Đồ án môn học Xây dựng công trình ngầm

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 tổ chức thi công
Chương III: Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật đào lò
Chương IV: Kết luận

1


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 2017
Sinh Viên Thực hiên :
Phan Quốc Việt

2


Chương 1 : Khái Quát Chung
1.1 Giới thiệu đường lò cần thiết kế
- tên gọi: lò dọc vỉa
- chiều dài: 500m, tuổi thọ: 18 năm
- công dụng: vận chuyển khoáng sản và thông gió
- thông số cơ lý của đá:
•
hế số kiên cố f = 7
•
trọng lượng thể tích 2,68 tấn/m3
1.2 Chọn 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 27 )
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.

3


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 vật liệu 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 18 năm, đào qua đá cát kếtcó hệ số kiên
cố f = 7. 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.

4


- Đường lò đào qua là tương đối ổn định, do đó để chống đỡ cho đường lò ta dùng
loại kết cấu chống cố định là vì thép SVP 27, tấm chèn bằng gỗ thông rừng dày
4cm, chiều rộng là 0,2m.
- Vì thép SVP là loại chống linh hoạt kích thước, nghĩa là các đoạn khung thép
được lồng lên nhau và được giữ chặt bởi các khớp tròn.Các khung này sẽ tự trượt
lên nhau một khoảng cách nhất định khi áp lực từ phía khối đá vượt quá khả năng
chống giữ của vì thép.Khi trượt sẽ hạn chế sự phá hủy kết cấu chống, bảo vệ công
trình khỏi biến dạng.
1.2.3 Lựa chọn giả thuyết tính toán áp lực đất đá lên công trình
Có nhiều giả thuyết kinh điển để xác định áp lực nóc khi coi đất đá là môi
trường rời.Các giả thuyết ít nhiều hay được áp dụng ở nước ta cho đến nay là là giả
thuyết vòm áp lực của Protodiaconov (1931), giả thuyết của Bierbaumer (1913) và
của Tezaghi (1946). Dựa vào giả thuyết của Protodiaconov, năm 1933 Tximbarevich
đã cho rằng: sau khi khai đào hai bên sườn khoảng trống cũng có thể bị sụt lở.
Với những chỉ tiêu cơ lý của đất đá bột kết như Bảng 1.1, kết quả đánh giá đặc

tính bền của khối đá và vì ta chưa biết vị trí chính xác của công trình trên bình đồ
(công trình sâu ở mức nào) thì ta chọn giả thuyết của Protodiaconov –
Tximbarevich
1.3 Thiết kế và quy hoạch đường lò
1.3.1: Quy hoạch vị trí của công trình trong hệ thống công trình ngầm

5


Hình 1.1: mặt cắt ngang của đường lò đào trong vỉa

6


3m

500m

Hình 1.2: Trắc địa dọc công trình

3m

500m

Nhóm 3

3

XDCTN&M57

Hình 1.3: Bình đồ của đoạn lò đá dọc vỉ

Nhóm 3

3

XDCTN&M57


1.3.2 Lựa chọn và xác định khả năng thông qua của thiết bị vận tải.
1.3.2.1 Lựa chọn sơ bộ thiết bị vận tải.
Đường lò theo yêu cầu của đề bài là đường lò dọc vỉa có khối lượng vận chuyển
qua đường lò không lớn và mỏ thuộc hạng II về khí bụi nổ. Do đó ta sử dụng phương
pháp vận tải là đầu tầu điện ắc quy kéo đoàn goòng. Với yêu cầu về sản lượng thông qua
là 200.000 (T/năm) ta chỉ cần bố trí đường lò 1 đường xe, bên`` cạnh đó là lối người đi lại
đảm bảo theo quy phạm an toàn.
Ta giả sử trong Mỏ chỉ có những thiết bị và vật dụng như: Goòng vận tải UVG-2,2
chạy trên cỡ đường 600mm, đầu tầu điện ắc quy 4,5ARP-2M chạy trên cỡ đường
600mm, loại ray P-24.
Bảng 1.2: Đặc tính kỹ thuật của goòng UVG-2,2
Goòng UVG-2,2 đáy kín lật ngược

Đơn vị

Trị số

Dung tích tính toán

m3

2,2

Chiều rộng thùng

mm

1200

Chiều cao từ đỉnh Ray

mm

1300

Chiều dài kể cả đầu đấm

mm

2775

Cỡ đường

mm

600

Khung cứng

mm

1000

Đường kính bánh xe

mm

400

Chiều cao trục kể từ đỉnh ray

mm

370

Trọng lượng

kg

677

Bảng 1.3: Đặc tính kỹ thuật đầu tầu điện ắc quy 4,5ARP-2M
Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến


Đầu tầu ắc quy 4,5ARP-2M

Đơn vị

Trị số

Trọng lượng dính

Tấn

4,5

Cỡ đường

mm

600

Số động cơ

Chiếc

2

Công suất động cơ

KW

6

Điện áp

Vôn

80

Lực kéo ở chế độ ngắn hạn

kg

750

Tốc độ ở chế độ ngắn hạn

Km/h

6,44

m

7

Dài

mm

3300

Rộng

mm

1000

Cao

mm

1300

Bán kính vòng nhỏ nhất

Kích thước cơ bản

Bảng 1.4: Đặc tính kỹ thuật của ray P-24

Loại ray P-24

Đơn vị

Trị số

Chiều cao ray

mm

107

Chiều rộng đỉnh ray

mm

51

Chiều dày bụng ray

mm

10.5

Chiều rộng đế ray

mm

92

Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến


1.4 Tính toán diện tích khi đào
*Theo yêu cầu của bài toán thì 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 = 4750 mm
- Chiều cao tường: H = 900 mm
- Chiều cao vòm Hv=0,5B= 2375 mm
Ta lựa chọn sơ bộ kết cấu chống là vì thép SVP 27, các thông số thể hiện như trong
hình.

Hình 1.2: Mặt cắt ngang của vì thép SVP-27

Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến


Đại lượng

Đơn vị

Số lượng

Mã hiệu thép

SVP -27
cm

2

Moomen chóng uốn

cm

3

Chiều cao

Cm

12,3

ứng suất nén cho phép: [σn]

kG/cm2

ứng suất kéo cho phép: [σk]

kG/cm2

2700
2700

Bán kính quán tính: i

Cm

4

Diện tích mặt cắt ngang

34,37
100,2

Bảng 1.2: Đặc tính kỹ thuật của thép SVP-27

Khi khai đào ta phải kể đến cả chiều dày của kết cấu chống, chiều dày tấm chèn .
Như vậy ta có:

Trong đó:

- Bđ là chiều rộng công trình cần đào
-Bsd: chiều rộng sử dụng theo thiết kế, Bsd = 4750 mm

-Bkcc: chiều dày kết cấu chống, Bkcc = 94 mm
-Btc: chiều dày tấm chèn, Btc = 50 mm
 Bđ =4750+2.94+2.50= 5038 (mm)

Để thuận tiện cho việc tính toán cũng như khai đào công trình, ta lấy Bđ = 5100(mm) và
chiều cao tường là 900 (mm).
Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến


Ta có:

Trong đó:
- hsd: chiều cao sử dụng, hsd = h + R = 900+2600 =3500mm
-Bkcc: chiều dày kết cấu chống, Bkcc = 94 mm
-

hệ số dịch chuyển của khung khi chịu tải trọng

=>

Để thuận tiện cho việc tính toán cũng như khai đào, ta lấy hđ = 3700 mm
Ta có diện tích cùa đường lò khi đào và diện tích sử dụng là:



= π. Bđ ²/8 + Bđ.

= π.5,1²/8 + 5,1.0,9 = 14,80(m²).

Ssd=(π . B2) /8+ ht . B=4,75². π/8+0,9.4.75=13,13 (m²)

Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến


Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến


CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG

2.1. Công tác đào phá đất đá
2.1.1. Sơ đồ đào, thi công
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).
2.1.1.1. Lựa chọn sơ đồ đào
Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến


Vì gương đào theo thiết kế có S=14,80 m² và đá có f = 7 nên ta chọn sơ đồ đào toàn tiết
diện

2.1.1.2. Các sơ đồ thi công và lựa chọn sơ đồ công nghệ 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.Ta có 1 số
sơ đồ thi công
+ Sơ đồ thi công nối tiếp: - Sơ đồ nối tiếp toàn
- Sơ đồ nối tiếp từng phần
+ Sơ đồ song song
+ Sơ đồ phối hợp
*Đặc điểm của từng loại sơ đồ và phạm vi sử dụng
Sơ đồ nối tiếp toàn phần: Sơ đồ này đường lò được đào và chống tạm trên suốt chiều
dài đường lò và sau đó quay lại chống cố định. Sơ đồ này sử dụng cho các đường lò có
diện tích nhỏ,chiều dài ngắn và cũng có thể áp dụng khi thi công các đoạn cửa lò, các
đoạn cổ giếng nghiêng có lối thông trên mặt đất
Sơ đồ nối tiếp từng phần: Sơ đồ này các đường lò được chia thành các đoạn có chiều
dài 2040m tùy thuộc vào độ ổn định của đất đá,đầu tiên ta tiến hành đào và chống tạm

ở đoạn thứ nhất sau đó đào và chống tạm đoạn thứ 2 từ 1 đến 2 tiến độ và quay lại chống
cố định. Sơ đồ này sử dụng cho các đường lò có diện tích nhỏ nhưng có chiều dài lớn
-Sơ đồ song song: Ở sơ đồ này công tác đào,chống tạm và chống cố định luôn cách nhau
1 khoảng nào đó tùy thuộc vào độ ổn định của đường lò. Sơ đồ này được sử dụng để thi

Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến


công các đường lò có chiều dài và tiết diện lớn,Khi sử dụng sơ đồ này cho phép rút ngắn
thời gian thi công so với sơ đồ nối tiếp.
Sơ đồ phối hợp: Ở sơ đồ này tất cả các công tác đào và chống tạm thời và công tác
chống cố định được tiến hành ngay trong 1 chu kì công tác. Sơ đồ này được áp dụng để
thi công các đường lò cơ bản chuẩn bị được chống cố định bằng KCC gỗ,thép,vì
neo,BTP,BTCT lắp ghép..Nó cũng được áp dụng để thi công các hầm trạm lớn ở tròn mỏ
đòi hỏi phải chống cố định bằng bê tông,gạch đá sau mỗi lần đào phá đất đá ở trong
gương…
Việc lựa chọn sơ đồ thi công dựa trên các đặc điểm sau:
+ Kích thước tiết diện ngang đường lò, chiều dài đường lò
+ Mức độ ổn định của khối đá
+ Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn xung quanh đường lò.
Dựa vào những đặc điểm của từng loại sơ đồ, việc lựa chọn sơ đồ thi công và dựa vào
yêu cầu của bải toán là đào đường lò dá dọc vỉa dài 500m qua vùng đất đá có f=7 và có
tiết diện

=14,80² ta lựa chọn sơ đồ thi công phối hợp.

2.1.2. Phương pháp phá vỡ đất đá
Hiện nay có 1 số phương pháp phá vỡ dất đá như là:

- Phương pháp thủ công
- Phương pháp khoan nổ mìn
- Dùng sức nước
- Sử dụng máy đào lò
Lựa chọn phương pháp đào phá đất đá tại gương
Một phương pháp đào hợp lý là phương pháp:
Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến


+ 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 dọc vỉa đào qua lớp đất đá có hệ số kiên cố f = 7, 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.

2.2. Công tác khoan nổ mìn
Lựa chọn thuốc nổ và phương tiện nổ, máy khoan, mũi khoan lỗ mìn

Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến


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 1.Đặc tính kĩ thuật của thuốc nổ P113
STT Chỉ tiêu kĩ thuật

Đơn vị

Thông số

1

Khả năng công nổ, Ps

cm3

320÷ 330

2

Sức công phá, W

mm

14 16

3

Mật độ thuốc nổ,∆

g/cm3

1,1÷ 1,25

4

Đường kính thỏi thuốc, dt

mm

32

5

Chiều dài thỏi thuốc,lt

mm

220

6

Trọng lượng một thỏi thuốc,Gt

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 2: Đặc tính của máy nổ mìn mã hiệu KVP-1/100m
1

Nguồn nạp

2

Điện thế

3

Số lượng kíp nổ đồng thời max

4

Điện trở lớn nhất

Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

Đơn vị ắc quy

V

650

Cái

100

Ω

380

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến


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 3: Đặc tính kíp nổ EDKZ như sau:
Số

Thời gian Điện

kíp

chậm

nổ

nổ(ms)

trở kíp
(Ω)

Đường
kính ngoài
của
kíp(mm)

Chiều
dài của
kíp(mm)

Dòng
điện an

Dòng điện

toàn

gây nổ,(A)

(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).

Tính toán các thông số khoan nổ mìn
2.2.1. Tính toán lượng thuốc nổ đơn vị (q)
Tính toán chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị (q) theo công thức của giáo sư M.N
Pocrovski :

Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến


q= q1.fc.e.v.kđ , ( kg/m3 )

Trong đó:
q1 – Lượng thuốc nổ tiêu chuẩn, kg/m3
q1=0,1.f = 0,1.7 = 0,7 kg/m3
fc – Hệ số cấu trúc của đất đá trên gương, đá phân lớp độ bền thay đổi ta lấy f c
= 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%
Ps – Sức công nổ của thuốc nổ đang dùng (P113), Ps = 320
v – Hệ số sức cản, với gương có 1 mặt tự do, ta có:

Ta có Sđ=14,80 m2 < 18 nên ta chọn v =

=

= 1,69

kđ – Hệ số ảnh hưởng của đường kính thỏi thuốc, kđ=1
Thay số vào công thức trên ta có:
q = 0,7.1,3.1,2.1,69.1= 1,84 (kg/m3)

2.2.2.Đường kính lỗ khoan
Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến


Ta có công thức :

dk=db +(4÷ 8) (mm)

Trong đó
dk – Đường kính lỗ khoan, mm
db – Đường kính bao thuốc, mm
(4÷ 8) khoảng hở cho phép để dễ dàng nạp thuốc:
dk= 32 + 6 = 38 (mm)
2.2.3. Số lỗ mìn trên gương (N)
2.2.3.1. Tổng số lỗ mìn trên gương.
Theo giáo sư M.N. Pacrovski thì số lỗ mìn trên gương xác định ta có công thức :
(lỗ)
Với N là số lỗ mìn trên gương
NB là số lỗ mìn biên
NRFN là số lỗ mìn rạch phá nền
2.2.3.2. Số lỗ mìn biên.
Số lỗ mìn biên: (NB)

Trong đó:
Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến


P là chu vi đường lò, P

c.

