Thiết kế kĩ thuật tổ chức thi công đoạn cổ giếng nghiêng chính khe tam công ty than dương huy vinacomin

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

MỤC LỤC
MỤC LỤC................................................................................................................ 1
LỜI NÓI ĐẦU.........................................................................................................5
PHẦN I: THIẾT KẾ KỸ THUẬT..........................................................................6
CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI VÀ ĐỊA CHẤT KHU MỎ........6
1.1 Đặc điểm kinh tế - xã hội..................................................................................6
1.1.1 Vị trí địa lý khu mỏ.........................................................................................6
1.1.2 Địa hình, sông suối, khí hậu và xã hội khu mỏ............................................8
1.1.2.1 Địa hình.......................................................................................................8
1.1.2.2 Hệ thống sông suối......................................................................................8
1.1.2.3 Khí hậu.........................................................................................................8
1.1.3 Kinh tế, giao thông.........................................................................................9
1.1.3.1 Kinh tế..........................................................................................................9
1.1.3.2 Giao thông....................................................................................................9
1.2 Cấu trúc địa chất khu mỏ.................................................................................9
1.2.1 Địa tầng...........................................................................................................9
1.2.2 Kiến tạo địa chất...........................................................................................10
1.4 Đặc điểm địa chất thủy văn, địa chất công trình...........................................11
1.4.1 Đặc điểm địa chất thủy văn..........................................................................11
1.4.1.1 Đặc điểm khí tượng thủy văn...................................................................11
1.4.1.2 Đặc điểm nước trên mặt............................................................................11
1.4.1.3 Đặc điểm nước dưới đất............................................................................12
1.4.2 Đặc điểm địa chất công trình.......................................................................13
1.5 Đặc điểm khí mỏ xây dựng giếng...................................................................16
1.5.1 Thành phần hoá học các loại khí.....................................................................16
1.5.2 Đặc điểm phân bố...........................................................................................16
1.5.3. Đánh giá sự ảnh hưởng của khí mỏ...............................................................16
CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ QUY HOẠCH CHO GIẾNG NGHIÊNG..................18
2.1 Các đặc điểm chung của giếng nghiêng.........................................................18

2.1.1 Chức năng, nhiệm vụ, chiều dài và thời gian tồn tại của giếng nghiêng...18
2.1.1.1 Chức năng và nhiệm vụ.............................................................................18

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55

1


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

2.1.1.2 Thời gian tồn tại của giếng........................................................................18
2.1.1.3 Điều kiện địa chất khu vực bố trí công trình...........................................20
2.1.2 Điều kiện địa chất khu vực cổ giếng nghiêng đi qua.................................20
2.2 Thiết kế quy hoạch giếng ngiêng chính.........................................................20
2.2.1 Những yêu cầu cơ bản về thiết kế quy hoạch giếng nghiêng chính...........20
2.3 Thiết bị vận tải.................................................................................................21
2.3.1 Lựa chọn thiết bị vận tải..............................................................................21
2.3.2 Tính toán khả năng thông qua của thiết bị vận tải....................................22
2.4 Lựa chọn hình dạng, xác định kích thước tiết diện sử dụng của giếng......26
2.4.1 Lựa chọn hình dạng sử dụng của giếng nghiêng........................................26
2.4.2 Tính toán xác định kích thước, tiết diện sử dụng của giếng......................27
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ KẾT CẤU CHỐNG GIỮ CHO GIẾNG NGHIÊNG 31
3.1 Đánh giá sơ bộ độ ổn định của khối đá bao quanh giếng.............................31
3.2 Lựa chọn kết cấu chống phù hợp dựa trên các đánh giá các chỉ tiêu của
khối đá quanh giếng..............................................................................................33
3.3 Tính toán các loại kết cấu chống đã chọn sơ bộ............................................34
3.3.1 Tính toán áp lực đất đá tác dụng lên cổ giếng............................................34
3.3.1.1 Tính toán áp lực tác dụng lên nóc giếng...................................................34
3.3.1.2 Tính toán áp lực tác dụng lên hông giếng................................................37
3.3.1.3 Tính toán áp lực tác dụng lên nền giếng..................................................38

3.3.2 Tính toán nội lực trong khung chống..........................................................40
3.3.3 Tính toán xác định kích thước kết cấu chống.............................................45
3.3.4 Tính toán tường chắn ở cửa giếng...............................................................47
3.3.5 Tính toán đoạn cong chuyển tiếp.................................................................50
PHẦN II THIẾT KẾ THI CÔNG........................................................................51
CHƯƠNG 4: TỔ CHỨC THI CÔNG ĐÀO CHỐNG CỔ GIẾNG..................51
4.1 Lựa chọn phương pháp đào và sơ đồ đào......................................................51
4.2 Công tác khoan nổ mìn...................................................................................52
4.2.1 Lựa chọn thiết bị, phương tiện phục vụ công tác khoan nổ mìn...............52
4.2.1.1 Lựa chọn thiết bị đào................................................................................52
4.2.1.2 Phương tiện phục vụ công tác khoan nổ mìn...........................................52
4.2.2 Tính toán các thông số khoan nổ mìn.........................................................55

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55

2


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

4.2.2.1 Chỉ tiêu thuốc nổ........................................................................................55
4.2.2.2 Đường kính lỗ khoan.................................................................................56
4.2.2.3 Tổng số lỗ mìn trên gương........................................................................56
4.2.2.4 Chiều sâu lỗ mìn........................................................................................58
4.2.3 Hộ chiếu khoan nổ mìn.................................................................................65
4.2.3.1 Sơ đồ bố trí các lỗ mìn trên gương...........................................................65
4.2.3.3 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khoan nổ mìn.............................................65
4.2.3.4 Công tác khoan, nạp và nổ mìn................................................................66
4.2.3.5 Công tác nổ mìn và xử lý sau nổ mìn.......................................................66
4.3 Công tác thông gió và an toàn gương.............................................................67

