Đồ án giếng đứng (có file cad)

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (258.46 KB, 42 trang )

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ KỸ THUẬT GIẾNG ĐỨNG.
1.1. Những yêu cầu cơ bản thiết kế kỹ thuật giếng đứng
• Đảm bảo khả năng thi công và thực hiện cao
• Tuần thủ các quy định của bộ xây dựng
• Đảm bảo về các yêu cầu kỹ thuât ( thực hiện được chức năng 1giếng điều áp
của nhà máy thủy điện,)
• Đảm bảo khả năng về tuổi thọ yêu câù.
• Đảm bảo về điều kiện kinh tế ( tiết kiện và sử dụng hợp lý nguồn vốn)
1.2. Lựa chọn hình dáng mắt cắt ngang và kết cấu chống giữ giếng đứng.
Cấu tạo giếng điều áp
• Giếng điều áp kiểu viên trụ : là loại giếng đứng hoặc giếng nghiêng có tiết
diện không thay đổi. Cấu tạo đơn giản, dễ thi công,tinh toán thi công cũng
đơn giản . Tổn thất thủy lực cục bộ ở chỗ nối tiếp đường hầm có thể lớn
đồng thời dung tích giếng lớn thời gian dao động kéo dài
 Áp dụng cho nhà máy thủy điện có cột nước thấp, mực nước
thượng lưu thay đổi it.
• Giếng điều áp liểu viên trụ có họng cản: thực chất đây chính là giêng viên trụ
nhưng có màng cản ở đấy giếng ( màng cản có thể là họng cản hoặc lưới
cản) . Họng cản làm tăng tổn thất thủy lực khi dòng chảy qua nó, do đó giảm
được biên độ giao động dẫn đến làm giảm dung tích giếng.
 Áp dụng cho nhà máy thủy điện có cột nước trung bình và mực
nước thượng lưu ít thay đổi
• Giếng điều áp kiểu 2 ngăn : gồm 2 buồng điều áp và 1 giếng đứng nối với
nhau. Buồng trên có tiết diện lớn hơn nhiều so với tiết diện giếng đứng.
Giếng này giảm thời gian dao động và hạn chế thời gian dao động mực nước.

Dung tích giếng nhỏ hơn so với giếng điều áp kiểu viên trụ. Giếng này phức
tạp, thường thích hợp cho việc đặt ngầm trong đất.
 Áp dụng cho giếng có cột nước cao, mức nước hồ chứa thay đổi.
• Giếng điều áp kiểu máng tràn: cũng giống giếng điều áp kiểu 2 ngăn nhưng

giếng điều áp kiểu máng tràn thì có máng tràn nước phía bên trên. Giếng
điều áp kiểu máng tràn đã khống chế được hoàn toàn mực nước caao nhất
của giếng. Giếng ở dạng này sẽ bị mất đi 1 phần nước tràn đi.
• Giếng điều áp có lõ trong ( kiểu kép hoặc sai phân) : gồm 1 giếng đứng ở
trong và ngăn giếng bên ngoài, ở đáy giếng đứng có các lỗ thông với ngăn
ngoài nhưng các lỗ này nhỏ khi mực nước dao động nước không thoát ra
ngoài kịp nên cột nước thay đổi nhanh tạo hiệu quả. Mực nước khi cao lên
khỏi miệng giếng đứng thì tràn ra ngăn ngoài dẫn đến khống chế được độ
cao lớn nhất của mực nước.
 Áp dụng cho tất cả các trường hợp khi giếng để hở trên mặt đất.
• Giếng điều áp kiểu khí nén: giếng kiểu này không khí trong buồng điều áp
trong mặt thoáng được ngăn cách với không khí bên ngoài. Giếng kiểu này
có thể không cần làm giếng cao và giảm được nhiều dung tích giếng. Trong
quản lý phải bổ sung để duy trì thể tích không khí trong buồng điều áp.
• Giếng điều áp kiểu nữa khí nén: là loại vừa dùng dung tích buồng điều áp,
vừa dùng không khí. Giếng kiểu này không cần bổ sung không khí trong quá
trình vận hành nhưng yêu cầu thể tích giếng phải lớn.
 Như vậy qua kết cấu cơ bản của giéng đứng có thể thấy những
đặc điểm chung về cấu tạo
• Không có cổ giếng hoặc nếu có thì kết cấu cũng rất đơn giản
• Không có đáy giếng
• Phần quan trọng nhất của giếng điều áp là họng cản được thiết kế và thi công
cẩn thận để đảm bảo chức năng điều áp
• Giếng điều áp không có chức năng về trục tải nên không có cốt giếng

a. Xác định hình dáng mặt cắt ngang giếng đứng
• Tùy thuộc vào điều kiện địa chất , địa chất thủy văn, tính chất cơ lý của đất đá
mà giếng đào qua, thời gian tồn tại giếng, chiều sâu và công dụng của giếng,
tính chất vật liệu và loại kết cấu chống mà giếng có các hình dạng mặt cắt

