Nghiên cứu đề xuất giải pháp công nghệ nâng cao hiệu quả thi công cặp giếng mỏ bình minh (thành công) công ty tnhh mtv than hòn gai tkv
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (717.48 KB, 102 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
-----------------------------------
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ
NÂNG CAO HIỆU QUẢ THI CƠNG CẶP GIẾNG MỎ
BÌNH MINH (THÀNH CƠNG) - CƠNG TY TNHH
MTV THAN HỊN GAI - TKV
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
HÀ NỘI - 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
-----------------------------------
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ
NÂNG CAO HIỆU QUẢ THI CƠNG CẶP GIẾNG MỎ
BÌNH MINH (THÀNH CƠNG) - CƠNG TY TNHH
MTV THAN HỊN GAI - TKV
Ngành: Khai thác mỏ
Mã số: 60520603
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. Trần Văn Thanh
HÀ NỘI - 2014
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC HÌNH VẼ
MỞ ĐẦU
1
CHƯƠNG 1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐẶC ĐIỂM CƠNG TRÌNH
4
GIẾNG NGHIÊNG MỎ BÌNH MINH (THÀNH CƠNG)
- CƠNG TY TNHH MTV THAN HỊN GAI
1.1 Đặc điểm địa hình và địa chất mỏ
4
1.1.1. Vị trí địa lý
4
1.1.2. Địa hình.
4
1.1.3. Đặc điểm địa chất cơng trình, địa chất thủy văn (ĐCCT-
5
ĐCTV)
1.1.4. Đánh giá điều kiện địa chất mỏ ảnh hưởng tới công tác tổ chức thi
10
cơng
1.2. Đặc điểm cơng trình
10
1.2.1. Cơng suất thiết kế mỏ
10
1.2.2. Hiện trạng thi cơng tính đến tháng 2/2014
11
CHƯƠNG 2. HIỆN TRẠNG CÔNG TÁC THI CÔNG GIẾNG
13
NGHIÊNG TẠI CÁC MỎ TKV
2.1 Công tác thi công cặp giếng nghiêng đã áp dụng tại mỏ than Bắc
13
cọc 6 – công ty than Hạ Long
2.2 Công tác thi công cặp giếng nghiêng đã áp dụng tại – công ty than
17
Dương Huy (-100 ¸ +40)
2.3. Nhận xét khái qt hiện trạng cơng nghệ đào giếng nghiêng tại các mỏ
Hầm lò thuộc TKV
19
2.4 Phương án lựa chọn công nghệ và thiết bị đề xuất tăng tốc độ đào giếng
21
2.4.1 Phương tiện phá vỡ đất đá
21
2.4.2 Công tác xúc bốc đất đá
22
2.4.2.1 Xúc bốc bằng máy xúc gầu cào P-60B
23
2.4.2.2 Xúc bốc bằng máy xúc tay gầu ngược ZWY – 100/45L
24
2.4.2.3 Nhận xét
25
2.4.3 Cơng tác vận tải đất đá trong lị
25
2.4.4 Cơng tác vận tải trên mặt bằng
27
2.4.5 Căn cứ vào kết quả phân tích lựa chọn giải pháp cơng nghệ và
28
tổ hợp thiết bị
2.5.1 Đối với giếng chính
28
2.5.2 Đối với giếng phụ
29
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ THI CÔNG THEO PHƯƠNG ÁN
30
CÔNG NGHỆ VÀ TỔ HỢP THIẾT BỊ LỰA CHỌN
3.1 Tổ chức công tác đào lị theo phương án cơng nghệ và tổ hợp thiết bị lựa
30
chọn
3.1.1 Thiết kế thi cơng giếng nghiêng chính +25 ¸ -237
27
3.1.1.1 Phương án I
30
3.1.1.2 Phương án II
34
3.1.1.3 Tổ hợp thiết bị thi cơng giếng chính
36
3.1.1.4 Ưu nhược điểm của các phương án lựa chọn
40
3.1.2 Thiết kế thi công giếng nghiêng phụ +25 ¸ -237
42
3.1.2.1 Phương án I
42
3.1.2.2 Phương án II
45
3.1.2.3 Tổ hợp thiết bị thi công giếng phụ
47
3.1.2.4 Ưu nhược điểm của các phương án lựa chọn
48
3.2 Trình tự thi công hai giếng
50
3.3 Tổ chức các công tác thi công
50
3.3.1 Công tác khoan lỗ mìn
50
3.3.2 Cơng tác xúc bốc đất đá
60
3.3.2.1 Xúc bốc đất đá bằng máy xúc tay gàu ngược (sử dụng ở giếng
60
chính)
3.3.2.2 Xúc bốc đất đá bằng máy cào đá P-60B (sử dụng ở giếng phụ)
63
3.3.2.3 Tổ chức công tác xúc bốc vận chuyển
65
3.3.3 Cơng tác chống lị
66
3.3.4 Các công tác phụ khác và bảng tổng hợp tổ chức thi cơng hai
69
giếng theo các phương án
3.4. Thơng gió khi đào giếng :
77
3.5 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật các phương án
80
KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ
88
TÀI LIỆU THAM KHẢO
DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên bảng
Nội dung
Trang
Bảng 1.1 : Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý cơ bản của từng loại đá ..................... 7
Bảng 1.2 : Bảng các chỉ tiêu cơ lý của đá vách khối Đơng mỏ Bình Minh ...... 8
Bảng 1.3 : Lưu lượng nước chảy vào hai giếng ...........9Error! Bookmark not
defined.
