ĐỒ ÁN CÔNG TRÌNH NGẦM TRONG MỎ TỔ CHỨC THI CÔNG LÒ THƯỢNG ĐƯỜNG RAY

trờng đại học mỏ địa chất

bộ môn xây dựng công trình ngầm & mỏ

đồ án môn học

đào chống lò

Ngời hớng dẫn : gvc.ts NguyễnVăn Quyển
Ngời thực hiện : Nguyễn Văn Triệu
Lớp
: Khai Thác - 49 Cẩm Phả

Cẩm Phả 2006

mục lục
Tên chơng mục
mở đầu
Chơng I : Thiết kế mỹ thuật
1. Những nét chung về đờng lò cần thiết kế
2. Chọn thiết bị vận tải và xác định khả năng thông qua của đờng

2
4

Trang


đồ án môn đào chống lò
lò
3. Chọn hình dạng và kích thớc mặt cắt ngang hầm lò

4. áp lực đất đá tác dụng lên vỏ chống
5. Tính toán kết cấu chống giữ
Chơng II: thiết kế thi công
17
1. Khái quát về tổ chức thi công : sơ đồ đào chống cố định, phơng
pháp đào phá đất đá, xúc bốc, vận chuyển và tổ chức chu kỳ đào.
2. Công tác khoan nổ mìn
3. Thông gió và đa gơng vào trạng thái an toàn
4. Xúc bốc và vận chuyển đất đá
5. Chống lò
6. Các công tác phụ
Chơng III : Tổ chức thi công
32
1. Lập biểu đồ tổ chức chu kỳ đào lò
2. Thời gian để hoàn thành đờng lò
3. Thống kê chi phí vật liệu để xây dựng một mét lò
4. Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đào lò
5. Tài liệu tham khảo

2 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò

Mở đầu
Thực tế hiện nay trong quá trình xây dựng và khai thác mỏ chúng ta phải
đào một khối lợng rất lớn các đờng lò, các công trình xây dựng trong mỏ. Đặc
biệt là các đờng lò nghiêng, lò thợng. Sau khi học xong môn "Đào chống lò" tôi
đã đợc giao làm đồ án với đề tài thiết kế đờng lò "thợng đờng ray".
Đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Nguyễn Văn Quyển, sau một thời

gian học hỏi và tìm tòi tôi đã hoàn thành bản đồ án này. Nhng do kiến thức bản
thân còn hạn chế và kinh nghiệm thực tế cha có nên bản đồ án vẫn còn những
thiếu sót không thể tránh khỏi. Rất mong đợc sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến của
các thầy giáo, các bạn cùng lớp để tôi có thể hoàn thiện kiến thức hơn nữa.
Tôi chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Quyển và các bạn cùng lớp đã
giúp đỡ tôi hoàn thành bản đồ án này.

3 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
Chơng I

Thiết kế mỹ thuật
1. Những nét chung về đờng lò cần thiết kế.
Lò thợng đờng ray (thợng phụ) làm nhiệm vụ vận chuyển vật liệu, thiết bị
ngời lên xuống từ lò chợ và chuyên chở các goòng chứa đá (nếu có) xuống sân
ga. Gió sạch đợc dẫn qua lò thợng đờng ray.
Lò thợng đờng ray cần thiết kế có chiều dài đờng lò là 100 m với góc dốc
đờng lò là 180. Tuổi thọ là 5 năm với sản lợng chuyển qua đờng lò là 150000
Tấn/ năm, phơng tiện vận tải trong lò là goòng VB 1,6.
Lò đợc đào qua than với hệ số kiên cố f = 1,5 , trọng lợng riêng của than là
1,98 Tấn/m3. Góc dốc của vỉa than mà lò đào qua là = 360.
Lợng nớc chảy vào mỏ là 12 m3/h và mỏ thuộc hạng II về khí và bụi nổ.
2. Chọn thiết bị vận tải và xác định khả năng thông qua của đờng lò.
a) Chọn thiết bị vận tải.
- Thiết bị vận tải là goòng VB 1,6
đặc tính kỹ thuật của goòng VB 1,6
dung
tích

thùng
(m3)

các kích thớc (không lớn hơn) mm
chiều
rộng
thùng

chiều
dài kể
cả đầu
đấm

chiều
cao từ
đỉnh
ray

khung
cứng

cỡ đờng

1,6

1300

2550

1300

900

600 ữ 750 400

đờng
kính
bánh

chiều
cao từ
đỉnh
ray
đến
trục
móc
365

hệ số lực
cản

0,45(0,49)

b) Xác định khả năng thông qua của đờng lò - năng suất thiết bị vận tải.
- Với sản lợng chuyển qua đờng lò là 150000 tấn/ năm
- Số ngày làm việc trong 1 năm là 300 ngày
- Số ca làm việc trong một ngày là 3 ca
=> Sản lợng thông qua trong một ca là :

150000

= 166,7 Tấn/ ca
300.3

Với thời gian làm việc trong một ca là 7 h
=> Sản lợng thông qua 1h là

166,7
= 23,8 Tấn/h
7

Ta có năng suất của goòng đợc tính theo công thức :
Qtt =

k kd .Q ca
Tm

(1.1)