ngang khác nhau.
• Trong thực tế có các loại hình dáng mặt cắt ngang giếng như sau : hình tròn,
hình chữ nhật, hình tang trống, hình chữ nhật với 4 cạnh cong lồi, hình elip,
• Giếng có mặ cắt ngang hình tròn chịu áp lực đất đá tốt hơn và hệ số sức cản
động học nhỏ hơn các giếng có tuổi thọ trên 15 năm. Các giéng mỏ thường
có mặt cắt ngang hình tròn.
• Giếng có mặt cắt ngang hình chữ nhật áp dụng có lợi trong đất đá cứng trung
bình với tuổi thọ tối đa của giếng là 15 năm. Các giếng thăm dò thường có
mặt cắt ngang hình chữ nhật.
• Giếng có mặt cắt ngang hình chữ nhật 4 cạnh lồi, hình elip, hình tang trống
chỉ áp dụng trong trường hợp phục hồi hoặc mở rộng giếng.
 Vậy ta chọn mặt cắt ngang giếng hình tròn với đường kính giếng
là 12m (Dg =12m)
b. Kết cấu chống giữ giếng đứng
• Tùy thuộc vào hình dáng mặt cắt ngang, tính chất cơ lý xung quanh đất đá
giếng,công dụng và tuổi thọ giếng người ta có thể chon các kết cấu chống
giữ khác nhau.
• Khi mặt cắt ngang giếng hình tròn thì ta có thể chống bằng bê tông , bê tông
cốt thép, bê tông cốt thép liền khối
• Loại kết cấu này thường được sử dụng cho các giếng 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,
nhưng được sử dụng nhiều trong các công trình giao thông và thủy điện.Vỏ
chống dạng này có độ nền cao,vỏ chống và đất đá có độ liên kết tốt.

 Vậy kết cấu chống cố định là vỏ chống bằng bê tông cốt thép với
chiều dày là 0,4 m
• Kết cấu dạng neo bê tông cốt thép : có tác dụng giữ chặt các khối nêm tránh

hiện tượng trượt xuống công trình, sử dụng đơn giản nhanh chóng, giá thành
đơn giản và thi công dễ dàng, có tính đa năng nên có thể sử dụng cho mọi
công trình. Neo bê tông cốt thép có tác dụng gia cố giữ ổn định bề mặt khôi
đá giữa các thanh neo tạo ra 1 kết cấu chống tối ưu. Kết cấu chống bằng neo
có thể sử dụng cho kết cấu chống tạm hoặc chống cố định.
• Kết cấu chống bằng bê tông phun là 1 loại kết cấu chống tạm có hiệu quả hơn
hẳn so với các kết cấu chống khác do đặc tính trám các vết nứt trong đất đá
và bảo vệ tạm thời mặt lộ công trình ngầm sau khi đào. Tạo được vỏ chông
nhân tạo xung quanh biên công trình ngầm. Khả năng cơ giới hóa cao và
ngăn chăn được đất đá rơi xuống công trình ngầm
1.3. Lựa chon cốt giếng đứng
• Khác với giếng đứng được xây dựng để mở vỉa khai thác khoáng sản có ích
dưới sâu như vận chuyển khoáng sản có ích vá đất đá lên trên mặt đất, đưa
người và thiết bị xuống mỏ, cung cấp vật liệu năng lượng và đưa gió sạch
thoát gió bẩn. Nên giếng đứng trong ngành công nghiệp khai thác cần có côt
giếng.
 Cốt giếng cứng: bao gồm xà ngang, đường trượt ngang thanh và
ngăn đường ống. Cốt cứng có thể làm bằng gỗ hoặc bê tông cốt
thép
 Cốt mền là hệ thống côt giếng đơn giản nhất hay còn gọi là hệ
thống không xà ngang. Ở đấy chỉ bao gồm những sợi cáp thép
đóng vai trò dẫn hướng.
• Nhưng đối với giếng điều áp có chức năng điều áp, điều hòa năng lượng nước
khi đóng mở cửa van nhằm làm cho áp lực dòng nước tăng giảm từ từ tránh

hiện tượng sôi thủy lực làm ăn mòn cánh tubin. Như vậy giếng điều áp
không có chức năng trục tải nên sẽ không có cốt giếng.
1.4. Thiết kế mặt cắt ngang giếng đứng
1.5. Lựa chọn cổ giếng đứng

• Cổ giếng là phần trên cùng của giếng, được đào trực tiếp từ trên maetj đất
xuống . Thông thường cổ giếng được thiết kế và xây dựng đảm bảo các yêu
cầu sau
 Cao hơn mực nước lũ lớn nhất trong lịch sử ở địa phương ít nhất
50cm (tuần suất 100 năm)
• Mức cổ giếng cao hơn mức thiết kế khoăng 5cmđảm bảo nước, vật liệu rơi ở
bên khó vượt qua cổ giếng nhờ đó đảm bảo an toàn thi công
 Vị trí cuối cùng của cổ giếng đảm bảo: vành đế đỡ cuối cùng của
cổ giếng nằm trong tầng đá gốc ổn định ít nhất 3m .
• Cổ giếng có 4 dạng: dạng bậc, dạng vành, dạng bậc vành và dạng đặc biệt.
• Các cổ giếng dạng bậc
 Dạng 1 bậc với đáy phẳng và dạng 1 bậc với đáy mặt nón: áp dụng
khi tải trọng thẳng đứng tác dụng lên giếng tương đối nhỏ, khi các
lớp đất đá cứng nằm sát mặt đất, khi không có các cửa máng trong
vỏ chống cổ giếng
 Dạng 2 bậc với đáy phẳng và dạng 2 bậc với đáy mặt nón: áp dụng
khi tải trọng thẳng đứng tác dụng lớn trung bình, khi các lớp đất
đá cứng chắc nằm ở mặt đất
 Dạng 3 bậc với các đáy phẳng và dạng 3 bậc với các đáy dạng mặt
nón: áp dụng khi tải trọng tác dụng thẳng đứng tác dụng khá lớn,
có các lớp đất yếu nằm sắt mặt đất