Bảng 2.1 Khối lượng XDCB cần thi công …………………………………13
Bảng 2.2 : Tiến độ đào lò …………………………………………………...17
Bảng 2.3 chỉ tiêu cơ bản đào chống lị giếng chính.................................................19
Bảng 2.4 Bảng chỉ tiêu cơ bản đào chống lò giếng phụ ……………………..19
Bảng 3.1 : Đặc tính kỹ thuật máy xúc tay gầu ngược ZWY - 100/45L .......... 32
Bảng 3.2 : Đặc tính kỹ thuật của quạt YBT 62-2 ............................................ 32
Bảng 3.3 : Đặc tính kỹ thuật máy khoan tự hành BTRL 2 ………………...33
Bảng 3.4 : Đặc tính kỹ thuật Skip dung tích 6m3…………………………..33
Bảng 3.5 : Đặc tính kỹ thuật máy trục JK-2x1,8/20A……………………...34
Bảng 3.6. Tổ hợp thiết bị đào Giếng nghiêng chính PA I............................................36
Bảng 3.7. Tổ hợp thiết bị đào Giếng nghiêng chính PA II ……………………...38
Bảng 3.8. Đặc tính kỹ thuật của máy khoan khí nén cầm tay YT-28……...42
Bảng 3.9. Đặc tính kỹ thuật máy cào đá P-60B……………………………43
Bảng 3.10. Đặc tính kỹ thuật của máy trục JT 1,6/1,2-20………………….44
Bảng 3.11. Đặc tính kỹ thuật Skip dung tích 4m3………………………….44
Bảng 3.12 Tổ hợp thiết bị đào Giếng nghiêng phụ phương án I………………….45
Bảng 3.13. Tổ hợp thiết bị đào giếng nghiêng phụ phương án II…………………48
Bảng 3.14. Tổng hợp tổ chức thi công hai giếng theo các phương án……..70
Bảng 3.15. Đặc tính kỹ thuật của quạt YBT 62-2………………………….79
Bảng 3.16 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đào chống lò (Giếng nghiêng phụ PAI-đào
trong đá)…………………………………………………………………80
Bảng 3.17. Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đào chống lị (Giếng nghiêng chính PAIđào trong than
)…………………………………………………………………81
Bảng 3.18 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đào chống lị (Giếng nghiêng chính PAII đào trong đá)…………………………………………………………………83
Bảng 3.19 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đào chống lò (Giếng nghiêng phụ PAI-đào
trong đá)…………………………………………………………………84
Bảng 3.20 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đào chống lò (Giếng nghiêng phụ PAIIđào trong đá)…………………………………………………………………86
MỤC CÁC HÌNH VẼ
Tên bảng
Nội dung
Trang
Hình 1.1. Hiện trạng mỏ Bình Minh (Thành Cơng).......................................... 9
Hình 1.2. Sơ đồ khai thơng mỏ Bình Minh (Thành Cơng) ............................... 9
Hình 2.1. Sơ đồ khai thơng mỏ than Bắc Cọc 6…………………………….10
Hình 2.2: Sơ đồ đào chống giếng chính ............................................................. 14
Hình 2.3. Sơ đồ đào chống giếng phụ ..........................................................................14
Hình 3.1. SDCN đào lị giếng chính qua đá chống thép phương án I............. 27
Hình 3.2. SDCN đào lị giếng chính qua than chống thép phương án I ......... 27
Hình 3.3. SDCN đào lị giếng chính qua đá chống thép phương án II ........... 32
Hình 3.4 SDCN đào lò giếng phụ qua đá chống thép phương án I.... ............40
Hình 3.5 SDCN đào lị giếng phụ qua đá chống thép phương án II……...….43
M U
1. Tính cấp thiết của đề tài
M Bỡnh Minh được thành lập trên cơ sở sát nhập nguyên trạng Xí
nghiệp than Bình Minh vào Xí nghiệp than Thành Cơng theo quyết định số
1823 ngày 17/12/2002-QĐ-TCCB.
Theo quyết định số 1367 ngày 11/06/2008 -QĐ-HĐQT Điều chuyển Xí
nghiệp than Thành Cơng, đơn vị trực thuộc Công ty than Hạ Long-TKV thành
đơn vị trực thuộc Cơng ty than Hịn Gai-TKV kể từ ngày 01/7/2008. Mỏ Bình
Minh và khu Cái Đá (mỏ Suối Lại) hiện thuộc cơng ty than Hịn Gai quản lý.
Theo dự án đầu tư Khai thác xuống sâu dưới mức -75 mỏ Bình Minh
(Thành Cơng) do Cơng ty CP TVĐT mỏ và CN-TKV lập năm 2011, Mỏ than
Bình Minh được thiết kế cơng suất mỏ tính theo than ngun khai là 1 000 000
tấn/năm, đạt công suất thiết kế năm 2015. Mỏ khai thông bằng cặp giếng
nghiêng, khai thác than tầng từ -220¸ -85. Tổng khối lượng đường lị xây dựng
cơ bản (XDCB) là 16 895m, bao gồm 7859m lò đá và 9036m lò than.