4 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
Trong đó:
kkđ - hệ số không đồng đều, kkđ = 1,5
Qca - sản lợng một ca, Qca = 166,7 Tấn/ca
Tm = thời gian máy làm việc trong một ca , Tm = 6 h
=> Qtt =

1,5.166,7
= 41,675 (Tấn)

6

Thời gian một goòng qua đờng lò là :

1,98.1,6
= 0,13 h
23,8

Vận tốc vận chuyển một goòng là :
Vg =

L
100
=
= 769,23 m/h = 0,21 m/s
0,13 0,13

L - chiều dài đờng lò
Chu kỳ vận chuyển của goòng là:
Tck =

2.L
2.100
+=
+ 90 = 1092 (s)
VTB
0,95.0,21

Số goòng 1 lần kéo :
Q tt .Tck

41,675.1092
=
= 1,11 goòng
3,6.G
3,6.1,98.1,6.3600
Nhng số goòng là số nguyên => số goòng trong một đoàn goòng là 2 goòng .
3. Chọn hình dạng mặt cắt ngang và kích thớc mặt cắt ngang hầm lò.
a) Chọn dạng mặt cắt ngang đờng lò.
Việc chọn dạng mặt cắt ngang hầm lò là một yếu tố rất quan trọng trong
việc nâng cao độ ổn định của đờng lò. Nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: điều
kiện địa chất, tính chất cơ lý của đất đá xung quanh, phụ thuộc vào vật liệu
chống lò, thời gian tồn tại đờng lò cũng nh kích thớc mặt cắt ngang của nó.
Ngoài ra ta phải chú ý đến phơng pháp thi công chống giữ , điều kiện sử dụng đờng lò
- Do lò thợng đờng ray cần thiết kế đợc đào qua than có hệ số kiên cố f = 1,5 ,
thời gian tồn tại là 5 năm và bố trí một đờng xe. Chính vì vậy ta chọn dạng mặt
cắt ngang hầm lò là hình thang, vật liệu chống làm bằng thép đờng ray R18
Z=

đặc tính kỹ thuật của ray R18 do liên xô cũ sản xuất
trọng lợng 1m

kích thớc cơ bản của ray mm

diện
tích

mô
men

mô men quán

tính (cm3)

chiều
dài

5 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
dài
(kg)

chiều
cao

chiều
rộng
đế ray

18,06

90,0

80

chiểu
rộng
đỉnh
ray
40

chiều
rộng
bụng
ray
10

chiều
cao
tâm lỗ

mặt cắt
ngang
cm2

39

23,07

quán Wy
tính Jx
cm4

Wx

240,0

51,0

56,1

một
đoạn
ray
(m)
8

Hình dạng khung chống hình thang:

b) Xác định kích thớc mặt cắt ngang đờng lò.
Căn cứ vào yêu cầu của đờng lò cần thiết kế thi công và các thông số kỹ
thuật, địa chất liên quan và hình dạng đờng lò đã chọn ở phần trên ta xác định
tiết diện ngang đờng lò nh sau:
- Chiều rộng đờng lò bên trong vỏ chống đợc xác định theo công thức:
B = m + kA + n(k +1) + b (m)
(1.2)
Trong đó :
m- mép phơng tiện vận chuyển tới vỏ chống, m = 0,25 (m)
A - chiều rộng của goòng , A = 1,3 m
n - khoảng cách 2 phơng tiện vận chuyển song hành , n = 0
b - khoảng cách dành cho ngời đi bộ, b = 0,75 (m)
k - số đờng phơng tiện vận chuyển, k = 1
=> B = 0,25 + 1.1,3 + 0,75 = 2,3 (m)
Đối với lò thợng đờng ray thì chiều cao từ đờng lò tính từ đỉnh ray đến
phần thấp nhất của khâu chống tối thiểu là 1,9 m. Trong trờng hợp này ta chọn
chiều cao đờng lò bên trong vỏ chống là h = 2 m.
6 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò

Do khung chống có dạng hình thang nên ta chọn độ thách của chân cột là =
850
=> Chiều dài nóc lò bên trong vỏ chống (chiều dài xà bên trong vỏ chống) là
X = 1,95
Diện tích mặt cắt ngang đờng lò bên trong vỏ chống đợc tính theo công thức :
(B + X).h
(2,3 + 1,95).2
=
= 4,25 (m2)
2
2
Chiều rộng đờng lò bên ngoài khung chống đợc xác định bởi công thức :
Sc =

B' = B + 2(ht + hch + b )

(1.3)

Trong đó:
ht - chiều dày của thép đờng ray, ht = 0,09 (m)
hch

- chiều dày tấm chèn, hch = 0,05 (m)

b - chuyển vị ngang của đất đá, ở mức chiều cao của thiết bị và nó giảm

tới mức không ở mức nền lò. Lấy b = 0,05 (m)
=> B' = 2,3 + 2(0,09 + 0,05 + 0,05) = 2,3 + 0,38 = 2,68 (m)
- Chiều cao đờng lò bên ngoài khung chống đợc xác định theo công thức :
h' = h + ht + hch + h

(1.4)

Trong đó:
h - chuyển vị thẳng đứng của đá nóc , lấy h = 0,05 (m)