4.3.1 Lựa chọn sơ đồ thông gió.............................................................................67
4.3.2 Tính toán thông gió.......................................................................................68
4.3.3 Công tác an toàn gương...............................................................................70
4.4 Công tác xúc bốc, vận tải đất đá.....................................................................71
4.4.1 Lựa chọn phương pháp và thiết bị xúc bốc................................................71
4.4.2 Tính toán xúc bốc, vận tải............................................................................72
4.5 Công tác chống giữ..........................................................................................79
4.5.1 Kết cấu và biện pháp chống tạm sau nổ mìn..............................................79
4.5.2 Kết cấu và hộ chiếu chống cố định cho giếng nghiêng...............................82
4.6.1 Công tác thoát nước......................................................................................84
4.6.2 Giải pháp thoát nước....................................................................................85
4.6.3 Tính toán chọn máy bơm.............................................................................86
4.6.3.1 Lưu lượng nước của trạm bơm................................................................86
4.6.3.2 Áp lực sơ bộ của máy bơm.......................................................................86
4.6.3.3 Chọn máy bơm...........................................................................................87
4.6.4 Tính chọn đường ống dẫn............................................................................87
4.6.4.1 Tính chọn đường kính ống đẩy.................................................................87
4.6.4.2 Tính chọn đường ống hút..........................................................................87
4.7 Cung cấp khí nén.............................................................................................88
4.7.1 Nhu cầu tiêu thụ khí nén..............................................................................88
4.7.2 Tính lượng khí nén tiêu thụ.........................................................................88
4.7.3 Chọn máy nén khí.........................................................................................89

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55

3


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

4.8 Cung cấp điện, chiếu sang...............................................................................89
4.8.1 Nguồn cung cấp điện....................................................................................89
4.8.2 Chiếu sáng.....................................................................................................89
4.8.3 An toàn điện..................................................................................................89
4.9 Công tác nối dài ống gió, ống khí nén............................................................90
4.10 Các biện pháp an toàn...................................................................................90
4.10.1 Trước khi thi công giếng chính phải làm hoàn chỉnh các công việc sau: 90
4.10.2 Trong khi thi công giếng.............................................................................90
4.11 Thiết lập biết đồ tổ chức chu kì đào chống cổ giếng...................................91
4.11.1 Cơ sở thành lập biểu đồ tổ chức chu kỳ....................................................91
4.11.2 Thành lập biểu đồ tổ chức chu kỳ đào chống............................................92
4.11.3 Thành lập biểu đồ tổ chức chu kỳ chống cố định.....................................97
4.11.3.1 Xác định khối lượng công việc trong một chu kỳ chống.......................97
4.11.3.2 Bố trí nhân lực..........................................................................................98
4.11.3.3 Tính thời gian hoàn thành công việc......................................................99
PHẦN III: CHỈ TIÊU KINH TẾ KĨ THUẬT ĐÀO CỔ GIẾNG....................101
CHƯƠNG 5: CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KĨ THUẬT ĐÀO CỔ GIẾNG......101
5.1 Giá thành xây dựng 1m cổ giếng nghiêng....................................................101
5.2 Tiến độ thi công..............................................................................................104
5.3 Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật thi công cổ giếng..........................................105
KẾT LUẬN..........................................................................................................106
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................107

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55

4


LỜI NÓI ĐẦU
Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước đòi hỏi nhu cầu tiêu thụ

năng lượng ngày càng lớn. Cùng với sự phát triển của nền kinh tế đất nước, ngành
khai thác khoảng sản nói chung và ngành khai thác than nói riêng cũng có những
mức tăng trưởng vượt bậc do đó trữ lượng than ngày càng giảm, cần phải mở rộng
khai thác xuống những độ sâu lớn hơn.
Giếng nghiêng chính công ty than Dương Huy được xây dựng để phục vụ việc
nâng cao sản lượng khai thác của toàn mỏ, có nhiệm vụ vận chuyển lượng than khai
thác từ các mức -123 lên +40
Sau thời gian học tập tại trường Đại Học Mỏ - Địa Chất, chuyên ngành Xây
Dựng công trình ngầm và mỏ, được sự giúp đỡ của cơ sở thực tập là công ty Dương
Huy và tập thể thầy giáo trong bộ môn Xây Dựng Công Trình Ngầm và Mỏ, đặc
biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Trần Tuấn Minh, em đã hoàn thành bản
đồ án: Thiết kế kĩ thuật - tổ chức thi công đoạn cổ giếng nghiêng chính Khe Tam
công ty than Dương Huy - Vinacomin .
Do kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót,
em rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn để bản đồ án được hoàn
thiện hơn

Hà Nội, ngày… tháng … năm 2015
Sinh viên

Vũ Trọng Hiến

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55

5


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

PHẦN I: THIẾT KẾ KỸ THUẬT

CHƯƠNG 1
ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI VÀ ĐỊA CHẤT KHU MỎ
1.1 Đặc điểm kinh tế - xã hội
1.1.1 Vị trí địa lý khu mỏ
Mỏ Khe Tam thuộc xã Dương Huy, thµnh phè Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh,
cách trung tâm thµnh phè Cẩm Phả khoảng 8 km về phía Tây Bắc. Mỏ than nằm
bên trái đường quốc lộ 18A từ Hạ Long đi Móng Cái.
- Ranh giới toạ độ lập báo cáo:
+ Theo hệ toạ độ VN-2000, kinh tuyến trục 1050, múi chiếu 60:
X:

23 26059.19  23 30864.89

Y:

732 465.43  735 626.28

+ Theo hệ toạ độ HN 1972, kinh tuyến trục 1080:
X = 27.200  30.500
Y = 421.500  424.700
Mỏ than Khe Tam - Công ty than Dương Huy - TKV được giới hạn bởi các
mốc toạ độ như sau:

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55

6


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

Bảng 1.1. Mốc tọa độ mỏ
STT

Kí hiệu

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

KT.1
KT.2
KT.3
KT.4
KT.5
KT.6
KT.7
KT.8

KT.9
KT.10
KT.11
KT.12
KT.13
KT.14
KT.15
KT.16

Tọa độ mốc mỏ
X
29 310
29 898
29 930
30 340
30 310
29 806
28 145
26 575
26575
27 078
27 198
27 213
27 369
27 749
27 655
28 150

Y
421 480

421 859
423 000
423 774
424 701
424 700
424 700
424 700
424 500
424 139
423 861
423 346
423 076
422 922
422 035
421 740

- Ranh giới địa chất
+ Phía Bắc là đứt gẫy Bắc Huy.
+ Phía Nam là đứt gẫy A-A.
+ Phía Tây là tuyến thăm dò T.I.
+ Phía Đông là tuyến thăm dò T.VI.
Diện tích toàn khu mỏ là 8.3km2.

1.1.2 Địa hình, sông suối, khí hậu và xã hội khu mỏ.
1.1.2.1 Địa hình
Mỏ than Khe Tam là những đồi núi nối tiếp nhau, ngăn cách phía Nam là dãy
núi Khe Sim có độ cao nhất +344m. Phần trung tâm và Đông Bắc là hệ thống núi
chạy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc, đỉnh cao nhất là Bao Gia (+306.6m). Độ

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55

7


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

cao giảm dần từ Nam lên Bắc, thoải dần tới thung lũng Dương Huy, phía Tây khu
mỏ và tiếp cận tới vùng đất trũng Ngã Hai. Độ cao thấp nhất là khu vực Tây Bắc
Lép Mỹ +25m, độ cao trung bình địa hình từ +150m đến +250m.
1.1.2.2 Hệ thống sông suối
Giữa các dãy núi phía Nam và trung tâm là thung lũng Khe Tam. Dọc theo các
thung lũng là các hệ thống suối lớn, các suối này bắt nguồn từ miền đồi Khe Sim
chảy về trung tâm (theo hướng Đông) rồi chảy ra suối Khe Chàm (theo hướng Tây)
chảy ra suối Lép Mỹ. Ngoài ra còn một số hệ thống suối phía Đông Bắc, Tây Bắc,
xuất phát từ sườn núi Bao Gia và Đông Bắc, chảy về vùng Dương Huy. Những hệ
thống suối này có nước chảy thường xuyên, vào mùa mưa thường gây ra ngập lụt ở
một số nơi.
1.1.2.3 Khí hậu
Khu mỏ thuộc vùng nhiệt đới, chia làm hai mùa rõ rệt, độ ẩm cao. Mùa mưa
kéo dài từ tháng 4 tới tháng 10, mưa nhiều nhất vào tháng 8, tháng 9. Lượng mưa
cao nhất trong ngày lên tới 268 mm/ngđ (Ngày 14/6/1974), lượng mưa trung bình
144mm/ngđ. Mùa khô kéo dài từ tháng 11 tới tháng 3 năm sau.
Nhiệt độ cũng thay đổi theo mùa, mùa hè nhiệt độ lên đến 37 0C - 380C (tháng
7, 8 hàng năm), mùa Đông nhiệt độ hạ xuống thấp từ 8 0C đến 150C, đôi khi xuống
20C đến 30C. Độ ẩm trung bình về mùa khô từ 65% - 80%.

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55

8

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

1.1.3 Kinh tế, giao thông
1.1.3.1 Kinh tế
Trong vùng hiện nay dân cư chủ yếu là cán bộ công nhân viên của các công ty
và xí nghiệp khai thác than. Ngoài ra còn có người Sán Riu, Sán Chỉ ... Sống lâu đời
bằng sản xuất nông, lâm nghiệp.
1.1.3.2 Giao thông
Mạng lưới giao thông trong vùng khá phát triển, có đường bê tông từ ngoài
Cẩm Phả đi qua Khe Tam đến Khe Chàm, Cao Sơn, Cọc Sáu…..Cơ sở hạ tầng và
điều kiện giao thông thuận tiện, đáp ứng tốt cho công tác thăm dò và khai thác mỏ.
1.2 Cấu trúc địa chất khu mỏ
Mỏ Khe Tam là một phần của trầm tích chứa than vùng Cẩm Phả. Do vậy về
đặc điểm cấu trúc địa chất đều mang những nét chung, tương đồng của vùng Cẩm
Phả. Kết quả nghiên cứu địa tầng của các tài liệu trước đây đã xác định địa tầng
trầm tích khu mỏ Khe Tam gồm các trầm tích của giới Mezozoi và Cenozoi, đặc
điểm địa tầng khu mỏ Khe Tam đã được nghiên cứu khá chi tiết và đã được trình
bày trong các báo cáo địa chất của các giai đoạn trước. Trong báo cáo này, xin được
hệ thống lại như sau.
1.2.1 Địa tầng
Địa tầng mỏ than Dương Huy gồm đất đá thuộc hệ Triat, thống thượng, bậc
Nori (T3n) và các trầm tích đất phủ Đệ tứ (Q), chiều dày địa tầng khoảng 1400m,
gồm các lớp đất đá, các vỉa than nằm xen kẽ nhau. Căn cứ vào mức độ ổn định, đặc
điểm các vỉa than, chia địa tầng khoáng sàng Dương Huy thành các tập vỉa, từ dưới
lên trên như sau:
Tập vỉa 1 (T3n-rhg12): Bao gồm các vỉa than từ trụ vỉa 2 a trở xuống, vỉa than
có chiều dày, chất lượng, diện phân bố không liên tục, không ổn định. Khoảng cách
giữa các vỉa thay đổi từ 30  50m.