Để đảm bảo dự án được triển khai theo đúng kế hoạch đề ra cần phải thi
công nhanh cặp giếng nghiêng và thượng thơng gió trục vật liệu +25 ¸ -85 là
các mũi thi cơng chính có thể mở thêm diện thi công khi đào tới các mức khai
thông -85 và -220.
Các sơ đồ công nghệ và tổ hợp thiết bị thi công giếng truyền thống hiện
đang áp dụng tại các mỏ than hầm lò thuộc TKV thường chỉ đạt tốc độ 40¸
60m/tháng với hệ số kiên cố trung bình của đất đá f= 4¸ 6, tốc độ này sẽ giảm
dần và đáng kể khi giếng càng xung sõu.
Vì vậy việc Nghiên cứu xut gii phỏp công nghệ nâng cao hiệu quả
thi công cặp giếng mỏ Bình Minh (Thành Cơng) – Cơng ty TNHH MTV than
Hịn Gai - TKV. là một vấn đề thực tiễn mang tính cấp thiết.
2. Mc tiờu của luận văn
- Nõng cao chất lượng đào lò và hạn chế sự giảm tốc độ đào lị khi giếng thi
cơng xuống sâu.
- Có thời gian dự phịng để điều hịa trong trường hợp q trình thi cơng các
đường lị XDCB gặp phải các ách tắc cần giải quyết
- Là cơ sở để Cơng ty TNHH 1TV than Hịn Gai - TKV đầu tư mua sắm các
thiết bị cần thiết phục vụ thi cơng đào lị; cung cấp các thiết bị thi cơng đào lị
theo đúng tiến độ đã lập.Các thiết bị trong cả hai tổ hợp thi công giếng vẫn
được giữ lại để phục đào lò XDCB và các đường lò khai thông các mức
chuẩn bị sản xuất.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu đặc điểm điều kiện địa chất, kỹ thuật mỏ và đánh giá công
nghệ đã và đang sử dụng từ đó đề xuất và lựa chọn công nghệ thi công hợp lý
nâng cao tốc độ thi cơng cặp giếng mỏ Bình Minh (Thành Cơng) – Cơng ty
TNHH MTV than Hòn Gai - TKV
4. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu đặc điểm điều kiện địa chất mỏ than Bình Minh.
- Đánh giá các cơng nghệ thi cơng giếng nghiêng đã áp dụng cho các mỏ
than thuộc TKV
- Phân tích , đánh giá kết quả và tính tốn các chỉ tiêu đối với công nghệ
cũ và mới từ đó đua ra sự so sánh và lựa chọn cơng nghệ thi công hợp lý, phù
hợp cho cặp giếng mỏ Bình Minh nhằm nâng câo tốc độ thi cơng, đảm bảo an
tồn
- Lựa chọn cơng nghệ tối ưu và phù hợp điều kiện thực tế
- Tính tốn các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật công nghệ để áp dụng vào thi
công
5. Phương pháp nghiên cứu
Sử dụng tổng hợp các phương pháp nghiên cứu như sau:
- Phương pháp thu thập tài liệu.
- Phương pháp khảo sát điều kiện địa chất.
- Phương pháp đánh giá tổng hợp các điều kiện công nghệ.
- Phương pháp thống kê, phân tích.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn
- Lựa chọn được công nghệ thi công hợp lý cho cặp giếng mỏ Bình Minh
(Thành Cơng) góp phần nâng cao chất lượng đào lò và hạn chế sự
giảm tốc độ đào lò khi giếng thi công xuống sâu. Tăng hiệu quả thi
công với chi phí thấp hiệu quả kinh tế cao giảm thiểu lao động thủ
cơng trong lị.
- Góp phần nâng sản lượng than của Cơng ty và Tập đồn nhằm đáp ứng
nhu cầu về năng lượng càng ngày càng tăng của đất nước.
- Cải thiện điều kiện làm việc và tăng thu nhập cho cán bộ công nhân
viên trong đơn vị
7. Cấu trúc của luận văn
Luận văn bao gồm phần mở đầu, 03 chương, kết luận và kiến nghị, tài
liệu tham khảo, luận văn được trình bày trong 88 trang trong đó có các bảng
biểu và hình vẽ minh họa cụ thể. Các bảng biểu và hình vẽ minh họa được xắp
xếp theo trình tự theo các chương, các mục.
Luận văn được hồn thành tại bộ mơn Khai thác hầm lị, Khoa Mỏ,
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của
PGS.TS. Trần Văn Thanh. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban Giám
hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Phòng Đào tạo sau Đại học, Khoa Mỏ, Các
phòng ban trong Cơng Ty than Hịn Gai, tập thể Thầy giáo Bộ mơn Khai thác
Hầm lị và đặc biệt là Thầy giáo hướng dẫn, PGS.TS. Trần Văn Thanh đã giành
nhiều công sức hướng dẫn và tạo mọi điều kiện cho học viên thực hiện luận văn
này.
