Đồ án chống neo mỏ HÀ LẦM

Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

MụC LụC
Chơng 1 Khái quát chung...........................................
1.1. Đặt vấn đề................................................................
1. 2.Giới thiệu về mỏ và hệ thống các đờng lò xuyên
vỉa mỏ Hà Lầm.......................................................................
1.3. Điều kiện địa chất mỏ..............................................
1.3.1.Điều kiện địa chất công trình................................
1.3.2 . Điều kiện địa chất thuỷ văn...................................
1. 4. Địa tầng....................................................................10
1.4.1. Giới cổ sinh.............................................................10
1.4.2.Giới trung sinh..........................................................10
1.4.2.1. Cuội kết...............................................................10
1.4.2.2. Sạn kết.................................................................10
1.4.2.3. Cát kết.................................................................11
1.4.2.4. Bột kết.................................................................11
1.4.2.5. Sét kết................................................................11
1.4.2.6. Các vỉa than........................................................11
1.4.3.Giới tân sinh.............................................................11
1.5. Kiến tạo....................................................................12
1.5.1. Các uốn nếp.........................................................12
1.5.1.1 Nếp lồi phía tây ( nếp lồi Hà Lầm )...................12
1.5.1.2. Nếp lồi phía đông ( nếp lồi 158 ).......................12
1.5.1.3.Nếp uốn trung tâm..............................................12
1.5.2. Các đứt gãy ...........................................................12
1.5.2.1. Đứt gãy thuận H-H ................................................12
1.5.2.2. Đứt gãy thuận B....................................................12
1.5.2.3. Đứt gãy G...............................................................12

Sinh viên : Lê Văn Sáng

dựng CTN& Mỏ K48

1

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

1.5.2.4. Đứt gãy E...............................................................12
1.6. Các hiện tợng địa chất công trình..........................14
1.7. Phơng pháp phân tích độ ổn định của khối đá
...............................................................................................14
1.8. Tổng quan về các hệ thống phân loại khối đá........15
1.8.1. Phân loại khối đá theo Deere- phơng pháp RQD
...............................................................................................17
1.8.2.Phơng pháp phân loại của Bieniawski.....................18
1.8.3. Phơng pháp cảu Barton ,Lien và Lunde..................23
1.9. Đánh giá các hệ thống phân loại................................24
1.10.Đánh giá độ ổn định của khối đá mỏ Hà Lầm......25
1.11.Đánh giá độ ổn định khối đá theo phơng pháp
RMR........................................................................................26
1.12.Đánh giá độ ổn của khối đá bao quanh công trình
theo cơ sở các chỉ số ổn định............................................26
Chơng 2 Kết cấu chống công trình ngầm bằng vì
neo.........................................................................31
2.1.Phân tích các loại kết cấu chống đang sử dụng tại
các đờng lò xuyên vỉa..........................................................31
2.1.1.Các dạng kết cấu chống giữ các đờng lò xuyên
vỉa mà mỏ than Hà Lầm đang sử dụng...............................31

2.1.2. Ưu nhợc điểm của từng loại kết cấu chống trên......31
2.1.2.1. Kết cấu chống bằng thép lòng máng kết hợp
tấm chèn bằng bê tông phun , chèn kín..................................31
2.1.2.2.Kết cấu chống bằng bê tông cốt thép liền khối...31
2.1.2.3.Kết cấu chống neo kết hợp bê tông phun.............32
2.1.3. Nhận xét.................................................................32

Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

2

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

2.2. Khái quát chung về neo ...........................................32
2. 3. Các loại neo..............................................................34
2.4.Cấu tạo , u nhợc điểm và phạm vi áp dụng của một
số loại neo.........................................................................35
2 .4.1. Neo cơ học............................................................35
2.4.1.1. Neo đầu nở.........................................................35
2.4.1.2. Neo ma sát...........................................................40
2.4.2. Neo dính kết........................................................40
2.4.2.1. Neo bê tông cốt thép...........................................41
2.4.2.2. Neo chất dẻo cốt thép..........................................42
2.4.3. Các loại neo kết hợp.................................................42
2.4.3.1.Neo kết cấu linh hoạt............................................44
2.5. Neo kết hợp với các cấu kiện khác.............................44

2.5.1.Neo kết hợp với bê tông phun...................................44
2.5.2. Neo kết hợp với lới thép............................................44
2.5.3. Neo kết hợp với giằng thép......................................46
2.6. Lựa chọn loại neo hợp lý..............................................46
Chơng 3 Kiến nghị neo và phun vũa bê tông cho các
đờng lò xuyên vỉa mỏ Hà Lầm.................................48
3.1. Cơ sở lựa chọn neo..................................................48
3.2. Khái quát chung về các đờng lò xuyên vỉa.............48
3.2.1.Đặc điểm địa chất, địa chất thuỷ văn của đờng
lò IV - 2 mức -50.....................................................................49
3.2.2. Mật độ khe nứt.......................................................49
3.2.3. Địa chất công trình...............................................50
3.2.4. Địa chất thuỷ văn...................................................51
3.3. Các thông số thiết kế neo cần xác định.................51

Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

3

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

3.3.1.Xác định chiều cao vòm phá huỷ ..........................51
3.3.2.Tính toán chiều dài thanh neo................................52
3.3.3. Tính khả năng mang tải cuả neo...........................52
3.3.3.1. Xác định khả năng mang tải cảu neo theo
điều kiện kéo đứt thanh neo...............................................53

3.3.3.2. Khả năng mang tải của neo đợc xác định theo
điều kiện bám dính giữa cốt neo với bê tông.......................53
3.3.3.3. Khả năng mang tải của thanh neo đợc xác định
teo điều kiện bám dính giữa bê tông và thàn lỗ khoan......53
3.3.4. Xác định mật độ neo............................................54
3.3.5. Xác định khoảng cách giữa các thanh neo...........54
3.3.6. X ác định chiều dầy lớp bê tông phun.................56
3.3.6.1. Đánh giá khả năng sập đổ của thành neo........57
3.3.6.2. Chiều dày lớp bê tông phun................................57
3.3. 7. Xác định số neo trên một vòng neo.....................59
3.4. Dây chuyền thiết bị thi công..................................59
3.4.1. Máy khoan neo........................................................60
3.4.2. Thiết bị xúc bốc vận tải.........................................60
3.4.3. Bình phun vữa neo...............................................61
3.4.4. Máy phun bê tông....................................................62
3.4.5. Cung cấp khí nén..................................................62
Chơng 4 Tính toán kinh tế kết cấu chống lò bằng
vì neo kết hợp bê tông phun....................................63
4.1. Khối lợng bê tông phun cần thiết cho một m đờng
lò............................................................................................63
4.2. Chi phí cốt thép cho neo cóp gờ..............................63
4.3. Khối lợng bê tông bơm vào lỗ khoan neo.................63

Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

4

Lớp : Xây

Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

4.4. Khối lọng bản đệm neo...........................................64
4.5.Khối lợng đai ốc M18.................................................64
Kết Luận........................................................................65
Tài liệu tham khảo..........................................................66

Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

5

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

Mở đầu
Sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc đòi
hỏi nhu cầu tiêu thụ năng lợng ngày càng lớn. Cùng với sự phát
triển của nền kinh tế đất nớc, ngành khai thác khoáng sản
nói chung và ngành khai thác than nói riêng cũng có những
mức tăng trởng vợt bậc do đó trữ lợng than ngày càng giảm,
cần phải mở rộng khai thác xuống những độ sâu lớn hơn.
Sau thời gian học tập tại trờng Đại học Mỏ - Địa chất,
chuyên ngành Xây dựng công trình ngầm và mỏ, đợc sự
giúp đỡ của cơ sở thực tập là công ty than Hà Lầm và tập
thể thầy giáo trong bộ môn Xây Dựng Công Trình Ngầm &
Mỏ, đặc biệt là sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo

Nguyễn Phúc Nhân, tôi đã hoàn thành bản đồ án: Đánh giá
khả năng chống neo cho các đờng lò xuyên vỉa mỏ than Hà
Lầm.
Do kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án không thể
tránh khỏi những thiếu sót tôi rất mong dợc sự chỉ bảo của
các thầy cô và sự đóng góp ý kiến của các bạn
Hà Nội 6- 2008

Sinh viên :
Lê Văn Sáng

Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

6

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

Chơng1. Khái quát chung
1.1.Đặt vấn đề
Trớc những đòi hỏi về sự phát triển khai thác than hầm
lò đến năm 2010 sản lợng khai thác than sẽ đạt khoảng50
triệu tấn than và mỗi năm cần phải đào từ 120-150 km đờng lò.Vì vậy khối lợng vì chống vỏ chống đa vào xây
dựng sẽ rất lớn. Để tăng cờng hiệu quả sử dụng vật liệu
chống lò giảm chi phí sắt thép nhập ngoại,sử dụng tối đa
vật liệu chống sẵn có trớc,đòi hỏi phải áp dụng triệt để
các loại kết cấu chống và vật liệu chống lò mới.

Neo kết hợp bê tông phun là loại kết cấu chống và vật
liệu chống kết hợp hài hoà giữa khả năng gia cố và tích hợp
với khối đá bao quanh đờng lò,tăng khả năng tự mang
tảicủa khối đá và khả năng chống đỡ thụ động của kết cấu
chống.
Chính tính u việt của loại hình chống giữ này mà trên
thế giới cũng nh trong các công trình ngầm ( thuỷ điện ,
giao thông)trong nớc đã và đang áp dụng phổ biến loại
kết cấu và vật liệu chống này.
Đối với các mỏ hầm lò của nớc ta thì việc sử dụng neo còn
rất hạn chế.Trong đợt thực tập vừa rồi tại mỏ than Hà Lầm
em thấy việc sử dụng neo ở đây cũng rất hạn chế. Vì vậy
em đã xem xét và nghiên cứu về khả năng chống neo cho
các đờng lò xuyên vỉa tại mỏ than Hà Lầm.

Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

7

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

1.2.Giới thiệu về mỏ và hệ thống các đờng lò xuyên
vỉa mỏ Hà Lầm
Biên giới khai trờng mỏ than Hà lầm theo QĐ năm 1996
của Tổng Giám đốc Than Việt Nam.
- Phía đông : giáp mỏ Hà Tu

- Phía tây : giáp phờng Cao Thắng thành phố Hạ
long.
- Phía nam : giáp đờng 18A.
- Phía bắc : giáp mỏ Bình Minh Thành Công.
Địa hình : Khu vực mỏ chủ yếu là vùng núi cao. Độ cao
bề mặt địa hình từ

60 -:- 250 mét. Độ dốc địa hình

từ 7 ữ 45, cao dần về phía Đông. Vỉa có dạng nếp lồi,
đỉnh nếp lồi là khu bãi thải vỉa. 14
Khí hậu: Khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Mùa ma
từ tháng 4 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3
năm sau. Lợng ma trung bình hàng năm từ 180 ữ 200 mm.
Nhiệt độ trung bình hàng năm 25 ữ 27C thấp nhất 10 ữ
11C. Độ ẩm không khí từ 78 ữ 90%.
Giao thông: Khu mỏ thuộc phờng Hà lầm - thành phố Hạ
long - tỉnh Quảng Ninh, có hệ thống giao thông thuận lợi.
Than khai thác ở các khu vực mỏ đợc vận tải bằng đờng
ô tô chuyên chở ra nhà sàng Nam Cầu trắng và vận
chuyển đi các tỉnh trong cả nớc.
Mỏ than Hà Lầm đợc mở vỉa bằng một cặp giếng
nghiêng đặt tại mặt bằng +28. Giếng nghiêng chính có
Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

8

Lớp : Xây

Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

độ dốc 160 , đặt băng tải để vận tải than. Giếng nghiêng
phụ độ dốc 160 đặt trục tải để vận tải vật liệu, đất đá
đào lò và ngời. Cả hai giếng trên đều đợc đào xuống mức
-50.
Mỏ Hà Lầm có 8 khu khai thác gồm 14 vỉa . Hiện nay
Công ty than Hà Lầm đang khai thác tầng -50 ữ LV với sản lợngbình

quân

hàngnăm

gần

một triệu tấn, sản lợng của mỏ bao gồm cả lộ thiên và hầm
lò ( sản lợng lộ thiên 200 ữ 300 ngàn tấn/năm ), trữ lợng
công nghiệp còn lại của tầng -50 ữ LV là 5 700 ngàn tấn.
Hiện nay công ty than Hà Lầm đang chuẩn bị thiết kế thi
công dới mức 50 để đảm bảo đời sống cho công nhân
viên chức và nhu cầu than tiêu thụ trong nớc.
Sơ đồ hệ thống các đờng lò đợc thể hiện trên hình1.1.

1.3. Điều kiện địa chất mỏ
1.3.1.Điều kiện địa chất công trình
Địa tầng khu mỏ gồm trầm tích chứa than hệ Triat
thống trên, bậc Nori phụ diệp thạch Hòn gai và lớp đất phủ
đệ tứ. Trong giới hạn thăm dò chiều dày trung bình 335
ữ 400m bao gồm các lớp cuội kết, sạn kết, sét kết và các

vỉa than xen kẽ nhau.
Cuội kết: Là cuội thạch anh có màu trắng đục, các hạt
Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

9

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

cuội có đờng kính 5 ữ 20 cm , cuội kết có đặc tính giòn.
Sạn kết: Là đá chuyển tiếp từ cuội sang cát kết có màu
trắng xám, thành phần giống cuội kết.
Cát kết: Thờng có màu xám sáng đến xám đen. Cát kết
phân bố đều trong khu vực, độ kiên số 6 ữ 8, khối lợng
riêng = 2,6 T/m3.
Bột kết: Thờng có màu xám đen rắn chắc, ít nứt nẻ,
chiều dày lớn. Bột kết phân bố rộng rãi nhất trong khu vực,
độ kiên cố 4 ữ 6, khối lợng riêng

= 2,6 T/m3 .