=> h' = 2 + 0,09 + 0,05 + 0,05 = 2,19 (m)
Chiều dài nóc lò (xà) ngoài khung chống :
X' = X + 2(ht + hch + b ) = 2,33 (m)
=> Diện tích bên ngoài khung chống sẽ là :
(B'+ X' ).h'
= (2,68 + 2,33).2,19 = 5,5 (m2)
2
2
=> Diện tích mặt cắt ngang đờng lò khi đào là :
Sng =

Sđ = Sng = 5,5 (m2)
Trong đó : - hệ số làm giảm diện tích mặt cắt ngang.
c) Kiểm tra kích thớc mặt cắt ngang theo điều kiện thông gió.
Diện tích bên trong khung chống phải thoả mãn điều kiện thông gió:
V=

A.q.k
60.à .S c .N

1,5 m/s V 8 m/s

(1.5)

Trong đó :
A - sản lợng than hàng năm phải vận chuyển qua đờng lò,
7 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
A =150000 Tấn/năm
q - lợng không khí cần cung cấp cho 1 tấn than trong một đơn vị ngày đêm
q phụ thuộc hạng mỏ về khí và bụi nổ, do mỏ ở đây thuộc hạng II về khí và bụi
nổ nên q = 1,25 m3/phút
k - hệ số không cân bằng trong sản suất , k = 1,2
N - số ngày mỏ sản xuất trong một năm , N = 300 ngày
- hệ số làm giảm diện tích mặt cắt ngang
150000.1,25.1,2
= 2,8 (m/s) (thoả mãn)
60.1,05.4,25.300
Vậy diện tích bên trong đờng lò thoả mãn điều kiện thông gió.
4) áp lực đất đá tác dụng lên vỏ chống.
áp lực đất đá xung quanh đờng lò tác dụng lên vỏ chống là một yếu tố rất
quan trọng, nó ảnh hởng trực tiếp đến đờng lò, ảnh hởng lên vỏ chống làm biến
dạng vỏ chống cũng nh đờng lò. Do vậy việc tính toán áp lực đất đá tác dụng lên
vỏ chống là việc rất quan trọng và cần thiết.
áp lực đất đá tác dụng lên vỏ chống bao gồm: áp lực nóc lò, áp lực hông lò, áp
lực nền lò.
a) áp lực nóc.
Khi tính áp lực nóc lò nghiêng ta sử dụng các công thức tính nh lò bằng,
song toàn bộ tải trọng đó đợc chia thành 2 thành phần.
=> V =

Tn

Pn

Pn

Hình I.1 áp lực đất đá nóc lò nghiêng
Nhng khi tính kích thớc ở vì chống lò nghiêng ta chỉ tính thành phần Pn
8 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
Để khắc phục thành phần Tn giữa các vì chống ở lò nghiêng phải đánh văng.
Pn = P.cos (kN/vì) (1.6)
Trong đó :
- góc nghiêng đờng lò ( độ )
P - áp lực nóc tính theo công thức của lò bằng ( kN/ vì )
P = 2a.b1..L

(kN/vì )

(1.7)

Trong đó:
- trọng lợng thể tích đất đá ở nóc lò, = 19,8 kN/m3
a - nửa chiều rộng nóc lò (m)
L - bớc chống, L = 0,5 m
b1 - chiều cao vòm cân bằng ,

b1 =

a1

(m)
f

a1 - nửa chiều rộng vòm cân bằng
Do lò nghiêng có dạng hình thang với góc nghiêng của cột (độ thách của cột) đã
chọn là 850 nên a1 đợc tính theo công thức :
(90 0 + )
a1 = a + h[ cotg + cotg
]
2

(m)

(1.8)

Trong đó :
- độ thách của cột , = 850
- góc ma sát trong của đất đá ở hông lò, = arctg(f) = arctg 1,5 = 560
f - hệ số kiên cố của đất đá ở nóc lò.
0
0
=> a1 = 0,975 + 2[ cotg850 + cotg (90 + 56 ) ]
2
= 1,76 (m)
=> b1 = 1,17 (m)
=> P = 1,95.1,17.19,8.0,5 = 22,6 (kN/vì)
Vậy áp lực nóc lò cần thiết kế là:

Pn = 22,6.cos180 = 21,5 (kN/vì)
b) áp lực hông.

Ta có áp lực ngang phía nóc lò là P1:
P1 = .b1.tg2(

90 0
90 0 56 0
) = 19,8.1,17.tg2 (
) = 2,16 (kN/vì)
2
2

(1.9)

Ta có áp lực ngang phía nền lò là P2 :
9 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
P2 = .(b1+hn).tg2(

90 0
90 0
) =19,8.(1,17+2,1).tg2(
) = 6,05 (kN/vì) (1.10)
2
2

Vậy áp lực hông đợc tính theo công thức :
Rh = (

P1 + P2

2,16 + 6,05
).hn.L = (
).2,1.0,5 = 4,31 (kN/vì)
2
2

(1.11)

A

A-A
hn
b1

h

A

hn

h

sơ đồ tính áp lực hông.
c) áp lực nền.
áp lực nền đợc tính theo công thức :
0
N = D0.L.tg( 90 )
2