CHƯƠNG 1 : VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐẶC ĐIỂM CƠNG TRÌNH
GIẾNG NGHIÊNG MỎ BÌNH MINH (THÀNH CƠNG) - CƠNG TY TNHH
MTV THAN HỊN GAI
1.1. Đặc điểm địa hình và địa chất mỏ
1.1.1. Vị trí địa lý
Mỏ Bình Minh(Thành Cơng) thuộc địa phận thành phố Hạ Long- tỉnh
Quảng Ninh. Toàn bộ khai trường mỏ có diện tích khoảng 14.3 km2 với ranh giới
như sau.
- Phía Bắc giáp với mỏ Suối Lại.
- Phía Nam là đứt gẫy thuận Hịn Gai (giáp khu dân cư thành phố Hạ Long)
- Phía Đơng giáp với mỏ Hà Lầm.
- Phía Tây giáp với Vịnh Cuốc Bê.
1.1.2. Địa hình.
- Địa hình khu mỏ: Địa hình khu mỏ Bình Minh - thành phố Hạ Long,
Quảng Ninh là địa hình dạng đồi, núi. Độ cao trung bình từ 50m đến 70m,
đỉnh cao nhất không quá 200m, bị chia cắt bởi các hệ thống khe, suối, các
dòng chảy tạm thời. Xen giữa các dãy đồi, núi là những thung lũng khá bằng
phẳng có độ cao từ ± 0 ¸ +25m.
- Địa hình khu mỏ đến nay đã có nhiều thay đổi so với giai đoạn lập
báo cáo trước đây, các cơng trình xây dựng nhà cửa đã phủ kín nhiều sườn
đồi, các cơng trình giao thơng được cải tạo, phát triển. Dân cư ngày càng đông
đúc, hoạt động kinh tế, xã hội trở lên sôi động là trung tâm kinh tế - chính trị
của tỉnh Quảng Ninh.
- Khu vực thi cơng hai giếng có diện tích nhỏ hẹp, bị hạn chế bởi các
dãy đồi, núi thấp chắn ở phía Tây, phía Đơng và phía Bắc, các dãy đồi, núi
này cao trung bình từ 20m đến 70m so với mặt bằng thi cơng giếng. Phía Nam
1
bị hạn chế bởi moong khai thác lộ thiên của mỏ Hà Tu. Bao quanh mặt bằng
là hệ thống đường giao thơng có khả năng lưu thơng lớn, thuận lợi cho công
tác tập kết vật liệu, thiết bị phục vụ thi cơng cặp giếng.
1.1.3. Đặc điểm địa chất cơng trình, địa chất thủy văn (ĐCCT-ĐCTV)
1.1.3.1. Đặc điểm địa chất công trình (ĐCCT)
Cặp giếng nghiêng sẽ được đào qua lớp phủ Đệ tứ sau đó sẽ được đào
qua địa tầng chứa than. Công tác ĐCCT từ trước tới nay ở phạm vi này chưa
được chú trọng nghiên cứu. Theo các tài liệu địa chất thu thập được thì địa
chất cơng trình của các loại nham thạch khu vực giếng đi qua như sau:
1.1.3.2. Đặc điểm lớp phủ Đệ tứ
Trầm tích Đệ tứ có thành phần hỗn độn màu vàng nâu đến vàng nhạt,
gồm sỏi, cát, sét và mùn thực vật, trạng thái bão hồ nước bị nhão, trạng thái
khơ dễ bở rời, mức độ gắn kết yếu chịu tác động mạnh mẽ của q trình
phong hố xâm thực, bào mịn tạo thành mương rãnh của dòng chảy mặt tạm
thời. Những nơi ẩm ướt hoặc có nước ngầm cung cấp phát triển thảm thực vật
màu xanh. Những đoạn đường giao thông tạm thời vào mùa mưa đất bị nhão,
đường sình lầy đi lại khó khăn. Các ta luy sườn dốc có loại đất đá này dễ bị
sập lở với quy mô từ vài chục đến vài trăm mét khối. Các cơng trình khai thác
như lò giếng đi qua cần gia cố tránh sập đổ.
1.1.3.3. Đặc điểm đá trầm tích Hệ tầng Hịn Gai (T3n-rhg2)
Nham thạch tầng chứa than gồm: Cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét
kết, sét than và các vỉa than, chúng nằm xen kẽ nhau. Nhìn chung các lớp đá
rắn chắc, có độ gắn kết bền vững, đặc điểm tính chất cơ lý như sau:
- Cuội kết và sạn kết: Thường có màu xám, xám trắng, chiến tỷ lệ
khoảng 5% trong địa tầng, chiều dày các lớp đá thay đổi từ vài mét đến một
vài chục mét, chỉ duy trì trong diện nhỏ hẹp, đá bị nứt nẻ tương đối mạnh,
2
thường nằm ở giữa địa đầng các vỉa than. Thành phần chủ yếu là các hạt thạch
anh, được gắn kết bằng xi măng silíc rất bền vững.
- Cát kết : Thường có màu xám tro, xám sáng, cấu tạo phân lớp, đôi nơi
cấu tạo khối, kẽ nứt phát triển tương đối mạnh. Chiều dày biến đổi từ 5 m đến
10m. Thành phần chủ yếu là thạch anh được gắn kết bằng xi măng silíc.