Sét kết: Có màu xám đen, phân định không rõ ràng.
Sét kết ít phổ biến, chúng thờng là các lớp kẹp trong các
vỉa than hoặc xen kẽ với các lớp bột kết ở sát vách và trụ
vỉa. Sét kết tơng đối rắn chắc nhng khi ngậm nớc thì
mềm dẻo. Độ kiên cố 3 ữ 4, khối lợng riêng = 2,6 T/m3.
Các đặc tính cụ thể của đất đá đợc thể hiện

cụ thể

trong bảng 1.1

1.3.2. Điều kiện địa chất thuỷ văn.
+ Tầng nớc mặt
Trong khu mỏ nớc mặt chỉ có về mùa ma với lu lợng lớn,
Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

10

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

lu lợng lớn nhất là 114,5 (l/s) vào mùa ma và 0,69 (l/s) vào
mùa khô. Nớc mặt chảy một phần về phía nam và một
phần về phía Tây Bắc. Do nguồn cung chính là nớc ma
nên đã tạo lên các dòng tạm thời trên các sờn đồi và chảy
tập trung vào các phần thấp của địa hình. Vì vậy, về
mùa khô không có nớc trên mặt, các con suối cạn khô, không
còn dòng chảy trên mặt. Nớc mặt trong khu mỏ là loại nớc
không mùi, không màu, không vị thuộc loại nớc nhạt có độ
PH từ 5,2 ữ 7,2 mang tính Axit yếu đến Bazơ yếu. Thành
phần chủ yếu là HCO3- , SO42- , Ca

2+

, Na +, K +.

+ Tầng nớc ngầm: phân bố ở trên vỉa không liên tục.
Đá chứa nớc là cát kết, cuội, sỏi nằm dới lớp phủ đệ tứ. Độ
phong hoá của nớc ngầm thấp và đợc thoát đi bởi các công
trình khai thác và đới phá huỷ của các đứt gãy kiến tạo,
nguồn nớc bổ xung thêm là nớc ma.
+ Tầng nớc áp lực: phân bố dới vỉa 10, trên vỉa 11.
Tầng này phân bố trên diện tích rộng, đá chứa nớc gồm
cuội kết, sạn kết, cát kết bị nứt nẻ, hệ số thấm nhỏ.
+ Dự kiến trong quá trình đào lò sẽ đi qua các lớp
đá chứa nớc và các phay phá chứa nớc với lợng nớc nhỏ tuy
nhiên ít ảnh hởng nhiều đến quá trình đào lò.
Kết quả phân tích các mẫu thử nghiệm cho thấy nớc
trên mặt và nớc dới đất của khu mỏ có đặc tính lý hóa nh
sau:
+ Đặc tính lý học: Nớc trong suốt không màu không
mùi, hơi tanh, nhiệt độ nớc biến đổi từ 20o ữ 30oC.

Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

11

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

+ Đặc tính hóa học: Tổng độ khoáng thay đổi 0,03
ữ 0,333g/l thuộc loại nớc nhạt độ cứng thay đổi từ 0,25 ữ

3,85 độ Đức có nơi lên đến độ 11,8 Đức, thuộc loại cứng và
rất cứng. Tổng lợng cặn có độ pH <7. Nớc có tính Axit yếu
gây ăn mòn kim loại. Lợng SO42- tối đa là 154,72mg/l không
gây ăn mòn bê tông. Nớc thuộc kiểu Bicacbonat, Canxi Natri. Nớc dới đất trong tầng chứa than khu mỏ thực tế là
ít, không đủ cung cấp cho công nghiệp khai thác và phục
vụ sinh hoạt, nớc cấp cho khu mỏ chủ yếu là nguồn nớc mặt
tích động ở các moong khai thác cũ.
1.4. Địa tầng.
Địa tầng khu mỏ có mặt cắt trầm tích chứa than hệ
trias (T) thống thợng bậc Nori phụ điện Hòn Gai giữa (T3r-r
hgr) và lớp trầm tích đệ tứ (Q).
1.4.1. Giới cổ sinh (Pz).
Hệ các bon - Péc mi (C-P)
Trầm tích hệ các bon - Péc mi phân bố một diện tích nhỏ
phần sâu phía Đông Bắc khu nghiên cứu, thuộc cánh nâng
của đứt gãy thuận Hà Tu. Đá của địa tầng chủ yếu là đá vôi
màu xám đen, đôi khi xám trắng, cấu tạo dạng khối đặc
xít. Lên phần trên của địa tầng này lại phổ biến là các đá
silic gồm các mảnh đá silic, thạch anh, thạch anh ẩn tích,
canxêđoan, opan, ngoài ra còn có các bon nat, hyđrôxit
sắt. Chiều dày địa tầng từ 1500 ữ 2000 m
1.4.2. Giới trung sinh (Mz)
Hệ triat thống thợng, bậc Nori phụ, điệp Hòn Gai giữa
(T3n - rhg2).
Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