 Dạng 2 bậc với đáy dạng mặt nón và 1 đáy phẳng: cũng trong điều
kiện áp dụng như đối với các đáy phẳng và dạng mặt nón và khi
đất đá phân lớp mỏng với các đặc tính khác nhau.
• Các cổ giếng dạng vành
 Dạng một vành với dạng vành đế 2 mặt nón và một vành với vành
đế có 1 mặt nón: áp dụng khi tải trọng thẳng đứng bất kỳ tác
dụng lên giếng, đường kính giếng bất kỳ, khi có các cửa máng

thông gió... Khi có các lớp đất đábền vững nằm ở độ sâu 6- 15m
kể từ mặt đất.
 Dạng 2 vành với dạng vành đế 2 mặt nón: áp dụng khi tải trọng tác
dụng trung bình, đường kính bất kỳ.
• Các cổ giếng dạng vành bậc
 Dạng 1 vành bậc với đáy bậc phẳng và vành đế 2 mặt nón
 Dạng vành bậc với đáy dạng mặt nón và vành đế dạng 2 mặt nón
 Dạng vành 2 bậc với các đáy bậc phẳng và vành đế dạng hai mặt
nón
 Dạng vành 2 bậc với các đáy bậc dạng mặt nón và vành đế dạng 2
mặt nón.
• Các cổ giếng dạng đặc biệt
 Dạng các cổ giếng có đường kính bên trong nông hơn thân giếng
 Dạng các cổ giếng có hành lang bao quanh chúng để bố trí thiết bị
• Do giếng điều áp không có cổ giếng hoặc nếu có thì cổ giếng cũng đơn giản
nên ta chọn và kết cấu cổ giếng là dạng 1 vành với dạng vành đế 2 mặt nón.
1.6. Mô tả phần đáy giếng đứng

• Trong giếng điều áp không có đáy giếng.
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ GIAI ĐOẠN CHUẨN BỊ XÂY DỰNG
GIẾNG ĐỨNG.
2.1Các công tác trong giai đoạn chuẩn bị xây dựng giếng đứng
• Toàn bộ tổ hợp các công tác xây -lắp, công tác làm đất của giai đoạn chuẩn bị
xây dựng giếng đứng sẽ được phân chia thành 2 nhóm
• Nhóm công tác tiến hành ngoài mặt bằng xây dựng bao gồm:
 Xây dựng các đường giao thông đường ô tô dẫn nối vào mặt bằng
xây dựng
 Xây dựng các trạm phân phối điện, các đường dẫn điện.
 Xây dựng các đường cáp thông tin liên lạc, các đường ống cấp

nước, các đường nước thải, các công trình xử lý nước và các công
tác khác.
• Nhóm công tác tiến hành trong mặt bằng xây dựng bao gồm:
 Công tác dọn sạch mặt bằng xây dựng
 Công tác quy hoạch mặt bằng xây dựng
 Hình thành mạng lưới trắc địa cho mặt bằng xây dựng để thi công
các công trình và nhà trên mặt đất
 Công tác cắm mốc cho các trục giếng đứng
 Hình thành các hệ thống đường giao thông trong giới hạn mặt
bằng xây dựng
 Công tác làm đất, đào phá, hình thành các đường hào, hố móng
phia dưới các công trình và nhà trên mặt đất
 Công tác thi công nền móng công trình

 Công tác lắp ráp các đường ống dẫn nước, đường cáp điện cao ấp
và thấp áp, hệ thống đường ống dẫn
• Một trong những khâu công nghệ quan trọng nhất tại giai đoạn chuẩn bị xây
dựng giếng đứng là công tác trang bị các loại thiết bị kỹ thuật công nghệ thi
công cần thiết cho giếng đứng. Số lượng chủng loại các máy móc, thiết bị sẽ
được lựa chọn tương ứng với các yêu cầu thiết kế tổ chức xây dựng và sơ đồ
cộng nghệ xây dựng giếng đứng đã thông qua.

2.1.1 Công tác trắc địa mỏ
Công tác trắc địa mỏ đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình xay
giếng. khi thi công cần xác định cụ thể tâm giếng, trục thắng đứng và mặt
cắt của giếng.
Thông thường, tâm giếng được xác định với sai số ± 5 cm. Để xác định
tâm giếng cần phải có hai điểm cơ bản, còn điểm thứ 3 để kiểm tra
Sau khi đã xác định được tâm giếng ta xác định trục giếng. Mỗi một

trục giếng thường được đánh dấu từ hai hoặc ba điểm ra hẳn phía ngoài xa
mà không sợ bị sê dịch trong quá trình thi công.
2.1.2 Công tác thăm dò thủy văn
Công tác thăm dò thủy văn là rất quan trọng trong quá trình xây dựng
giếng bởi vì nó quyết định sử dụng phương pháp thi công giếng nào là
thích hợp.
Công tác thăm dò thủy văn cần xác định các điểm cụ thể sau:
•
•
•
•
•
•

Xác định chiều sâu của lớp đất đá chứa nước.
Xác định chiều dày lớp đá ngậm nước.
Xác định chiều cao cột nước.
Xác định đặc điểm của nước ngầm.
Xác định hệ số thẩm thấu của từng lớp có nước.
Xác định khả năng dòng chảy vào giếng

•

Tính chất hóa học của nước

2.1.3 Mặt bằng thi công và công tác làm đất
Trước khi tiến hành thi công giếng trên bề mặt cần tiến hành các công
việc sau:
•

•
•

•
•
•

San gạt mặt bằng thi công, công tác này có thể thực hiện trong quá trình
thi công song phải có kế hoạch cụ thể.
Xây dụng hàng rào và chiếu sáng khu xây dựng
Cung cấp nước sinh hoạt nước công nghiệp, nước chữa cháy, nguồn nước
có thể được lấy từ nguồn cấp: được thực hiện qua hai giai đoạn: giai đoạn
công việc chuẩn bị và giai đoạn xây dựng giếng.
Hệ thống điện thoại.
Xây dựng nhà tạm phục vụ cho công việc thi công và xây các chân giữ
tháp.
Chuẩn bị lắp đặt máy móc và thiết bị khác có liên quan tới thi công giếng.