(kN/vì)

(1.12)

Trong đó :
D0 - lực đẩy ngang
0
0
D0 = .x 0 (x 0 + 2H1 )tg 2 ( 90 ) .x 0 .tg 2 ( 90 )
2
2
2
Trong đó: H1 = h + b1 = 2 + 1,17 = 3,17
(m)

(1.13)

10 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
90 0
H1 .tg (
)
2
x0 =
= 0,03 (m)
0
4 90
1 tg (
)

2
thay x0 vào công thức (1.11) ta đợc : D0 = 0,176 (m)
thay D0 vào công thức (1.10) ta có áp lực nền :
4

N0 = 0,176.0,5.0,3057 = 0,027

(1.14)

(kN/vì)

Ta nhận thấy áp lực nền N0 là không đáng kể, do đó ở nền lò ta chỉ cần
đánh văng chân cột , chôn sâu chân cột xuống một đoạn 0,25 m, lu ý ở phía có
rãnh nớc thì chân cột phải sâu hơn rãnh nớc.

b1

d
a1

a1
h
N
x0

Q

5. Tính toán kết cấu chống giữ
a) Sơ đồ tải trọng tác dụng lên vỏ chống

11 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
21,5kN/vì

2,16kN/vì

6,05kN/vì

b) Xác định nội lực trong các bộ phận vỏ chống.

q
A

B

RA

RB

Tải trọng phân bố đều trên 1 đơn vị chiều dài của xà là :
q = .b1.l= 19,8.1,17.1,95 = 45,17
(kN/m)
=> phản lực tại các gối tựa A, B là:
RA= RB = a.q = 0,975.45,17 = 44,04 (kN)
- Tính nội lực ở cột :

(1.15)
(1.16)

12 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
Rh

d

RA

RB

l

Ta có d, c - cánh tay đòn của điểm đặt áp lực hông
c=

c'
,
sin

c' =

2,1 2.2,16 + 6,05
h' 2P1 + P2
(
)=
(
) = 0,885

3 2,16 + 6,05
3 P1 + P2

0,885
= 0,89
sin 850
d = L - c = 2,31 - 0,89 = 1,42
=> Phản lực tại gối tựa RA, RB
=> c =

RB =

(L- chiều dài cột)

4,31.sin 85.0,89
Rh .sin .c
=
= 1,65 (kN)
2,31
L

(1.17)

Rh .sin .d
= 2,64 (kN)
(1.18)
L
c) Xác định kích thớc các bộ phận vỏ chống (kiểm tra bền)
RA =

Mô men chống uốn của tiết diện ngang nguy hiểm nhất của xà là:
Wx =

a 2 .b1. .L (0,975) 2 .1,17.19,8.0,5
=
= 0,262.10-4 m3 = 26,2 (cm3) (1.19)
4
2[ n ]
2.21.10

Mô men chống uốn tại tiết diện nguy hiểm nhất của cột là:
W=

M u max
R A .c
=
= 11,2 (cm3)
4
[ u ]
21.10

(1.20)

Do đó ta chọn thép làm xà và cột là thép đờng ray R18 đủ điều kiện bền
d) Cấu tạo vỏ chống.

13 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò

Xà

Chèn

Giằng

Cột

Văng

- Xà và cột làm bằng thép đờng ray R18
Chiều dài xà khi đa vào lắp dựng là 1,95 + 2.0,09 = 2,13 m
Chiều dài cột khi đa vào lắp dựng là : l =

2
+ 0,3 = 2,31 m
sin 850

- Văng : làm bằng gỗ 14. Do lò đào qua than có hệ số kiên cố f = 1,5 nên giữa
hai cột ta đánh 2 văng ở hai đầu. Với bớc chống là L = 0,5 m => chiều dài thanh
văng sẽ là 0,45 m và đợc cắt góc ở 2 đầu

- Giằng : dùng thép bản mỏng có độ dày là 8 mm, khoan lỗ bắt bu lông vào cột,
2 thanh giằng không đợc đánh song song với nhau, chiều dài một thanh là 0,8m.
- Chèn : làm bằng bê tông cốt thép, dày 5 cm, rộng 20 cm, chiều dài tấm chèn là
0,7m. Các tấm chèn đợc chèn xít nhau .
14 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò

- Từ các kích thớc trên ta có hộ chiếu chống cho 1 vì chống là:
Tên gọi

vật liệu quy
cách

đơn vị

xà

thép đờng
ray

cái

cột

thép đờng
ray
gỗ

giằng
chèn

văng

số lợng

chiều dài (m)
đơn vị

toàn bộ

1

1,95

1,95

cái

2

2,31

4,62

cái

4

0,45

1,8

thép bản
mỏng

cái

4

0,8

3,2

btct

cái

14

0,7

9,8

15 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò

Chơng II
Thiêt kế thi công
1. Khái quát về tổ chức thi công.
Công nghệ thi công lò thợng tơng tự nh công nghệ thi công lò bằng. Tuy
nhiên, do trong lò thợng thì tất cả các công tác dới một góc nghiêng, nên trong
quá trình thi công lò thợng phải hết sức chú ý đến công tác an toàn lao động và
các đặc điểm liên quan tới góc nghiêng cấu tạo của bản thân công trình.
Tuỳ thuộc vào số lợng các lò thợng thi công đồng thời, lò thợng có thể đợc
đào theo các sơ đồ khác nhau, lò thợng có thể đợc đào trong các vỉa than có độ