12

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

Trong giới hạn thăm dò trầm tích (T 3n - rhg2) xuất hiện trên
toàn bộ diện tích với chiều dày trung bình 350 ữ 400m,
bao gồm các lớp cuội kết, sạn kết cát kết, bột kết, sét kết
nằm xen kẽ nhau.
1.4.2.1. Cuội kết.
Thờng có màu trắng xám, thành phần chủ yếu là các
hạt cuội thạch anh bán tròn cạnh, đờng kính hạt từ 5 ữ 10
mm có đặc tính rắn dòn.
1.4.2.2. Sạn kết.
Là đá chuyển tiếp từ cuội sang cát kết, có màu trắng
xám thành phần giống cuội kết.
1.4.2.3. Cát kết.
Thờng có màu xám, đôi chỗ xám sáng, kích thớc hạt
không đều từ 0,1 ữ 1,5mm.
1.4.2.4. Bột kết.
Thờng có màu xám đen đến xám tối. Giữa mặt tiếp
xúc các lớp đôi lúc gặp hóa thạch thực vật. Đây là loại đá
tơng đối phổ biến trong cột địa tầng nhất là vách và
trụ vỉa than. Đôi khi tạo thành các lớp kẹp trong vỉa than.
Cỡ hạt từ 0,1 ữ 0,25 mm.
1.4.2.5. Sét kết.
Có màu đen đến xám đen, mặt phân lớp không rõ
ràng thờng rất gồ ghề, chúng thờng có mặt ở sát vách và

trụ vỉa than, thành phần chủ yếu là sét, hạt thạch anh.
1.4.2.6. Các vỉa than.
Nằm trong địa tầng chứa than, khu thăm dò các vỉa
Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

13

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

than từ dới lên: vỉa 9 (6), vỉa 10 (7), vỉa 11 (8), vỉa 13 (9),
vỉa 14 (10).
Khoảng cách giữa các vỉa.
V9 ữ V10 = 45 ữ 50m
V10 ữ V11

= 70 ữ 90m

V11 ữ V12

= 70 ữ 100m

V13 ữ V14

= 30 ữ 40m

Đặc tính các vỉa than

+ Mỏ thuộc nhóm vỉa có chiều dày trung bình.
+ Độ dốc từ thoải đến nghiêng.
+ Cấu tạo của vỉa từ phức tạp đến rất phức tạp.
+ Chiều dày vỉa không ổn định.
+ Thuộc nhóm vỉa có độ tro trung bình, nghèo lu
huỳnh.
1.4.3. Giới tân sinh.
Hệ đệ tứ (Q)
Trầm tích hệ đệ tứ phủ trải trên điệp Hòn Gai chúng
phân bố trên khắp toàn bộ bề mặt khu mỏ. Thành phần
bao gồm cuội sỏi, cát, sét, mảnh vụn, tảng lăn chúng là sản
phẩm phong hóa của các đá gốc điệp Hòn Gai chiều dày
địa tầng đệ tứ thay đổi từ 2 ữ 10m, trung bình là 4m.
1.5. Kiến tạo
Là một phần của than Đông Triều - Mạo Khê, Hòn Gai Cẩm Phả. Khu Hà Lầm có cùng một chế độ kiến tạo phức
tạp chung của toàn mỏ than.
+ Các đứt gãy phát triển tơng đối nhiều, có quy mô
khác nhau.
+ Các uốn nếp cũng phát triển nhiều, quy mô cũng

Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

14

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

khác nhau, phơng trục không ổn định. Các nếp uốn lõm
thờng phát triển phức tạp.
1.5.1. Các uốn nếp.
Trong khu vực mỏ tồn tại 3 uốn nếp chính kế tiếp
nhau.
1.5.1.1. Nếp lồi phía Tây (nếp nồi Hà Lầm).
Nếp lồi này có phơng trục kéo dài theo hớng Bắc Nam, lên phía Bắc lại bị cắt bởi đứt gãy H-H làm cho phơng trục biến đổi dần theo hớng Đông Tây. Mặt trục
nghiêng về phía Đông với góc dốc 65o ữ 70o.
Phần phía nam khu mỏ mặt trục có hiện tợng thẳng
đứng, hơi nghiêng về phía Tây. Hai cánh nếp lồi không đối
xứng, cánh Tây dốc từ 50o ữ 60o.
Cánh Đông thoải 20o ữ 30o. Trục nếp lồi này là danh giới
tính trữ lợng phía Tây của mỏ.
15.1.2. Nếp nồi phía Đông (nếp lồi 158).
Nếp lồi này không hoàn chỉnh, phơng trục chạy theo hớng
Bắc - Nam, hai cánh thoải do bị đứt gãy cắt xén, mặt trục
cắm về phía Tây với góc dốc 60o ữ 70o.
1.5.1.3. Nếp uốn trung tâm.
Đây là nếp uốn chuyển tiếp giữa nếp lồi phía Tây và
nếp lồi phía Đông có phơng trục chạy theo hớng Bắc Nam. Nếp lõm bị đứt gãy H cắt ngang, hai cánh của nếp
lõm cắm thoải 20o ữ 30o và bị xê dịch bởi ảnh hởng của
đứt gãy H - H.+
1.5.2. Các đứt gãy.
Các đứt gãy ở khu vực này ít có điểm xuất lộ rõ ràng,
Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