2.2 Mô tả công nghệ xây dựng cổ giếng
•

Do giếng điều áp không lắp dựng tháp trục nên sử dụng sơ đồ thi

•

công cổ giếng không lắp trước tháp và trục.
Trước khi bắt đầu ta đặt khung chuẩn( khung chuẩn thường có dạng
hình bát giác làm bằng gỗ có tiết diện ngang hình vuông với kích
thước 250x250 hay 300x300) trên mặt đất và trong quá trình đào sẽ

•

treo lên đấy các vòng chống tạm thời ( hình vẽ 21)
Đặt khung chuẩn hai dầm vuông góc với nhau sao cho giao điểm
tim của hai dầm trùng với tâm của khung chuẩn( chính là tim của

•

giếng) để treo dây dọi.
Đào đất đá bằng xốp bằng xẻng; đào đất đá rắn cứng bằng búa chèn
hoặc khoan nổ mìn. Công tác xúc bốc đất đá được tiến hành ngay
đến hết chiều sâu của một phần khi kết cấu cổ giếng kiểu bậc hay
một vòng hoặc đến chiều sâu của một phần khi kết cấu cổ giếng kiểu
hai vòng.

•

Sau khi kết thúc việc bốc đất đá thì bắt đầu thi công vành đế và
chống cố định bằng bê tông hay bê tông cốt thép theo hướng từ dưới

•

lên đến mức trên của cổ giếng.( hình 2.2)
Để giữ đất đá xung quanh giếng khỏi bị sập lở trong quá trình đào
đất đá ở cổ giếng, phải chống tạm thời. kết cấu chống tạm thời có thể
là các vòng thép hoặc là neo và bê tông phun để đơn giản hóa công

•

tác chống tạm.
Khi xây dựng cổ giếng theo sơ đồ này trong các lớp đất đá liên kết
chặt chẽ ổn định trong thời gian thi công vỏ chống cố định bằng bê
tông hay bê tông cốt thép các vòng chống tạm thời sẽ được tháo gỡ
ra từng cấu kiện riêng biệt đem lên mặt đất. Ngược lại, khi xây dựng
cổ giếng theo sơ đồ này trong các lớp đất đá dễ sập lở hoặc không ổn
định các vòng chống tạm thời không được tháo dỡ ra mà phải để lại
bên ngoài vỏ chống cố định. Nếu vỏ chống tạm là neo và bê tông

•

phun thì không cần tháo dỡ kết cấu chống tạm trong mọi trường hợp.
Việc lắp đặt khung đào cơ bản được tiến hành khi kết thúc việc đào
và thi công vổ chống cố định đến hết chiều sâu của cổ giếng để phục
vụ cho việc đào thân giếng. Về kết cấu, khung đào cơ bản là một dàn
phẳng gồm những dầm thép chữ [ và chữ I. Các dầm này phải được
bố trí hết tiết diện ngang của giếng thành các ngăn sao cho thùng
trong, máy bơm, thang cấp cứu, ống gió… đi qua. Vành ngoài của
khung là khung thép chữ [uốn công với bán kính cong lớn hơn bán
kính trong vỏ chống cố định của giếng…

2.3. Mô tả xây dựng đoạn giếng kỹ thuật.
2.4. Tính thời gian của giai đoạn chuẩn bị xây dựng.
CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG GIẾNG
ĐỨNG.
3.1. Mô tả các sơ đồ công nghệ khả thi xây dựng giếng đứng.

Các công tác thi công xây dựng giếng đứng có thể chia thành 3 nhóm:
-

Nhóm công tác chính: đào đất đá, xây dựng vỏ chống và đặt cốt giếng.
Nhóm công tác phụ: Trục tải, thoát nước, thông gió, chiếu sáng và thông

-

tin tín hiệu;
Nhóm công tác phụ trợ: Vận chuyển vật liệu, kho bãi, sửa chữa cơ khí,
cung cấp năng lượng, cấp thoát nước, dịch vụ sinh hoạt.
Sơ đồ công nghệ: là sự phối hợp giữa các yếu tố kỹ thuật, trang thiết bị
của các nhóm công tác trên nhằm tiến hành thi công xây dựng giếng
một cách hiệu quả(tính hiệu quả thể hiện ở chi phí và tốc độ đào giếng).
Giếng đứng được thi công theo các sơ đồ công nghệ khác nhau, việc
phân loại các sơ đồ công nghệ có thể dựa trên rất nhiều các yếu tố khác

-

nhau chẳng hạn như:
Dựa trên loại công trình và trang thiết bị trên mặt đất phục vụ cho công
tác thi công giếng người ta chia ra:
+ Đào giếng sử dụng các công trình trang thiết bị tạm thời.
+ Đào giếng sử dụng các công trình trang thiết bị cố định.
+ Đào giếng sử dụng các công trình, trang thiết bị cố định và tạm thời.
Các công trình trang thiết bị ở đây bao gồm tháp giếng, nhà trục, máy

-

-

trục…

Dựa vào trình tự 2 công tác chủ yếu của một chu kỳ đào giếng là công
tác bốc đất đá và xây dựng vỏ chống cố định chia ra:
+ Đào giếng theo sơ đồ nối tiếp;
+ Đào giếng theo sơ đồ song song;
+ Đào giếng theo sơ đồ phối hợp song song;
+ Đào giếng theo sơ đồ phối hợp nối tiếp;
Dựa vào thời gian đặt cốt giếng có thể chia ra:
+ Đặt cốt sau khi chống cố định cả chiều sâu của giếng.
+ Đặt cốt đồng thời với chống cố định.