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55

9


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

Tập vỉa thứ 2 (T3n-rhg22): Từ trụ vỉa 8  vỉa 2a, các vỉa than này có giá trị
công nghiệp với chiều dày, chất lượng, diện phân bố khá ổn định. Khoảng cách các
vỉa thay đổi từ 58  100m.
Tập vỉa thứ 3 (T3n-rhg32): Từ vỉa 14  vỉa 8, các vỉa than trong tập này ổn
định nhất so với các tập vỉa khác. Chiều dày trung bình của các vỉa than thay đổi
trong phạm vi không lớn, từ 1.93 (V10)  2.95 (V11). Tập vỉa thứ 3, chứa các vỉa
than có triển vọng trữ lượng lớn nhất.
Tập vỉa thứ 4 (T3n-rhg42): Từ vỉa 14  vỉa17, các vỉa than có chiều dày, cấu
tạo và chất lượng thay đổi bất thường. Khoảng cách địa tầng giữa các vỉa than thay
đổi trong phạm vi lớn từ 30  130m.
1.2.2 Kiến tạo địa chất
Khai trường mỏ than Khe Tam nằm trong cấu tạo nếp lõm lớn Dương Huy,
thuộc khối Trung tâm Cẩm Phả, được giới hạn bởi hai đứt gẫy lớn có phương vĩ
tuyến là đứt gẫy A - A’ ở phía Nam và đứt gãy Bắc Huy ở phía Bắc. Hướng phát
triển chính của cấu tạo theo phương Đông - Tây. Dọc theo trục nếp uốn phát triển
nhiều đứt gẫy, phân cắt cấu tạo thành nhiều khối nhỏ. Hệ thống đứt gãy ở mỏ Khe
Tam ảnh hưởng nhiều đến công tác khai thông chuẩn bị và khai thác của mỏ. Các
đứt gãy chính có ảnh hưởng tới công tác khai thác đã được phát hiện trong các giai
đoạn thăm dò và được kiểm chứng trong quá trình khai thác gồm:
Đứt gãy thuận B - B: Nằm ở Trung tâm khu mỏ, phạm vi giữa đứt gãy Bắc
Huy và F4. Phương đứt gãy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, là ranh giới giữa hai
phân khu Đông Bắc và Trung tâm. Mặt trượt cắm về phía Tây nam, với góc dốc  =
80  850, biên độ dịch chuyển theo mặt trượt là 200  250m, đới huỷ hoại rộng 15 

20m và gây ảnh hưởng tương đối lớn ở hai cánh, các vỉa than bị thay đổi nhiều về
thế nằm và chất lượng.
Đứt gãy thuận C - C: Xuất hiện ở phân khu Bao Gia, trong phạm vi từ đứt gãy
F4 đến đứt gãy Bắc Huy, phát triển theo phương Bắc - Nam. Đứt gãy này cắm Tây
Nam, độ dốc 700  750, biên độ dịch chuyển từ 30  50m.

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55 10


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

Đứt gãy nghịch F2: Xuất hiện ở khu Đông Bắc giữa đứt gẫy Bắc Huy và F B,
phát triển theo phương vĩ tuyến, chếch về Đông Bắc, hướng cắm về Nam, góc dốc
mặt trượt 750 800, biên độ dịch chuyển từ 100m  150m, đới huỷ hoại rộng 15m 
20m.
Đứt gãy thuận F3: Xuất hiện ở phân khu Đông Bắc, có vị trí nằm ở phía Nam
và song song với đứt gãy F2. Hướng cắm Nam với góc dốc  = 75  800. Biên độ
dịch chuyển theo mặt trượt là 150  180m, đới huỷ hoại rộng 15  20m.
Đứt gãy thuận F4: Vị trí nằm ở Trung tâm khu mỏ, là ranh giới gữa khu Trung
tâm và khu Nam. Phương đứt gãy theo phương vĩ tuyến, phát triển liên tục trong
khu mỏ, mặt trượt nghiêng về phía Nam, với góc dốc  = 70  750. Đới huỷ hoại
rộng từ 15  20m. Biên độ dịch chuyển theo mặt trượt từ 70  100m.
1.4 Đặc điểm địa chất thủy văn, địa chất công trình
1.4.1 Đặc điểm địa chất thủy văn
1.4.1.1 Đặc điểm khí tượng thủy văn
Khu mỏ than Khe Tam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa.
Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 có lượng mưa chiếm 78,0  97,7%.
Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau thường có lượng mưa nhỏ chỉ
chiếm từ 2.3  22% lượng mưa cả năm. Tháng có lượng mưa lớn nhất là 1126,1mm
vào tháng 8/1995 và cũng là tháng có lượng mưa trong ngày lớn nhất 250mm.

Lượng mưa hàng năm thay đổi từ 1280,10mm (năm 1991) đến 2817,80mm
(năm 1994) điều này ảnh hưởng lớn đến điều kiện ĐCTV - ĐCCT cũng như quá
trình khai thác của khu mỏ.
1.4.1.2 Đặc điểm nước trên mặt
Địa hình khu mỏ Khe Tam cao ở phần phía Nam và thấp dần về phía nam
trung tâm sau đó lại cao dần về Tây Bắc và Đông Bắc. Cao nhất là đỉnh Bao Gia
302,37m, Thấp nhất là khu vực suối Léc Mỹ ở phía Tây Nam 25,7m và khu mặt
bằng phía Bắc 20,67m.