15

Lớp : Xây

Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

các đứt gãy này đợc xác định bằng các lỗ khoan thăm dò,
cùng các lò, hào thăm dò. Sau đây là một số đứt gãy chủ
yếu có mặt trong khu vực.
1.5.2.1. Đứt gãy thuận H-H.
Đứt gãy phát triển theo hớng Bắc - Nam, đến phần
trung tâm thay đổi theo hớng Tây Bắc - Đông Nam. Mặt
trớc đứt gãy nghiêng về phía Đông với góc dốc từ 70 o ữ 80o.
Cạnh phía Đông tụt xuống, cánh phía Tây nâng lên với biên
độ dịch chuyển từ 15 ữ 40m. Đới hủy hoại từ 10 ữ 40m. Đất
đá hủy hoại chủ yếu là cát kết, bột kết bị vò nhàu lát vụn.
1.5.2.2. Đứt gãy thuận B.
Đứt gãy thuận B xuất hiện ở Phía Đông Bắc khu mỏ, kéo
dài theo hớng Tây Bắc - Đông Nam, mặt trợt cắm về phía
Đông Bắc với góc dốc từ 50 o ữ 70o. Cánh phía Đông tụt
xuống, cánh phía Tây nâng lên với biên độ dịch chuyển từ
40 ữ 80m.
Đứt gãy B đợc xác định qua các giai đoạn thăm dò và
đợc xác ở các lỗ khoan 1141, lò cái mức +63 và +31.
1.5.2.3. Đứt gãy G.
Đứt gãy G là đứt gãy thuận nằm ở gần trung tâm khu
thăm dò có phơng gần Đông - Tây, mặt trợt cắm về phía
Bắc dốc 40o ữ 50o, cánh phía Nam nâng lên, cánh phía
Bắc tụt xuống với biên độ dịch chuyển 20 ữ 30m.
Đứt gãy đợc phát triển ở các đờng lò khai thác và các
Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

16

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

công trờng lộ thiên vỉa 11.
1.5.2.4 Đứt gãy E.
Đứt gãy này đã đợc tác giả Lê Đình Phong đa vào báo
cáo địa chất năm 1968 với chứng cứ trên mặt. Sau đó bị
mất đi trong các giai đoạn thăm dò tiếp theo. Tới nay đứt
gãy này đợc xác định bởi lỗ khoan B325 và đờng lò khai
thác mức +36.
Đứt gãy E là đứt gãy thuận có dạng cánh cung gần phơng
Bắc - Nam, mặt trợt cắm về phía Tây với góc dốc 50o ữ 60o.
Biên độ dịch chuyển 20 ữ 50m.
Ngoài những đứt gãy đợc nêu ở trên thì trong diện
tích thăm dò còn có một số đứt gãy nhỏ khác, có đới hủy
hoại không đáng kể, biên độ dịch chuyển 5 ữ 20m, đã
gặp trong một số đờng lò khai thác của mỏ nh đờng lò
xuyên vỉa 11 mức +78 lò xuyên vỉa số 4 mức -10.
1.6. Các hiện tợng địa chất công trình.
Các hiện tợng địa chất công trình thờng gặp.
- Hiện tợng bùng nền, biến dạng các đờng lò.
- Hiện tợng cát chảy khi đào lò qua các phay. Các
hiện tợng này thờng xảy ra chủ yếu là do đào lò đi vào các
đới nham thạch hủy hoại hoặc những nơi đất đá kém ổn
định. Về mùa ma thì các hiện tợng này xảy ra mạnh mẽ

hơn về mùa khô.
1.7. Phơng pháp phân tích độ ổn định của khối
Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

17

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

đá.
Mặc dù ngày nay đã có các phơng tiện tinh xảo phục vụ
cho công tác thiết kế công trình ngầm, song các phơng
pháp dựa trên kinh nghiệm vẫn đợc coi là một trong những
công cụ đắc lực không thể thiếu đợc. Trong suốt những
năm qua, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ
của kỹ thuật phân tích và máy tính, bao gồm cả kỹ thuật
số 3 chiều, nhng phơng thức thiết kế kinh nghiệm vẫn còn
đợc sử dụng phổ biến đặc biệt là trong ngành mỏ. Do
vậy, thiết kế, thi công xây dựng các công trình ngầm và
khai thác mỏ vừa đợc xem là một nghệ thuật, vừa là một
ngành khoa học. Tiếp thu, tổng hợp, phân tích đợc những
kiến thức, nhận thức từ thực tế và lí thuyết một cách linh
hoạt từ đó sử dụng hợp lý các kinh nghiệm đã có là yêu cầu
quan trọng đối với ngời làm việc trong các lĩnh vực liên
quan.
Là một trong các phơng pháp kinh nghiệm, phân loại
khối đá đã từ lâu là nhu cầu của những ngời làm việc

trong lĩnh vực khai thác mỏ và xây dựng công trình
ngầm. Cách đây trên 100 năm (1879) Ritter đã tiến hành
phân loại khối đá với ý đồ hình thành một phơng pháp
phục vụ đợc công tác thiết kế công trình ngầm, đặc biệt
là để xác định kết cấu chống. Từ đó đến nay, với nhận
thức ngày càng phong phú, đầy đủ và chi tiết hơn của
Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