3.2: Lựa chọn sơ đồ công nghệ xây dựng giếng đứng.
Lựa chọn sơ đồ thi công song song.
3.3: Mô tả bản chất sơ đồ công nghệ xây dựng giếng đứng đã chọn.

Khác với lò bằng và lò nghiêng, việc phân chia sơ đồ thi công giếng thường
dựa vào quan hệ giữa đào chống tạm thời ở gương giếng với việc xây dựng
vỏ chống cố định tính theo chiều dài một đoạn giếng (còn gọi là khâu hay
khẩu)
Khâu: là một đoạn của giếng được chia ra theo quy ước phục vụ cho
công tác đào, bốc đất đá và chống tạm thời. Nếu vỏ chống giếng có đặt
vành đế đỡ, thì chiều dài của khâu trùng với khoảng cách giữa các vành đế,
thường dài từ 25 đến 70m trong trường hợp chống bằng bê tông, bê tông
cốt thép, tubing, và bằng khoảng cách giữa các khung chống cơ bản (trong
trường hợp chống bằng khung chống gỗ) thường bằng 5-15m
Sơ đồ nối tiếp là sơ đồ mà công đào phá đất, đá và chống tạm thời tại
gương giếng với thi công vỏ chống cố định được hoàn thành nối tiếp nhau
trong từng khâu. Theo sơ đồ này người ta đào đất, đá chống tạm thời ở
gương giếng theo chiều từ trên xuống dưới cho hết chiều cao một khâu và
đào quá một đoạn giếng (khoảng 1 tiến độ) hoặc đào thêm một đoạn 4 đến

5m thì gương dừng lại mà không xúc bốc đât đá, đào vành đế đỡ, lắp cốp
pha đổ bê tông vành đế, sau đó tiếp tục đổ vỏ chống cố định theo chiều từ
dưới lên trên cho tới vành đế đỡ bên trên, và tiếp tục quay lại khâu thi công
tiếp theo theo trình tự như trên:

Chương 4: Thiết kế và tính toán công tác khoan nổ mìn thi công giếng
đứng
4.1: Một số vấn đề thiết kế tổng quan.
4.2: Lựa chọn thuốc nổ, phương tiện nổ.
Giếng được đào trong lớp cát kết

-

Nổ mìn: Ta sử dụng thuốc nổ P113 đường kính 32mm do Công ty Hóa
chất Mỏ Việt Nam sản xuất với thông số kĩ thuật như sau:

Bảng 3.2. Thông số kĩ thuật thuốc nổ P113.
Stt

Các chỉ tiêu kỹ thuật

Thông số

1

Sức công nổ P, cm3

320 ÷ 330

2

Đường kính thỏi thuốc, mm

32

3

Chiều dài thỏi thuốc, mm

220

4

Trọng lượng một gói thuốc, kg

0,2

5

Tỷ trọng thuốc nổ, g/cm3

1,1-1,25

6

Độ nhạy va đập

Không

7

Khả năng chịu nước

Tốt

8

Thời gian bảo quản

6 tháng

•

Phương tiện nổ:

Sử dụng kíp nổ vi sai an toàn của Trung Quốc (kíp MS)
Kíp nổ MS bao gồm một kíp nổ phi điện, một đoạn dây tín hiệu EXEL và
một móc nối ‘J’ với đặc tính kĩ thuật:
- Dây tín hiệu EXEL: màu hồng
- Đường kính ngoài: 3mm
- Độ bền kéo tối thiểu: 45kgF
- Độ dài tiêu chuẩn (m): 3,6; 4,9; 6,1; 9…
- Thời gian vi sai tiêu chuẩn

4.4: Tính chi phí thuốc nổ và lượng thuốc nổ trong một lỗ mìn.
4.4.1: Chỉ tiêu thuốc nổ ( lượng thuốc nổ đơn vị)- q(kg/)
Chỉ tiêu thuốc nổ (lượng thuốc nổ đơn vị) là khối lượng thuốc nổ cần
thiết để phá vỡ 1 mét khối đất đá ở trạng thái nguyên khối và được tính

bằng kg/.
Lượng thuốc nổ đơn vị tính theo giáo sư N.M.Pocrovski với trường
hợp giếng có 2 mặt thoáng được tính như sau:
q = (1,2÷1,5).q1.fc.e.kd

(1)

Trong đó:
q1 – Lượng thuốc nổ đơn vị tiêu chuẩn cần để đập vỡ 1m 3 đá nguyên
khối. Với đá có hệ số kiên cố f=5. Chọn q1= 0,1.f=0,5 kg/m3
fc – Hệ số cấu trúc của đá; đất đá bị phong hóa, thế nằm không đều, có khe
nứt nhỏ, chọn fc=1,4 (theo bảng 3.5 trang 3-30 giáo trình Xây dựng giếng đứng)
e – Hệ số xét tới sức công nổ, Đối với thuốc nổ P113, e = =1,15
kd – Hệ số phụ thuộc vào đường kính thỏi thuốc, với thỏi thuốc
d=32mm kd =1,0.
vc–Hệ số ảnh hưởng của mức độ nén ép đất đá phụ thuộc vào số mặt tự
do. Do là giếng điều áp đã được khoan sẵn 1 lỗ khoan dẫn hướng nên gương
có hai mặt tự do, chọn vc=1,2
q= 1,2.0,5.1,4.1,15.1=0,966 (kg/)
4.4.2: Đường kính lỗ mìn.
Đường kính lỗ mìn sẽ được tính theo công thức sau:
= 38,4mm

4.4.3: Số lượng lỗ khoan trên gương.
Do đá nằm trong điều kiện địa chất là cát kết có hệ số kiên cố f=5 nên ta sẽ
chọn phương pháp nổ mìn tạo biên:
•