Trong các mặt cắt loại đá này chiếm tỷ lệ trung bình 40% cột địa tầng.
- Bột kết : Màu xám tro, xám đen và thường nằm gần vách, trụ các vỉa
than, thành phần chủ yếu là thạch anh hạt mịn, các khoáng vật sét, được gắn
kết bằng keo silíc rắn chắc. Cấu tạo phân lớp dày, đơi nơi dạng khối đặc xít.
Chiều dày các lớp bột kết biến đổi từ 5 đến 20m, nhiều nơi gặp bột kết dày
50-60 m, là loại đá chiếm tỷ lệ cao trong địa tầng chứa than, trung bình 45%.
- Sét kết: Màu xám đen, thường nằm trực tiếp ở vách, trụ các vỉa than,
chiều dày lớp sét thường mỏng từ 0,2m đến vài mét, đá chiếm tỷ lệ trung bình 7%
trong địa tầng, cấu tạo phân lớp mỏng. Các lớp sét kết gặp nước dễ trương nở.
Các lớp sét kết là đá kém bền vững nhất, với những lớp mỏng 0.1m đến
0.2m ở vách vỉa than, thưòng bị sập lở kéo theo khi khai thác than.
3
Bảng 1.1 tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý cơ bản theo từng loại đá trong khu
mỏ
Các chỉ tiêu (Nhỏ nhất - Lớn nhất/Trung bình (Số mẫu)
Tên Khối
đá
lượng thể
tích g/cm3
Sét
2,65-2,49
Khối
lượng
riêng
3
g/cm
2,73-2,55
Kết 2,59(13)
2,665(13)
Bột 2,95-2,00
2,99-2,43
kết
2,627(350) 2,716(346)
Cát 2,78-2,20
2,92-2,58
kết
2,60(229)
2,70(230)
Sạn 2,82-2,42
2,88-2,61
kết
2,668(24)
2,554(24)
Lực kháng Lực kháng
nén
kéo
kG/cm2
kG/cm2
434,6108,0
284,5(10)
1370,039,0
395,1(329)
2309,786,3
689,0(123)
1680-
83,2-22,19
54,7(10)
118,9-12,0
52,82(149)
211,0-54,8
104,1(35)
143,7-45,0
293,0
798,6(25)
93,1(10)
Góc
nội
ma sát j0
34,0024,00
26,58(8)
36,0013,00
31,14(143)
35,3016,30
31,28(35)
36,0017,30
30,15(10)
Lực
dính
kết
kG/cm2
270,0-36,0
119,8(8)
330,0-30,5
139,1(144)
750,-135,
310,9(35)
340,-100,
294,0(10)
1.1.3.4 Đặc điểm cơ lý đá vách, trụ các vỉa than
- Vách - trụ vỉa than các loại đá được sắp xếp theo thứ tự là sét than, sét
kết, bột kết tiếp đến là cát kết.
- Vách - trụ vỉa than là phần đất đá trên và dưới vỉa than. Chiều dày của
vách được xác định gấp 10 lần chiều dày của than, khi vỉa than có góc dốc <
450 và bằng 5 lần khi có chiều dày lớn.
4
Chiều dày của trụ lấy trong khoảng 3 lần chiều dày vỉa.
- Vách - trụ vỉa than chia làm 3 lớp:
+ Lớp vách, trụ giả : là lớp sét than có chiều dày khơng lớn từ 0.2 m ¸
0.7 m, ít gặp lớp có chiều dày lớn hơn 1m. Lớp này thường bị phá huỷ trong
quá trình khai thác than.
+ Lớp vách, trụ trực tiếp : là đá sét kết hoặc bột kết nằm trên (vách),
dưới (trụ) lớp vách, trụ giả, có chiều dày từ 0.5 ¸ 5m. Vách trực tiếp bị phá
huỷ trong quá trình khai thác.
+ Lớp vách, trụ cơ bản: Là loại đá bột hoặc cát kết cấu tạo khối rắn
chắc bền vững khó sập đổ, nằm tiếp giáp với lớp vách, trụ trực tiếp.
Khu vực dự kiến cặp giếng đi qua thuộc khối Đơng mỏ Bình Minh.
Bảng 1.2 Các chỉ tiêu cơ lý đá vách khối Đơng mỏ Bình Minh
Tê
Khối lượng thểKhối lượngLực kháng Lực kháng Góc nội ma Lực dính kết
n
tích g/cm3
riêng g/cm3 nén kG/cm2 kéo kG/cm2 sát j0
kG/cm2
vỉa
866,56
35,15-
2,87-2,54
2,94-2,67 118,7
90,1-25,48 29,00
2,633(26)
2,730(26) 353,21(26) 49,35(15) 32,28(15) 140,4(15)
1370,0-
5
4
365,0-77,0
34,45-
2,74-2,49
2,86-2,55 213,9
105,0-24,6 32,00
2,628(36)
2,710(36) 555,98(36) 61,35(18) 32,54(18) 183,83(18)
2,73-2,00
2,78-2,62 911,0-88,0
2,517(11)
2,699(10) 316,2(10)
-
-
390,0-90,0
-
1.1.3.5. Dự tính lưu lượng nước chảy vào giếng trong quá trình đào
Lượng nước chảy vào 1m giếng theo địa cấp được tính theo công thức:
KM (2H - M)
5
q = -------------------- (m3/ngm)
R
+ K - Hệ số thấm trung bình Ktb= 0.0216 m/ng.