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55 11


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

Do địa hình khu mỏ bị chia cắt mạnh tạo nên mạng sông suối dày đặc. Song
đáng kể nhất là hệ thống suối phía Đông Bắc, phía Tây Nam và phía Đông Nam khu
mỏ.
Kết quả quan trắc lâu dài tại trạm số 9 (sơ bộ) suối lớn Khe Tam cho thấy lưu
lượng nhỏ nhất 0.692 l/s (tháng 1 và 2 năm 1994), lưu lượng nước lớn nhất khi đo
tại trạm bằng ván là 405.13 l/s (6/1965) vào mùa mưa lưu lượng lớn phải đo bằng
phao lưu lượng lên tới 927l/s. Hệ số biến đổi lưu lượng theo tháng quan trắc lơn
nhất là 128 (năm 1965) nhỏ nhất là 9.9 (năm 1964). Hệ số biến đổi lưu lượng trong
năm quan trắc lớn nhất là 315 (1965) nhỏ nhất là 192 (1964). Sự biến đổi lưu lượng
trong năm quan trắc tại hệ thống suối lớn không nhiều do có nhiều miền cung cấp,
còn các suối nhỏ khác hệ số biến đổi lưu lượng rất lớn vì mùa khô không có nguồn
cung cấp.
1.4.1.3 Đặc điểm nước dưới đất
Địa tầng chứa than của khoáng sàng Dương Huy có các tầng chứa nước chủ
yếu như sau:
a. Tầng chứa nước thứ nhất: Gồm các lớp đá chứa nước nằm giữa các vỉa than

V.17  V.13, có tỷ lưu lượng từ 0,005  0,0181 l/ms, hệ số thấm K = 0,0094 
0,0238 m/ngđ.
b. Tầng chứa nước thứ hai: Gồm các lớp đá chứa nước nằm giữa các vỉa than
V.12  V.9, tỷ lưu lượng từ 0,0012  0,00491 l/ms.
c. Tầng chứa nước thứ ba: Gồm các lớp đá chứa nước nằm giữa các vỉa than
V.8  V.5, tỷ lưu lượng từ 0,0012  0,0241 l/ms, hệ số thấm K từ 0,002  0,014 m/
ngđ.
Nước trong các đứt gãy: Hệ số thấm nhỏ hơn nhiều so với đất đá bình thường
khác (đứt gãy F.A có K = 0,0043m/ngđ, đứt gãy F. B, K = 0,006m/ngđ), đứt gãy Bắc
Huy có K = 0,00227m/ngđ.
Tính chất hoá học của nước:

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55 12


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

Nước dưới đất chủ yếu mang tính kiềm và là loại BicacbonátNatri - Canxi
hoặc Bicacbonát Canxi - Natri. Tổng độ khoáng hoá thay đổi từ 0,037  0,65g/l. Hệ
số ăn mòn Kk thay đổi từ -5,993  0,161, nước không ăn mòn kim loại là chủ yếu.
Hệ số sủi bọt F thay đổi từ 0,445  97,18 chủ yếu là nước không sủi bọt. Nước
không ăn mòn Sunfat luôn nhỏ hơn 25mg/l. Trong quá trình khai thác than phản ứng
oxy hoá xẩy ra, nước bị axit hoá độ pH của nước thải trong quá trình khai thác dao
động từ 4  6, khả năng ăn mòn kim loại sẽ xảy ra.
1.4.2 Đặc điểm địa chất công trình
Do các lớp đất đá của mỏ nằm ở độ sâu khác nhau lên chúng có cơ lý tính
cũng khác nhau, đồng thời chúng còn chịu ảnh hưởng của các điều kiện tự nhiên
hay nước ngầm. Các chỉ tiêu cơ lý của đất đá tại khu mỏ được xem tại bảng
Bảng 1.2. Các chỉ tiêu cơ lý của đất đá

C.độ K.nén
Tên đá

(kG/cm2)

Cuội,

1785 - 402

sạn kết

1111,84
1769 - 191

Cát kết
Bột kết
Sét kết

866,20
1086 - 102
464,80
250 - 156
174

C.độ

Dung

K.kéo

trọng
2

(kG/cm )
209,47
139,38
104,47

3

(g/cm )

Góc

Lực dính

Tỷ trọng

nội ma

kết

(g/cm3)

sát

(kG/cm2)

(0)

2,69 – 2,4

2,87 – 2,55

2,58
2,85 – 2,5

2,67
2,93 – 2,57

2,65
2,84 – 2,5

2,72
2,92- 2,53

2,65

2,72

2,46

2,55

320,48’

591,36

310,46’

338,90

300,52’

204,46

Đặc điểm địa chất công trình vách trụ vỉa than:
Vách - trụ vỉa than gồm các loại đá được sắp xếp theo thứ tự. Sát vách, trụ vỉa
than thường gặp trong quá trình khai thác là sét than, sét kết, bột kết tiếp đến là cát
kết.