dày mỏng khác nhau với góc nghiêng khác nhau ,... Với đờng lò cần thiết kế vận
chuyển bằng goòng, góc dốc của lò là 180 và đợc đào trong than có hệ số kiên cố
f = 1,5 thì ta đào bám trụ, để lại một phần khoáng sản trên nóc lò và đào từ dới
lên trên.
Trong trờng hợp này ta chọn sơ đồ thi công phối hợp tức là tất cả các công
tác đào, chống tạm thời và chống cố định đợc tiến hành ngay trong một chu kỳ
đào lò.
Do lò đào qua than có f = 1,5 cho nên khoảng cách từ gơng đến vỏ chống
cố định không đợc vợt quá 3 mét. Các khung chống đợc lắp dựng có độ lệch
nghiêng với đờng pháp tuyến so với mặt đáy lò là 150 ữ 200 mm, hớng dốc ngợc
về phía chân lò.
Cũng nh các đờng lò khác thì phơng pháp phá vỡ đất đá ở đây chủ yếu vẫn
bằng phơng pháp khoan nổ mìn. Phơng pháp xúc bốc bằng thủ công, công nhân
dùng xẻng để xúc bốc đất đá, và vận chuyển bằng goòng VB1,6.
2. Công tác khoan nổ mìn
a) Chọn thiết bị khoan, chất nổ, phơng tiện nổ.
Với đờng lò cần thiết kế thì ta sẽ sử dụng máy khoan cầm tay chạy bằng
khí nén PR - 9.

Đặc tính của máy khoan PR - 19
năng lợng đập, công đập (daN.m)
tần số đập trong 1 phút (lần/phút)

4,5
1800 - 1900

mô men quay (daN.cm)

135

chi phí khí nén (m3/phút)

2,5

đờng kính mũi khoan (mm)

36 - 40
16 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
chiều sâu lỗ khoan , (mm)

3

chiều dài máy khoan , (mm)

-

áp lực khí nén khi làm việc, (daN/cm2)

5

trọng lợng máy , kg

23

Sau khi đã chọn đợc máy khoan, ta tiến hành chọn thuốc nổ. Hiện nay
trong các mỏ than ở Việt Nam thì hầu hết đều sử dụng thuốc nổ AH-1. Đây là
loại thuốc nổ an toàn, sức công nổ trung bình, phù hợp với đất đá có hệ số kiên

cố không lớn. Do đó ta chọn thuốc nổ là thuốc AH-1.
đặc tính thuốc nổ AH-1
P, cm3

250- 260

W , mm

10

, g/cm3

0,95 ữ 1,1

L , cm

5 thỏi

T , tháng

3

D , mm

36

l,m

0,2

G , kg

0,2

nơi sản xuất

công ty hoá chất mỏ

Với đờng lò cần thiết kế thì sẽ sử dụng phơng pháp nổ mìn vi sai. Do đó ta
chọn kíp nổ mìn là kíp vi sai an toàn (2) EDKZ- PM 25 số 1
Thông số kỹ thuật của kíp vi sai an toàn (2) EDKZ- PM 25
thời gian chậm nổ , mili giây

25

điện trở của kíp ,

2,0 - 4,2

đờng kính ngoài kíp , mm

7,6

chiều dài kíp , mm

72

nơi sản xuất

liên xô cũ

17 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
b) Tính toán các thông số khoan nổ mìn.
*) lợng thuốc nổ đơn vị (chỉ tiêu thuốc nổ) q.
- Lợng thuốc nổ chi phí cần thiết để phá vỡ một mét khối đá nguyên khối đợc gọi
là chỉ tiêu thuốc nổ, hay lợng thuốc nổ đơn vị ( tính bằng kg/m3).
- q đợc tính theo công thức :
q = q1.e1.f1.v1.kđ (kg/m3)
(2.1)
Trong đó :
q1 - lợng thuốc nổ tiêu chuẩn
q1 = 0,1.f = 0,1.1,5 = 0,15 (kg)
e1 - hệ số khả năng công nổ
380 380
=
= 1,5
Ps
260
Ps - khả năng công nổ của thuốc nổ AH-1
f1 - hệ số cấu trúc của đất đá trên gơng, bản chất của nó là ảnh hởng của
cấu trúc đất đá
f1 thờng đợc xác định bằng thực nghiệm , với than có f = 1,5 thì f1 = 1,4
v1 = hệ số nén ép hay còn gọi là hệ số cản, nó phụ thuộc vào số mặt tự do
của gơng lò. Do lò thợng đờng ray cần thiết kế đào qua than tức là 1 mặt tự do
=>
e1 =

v1 =

6,5
6,5
=
= 2,772
Sd
5,5

(2.2)

kđ - hệ số ảnh hởng của đờng kính bao thuốc , kđ = 1
=> q = 0,15.1,5.1,4.2,772.1 = 0,9 (kg/m3)
*) Lợng thuốc nổ chi phí cho 1 chu kỳ đào
- Đợc tính theo công thức :
Q = q.V = q.Sđ .l. (kg) (2.3)
Trong đó :
Sđ - diện tích gơng đào lò
l - chiều sâu trung bình lỗ khoan , l = 1,6 m
- hệ số sử dụng lỗ mìn, = 0,85
=> Q = 0,9.5,5.1,6 .0,85 = 6,7 (kg)
*) Đờng kính lỗ khoan (dk)
Thông thờng đợc xác định trên cơ sở đờng kính bao thuốc, theo quy phạm
thì để đảm bảo an toàn và dễ nạp thì ta phải thoả mãn biểu thức :
dk = db + (5 ữ 8)
(mm)
18 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò

Với đờng kính thỏi thuốc là 36 mm thì đờng kính lỗ khoan thông dụng là
dk = 42 mm
Vậy đờng kính lỗ khoan là 42 mm.
*) Số lỗ mìn trên gơng lò (N)
Số lỗ khoan trên gơng phải đủ điều kiện để phá vỡ có hiệu quả, và phải đợc tính toán để tạo ra đờng biên lò đúng theo thiết kế.
Số lỗ khoan trên gơng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nh tính chất cơ lý
của đất đá, hình dạng và kích thớc mặt cắt ngang đờng lò, tính chất của thuốc nổ,
đờng kính bao thuốc, cấu trúc của lợng thuốc, hệ số nạp mìn, mức độ chính xác
của tạo biên đờng lò.
Số lỗ mìn trên gơng đợc tính theo công thức :
N=

q.S d
+


Sd

(lỗ)

(2.4)

Trong đó :
q - lợng thuốc nổ đơn vị , q = 0,9 kg
- lợng thuốc nổ nạp cho 1 mét chiều dài lỗ khoan
= 0,25..db2.a..kn
(kg) (2.5)
a - hệ số nạp mìn , với mỏ thuộc hạng II về khí và bụi nổ thì a = 0,5
kn - hệ số nén chặt thỏi thuốc trong bao , kn = 1,1
- mật độ thuốc nổ trong thỏi thuốc, = 1000 kg/m3

=> = 0,25.3,14.(0,036)2.0,5.1000.1,1 = 0,56 (kg)
=> N = 11 (lỗ)
Số lỗ mìn tạo biên đợc tính theo công thức:
Nb = (

C. S d B'
)+1
b

(lỗ)

(2.6)

Trong đó :
C - hệ số phụ thuộc vào hình dạng đờng lò, C = 4,2 đối với hình thang.
B' - chiều rộng nền lò ngoài vỏ chống , B' = 2,68 m
b - khoảng cách giữa các lỗ mìn tạo biên, b = 0,8 m
=> Nb = 9 lỗ
*) Bố trí lỗ khoan trên gơng
- Khoảng cách từ các lỗ mìn tạo biên tới đờng biên lò phía nền và hông lò là
0,3m
- Khoảng cách từ các lỗ mìn tạo biên phí nóc lò tới biên lò là 0,4 m
- Khoảng cách giữa các lỗ mìn tạo rạch đến trục của gơng lò là 0,25m, khoảng
cách giữa 2 lỗ mìn tạo rạch là 0,5 m
19 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
- Góc nghiêng lỗ khoan của các lỗ mìn tạo biên là 850
- Chiều dài lỗ min tạo rạch là : 1,6 + 0,2 = 1,8 m

- Chiều dài các lỗ mìn tạo biên là :

1,6
= 1,61 m
sin 850

6,7
= 0,61 kg
11
- Trọng lợng thuốc nổ trong lỗ mìn tạo rạch là : 0,8 kg
*) Sơ đồ đấu ghép mạng nổ
Sử dụng sơ đồ đấu ghép mạng nổ nối tiếp :
- Trọng lợng thuốc trung bình trong 1 lỗ khoan là:

c) Tổ chức công tác khoan nổ mìn :
- Công tác tổ chức khoan:
+ Giọn sạch gơng lò trớc khi khoan
+ Xác định đờng tâm gơng lò
+ Xác định cốt cao ở nền lò dựa vào mốc cao, mốc chuẩn đã cho.
+ Vẽ đờng biên gơng lò nhờ dây dọi
+ Xác định vị trí các lỗ khoan theo hộ chiếu khoan nổ mìn
- Công tác nạp nổ các lỗ mìn:
+ Trớc khi nạp thuốc vào lỗ khoan, ta phải tiến hành thổi sạch phoi khoan
trong lỗ khoan. Sau đó tiến hành nạp từng thỏi thuốc nổ
+ Khi nạp yêu cầu đa từng thỏi thuốc vào nhẹ nhàng, cẩn thận.
+ Sau khi nạp thì phần còn lại đợc nhét chặt bằng bua mìn. Bua mìn làm
bằng sét pha cát theo tỉ lệ 1:3, độ ẩm 30%
+ Hai dây dẫn của kíp phải đợc xoắn với nhau để tránh dò điện
+ Sau khi nạp xong tất cả các lỗ thì ta tiến hành đấu ghép mạng nổ theo sơ
đồ nối tiếp, kiểm tra thông mạch.