Tính số lỗ mìn biên:

(2)

Trong đó:
Khoảng cách giữa các lỗ mìn biên; Theo bảng 3.7 và đề bài là cát kết và hệ số
kiên cố f=5, từ đó chọn 0,65
Khoảng cách từ vòng lỗ mìn biên tới biên thiết kế (0,150,2)m; chọn c=0,15m
Dg – đường kính đào của giếng, Dg = 12m
Nb = ==56,5, chọn 57 lỗ
•

Tính số lỗ mìn phá và đột phá:
(3)

Trong đó:
diện tích tiết diện giếng do lỗ phá và đột phá phụ trách;
q: lượng thuốc nổ đơn vị;
lượng thuốc nổ trung bình trong 1 lỗ khoan, chọn =1,25,kg

=
=
=79,8; chọn 80 lỗ

•

Tổng lỗ mìn trên gương là:

= =80+ 57= 137 lỗ
4.4.4: Tính chiều sâu lỗ khoan trung bình;
l= = =2,35m

(4)

Trong đó:
chiều dài bước chống.
4.5: Chi phí thuốc nổ tính toán;
-là lượng thuốc nổ tiêu hao để nổ đồng thời thể tích đất đá ở gương ở 1 chu kì
đào Q (kg)
-Chi phí thuốc nổ được xác định theo công thức:
Qlt = q.Sđ.l

(5)

Trong đó:
q – lượng thuốc nổ đơn vị, q = 0,966 kg/
Sđ – diện tích gương đào của giếng
Sg = π.R2 – π.r2 = =108,52()
Dg – đường kính đào của giếng.
dd – đường kính giếng dẫn hướng.
l – Chiều sâu lỗ mìn
Qlt = q.Sđ.l =0,966.108,52.2,35= 246,35 kg;
4.4.6: Lượng thuốc nổ trong 1 lỗ mìn;
m = == 1,8 kg
4.4.7 : Số thỏi thuốc trung bình trong 1 lỗ mìn
Nth= ==9 thỏi

-Với lỗ mìn biên, lượng thuốc nổ thường được lấy ít hơn lượng thuốc nổ trung
bình là 10-20%, do đó ta chọn số lượng thỏi thuốc trên 1 lỗ mìn biên là 9
thỏi.

- Số lượng thỏi thuốc trên 1 lỗ mìn phá là 10 thỏi.
4.4.8: Chi phí thuốc nổ thực tế.
Qtt= Nb9.mth + Np.10.= 57.9.0,2+80.10.0,2= 262,6 kg.
4.5 Thiết kế sơ đồ bố trí các lỗ mìn trên gương và hộ chiếu lỗ mìn trên
gương :
4.5.1 Thiết kế sơ đồ bố trí các lỗ mìn trên gương :
4.5.1.1 Thiết kế sơ đồ bố trí nhóm lỗ mìn biên:
- Nhóm lỗ mìn biên nằm ở ngoài cùng và được nổ sau cùng, có tác dụng tạo ra
đường biên thiết kế của mặt cắt ngang gương giếng.
- Các lỗ mìn biên thường khoan thường khoan nghiêng 1 góc 85÷870 , hướng ra
biên.
- Các lỗ mìn biên bố trí cách biên thiết kế khoảng 0,15 ÷ 0,25m. Khoảng cách
giữa các lỗ mìn biên trong một vòng từ 0,7÷0,9m.
- Ta có chiều sâu lỗ mìn tạo biên cần khoan:
lb = = = 2,351(m)
- Giếng điều áp có mặt cắt ngang hình tròn, các lỗ mìn được bố trí trên vòng tròn
đồng tâm với giếng theo thứ tự từ tâm giếng ra.
4.5.1.2 Thiết kế sơ đồ bố trí nhóm lỗ mìn phá:
- Nhóm lỗ mìn phá được bố trí trên các vòng tròn tròn đồng tâm gần với tâm
giếng hơn so với nhóm mìn phá.
- Lỗ mìn phá thường khoan với góc nghiêng từ 75÷900 hướng vào tâm.

Ta có chiều sâu lỗ mìn tạo biên cần khoan:
lp = = = 2,351(m)
- Khi sử dụng thỏi thuốc có d= 32mm phải bố trí vòng lỗ mìn phá các vòng lỗ mìn
biên một khoảng nhất định lớn hơn 0,6m. Khoảng cách giữa các lỗ mìn phá
trong một vòng không quá
1,2÷1,35m.
4.5.1.3-Chiều dài bua :

-Ta bố trí lỗ mìn biên gồm 9 thỏi thuốc với chiều dài mỗi thỏi lth= 0,22m.Nên
ta có:
Chiều dài bua của lỗ mìn biên là:
l1 = lb – 9.0,22 = 2,351 – 9.0,22 =0,371(m)
-Với lỗ mìn phá, ta sử dụng 10 thỏi thuốc, khi đó, chiều dài bua là:
l2 =l - 10. 0,22= 2,351 – 10.0,22= 0,151 (m)
4.5.1.3: Bố trí các vòng lỗ mìn.
Đường kính thỏi khoan là 32-36mm, trên gương bố trí 2-5 vòng lỗ mìn:
Chọn 4 vòng:
Vòng lỗ mìn
Tỷ lệ đường kính
Đường kính mỗi vòng
Tỷ lệ số lượng các lỗ mìn
Số lỗ mìn trên 1 vòng
Số thỏi thuốc trên 1 lỗ mìn

Phá
0,35
4,2
1
13
10

Phá
0,54
6,48
2
27
10

Phá
-2.0,7
10,2
3
40
10

Số thỏi
thuốc
trong lỗ
( thỏi)