+ H = S cột nước theo địa cấp.(m)
+ R - Bán kính ảnh hưởng. R = 2SÖKH
(m)
+ M- Chiều dày tầng chứa nước, M = 60% tổng chiều dày tầng chứa nước, m
Kết quả tính tốn:
Bảng 1.3 Lưu lượng nước chảy vào hai giếng
TT
Giếng
chính
Địa
cấp
Tỷ lưu Chiều
Q khô Q mưa Qtb
Hệ số
lượng q dài L
(m3/h) (m3/h) (m3/h)
thấm K
3
m /ng.m (m)
-50
0.0216
0.414
272
5
12
9
-100
0.0216
0.602
180
5
11
9
-150
0.0216
0.743
182
6
14
11
-237
0.0216
0.926
315
12
30
23
949
27
67
51
Tổng
Giếng
phụ
-50
0.0216
0.414
192
3
8
6
-100
0.0216
0.516
128
3
7
5
-150
0.0216
0.743
128
4
10
7
-220
0.0216
0.884
179
7
16
12
627
17
42
31
Tổng
Ghi chú:
+ Lưu lượng dòng chảy vào mỏ được tính tốn ở bảng trên trong điều
kiện: Đảm bảo san lấp tốt các moong khai thác cũ và các vùng khe nứt trên
mặt. Đồng thời lưu lượng dòng chảy được tính tốn ở đây khơng bao gồm các
tình huống đột xuất, như bục nước từ lò cũ hoặc túi nước cục bộ.
+ Độ pH của nước dự báo từ 4.5 4 6.0
6
+ Q trung bình năm được tính trên cơ sở: Trung bình của lượng nước
thường xuyên chảy vào mỏ 7 tháng mùa mưa và lượng nước thường xuyên
chảy vào mỏ 5 tháng mùa khô.
1.1.4. Đánh giá điều kiện địa chất mỏ ảnh hưởng tới công tác tổ chức thi công
Cả hai giếng nằm cùng trong địa tầng chứa than, cùng đào qua các lớp
đất đá của địa tầng, nhưng do đặc điểm cơng trình khác nhau như góc dốc,
diện tích nên chiều dài mỗi giếng khi đào qua các lớp đất đá và mức độ chịu
ảnh hưởng từ các lớp đất đá này ở mỗi giếng là khác nhau.
Phạm vi hai giếng đào qua lớp phủ đệ tứ, việc lựa chọn giải pháp công
nghệ thi công bị ảnh hưởng nhiều bởi điều kiện địa hình. Địa hình khu vực
cửa giếng có độ dốc khoảng từ 18 ¸ 270 gần như tương đương với độ dốc của
cặp giếng. Do vậy thi công hai giếng qua lớp phủ đệ tứ bằng phương pháp lộ
thiên sẽ có nhiều thuận lợi hơn thi cơng bằng phương pháp hầm lò.
Phạm vi hai giếng đào bằng phương pháp hầm lò từ lớp đá vững chắc
đầu tiên tới hết chiều dài giếng. Ngoài các vỉa than, các lớp đất đá hai giếng
đào qua có độ cứng trung bình f = 4¸6 chiếm 90%. Lưu lượng nước vào mùa
khơ tính đến vị trí gương đào cuối cùng khơng lớn (giếng chính: 27m3; giếng
phụ: 17 m3), xuất lộ dọc thành lò. Các đặc điểm này điều kiện thuận lợi để thi
công cặp giếng bởi mức độ ảnh hưởng tới hoạt động của thiết bị thi công là
nhỏ.
1.2. Đặc điểm cơng trình
1.2.1 Cơng st thiết kế và khối lượng đào lị
Mỏ than Bình Minh được thiết kế cơng suất mỏ tính theo than ngun
khai là 1 000 000 tấn/năm, lị chợ đầu tiên sẽ ra than năm 2014 và đạt công
suất thiết kế năm 2015. Mỏ khai thông bằng cặp giếng nghiêng, khai thác than
tầng từ -220¸ -85 và hiện đang được triển khai thi cơng. Tiết diện giếng
nghiêng chính và phụ được tính tốn đủ để phục vụ làm giếng thơng gió, vận
7
chuyển than, vật liệu và vận chuyển người cho các tầng tiếp theo với công
suất 2,5 triệu tấn/năm.
+ Giếng nghiêng chính +25 ÷ -237 có chiều dài 953m, góc dốc 160, Sđ
= 17,9m2, Sc = 13,7m2 đào trong đá có độ cứng trung bình f= 4¸6 và than có
độ cứng trung bình f = 2;
Đoạn cổ giếng chống bằng bê tông dài 50m, thân giếng dài 903m chống
thép CBII27 bước chống 0.5m và 0.7m
+ Giếng nghiêng phụ +25÷ -220 có chiều dài 637m, góc dốc 230,
Sđ=16m2, Sc =12,1m2 đào trong đá có độ cứng trung bình f= 4¸6 và than có
độ cứng trung bình f = 2;
Đoạn cổ giếng chống bằng bê tông dài 52.7m, thân giếng dài 584.3 m
chống thép CBII27 bước chống 0.5m và 0.7m
+ Mặt bằng thi công giếng.
