cũ.
TT

1
2
3
4

Chỉ số

Đơn vị

Năng lợng đập
Tần số đập trong 1 phút
Mô men quay
Chi phí khí nén
20

Số lợng

daN/m

5,5

Lần
daN.m
m3/phút

1700 ữ 1850
180
2,8


5
6
7
8
9

Đờng kính mũi khoan
Chiều sâu lỗ khoan

Chiều dài máy
áp lực khí nén khi làm việc
Trọng lợng của máy khoan

mm
m
mm
daN/cm2
kg

35ữ 56
4
735
5
24,5

b. Thuốc nổ và phơng tiện nổ:
Thuốc nổ và phơng tiện nổ là một trong những thông số quan trọng
nhất, quyết định trực tiếp đến hiệu quả của công tác khoan nổ mìn.Với mỏ đào
qua sét kết và có khí nổ ta chọn loại thuốc nổ an toàn AH1, kíp nổ điện vi sai
an toàn PM3151của công ty hóa chất mỏ sản suất và máy nổ mìn KVP 1/100 M.
Bảng 2.2. Đặc tính thuốc nổ an toàn AH1
STT

1
2
3
4
5
6

7
8

Chỉ số

Sức công nổ P
Sức phá W
Mật độ thỏi thuốc
Khoảng cách truyền nổ L
Thời gian bảo quản T
Đờng kính thỏi thuốc D
Chiều dài thỏi thuốc lt
Trọng lợng thỏi thuốc G

Đơn vị

Số lợng

cm
mm
g/cm3
Cm
Tháng
mm
mm
g

340 ữ 350
16 ữ 17
1,23

32
400
360

3

Bảng 2.3 Đặc tính máy nổ mìn KVP - 1/100 M
STT

Chỉ số

Đơn vị

Số lợng

1

Nguồn điện

ác quy

2

Điện thế

v

650

3

Số lợng kíp nối tiếp

Cái

100

4

Điện trở lớn nhất

ôm ()

380

5

Trọng lợng của máy
kg
20
Bảng 2.4. Đặc tính kíp nổ vi sai an toàn EDKZ - PM25

STT
1

đơn vị
ms

Các chỉ tiêu
Thời gian châm. nổ

21

-

Số lợng
25; 50; 75; 100; 125


2
3
4
5

Điện trở của kíp
Dòng điện đảm bảo nổ
Chiều dài kíp
Số kíp và mã hiệu kíp



2 4,2

A
mm
Số 1

1
72

EDKZ-PM25

Số 2
Số 3
Số 4
Số 5

b. Tính toán các thông số khoan nổ mìn
* Lợng thuốc nổ đơn vị q (kg/m3)
Có rất nhiều cách tính lợng thuốc nổ đơn vị nhng hay dùng hơn cả là công
thức của G.S N.M Porcvxki:
q = q1.f1.v1.e1.kd
trong đó:
q1: Chỉ tiêu thuốc nổ tiêu chuẩn; với f = 4 thì q1 = 0,1.4= 0,4 kg/m3
f1: Hệ số cấu trúc của đất đá trong gơng lò; f1 = 2
v1: Hệ số sức cản của đất đá, khi gơng lò đào toàn diện chỉ tiêu v đợc
xác định theo công thức:
v=

6,5
Sd

=

6,5
16,8

= 1,58

Sđ: Diện tích tiết diện đào bên trong đờng lò, Sđ = 16,8 m2.
e: Hệ số xét tới sức công nổ:

e=

380 380
=
= 1,12
Ps
340

Ps: Sức công nổ của thuốc nổ PM3151 , Ps = 340 cm3
Kd: Hệ số ảnh hởng tới đờng kính thỏi thuốc, vi D= 32m, kd = 1.
Thay số vào (5.3) ta đợc:
q = 0,4.2.1,12.1,58.1 = 1,42 kg/m3
* Đờng kính lỗ khoan:
Đờng kính lỗ khoan đợc xác định theo công thức sau:
dk = db + (4 ữ 8) = 32+ 6 = 38 mm
22


Trong đó:
db: Đờng kính thỏi thuốc nổ sử dụng, db = 35 mm
4 ữ 8: Khoảng hở cho phép giữa thỏi thuốc và thành lỗ khoan.
* Số lỗ mìn trên gơng. (N)
Theo giáo s N.M. Pokrôvxki thì số lỗ mìn trên gơng đợc xác định theo
công thức:
N=

1,27.q.S d
(lỗ) (5.5)
d b2 .a..k n

Trong đó:
db: Đờng kính thỏi thuốc, db = 0,035 m.
a: Hệ số nạp thuốc, a = 0,6.
: Mật độ thuốc nổ trong thỏi thuốc, = 1230 kg/m3
kn: Hệ số nén chặt thuốc nổ trong lỗ mìn, kn = 1
Thay số vào (5.5) ta đợc:
N=

1,27.1,42.16,8
= 41 lỗ
(0,032) 2 .o,6.1230.1

* Số lỗ mìn biên đợc xác định the công thức:
Nb =

C. S d Bn
b

+ 1 , lỗ.