20 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
+ Nguồn điện để gây nổ : dùng máy nổ mìn, chìa khoá máy nổ mìn phải
do ngời thợ nổ mìn cất giữ.
+ Phải có tín hiệu hoặc ngời canh gác ở các phía có thể có ngời đi đến vị
trí nổ mìn.
+ Cách bố trí các thỏi thuốc nổ và phơng pháp kích nổ phải thực hiện theo
hộ chiếu khoan nổ mìn.
d) Hộ chiếu khoan nổ mìn
1;2;3

2

3
5
4;7

5
7

4

6

6
8

9

10

11

8;9;10;11

quy cách nạp lỗ mìn

thỏi
thuốc

bua

bảng lý lịch lỗ mìn
số hiệu
lỗ khoan

chiều
chiều dài
sâu lỗ
nạp, mm
khoan,
mm thuốc bua

thuốc
nổ 1
lỗ, kg

loại

thuốc
nổ

số
kíp
nổ 1
lỗ

góc
nghiêng
lỗ
khoan

vật liệu
nạp bua

phơng tiện
gây nổ

AH-1

1

0

cát pha
sét tỉ lệ
1:3
độ ẩm
30%

máy bắn
mìn phòng
nổ an toàn

5; 6

1800

800

1000

0,8

1;2;3;4;
7;8;9;10;
11

1610

600

1010

0,61

850

3) Thông gió và đa gơng vào trạng thái an toàn

a) Thông gió.
Khi đào lò thì lợng bụi phát sinh ra từ các khâu sản xuất rất lớn, lợng khí
độc sinh ra khi đào lò bằng khoan nổ mìn. Chính vì vậy khi đào lò bắt buộc phải
21 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
thông gió để đa khí sạch vao trong lò, hoà loãng các khí độc và bụi để đẩy ra
ngoài, đảm bảo nhiệt độ không khí không đợc vợt quá 260 C cũng nh đảm bảo
thành phần không khí theo quy định. Với lò thợng đờng ray cần thiết kế thì ta
chọn sơ đồ thông gió đẩy.

*) Tính lợng không khí cần thiết đa vào gơng:
- Theo điều kiện lợng thuốc nổ đồng thời
2
3
Q1 = 7,8. S C q tn .l (m3/phút)
(2.7)
t
Trong đó : qtn - lợng thuốc nổ chi phí cho 1 m2 gơng lò, kg
Q
6,7
Qtn =
=
=1,22 kg
Sd
5,5
l - chiều dài đờng lò cần thông gió, l = 100 m
t - thời gian cần thiết để thông gió sau khi nổ mìn, t = 30 phút
2

3
=> Q1 = 7,8. 4,25. 1,22.100 = 25,4 (m3/phút)
30
- Theo điều kiện số ngời làm việc đông nhất đồng thời làm việc trong gơng
QCT = 6.n.k (m3/phút) (2.8)
Trong đó :
n - số ngời làm việc đông nhất trong gơng. n = 6
k - hệ số dự trữ, k = 1,5
6 m3/ngời là tiêu chuẩn khí của 1 ngời
=> Q2 = 6.6.1.5 = 54
(m3/phút)
- Tính theo lợng bụi nổ:
Q3 = 60 x Sđ x Vt
m3/phút (2.9)

Trong đó : Vt = 0,25 m/s : vận tốc tối u của luồng gió theo yếu tố bụi
Sđ = 5,5 m2
22 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
Q3 = 60. 5,5.0,25 = 82,5 (m3/phút)
Vậy QCT MAX = 82,5 (m3/phút) = 1,375 (m3/s)
Kiểm tra lợng gió cần thiết lớn nhất theo điều kiện tốc độ gió nhỏ nhất thổi trong
đờng lò bằng công thức sau :
V=

QCTMAX
Vmin
SC

(m/s)

Với Vmin = 1,15 (m/s)
1,375
= 0,323 (m/s)
(thoả mãn)
4,25
Vậy lợng gió cần thiết để đa vào gơng lò là QCT = 82,5 m3/phút
*) Tính năng suất và hạ áp của quạt
- Năng suất của quạt thông gió đợc tính theo công thức :
Qq = P.QCT
(m3/phút)
Trong đó : P- hệ số tổn thất đờng ống gió, với sơ đồ thông gió đẩy dùng ống gió
bằng vải cao su và chiều dài đờng ống là 100 m thì P = 1,073
=> Qq = 1,073.82,5 = 88,52
(m3/phút) = 1,475 (m3/s)
- Tính hạ áp của quạt bằng công thức :
V=

hq = ht + hd ,

mm cột nớc (2.10)

Trong đó :

ht - giá trị áp lực tĩnh của quạt
ht = R. Qq.QCT ,

mm cột nớc (2.11)

R - sức cản khí động học của đờng ống gió , R = 10
=>

ht = 10.1,475.1,375 = 20,28

mm cột nớc

hd - giá trị áp lực động của quạt thông gió

hd = [V2.k] / [2g]
1,375
Q CT
=
=0,323
4
,
25
Sc
gió đi ra khỏi ống gió
V=

, mm cột nớc
m/s

(2.12)