Lượng
thuốc
nạp
trong

Biên
-2.0,2
11,6
4
57
9

4.5.2: Hộ chiếu lỗ mìn trên gương.
* Bảng lý lịch các lỗ mìn
Số thứ Chiều
Góc nghiêng của
tự lỗ sâu lỗ lỗ mìn (độ)
mìn

mìn (m) Hướng Hướng
tâm
biên

Loại kíp Trình tự
nổ
nổ

1-12
13-40
41-80
81-137

2,35
2,35
2,35
2,35

75
75
75
-

85

một lỗ
mìn (kg)
1,8
Kíp nổ vi

sai an
1,8
toàn MS
1,8
1,62

9
9
9
9

* Bảng chỉ tiêu kin tế kỹ thuật khoan nổ mìn

ST
T
1

2

3
4
5
6
7
8
9

Chỉ tiêu

Đơn vị

Số lượng

Hạng mỏ
-Về khí

-

-Về bụi

-

Diện tích mặt cắt ngang của
giếng
Diện tích mặt cắt ngang bên
trong khung chống ( St )

m2

94,985

Diện tích mặt cắt ngang đào thực
tế (Sđtt)

m2

118,692

Diện tích mặt cắt ngang đào theo
thiết kế (Sg)

Hệ số kiên cố của đất đá
Máy khoan (mã hiệu)
Mũi khoan (mã hiệu, đường
kính)
Choòng khoan (mã hiệu, đường
kính)
Số lượng lỗ mìn trong một chu kì
Chiều sâu lỗ mìn (l)
Hệ số sử dụng lỗ mìn ƞ

m2

113,04

F
Máy
Mũi

5

Choòng
Lỗ
M
-

137
2,35
0,85

1

2
3
4

10
11
12

13

Tiến độ chu kì (l0)
Lượng thuốc nổ cho một chu kì
(mã hiệu)
Lượng kíp mìn cho một chu kì

M
Kg

2
262,6

kíp

137

Kíp tức thời (mã hiệu)

kíp

Kíp vi sai (mã hiệu)

kíp

Khối lượng đất đá rời do nổ mìn
của 1 chu kỳ

m3

4.6: Các công tác chính trong công nghệ khoan nổ mìn thi công giếng
đứng( phương pháp khoan nổ mìn, định vị và khoan các lỗ khoan trên
gương, nạp và nổ mìn...)
4.7.1-Công tác khoan các lỗ mìn:
- Khoan các lỗ trên gương theo vị trí đánh dấu, theo thứ tự từ trên xuống dưới.
Các lỗ mìn được đánh dấu bằng các loại sơn sáng màu để đảm bảo dễ quan
sát cho công nhân khoan. Lỗ mìn sau khi khoan xong phải được đậy lại
tránh đất đá rơi vào.
- Trước khi tiến hành khoan, miệng lỗ khoan định hướng cần được đậy nắp để
đề phòng đất đá rơi xuống hầm dẫn nước phía dưới, và khả năng công nhân
rơi tuột xuống.
- Các lỗ khoan được khoan tay bằng máy YT-28. Các lỗ khoan cần được
khoan chính xác vị trí, góc nghiêng để đảm bảo hiệu quả khoan nổ mìn.
4.7.2-Công tác nạp và nổ mìn:
- Trước khi nạp thuốc vào lỗ khoan phải làm lại công tác thổi rửa phoi khoan
trong các lỗ mìn. Kết cấu thỏi thuốc trong hai nhóm lỗ là khác nhau, nạp
liên tục với các lỗ khoan phá và nạp phân đoạn với các lỗ khoan biên.

- Sau khi có số liệu bãi khoan thực tế tại gương vừa thi công thì kỹ sư nổ tiến
hành lập hộ chiếu cho từng lỗ khoan và toàn bộ đợt nổ.

- Các thông số này đựơc ghi rõ ràng trong hộ chiếu bắn mìn.
- Trước khi nạp thuốc nổ, phải tiến hành sơ tán người và thiết bị ra khỏi khu
vực nguy hiểm, kiểm tra mọi nội dung bảo đảm an toàn nổ.
- Công tác nạp nổ được tiến hành bởi đội thợ chuyên nghiệp được đào tạo và
cấp chứng chỉ thợ mìn.
- Khi nạp nổ dựa trên hộ chiếu khoan nổ, thuốc nổ được nạp và lèn chặt bằng
gậy gỗ. Cách thức nạp là một loại gậy tre hay gỗ có chiều dài lớn hơn chiều
sâu lỗ khoan, đẩy từ từ từng thỏi thuốc nổ vào lỗ, đảm bảo hết số thuốc như
đã thiết kế của hộ chiếu. Cấm dùng các thanh sắt để nạp thuốc. Nạp bua
bằng đất sét pha cát với độ ẩm phù hợp.
- Để đảm bảo an toàn trong khi thi công các đầu kíp được lắp các đầu cách ly.
- Đấu kíp theo mạng nối tiếp, trước khi đấu dây điện được cuộn lại và đem
vào gương. Sau khi đấu kíp, tiến hành kiểm tra đảm bảo thông mạch mạng
nổ.
- Tổ chức di dời công nhân ra khỏi gương, người ra đến đâu thì rải dây điện ra
tới đó.
-Cấm rải dây điện từ bên ngoài vào gương trước khi đấu kíp và mạng nổ.
- Sau khi đảm bảo người thiết bị đã ở khu vực an toàn, phát tín hiệu nổ mìn.
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CÔNG TÁC THÔNG GIÓ, ĐƯA GƯƠNG
VÀO TRẠNG THÁI AN TOÀN VÀ XÚC BÔC ĐẤT ĐÁ

5.1 Thiết kế tính toán thông gió cho giếng đứng
5.1.1: Chọn sơ đồ thông gió

Lựa chọn cơ đồ thông gió:
Đào giếng đứng ta áp dụng sơ đồ thông gió đẩy vì sơ đồ này đơn giản, đảm
bảo thông gió tốt và kinh tế.
Với sơ đồ thông gió này là đặt quạt cách miếng giếng 10m để trách gió
bẩn có thể lại hút vào và lại đi xuống giếng.