Mặt bằng SCN mức +25 được san gạt trước một phần để phục vụ thi
công hai giếng. Mặt bằng thi cơng hai giếng có diện tích 5.8/10ha, vị trí Sân
cơng nghiệp chính của mỏ được xây dựng tại khu vực moong khai thác lộ
thiên V10b cũ của mỏ than Hà Tu, ngay sát moong khai thác hiện tại của V10,
cự ly từ cửa giếng tới vị trí dừng khai thác của moong khoảng 40m.
Mặt bằng được bố trí gần đường giao thông và các nguồn điện, nước rất
thuận lợi để tập kết vật liệu bố trí các cơng trình phục vụ thi công cặp giếng
và các hạng mục hầm lị;
1.2.2. Hiện trạng thi cơng
a. Theo thiết kế TKBVTC
Giếng chính : Theo TKBVTC được thi công bằng tổ hợp thiết bị bao
gồm : Máy khoan khí nén YT28, máy xúc gầu cào P60B, băng tải đá, goòng +
tời trục để vận chuyển vật liệu.
8
- Khởi công 1/2014
- Tốc độ theo thiết kế 63m/tháng
Giếng phụ : Máy khoan khí nén YT28, máy xúc gầu cào P60B, gng +
tời trục.
- Khởi cơng 1/2014
- Tốc độ theo thiết kế 63m/tháng
b. Thực tế thực hiện đến ngày 22/2/2014
Phần mặt bằng : Đã giải phóng và san gạt xong mặt bằng trong phạm vi
80m tính từ cửa hai giếng
Hồn thành cơng tác di chuyển đường giao thơng chạy qua trung tâm
mặt bằng theo đúng tuyến thiết kế
Giếng chính : Khởi công 10/1/2014 đã thi công được 60m bao gồm 55m
cổ giếng chống bêtông thi công bằng phương pháp lộ thiên
Giếng phụ : Khởi công ngày 1/12/2013, thi công được 85m bao gồm
45m cổ giếng chống bê tông thi công bằng phương pháp lộ thiên, 20m đào
qua phay, 20m đào chống thép trong đá f= 4¸6 bằng phương pháp hầm lị, tốc
độ thi cơng phần hầm lị 40m/tháng
Hình 1.1 Hiện trạng mỏ Bình Minh (Thành Cơng)
Hình 1.2 Sơ đồ khai thông
9
CHƯƠNG 2:
HIỆN TRẠNG CÔNG TÁC THI CÔNG GIẾNG NGHIÊNG
TẠI CÁC MỎ CỦA TKV
2.1 CÔNG TÁC THI CÔNG CẶP GIẾNG NGHIÊNG MỎ THAN BẮC
CỌC 6 XÍ NGHIỆP THAN TÂN LẬP – CƠNG TY THAN HẠ LONG
2.1. Cơng tác đào chống lị giếng nghiêng (-100 ¸ +17)
Hình 2.1 Khai thơng tổng hợp mỏ than bắc cọc 6
1. Khối lượng xây lắp lò
Khối lng XDCB cn thi cụng xem bng II.1
Bng.II-1
STT
Tên hạng mục công trình
Chiều dài
Khối lượng đào
m
m3
Lò đá
Lò than Lò đá
Lò than
3
4
5
6
1
2
A
Đường lò khai thông
1
Giếng,sân ga , hầm trạm 3053
mức - 100
-
40030
-
2
Đường lò khai thông mức
906
31168
7579
-
7830
-
4
5
6
Đường lò khai thông mức 1881
+17
164
24550
1394
Tổng cộng A
7934
1070
103578
8973
-
1577
-
13626
2332
- 100
3
1
4
Đường lò khai thông mức 668
+50
2
3
B
Đường lò chuẩn bị
B.1
V.12
I
Lò chỵ K –I.A-12- 2
10
1
Lò bằng
97
800
-
8371
2
Lò thượng , lò nghiêng
-
240
-
930
97
1040
910
9301
B.2
Cộng I
V.11
28
1429
182
11590
I
Lò chợ K I.A-11- 1
1
Lò bằng
28
662
182
5245
2
Lò thượng , lò nghiêng
-
70
-
434
732
182
5679
Cộng I
II
Lò chợ K I.A-11- 2
1
Lò bằng
2
Lò thượng , lò nghiêng
-
85
-
527
-
697
-
5911
B.3
Cộng II
V.10
I
Lò chợ K I.A-10- 1
1
2
612
5384
1957
17326
Lò bằng
890
8127
Lò thượng , lò nghiêng
65
1023
Cộng I
955
9150
I
Lò chợ K I.A-10- 2
1
Lò bằng
947
7973
2
Lò thượng , lò nghiêng
165
403
1112
8376
B.4
Cộng I
V.9
2276
19623
I
Lò chợ K II -9- 10(T)
1
2
1
Lò bằng
1491
13592
2
Lò thượng , lò nghiêng
493
4169
3
11
4
5
6
Cộng I
II
Lò chợ K II -9- 10(V)
1
Lò bằng
2
Lò thượng , lò nghiêng
-
1984
17761
170
1105
122
756
Cộng II
-
292
-
1861
Tổng cộng B
125
6812
1092
58613
Tổng cộng ( A+B )
8059
7882
104670
67585