C là hệ số phụ thuộc hình dạng đường lò, với đường lò hình vòm tường thẳng c = 3,86
Sđ: diện tích đào đường lò, Sđ = 14,80 (m2)
 P = 3,86.

=14,85 (m)

B là chiều rộng đường lò khi đào, B =5,1 (m)
bb là khoảng cách giữa các lỗ mìn biên. Khi nổ mìn vi sai bb = 0,5 (m),

=> Số lỗ mìn biên là:

20,5 (lỗ)

Ta chọn số lỗ mìn biên là 21 lỗ
2.2.3.3. Số lỗ mìn đột phá, phá,nền
Số lỗ mìn đột phá, phá và nền được xác định theo công thức sau:
N RFN =

q.Sd − N B .γ o
γ
(lỗ)

Trong đó:
q – Chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị, q=1,84 kg/m3
Sđ – Diện tích gương đào thiết kế, Sđ =14,80 m2
NB Số lỗ mìn biên, NB= 21(lỗ mìn)

γ o– Là chi phí thuốc nổ trên 1m dài lỗ mìn biên, với f=4 7 thì γ o=0,35
Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến

f

γ

4-6

7 -10

10 - 12

12 - 14

0,3

0,35

0,4

0,45

Là chi phí thuốc nổ trên 1m dài lỗ mìn tạo rạch và công phá, phụ thuộc vào đường

kính thỏi thuốc db=32mm :
γ = 0, 785.∆.a.kn .db2

db – Đường kính bao thuốc, db=32 (mm)
a –Hệ số nạp thuốc bình quân trong các lỗ khoan, a = 0,6 (với mỏ nguy kiểm về khí
và bụi nổ).
– Mật độ thuốc nổ trong thỏi thuốc,

g/cm3) =1200 (kg/m3)

kn – Hệ số nén chặt thỏi thuốc, với đường kính thỏi thuốc như trên thì chọn kn=0,95
(kg/m)

38 (lỗ)

Ta chọn số lỗ mìn rạch là 4 và số lỗ mìn phá là 34 lỗ.
⇒ Số lỗ mìn trên toàn bộ gương là: N = NB + NRF =21+38=59 (lỗ)

2.2.4. Chiều sâu lỗ khoan

Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến


Chiều sâu lỗ khoan là chỉ tiêu có tính quyết định đến tốc độ thi công, cũng như thời
gian thi công.
Tuy nhiên nó cũng phụ thuộc cả vào mức độ ổn định của khối đá, cụ thể là phụ thuộc
vào thời gian tồn tại ổn định của khối đá xung quanh khoảng trống sau khi đào. Rõ ràng
là nếu khối đá ổn định, có thể đào với tiến độ lớn, còn khi khối đá kém ổn định phải đào
với tiến độ nhỏ.
Chiều sâu lỗ khoan cũng còn phụ thuộc cả vào công nghệ thi công, cụ thể phụ thuộc
vào phương thức phá đá. Trong trường hợp đào bằng phương pháp khoan nổ mìn, chiều
sâu lỗ khoan trước hết phụ thuộc vào phương thức đột phá (đột phá hình nêm với các lỗ
khoan xiên hay đột phá trụ với các lỗ khoan thẳng song song).
Chiều sâu lỗ khoan hợp lí là chiều sâu mà ứng với nó thì chi phí sức lao động, thời
gian và phương tiện đào 1m đường hầm là nhỏ nhất, hay nói cách khác chọn được chiều
sâu lỗ mìn hợp lí sẽ góp phần làm tăng tốc độ đào hầm, tăng năng suất lao động, giảm giá

thành xây dựng.
Chiều sâu lỗ khoan phụ thuộc vào:
+Tính chất cơ lí của đất đá.
+Diên tích tiết diện của gương hầm.
+Loại máy khoan.
+Sơ đồ tổ chức công tác.
+Tốc độ đào hầm theo yêu cầu.
Do đó coi chiều sâu lỗ mìn là một chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật cơ bản và được lựa chọn theo
các yếu tố sau :
Theo kinh nghiệm

Nhóm 13 đồ án : xây dựng công trình ngầm trong mỏ

GVHD : Ths. Nguyễn Tài Tiến