Trong đó:
C: Hệ số phụ thuộc vào hình dạng đờng lò, khi đờng lò là hình vòm C =
3,86.
Bn: Chiều rộng bên ngoài khung chống, B = 4,846 (m)
b: Khoảng cách giữa các lỗ mìn biên, khi nổ theo phơng pháp nổ mìn
tạo biên với f= 4 thờng lấy b = 0,6 (m)
Thay số vào ta đợc:
Nb =

3,86. 16,8 4,846

+ 1 = 19 lỗ
0,6

vậy khoảng cách thực tế giữa các lỗ mìn biên là:
23


b=

C. S d B n
Nb 1

=

3,86. 16,8 4,846
= 0,61m
19 1

* Số lỗ mìn của nhóm rạch, phá:
Nr,f =N- Nb= 41-19 = 22 lỗ
Ta lấy 6 lỗ mìn tạo rạch nêm, vậy số lỗ mìn phá là Nf= 22- 6= 16 lỗ
+ lợng thuốc nổ nạp trung bình trên 1m chiều dài lỗ khoan biên là:
b = 0,25. .d b2 .ab .k n . (kg/m)

trong đó :
ab- hệ số nạp mìn của lỗ biên lấy ab = 0,35
kn- hệ số nén chặt thỏi thuốc kn= 1
vậy ta có b = 0,25.3,14.(0,032) 2 .0,35.1.1230 = 0,35 kg/m
- lợng thuốc nổ nạp trung bình 1m dài lỗ
= 0,25. .d b2 .a.k n . = 0,25.3,14.0,0322.0,6.1230.1= 0,6 (kg/m ) với a= 0,6

Chiều sâu lỗ mìn
Chiều sâu lỗ mìn có thể xác định bằng 3 cách sau đây ta dùng cách thực
nghiệm :
Ta có l = (0,5 ữ0,75) S d với f= 4 ta có l = 0,55. 16,8 = 2,25 m phù hợp với
lò 2 đờng xe
Để tăng khả năng nổ ta chọn chiều sâu lỗ mìn tạo rạch là 2,45m. Theo
quy phạm của Liên Xô cũ thì thỏa mãn
* Chi phí thuốc nổ.
Q = q . Sđ .l

(5.7)

Trong đó:
q: Chi phí thuốc nổ, q = 1,42 kg/m3.
Sđ: Diện tích tiết diện đào, Sđ = 16,8 m2.
l: Chiều sâu lỗ mìn, l = 2,25(m)
Ta đợc:
Qt = 1,42.16,8.2,25 = 53,67 (kg)
24


lợng thuốc nổ trung bình trong một lỗ khoan:
qtb =

Qt 53,68
=
= 1,31 (kg).
N
41

* Lợng thuốc nổ trong một lỗ mìn biên là: qb (kg/lỗ)
ta có qb= (0,85- 0,9).qtb= 1,11 kg/lỗ
* Lợng thuốc nổ trong một lỗ mìn phá là: qf= .l f (kg/m)
vậy ta có qf= qtb=1,31 (kg/lỗ)
* Lợng thuốc nổ trong một lỗ mìn tạo rạch: qr= (1,11,15) qtb= 1,5 kg/lỗ
* Bố trị các lỗ mìn trên gơng:
- Cấu trúc lỗ mìn biên:
chiều dài khoan đợc xác định theo công thức:
l b' =

lb
2,25
=
= 2,26 m
0
sin 87
sin 85 0

trong đó:
850- góc khoan nghiêng của lỗ mìn hớng ra biên
số thỏi thuốc nạp trong 1 lỗ mìn:
nb=qb/g thỏi
trong đó:
qb- lợng thuốc nổ nạp trong một lỗ mìn biên qb= 1,15 kg/lỗ
g- trọng lợng một thỏi thuốc g= 0,36 kg
thay số: nb= 1,15/ 0,36= 3,2 lấy nb= 3,5 thỏi
chiều dài nạp thuốc: lnb= lt.nb
trong đó:
lt chiều dài thỏi thuốc lt= 0,4m

thay số ta có: lnb= 0,4.3,5= 1,4 m
theo phơng pháp nổ mìn tạo biên thì lơng thuốc nổ trong mỗi lỗ biên thờng
nhỏ nên cấu tạo của lỗ mìn biên thờng có dạng phân đoạn không khí ta lấy
bằng những đoạn gỗ nhỏ. Nhằm mục đích làm cho năng lợng nổ đợc phân bố
đồng đều hơn trong đất.chiều dài phần phân đoạn tính bằng:
25