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55 13


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

Lớp vách - trụ giả: Là lớp sét than có chiều dày không lớn từ 0,2  0,7m ít gặp
những lớp có chiều dày lớn hơn 1m. Lớp vách giả thường bị khai thác lẫn trong quá
trình khai thác than.
+ Lớp vách - trụ trực tiếp: Là loại đá sét kết hoặc bột kết nằm trên (vách), dưới
(trụ) lớp sét than. Có chiều dày từ 0,5  5m, cá biệt có chỗ dày hơn 5m.
+ Lớp vách - trụ cơ bản: Là loại đá bột hoặc cát kết cấu tạo khối rắn chắc bền
vững khó sập đổ. Đặc điểm đá vách, trụ các vỉa than có giá trị công nghiệp cụ thể
như sau:
Bảng 1.3. Thông số chỉ tiêu cơ lý đá vách, trụ vỉa than.
Vỉa

Cường độ kháng nén  n (kG/cm2)

Tỷ trọng đá  (g/cm3)

Vách

Trụ

Vách

Trụ

14
13
12

593,80
617,50
720,80

605,50
552,10
575,50

2,65
2,66
2,65

2,66
2,65
2,66

11

10
9
8
7
6
5
4

823,30
610
610,80
728,00
771,40
748,90
754,90
942,30

679,10
498,50
683,70
633,90
720,80
680,20
654,40
746,20

2,66
2,66
2,66
2,66

2,66
2,66
2,66
2,66

2,65
2,65
2,65
2,65
2,65
2,65
2,65
2,65

Ta có mặt cắt địa chất công trình giếng nghiêng chính đi qua

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55 14


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

TGVI
T II

V.
12

T IIN

V.

11

§
150

100

ghi c hó
Than

50

T

V.
10

GiÕng nghiªng chÝnh +40-:- -123
0

Than bÈn
0

V.
7
-50

V.
8

V.
9

SÐt kÕt

-50

Bét kÕt

C¸t kÕt
-100

-100

V.
6

S¹n kÕt

-150

-150

Cuéi kÕt

-200

-200

-250

-250

Hình 1.1. Mặt cắt địa chất công trình giếng nghiêng chính đi qua
Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55

15


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

1.5 Đặc điểm khí mỏ xây dựng giếng
1.5.1 Thành phần hoá học các loại khí
Theo các báo cáo địa chất, khoáng sàng Khe Tam có độ chứa khí tự nhiên cao nhất đến
11,61m3 /TKC (V.5), trung bình 3,62m3/TKC. Bao gồm các loại khí sau:
- Khí Cacbonic (CO2): Hàm lượng thay đổi từ 0,00  43,08%. Độ chứa khí tự nhiên
thay đổi từ 0,000  3,297 m3/TKC. Có nguồn gốc từ khí quyển ngấm xuống ở trạng thái
hoà tan.
- Khí Nitơ (N2): Hàm lượng thay đổi từ 2,90  99,68%. Nguồn gốc từ khí quyển
ngấm xuống ở trạng thái hoà tan.
- Khí Mêtan (CH4): Hàm lượng thay đổi từ 0,00  87,09%. Độ chứa khí tự nhiên
thay đổi từ 0,003  8,435 m3/TKC. Nguồn gốc chủ yếu là sản phẩm của quá trình biến
chất.
- Khí Hyđrô (H2): Hàm lượng thay đổi từ 0,00  54,03%. Độ chứa khí tự nhiên thay đổi
từ 0,000  1,268 m3/TKC. Nguồn gốc hiện nay chưa được nghiên cứu.
- Khí CacbuyaHyđrô nặng (CnH2n+2): Chủ yếu là mêtan (C2H6). Hàm lượng thay đổi
từ 0,05  4,00%, trung bình 1,40%. Nguồn gốc hiện nay chưa được nghiên cứu.
1.5.2 Đặc điểm phân bố
Địa tầng khu mỏ có hai đới khí chủ yếu như sau:
Đới khí phong hoá: Gồm đới khí Cacbonic - Nitơ và đới khí Nitơ - Mêtan: Chủ yếu

phân bố từ bề mặt đến mức +50m .
Đới Mêtan: Chủ yếu phân bố từ mức +50 trở xuống.
Nhìn chung khí Nitơ (N), Cacbonic (CO 2) có hàm lượng giảm dần theo chiều sâu,
ngược lại khí cháy nổ (H2 + CH4) tăng dần theo chiều sâu. Đặc điểm phân bố các loại khí
theo đường phương vỉa chưa có đủ tài liệu để đánh giá.
1.5.3. Đánh giá sự ảnh hưởng của khí mỏ
- Khu Dương Huy có khí độc, khí cháy nổ, đặc biệt là hàm lượng khí cháy nổ (CH 4
+H2) tương đối cao.

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55

16


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

- Khí cháy, nổ có đặc điểm tăng dần theo chiều sâu, phân bố tập trung ở vị trí đỉnh
các nếp lồi. Vì vậy khi khai thác đến gần những vị trí trên cần thiết phải có những giải
pháp đề phòng thích hợp.
- Mức khai thác lò bằng từ +38 lên lộ vỉa chủ yếu nằm trong đới khí phong hoá, có
thể xếp vào loại mỏ có độ chứa khí cấp II.
- Mức khai thác lò giếng từ mức +38 xuống đến -150 chủ yếu nằm trong đới Mêtan
có thể xếp vào loại mỏ có độ chứa khí cấp II.
- Mức khai thác lò giếng từ -150 xuống -350 chủ yếu nằm trong đới mêtan có thể
xếp vào loại mỏ cấp III hoặc cao hơn.
Tuy vậy ở các địa cấp nêu trên cần đề phòng những trường hợp cục bộ có cấp khí
cao, cần đề phòng hiện tượng phụt khí Sulfua.