18

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

con ngời về khối đá. Công tác thiết kế, thi công xây dựng
ngày càng có những đòi hỏi cao hơn về chất lợng, độ
chính xác, hợp lí và kinh tế nên hàng loạt các phơng pháp
phân loại đã đợc đề xuất và đợc áp dụng khắp nơi trên
thế giới. Tìm hiểu và lựa chọn để vận dụng có hiệu quả là
một vấn đề không đơn giản.
Với nhận thức đó, tôi đi sâu tìm hiểu, tổng hợp các
phơng pháp phân loại khối đá đã đợc phát triển, đặc biệt
là một vài phơng pháp có ý nghĩa trong xây dựng các
công trình ngầm và mỏ hiện nay trên thế giới từ đó đa ra
phơng hớng lựa chọn kết cấu chống hợp lý chống giữ công
trình ngầm.
1.8.Tổng quan về các hệ thống phân loại khối đá
Một số hệ thống phân loại khối đá đã và đang đợc coi

là thông dụng đợc tổng hợp trong bảng 1.2.

Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

19

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

Bảng 1.2: Các hệ thống phân loại khối đá điển hình sử
dụng trong ngành mỏ.
Chỉ

tiêu Tác

giả,

năm

phân loại
đề xuất
Cấu trúc khối Terzaghi, 1946

Xuất sứ

Phạm vi áp dụng

Mỹ

Xác định vùng

đá

sụt

Thời gian ổn Lauffer, 1958
định

áo

không

chống

bằng

khung

thép
Biện

pháp

chống giữ, thi

chống
Rabcewicz,

áo

Cấu trúc khối Pacher
đá

lở,

và

công
Giải pháp thiết
kế và thi công

Muller, 1964

bằng

phơng

pháp 'đào hầm
mới
Chất lợng khối Deere, 1967
đá RQD
Điểm số cấu Wickham.1972
trúc đá RSR
Điểm số khối Bieniawski,
đá RMR
Chất

Mỹ

-NATM'
Biện

Mỹ

chống giữ
Thi công,

dựng
Lien,

Nauy

tunnel Q
Lunde 1974
Mô tả địa kỹ Hội cơ học đá
thuật
Phát
RMR

triển Kendorski,

pháp
xác

trạm
Chung
Mỹ

20

công

trình ngầm
Thi công hầm,

Khai thác mỏ

1983

Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

áo

định áp lực
Nam phi Thi công xây

1973
lợng Barton,

của

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

Điểm số khối Laubscher,Tayl

Nam phi Khai thác mỏ

đá mỏ MRMR or, 1976
Độ ổn định S Bul shev ,1975
Nga
Khai thác mỏ
1.8.1. Phân loại khối đá theo Deere - phơng pháp
RQD.
Phơng pháp RQD (còn gọi là phơng pháp chỉ số chất lợng - Rock Quality Designation) do Deere đề xuất vào năm
1963. Từ quan sát và nhận xét rằng độ dài các thỏi khoan
lấy lên từ lỗ khoan khá phù hợp với độ bền và độ nứt nẻ của
khối đá, tác giả đã đề nghị lấy tổng chiều dài các thỏi
khoan làm tham số phản ánh chất lợng. Deere đề nghị sử
dụng khái niệm chỉ số chất lợng khối đá, viết tắt là RQD
và xác định theo công thức sau:
RQD =

Lp
Lt

.100%

(1-1)

Trong đó:
Lp - Tổng chiều dài các thỏi khoan có chiều dài
không nhỏ hơn 2 lần đờng kính lỗ khoan tại đoạn lỗ khoan
cần khảo sát; LP = l ( 10cm), khi đờng kính lõi khoan là

5cm.
Lt - Chiều dài đoạn lỗ khoan đợc khảo sát.
Dựa vào quan sát thực nghiệm, Deere sắp xếp các khối
đá ra làm 5 loại tơng ứng với các trị số RQD khác nhau nh
trong bảng 1.3