- tốc độ gió trung bình của luồng

k - trọng lợng riêng của không khí , k = 1,2 kg/m3

g - gia tốc trọng trờng , g = 9,81 m/s2
=> hd = 0, 0064 (mm cột nớc)
Vậy h = 0,0064 + 20,28 = 20,2864
(mm cột nớc)
Dựa vào hai giá trị Qq và h ta chọn đợc quạt gió là quạt hớng trục VM - 3M
Đặc tính kỹ thuật của quạt VM - 3M
23 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
Đờng kính bánh công tác, mm
Tần số quay , v/ph
năng suất quạt
nhỏ nhất
lớn
nhất
3
m /ph
hạ áp quạt,
nhỏ nhất
lớn nhất
mm cột nớc
Công suất động cơ điện, kW
Trọng lợng , kg
Hệ số hữu ích của quạt

300
2950
20
90

20
83
1,5
83
0,65

b) Tổ chức thông gió và đa gơng vào trạng thái an toàn
Sau khi nổ mìn, gơng lò phải đợc thông gió tích cực 30 phút. Chiều dài
ống gió đợc nối theo tiến độ của gơng lò. Sử dụng ống gió mềm bằng vải cao su.
Sau đó thì cán bộ kỹ thuật cùng với đội trởng thợ nổ mìn, 1 vài công nhân bậc
cao phải cùng nhau vào gơng để đánh giá hiệu quả nổ mìn khắc phục sự cố nổ
mìn.
Trớc hết bắn bẩy lại những vì gần gơng, gạt hết đá bị treo, tróc hết đá om,
đá mỏi trên nóc lò xuống, khi vào đến gơng thì chúng ta phải phát hiện mìn câm.
Chỉ sau khi xử lý khắc phục hết các sự cố gơng lò đợc an toàn thì chúng ta mới
chính thức đa công nhân vào gơng lò.
4) Xúc bốc và vận chuyển đất đá.
Khâu xúc bốc và vận chuyển đất đá là một khâu công tác rất quan trọng,
nặng nhọc, chi phí nhiều nhân lực và thời gian.
Do đờng lò cần thiết kế đào qua than có f = 1,5 cho nên công tác xúc bốc
ở đây là bằng phơng pháp thủ công tức là ngời công nhân chủ yếu dùng xẻng để
hất đất đá vào phơng tiện vận tải là goòng.
Năng suất xúc bốc bằng thủ công phụ thuộc vào các yếu tố cơ bản sau: cỡ hạt đất
đá khi nổ mìn, trọng lợng riêng và độ ẩm của đất đá, chiều cao và khoảng cách
hất đổ vào thiết bị vận tải, mức độ bằng phẳng của nền lò và cấu tạo riêng của
xẻng.
Để tạo ra những điều kiện cho xúc bốc thủ công đợc dễ dàng, trớc khi nổ
mìn chúng ta lót sẵn các tấm tôn xuống nền lò và cấu tạo của xẻng xúc bốc phải
thích hợp, tốt nhất là mỗi lần xúc bốc đợc 7 ữ 8 kg đất đá.
b) Vận chuyển đất đá

Đờng lò cần thiết kế vận chuyển bằng goòng VB1,6 . Đặc tính và năng
suất của goòng đã đợc tính ở trong chơng I.
Trao đổi goòng gần gơng : chất lợng của công tác tổ chức vận tải trong
khu vực gần gơng lò là một trong những yếu tố ảnh hởng lớn đến năng suất công
tác xúc bốc.
24 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu


đồ án môn đào chống lò
Với diện tích gơng đào là Sđ = 5,5 m2 thì ta chọn phơng pháp trao đổi
goòng gần gơng là dùng bàn xe trao đổi goòng. Bàn xe trao đổi goòng thực chất
là tấm thép tròn, dới có gắn trục xoay để có thể xoay xung quanh trục bản thân
của nó. Trên nó có bắc 2 nhánh đờng ray theo 2 phơng vuông góc với nhau.
Chiều dài của nhánh đờng ray phải đủ để chứa goòng trong lòng của nó.
Theo sơ đồ này thì dọc theo đờng lò cứ cách khoảng 50 ữ 100 , ngời ta lại
đào 1 cúp

5) Chống lò.
a) Chống tạm thời
- Thực chất là những biện pháp gia cố tạm thời chống lại sự sụp đổ cục bộ
trong quá trình tiến hành các công tác khi cha lắp dựng đợc các khung chống cố
định.
- Khung vỏ chống tạm thời làm nhiệm vụ đảm bảo an toàn cho công nhân
làm việc trên một đoạn chiều dài đờng lò nhất định.
Với đờng lò qua than nh ở đây thì khung chống tạm thời đợc chống giữ đoạn lò
sát gơng kể từ thời điểm đào lò cho đến khi thi công vỏ chống cố định và sử
dụng khung chống tạm dạng côngxôn, gồm 3 thanh thép đờng ray R18, một đầu
cắm vào gơng, một đầu đợc móc vào xà, phía trên có chen các thanh gỗ để
chánh đất đá sụt lở phía nóc lò.
b) Chống cố định

Công tác chống cố định đợc thực hiện ngay trong cùng một chu kỳ đào (sử
dụng sơ đồ thi công phối hợp)

25 sinh viên : Nguyễn Văn Triệu