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55

17


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ QUY HOẠCH CHO GIẾNG NGHIÊNG
2.1 Các đặc điểm chung của giếng nghiêng
2.1.1 Chức năng, nhiệm vụ, chiều dài và thời gian tồn tại của giếng nghiêng
2.1.1.1 Chức năng và nhiệm vụ
Giếng chính khoáng sàng trung tâm Khe Tam là hạng mục công trình quan trọng
trong công tác khai thác than xuống sâu, được thiết kế đi từ mặt bằng +40 xuống mức
-123 với góc dốc α =16º trong giếng có lắp đặt hệ thống băng tải… Có nhiệm vụ vận tải
than từ các đường lò xuyên vỉa mức -100 lên mặt bằng +40. Giếng có dạng tường thẳng
đứng, nóc dạng vòm hình bán nguyệt, chiều rộng bên trong giếng là 5,0m, chiều dài của
giếng là 603,4m. Kết cấu vỏ chống bằng bê tông liền khối mác 200, lưu vì chống tạm.
Diện tích sử dụng là 18,8m2, diện tích đào là 23,1m 2, thể tích đào là 14181m3, năng suất
dự kiến là 1,5 triệu tấn/1 năm.
2.1.1.2 Thời gian tồn tại của giếng
Công trình, thiết bị thi công sẽ bố trí phù hợp tối đa cho việc sử dụng khai thác, sử
dựng giếng với thời gian tồn tại là khoảng 30 năm.
Giếng nghiếng chính được mở từ điểm có tọa độ và độ dốc như sau:
X = 270,00
Y = 422,300
Z = + 40
β = 150

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55

18

ỏn tt nghip chuyờn ngnh Xõy dng CTN v M

Đ ập chắ
nn ớ c

Barie chắ
n
goòng

Quạ t cục bộ

Tời -J TB 800x600

2
Tời J IB- 25

314

Barie chắ
n
goòng

3
Tời - J D11

á
Đ i bã i xả đ

1

Goòng chứa n ớ c
V=3m3

4

Hố thu n ớ c

Gh i c h ú
1

- Trạ m biến áp

2

- Kho vật tu

3

- Nhà giao ca tạ m (20m x 4m)

Hỡnh 2.1. Mt bng thi cụng ging
V Trng Hin- XDCT ngm v m A-k55

19

4

á

- Bã i xả đ

- Quạ t cục bộ


2.1.1.3 Điều kiện địa chất khu vực bố trí công trình
Cổ giếng có chiều dài là 25,3 m và được đào qua lớp đất đá, có độ cứng trung
bình f = 6.
2.1.2 Điều kiện địa chất khu vực cổ giếng nghiêng đi qua
Theo tài liệu địa chất khu vực dự kiến sẽ đi qua các lớp đất đá không đồng
dạng, không hợp nhất, có điều kiện địa chất phức tạp, có các phay phá, đứt gãy, độ
cứng của đá có đoạn f = 5 ÷ 6, có đoạn từ 8 ÷ 11, trung bình từ 7 ÷ 9. Đá có dạng
bột kết, cát kết và sét kết. Độ liên kết vững chắc khi cổ giếng đào qua những vùng
điều kiện địa chất ổn định. Còn khi giếng đào qua những vùng địa chất phức tạp,
không ổn định thì thường đất đá có dạng mềm yếu trượt nở. Theo dự báo cổ giếng
sẽ đi qua những vùng có điều kiện địa chất phức tạp không ổn định.
Các tính chất cơ lý của đá gốc mà giếng sẽ đào qua được trình bày trong bảng 2.1.
Bảng 2.1. Tính chất cơ lý của đất đá dọc tuyến cổ giếng
STT Các tính chất
1
2

Độ bền kéo:  k (kG/cm )
Độ bền nén:  n (kG/cm2)

Cát kết
111,1
1645

3

4
5
6
7
8

Hệ số kiên cố: f
Lực dính kết: C (kG/cm2)
Góc ma sát:  (độ)
Dung trọng :  (T/m3)
Tỷ trọng: 
Độ ẩm: W (%)

16
413
36
2,65
2,72
0,277

2

Loại đất đá
Bột kết
56,2
788

Sét kết
24,1
248

8
199
32
2,71
2,77
0,485

2
67
26
2,49
2,58
1,776

2.2 Thiết kế quy hoạch giếng ngiêng chính
2.2.1 Những yêu cầu cơ bản về thiết kế quy hoạch giếng nghiêng chính
- Để đảm bảo sử dụng giếng nghiêng được an toàn thì khi thiết kế phải chú ý
các yêu cầu sau:
Đảm bảo đủ điều kiện thông gió cho toàn bộ hệ thống giếng nghiêng chuẩn bị
và khai thác bên dưới. Đồng thời có hệ số dự trữ cho các phương án mở rộng khai
thác tiếp theo.

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55 20


ỏn tt nghip chuyờn ngnh Xõy dng CTN v M

m bo cho quỏ trỡnh vn chuyn khụng b giỏn on, cn tr.
2.3 Thit b vn ti

2.3.1 La chn thit b vn ti
- Cụng sut m theo than nguyờn khai l 1.500.000 tn/nm. Vi dc ca
ging l 16. m bo cho vic vn ti than cho ging ta b trớ bng ti vn
ti.
- Nhim v: Bng ti ging nghiờng chớnh cú nhim v vn ti than qua ging
nghiêng mức -100 (cho giai đoạn I) và mức -250 (cho giai đoạn II).
Thiết kế tuyến băng tải giếng nghiêng chính gồm 2 băng tải cho
2 giai đoạn: Băng tải số 1 từ mức -119 lên trạm sàng song mức +40
đầu t giai đoạn I, băng tải số 2 từ -265 lên -119 đầu t cho giai
đoạn II.
Ch lm vic theo ch chung ca ngnh:
+ S ngy lm vic mt nm: 300 ngy.
+ S ca lm vic trong ngy: 3 ca.
+ S gi lm vic trong ca: 8 gi.
-Cụng sut thit k: 1.500.000 tn/nm.
- Tui th m: 32 nm.
* Cỏc thụng s c bn ;
+ Vn chuyn thit b t mc + 40 -123 ;
+ Chiu di ging: L = 597 m ;
+ dc ca ging: = 160 ;