Bảng 1.3: Phân loại khối

đá theo Deere
RQD

Phân loại

Số khe nứt

Tỷ lệ

(%)

chất lợng

trên 1 m

môđun

dài (kkn)

biến dạng

Sinh viên : Lê Văn Sáng

dựng CTN& Mỏ K48

21

Tỷ số tốc độ
Vd-k/Vd-m

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

(kE)
0ữ 25

Rất xấu

> 15

-

0,0ữ 0,2

25ữ 5

Xấu

15ữ 8

< 0,2

0,2ữ 0,4

50ữ 7

Trung

8ữ 5

0,2ữ 0,5

0,4ữ 0,6

5

bình

75ữ 9

Tốt

5ữ 1

0,5ữ 0,8

0,6ữ 0,8

Rất tốt

<1

0,8ữ 1,0

0,8ữ 1,0

0

0
90ữ 1
00
1.8.2. Phơng pháp phân loại của Bieniawski:
Năm 1973 Bieniawski đã đa ra bảng phân loại dùng trong
xây dựng CTN theo thang điểm số khối đá RMR (Rock
Mass Rating) có chú ý đến 6 yếu tố ảnh hởng khác nhau,
xác định theo biểu thức:
RMR =I1 + I2 +I3 +I4 +I5 +I6

(1- 2)

Trong đó:
I1- tham số xét đến độ bền nén đơn trục của đá;
I2- tham số thể hiện lợng thu hồi lõi khoan RQD;
I3- tham số thể hiện khoảng cách giữa các khe nứt;
I4- tham số thể hiện trạng thái của các khe nứt;
I5- tham số thể hiện điều kiện ngậm nớc;
I6- tham số thể hiện tơng quan giữa thế nằm các lớp
và hớng đào của đờng các công trình ngầm.
Cách tính các tham số và RMR cũng nh các nhóm khối đá
theo Bieniawski đợc thống kê trong bảng 1.4
Sinh viên : Lê Văn Sáng

dựng CTN& Mỏ K48

22

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

Bieniawski đã lập mối tơng quan giữa các giá trị RMR
của mình với "thời gian tồn tại ổn định" và "khẩu độ
không chống"
Nh vậy, phơng pháp của Bieniawski có thể xem là phơng
pháp có tính phát triển và hoàn thiện hơn các phơng pháp
khác . Phơng pháp này đã và đang đợc sử dụng rộng rãi
trên thế giới, kể cả trong lĩnh vực khai thác lộ thiên. Các
thông số và cách tính toán mang tính tổng quát và có chia
những trờng hợp cụ thể, dễ áp dụng. Phơng pháp của
Bieniawski đã đợc phát triển và bổ sung bởi nhiều tác giả
khác nhau, đặc biệt là trong mối liên hệ với kết cấu chống,
nh của Kendorski (hình 1.3 )

Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

23

Lớp : Xây

Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

Bảng1.4: Các tham số phân loại khối đá theo Bieniawski
Tham số
Độ Chỉ số
1 bề nén
n
điểm
củ ISRM
a
(1972)
đ
Độ bền
á
nén đơn
trục
I1

Trị số
2 RQD(theo
Deere,1963)
I2

Khoảng cách
3 khe nứt
I3

Trạng thái
khe nứt
4

I4
Nớc
ngầ
m

5

chảy
vào
10m đờng
hầm
áp lực
nớc/ứng
suất lớn
nhất
trạng
thái
chung

Trị số (điểm)
>8MN/
m2

3-8
MN/m2

2-3
MN/m2

>200
MN/m2

100-200
MN/m2

50-100
MN/m2

25-50
MN/m2

10-25 310 1-3

15

12

7

4

90100%

75-90%

50-75%

25-50%

2
1
0
<25%

17
1-3m

13
0,3-1m

8

20
>3m

1-2
MN/m2

ở phạm
vi này sử
dụng độ
bền nén

50300mm
10
bề mặt
nhẵn
trơn, độ
mở 15mm, có

lấp
nhét,
khe nứt
xuyên
suốt

3
<50mm

30
25
bề
bề mặt
mặt
nhám
rất
nhẹ,cứn
nhám,
g, độ
không
mở
xuyên
<1mm
suốt,
không
chất
lấp
nhét
25
20

không có nớc
chảy

20
bề
mặt
nhám
nhẹ,
mềm,
độ mở
1mm

12
< 25
l/phút

6
25 -125
l/phút

0
>125
l/phút

0

0,0-0,2

0,2-0,5

>0,5

hoàn toàn khô
ráo

ẩm ớt

Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

24

5
chất lấp
nhét
mềm,
độ mở
>5mm,
khe nứt
xuyên
suốt

nớc với áp xử lý nớc
lực nhỏ khó khăn

Lớp : Xây


Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ

I5

Góc dốc
(cắm) và đ6 ờng phơng
của khe nứt
đờng
I6 hầm
(tunnel)
nền móng
mái dốc

10

7

4

0

rất thuận
lợi

thuậ
n lợi

tơng
đối tốt

không
thuận lợi

rất
không
thuận lợi

0

-2

-5

-10

-12

0
0

-2
-5

-7
-25

-15
-50

-25
-60

Sinh viên : Lê Văn Sáng
dựng CTN& Mỏ K48

25

Lớp : Xây