Khi đào giếng có 2 chế độ thông gió là: Thông gió sau khi nổ mìn kéo dài
30 phút và thông gió bình thường trong suốt thời gian làm việc của công nhân
dưới giếng.
Ống thông gió:
Với việc ta sử dụng sơ đồ thông gió đẩy ta lựa chọn ống gió cứng hay ống
thông gió mềm được làm bằng vải bạt tráng cao su hoặc vải sợi tổng hợp, với
đường kính d= 800 mm, gồng các đoạn ông dài 5 – 10m nối với nhau bằng
ống kim loại hoặc bu lông vòng.
Theo an toàn thì miệng ống gió phải cách gương giếng một đoạn (l) không
quá 15m và được xác định như sau.

l = k . Sd ≤ 15m
Trong đó:
k - hệ số phụ thuộc vào sơ đồ thông gió. Thông gió đẩy chọn
k=6.
Sg – diện tích mặt cắt ngang khi đào của gương giếng. m2
Ta chọn l =15m.
5.1.2: Tính toán thông gió và chọn quạt
Lượng không khí cần thiết để đưa vào gương giếng.
-

Lượng không khí cần thiết thông gió cho giếng đứng sau khi tiến hành
công tác khoan nổ mìn có thể xác định theo công thức V.N.Varonhin.

7,8 A.Sc 2 .H 2 .k0
Q1 =
.3
t
ku2

; m3/phút

Trong đó:
Sc – diện tích mặt cắt ngang giếng bên trong vỏ chống ; m2. Sc= 94,985
(m2)
t – thời gian thông gió tích cực sau khi nổ mìn, t

≥

30phút. Chọn t =30 phút.

A – khối lượng thuốc nổ nổ đồng thời lớn nhất ở gương. A = 262,2 (kg)
H – chiều sâu lớn nhất của giếng cần thông gió ;m. H = 339,7 (m).
k0 – hệ số ngậm nước. Khi lưu lượng nước chảy vào giếng :
Q=(1

÷ 6)m3/h và H ≥

200m thì k0 = 0,6.

7,8 A.Sc 2 .H 2 .k0 7,8 3 295.94,9852.339,7 2.0,6
Q1 =
.3
=
= 1310, 21
t
ku2
30
1, 22

-

(m3/phút)

Lượng không khí cần thiết thông gió cho gương giếng trong một đơn vị
thời gian tính theo điều kiện tốc độ gió nhỏ nhất.

Q2 = 6.n.k

; m3/phút

Trong đó :
n – số người làm việc lớn nhất trong gương giếng ; người. Lấy n=13người.
k – hệ số dự trữ ; k = 1,15

÷ 1,25. Chọn k=1,2

(m3/phút)
Lượng không khí cần thiết thông gió cho gương giếng trong một đơn vị
thời gian tính theo điều kiện tốc độ gió nhỏ nhất.


-

Q3 = 60.Vmin .Sc

; m3/phút

Trong đó :

Vmin – tốc độ gió nhỏ nhất cho phép chuyển động trong giếng ; theo quy
phạm khi đào giếng lấy Vmin = 0,15m/s .



Q3 = 60.Vmin .Sc = 60.0,15.94,985 = 854,87

(m3/phút)

Vậy lưu lượng gió cần thiết đưa vào gương lò là :

Q = max ( Q1 , Q2 , Q3 ) = 1310,21

(m3/phút)

Năng suất và hạ áp quạt gió:
-

Năng suất quạt
Năng suất quạt được xác định theo công thức:

Qquat = Qmax .ku = 1310,21.1,2 = 1572,25
-

(m3/phút) = 26,20 (m3/s)

Hạ áp của quạt
Hạ áp của quạt được xác đinh theo công thức:
2
H q = Rt .Qquat

; mmH20

Trong đó:
Rt – sức cản khí động học của đường ống. Được xác định theo công thức:
Rt =

6,5.α .H c
d 5 + Rk ;

kµ

Với :

α

- hệ số sức cản khí động học của đường ống (N.s 2/m4) ; với ông gió là

ống gió mềm d=800mm chọn

α

=0,0003.

Hc – chiều dài tổng cộng của ống gió; m . Hc = 339,7 (m)

d – đường kính thực tế của ống gió; m
Rk – sức cản khí động học của đường ống khi chuyển vuông góc từ quạt
xuống giếng, giá trụ của nó phụ thuộc vào đường kính thực tế của ống gió có

thể chọn như sau:
Rk(N.s2/m3)

0,79

0,58

0,3

0,17

0,11

0,07

0,03

d(m)

0,4

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,2

Với d= 0,8 m => Rk = 0,17 (N.s2/m3)

Rt =

6,5.α .H c 6,5.0,0003.339,7
=
= 1,33
5
d 5 + Rk
( 0,8) + 0,17

( kµ )

2
H q = Rt .Qquat
= 1,33. ( 26, 20 ) = 912,97 mmH 2 0
2

Vật chọn quạt cục bộ VXE-P8 có đặc tính kỹ thuật như sau:
Bảng đặc tính kĩ thuật của quạt cục bộ VXE-P8
ST

Đặc tính kĩ thuật

Đơn vị

Đại lượng