V Trng Hin- XDCT ngm v m A-k55 21


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

2.3.2 Tính toán khả năng thông qua của thiết bị vận tải
Sản lượng chuyển qua Q = 1.500.000 T/năm
- N¨ng suÊt yªu cÇu cña b¨ng t¶i trong 1h:
Qh 

k .Q
;T / h
N .n

( 2-1)

Trong đó: Sản lượng chuyển qua Q = 1.500.000 T/năm
k - Hệ số làm việc không đều của bẳng tải, k = 1,5
N - Số ngày làm việc trong năm, N = 300 ngày
N = C.T; C - Số ca làm việc trong ngày, C = 3 ca
T - Số giờ làm việc trong ca, T = 5h
� Qh 

1,5.1500000
 500;T/ h
300.3.5

Với Qh = 500 T/h. Sơ bộ chọn băng tải B1000 với đặc tính cho ở bảng 2.2

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55 22


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

Bảng 2.2. Bảng đặc tính băng tải B1000
1

Chiều rộng (mm) (Bch)

1000

2

Năng suất băng tải (t/h)

500 -700

3

Chiều dọc cực Khi góc dốc bé nhất
đại (m)
Khi góc dốc lớn nhất

1900

4

Chiều rộng khung đỡ băng tải (mm)

1350

5

Chiều cao tối đa khung đỡ băng tải (mm)

1000

6

Số con lăn trên mặt cắt ngang

3

7

Góc dốc con lăn 2 bên lòng máng (độ)

20

8

Loại băng hoặc vải băng

RT

9

Độ bền của vải băng (kG/cm)

10

Tốc độ (m/s)

11

Độ bền của băng (t)

360

12

Công suất dẫn động cực đại (kw)

1200

13

Tang

Đường kính (mm)

1250

dẫn

Chiều dài (mm)

1400

động

1600

3000
2

Số lượng

14

Số lớp vải băng

15

Điều kiện vận chuyển

1
2
Theo các lò nghiêng cơ bản và
khu vực có góc dốc 10º-20º

* Kiểm tra băng tải
- Kiểm tra chiều rộng của băng tải theo năng suất vận tải:
�
�
Q
B  1,1. �
 0, 05 �
� v. .k .k 
�
�
�

(2-2)
Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55 23


ỏn tt nghip chuyờn ngnh Xõy dng CTN v M

Trong đó:
Qh = 500 t/g - Năng suất vận chuyển trung bình của băng
tải trong 1 giờ.
V = 2,0m/s - Tốc độ của băng tải.
= 0,95 T/m3 - Khối lợng riêng của than nguyên khai.
k = 550 - Hệ số năng suất (với băng tải 3 con lăn lòng máng
= 200).
K = 0,98 - Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng theo tuyến của

băng tải khi.
= 160
Thay số vào tính đợc B 1,1(

500
0, 05) 0,59 m
2.0,95.550.0,98

Nh vy B = 0,59m < Bch = 1m Vy chiu rng bng ti tha món
Kiểm tra chiều rộng băng theo cỡ hạt lớn nhất:
B = 2a + 200 = 2x300 + 200 = 800mm.
a - Là cỡ cục than lớn nhất, a = 300mm.
- Kim tra cụng sut ng c in ca bng ti:
N

k
( N1 N 2 N3 ); Kw


Trong ú:
k - l h s d tr cụng sut, k = 1,15;

- Hiu sut truyn ng c khớ , = 0,9;

N1 - l cụng sut chy khụng ti : N1 = 0,038;
L - l chiu di bng ti, L = 200m
V Trng Hin- XDCT ngm v m A-k55 24

(2-3)


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng CTN và Mỏ

V - là vận tốc của băng tải V = 2m/s
N2 - là công suất khắc phục sức cản khi có tải , N2 = 0,00015.Q.L
Q - Sản lượng chuyển qua, Q = 1.500.000 tấn;
N3 - là công suất để nâng vật lên độ cao H, N 3 = Q.H/367.
H - chiều cao nâng vật liệu từ mức -123 đến +40, H = 163m
Thay số vào ta xác định được công suất động cơ của băng tải.
N

1,15
1500000.163
(0, 038.163.2  0,00015.1500000.163 
)  898Kw
0,9
367

N = 898 Kw < N cực đại = 1200 Kw
Vậy chọn băng tải cao su lòng máng B =1000mm, có 3 con lăn lòng máng nghiêng
- Chọn thiết bị lắp đặt băng tải và vận chuyển vật liệu, máy móc thiết bị
Để phục vụ cho việc lắp đặt và kiểm tra băng tải và vận chuyển vật liệu, máy

móc thiết bị ta bố trí hệ thống trục tải đường goòng 900mm bện cạnh tuyến băng
tải. Đường xe được lắp đặt bằng ray R -24 có đặc tính kĩ thuật cho ở bẳng 2.3
Bảng 2.3. Đặc tính kĩ thuật của ray R-24
Kiểu ray

R-24

Trọng lượng 1m dài (kg)

24,04

Kích

Chiều cao

107

thước

Chiều rộng đế ray

92

cơ bản

Chiều rộng đỉnh ray

51

của ray

Chiều dài bụng ray

10,5

(mm)

Chiều cao tâm lỗ

45,50

Diện tích mặt cắt ngang (cm2)
Mômen quán tính Jx (cm4)

32,70
468

Mômen quán tính

Wy

87,2

(cm3)

Wx

87,60

Chiều dài 1 đoạn ray (m)

Vũ Trọng Hiến- XDCT ngầm và mỏ A-k55 25

8