2. Công tác đào chống lò :
a. Đối với giếng nghiêng :
Dùng 1 tổ hợp thiết bị đào lò bao gồm: 1 máy cào P 60B có dung tích
gầu cào; 0.5m3, 3 m¸y khoan khÝ nÐn kiĨu PLB-241K,1bóa chÌn MO- 6K, 1
m¸y bơm nước trong gương IB20/5, quạt gió cục bộ CBM-6K,1máy trục1200/1024,vận tải đất đá bằng goòng 3T, sau đó được máy trục kéo lên mặt
đất. Cung cấp khí nén cho công tác đào lò được lấy từ trạm nén khí cố định
trên mặt bằng sân công nghiệp mỏ. Chống giếng bằng bê tông mác 200; vì
neo bê tông phun
b . Đối với sân ga , hầm trạm
- Sân ga, hầm trạm:
Do diện thi công bị hạn chế chưa sử dụng được xe khoan tự hành, dự
kiến mỗi gương lò bố trí 1 bộ tổ hợp thiết bị đào lò bao gồm:3 máy khoan khí
nén kiểu PLB-241K (1dự phòng);1 búa chèn MO-6K,1 máy xúc lật hông kiểu
EIMCO-612H hoặc 625B,1 quạt gió cục bộ CBM-6M, cầu chuyển tải di động
kiểu -1 ,khí nén cung cấp cho thiết bị đào lò được lấy từ đường ống khí
nén từ trạm khí nén sân công nghiệp mỏ xuống. Chống lò bằng bê tông đổ tại
chỗ bằng bộ ván khuôn di động (hầm trạm) hoặc bằng thép CB-22, CB-27
(lò 2 đường xe). Khi điều kiện thi công cho phép thay thế máy khoan khí nén
cầm tay bằng xe khoan tự hành kiểu DJC-2E.
- Lò 2 đường xe:
12
Mỗi gương lò bố trí 1 bộ tổ hợp thiết bị đào lò như trên, máy xúc kiểu
EIMCO-625B, xe khoan tự hành kiểu DJC-2E ở các gương lò trong sân ga.
- Lò 1 đường xe:
Mỗi gương lò bố trí 1 bộ tổ hợp thiết bị đào lò như trên bao gồm: 3
máy khoan khí nén kiểu PLB-241K (1 dự phòng), 1 búa chèn MO-6K, 1 máy
xúc lật hông kiểu EIMCO-612H,1 quạt gió cục bộ CBM-6M,1 cầu chuyển tải
di động kiểu -1 ,cung cấp khí nén cho thiết bị đào lò từ trạm khí nén
(như trên ). Chống lò bằng thép CB-17,CB-22 hoặc bê tông. Khi có điều
kiện thi công cho phép thay thế máy khoan khí nén cầm tay bằng xe khoan tự
hành kiểu DJC-2E hoặc tổ hợp máy kom bai AM 45 kết hợp khoan nổ mìn om
bằng thiết bị khoan khí nén cầm tay như trên
c. Đối với lò xuyên vỉa , dọc vỉa đá :
Dùng bộ thiết bị đào lò như lò 1 đường xe và 2 đường xe trong sân ga
với xe khoan tự hành kiểu DJC-2E chống lò bằng thép CB-17,22 hoặc CB27. Những đoạn lò qua vỉa than hoặc đất đá yếu chống bằng bê tông hoặc
chống thép tăng cường.
d. Đối với lò dọc vỉa vận tải ( lò dọc vỉa than ) :
Do các lò vận tải đào theo than có chiều dài ngắn việc sử dụng kom bai
đào lò không phù hợp. Mỗi gương lò bố trí 1 bộ tổ hợp thiết bị đào lò gồm: 3
máy khoan điện cầm tay CP-19M hoặc MZ-12; 1 máy xúc 1H-2;1 quạt
gió cục bộ WLE-604B có chiều dài thông gió L=1500 m. Than đào lò được
chuyển tải vào goòng 3T bằng cầu chuyển tải di động kiểu -1, sau đó
được vận tải ra ngoài. Chống lò bằng thép CB- 22 hoặc CB- 27
e . Đối với lò dọc vỉa thông gió :
Mức thông gió +17, +50 bố trí 1 bộ tổ hợp thiết bị đào lò gồm: 3 máy
khoan điện cầm tay CP-19M hoặc MZ-12,1máy xúc1H-2,1 quạt gió cục
bộ WLE-604B, 1 cầu chuyển tải di động kiểu -1, vận tải than dùng
goòng 3T, tầu ®iƯn ¾c quy 8T .
13
f . Đối với lò thượng trong than :
Lò thượng được thi công từ dưới lò dọc vỉa vận tải lên, dùng 2 máy
khoan điện cầm tay CP-19M, vận tải than bằng máng cào SKAT-80 nếu góc
dốc lò thượng < 250, nÕu gãc dèc cđa vØa than >250 dïng m¸ng trượt.Thông
gió bằng quạt cục bộ CBM-5M; chống lò bằng thép ( Thượng vận tải ), bằng
gỗ ( Thượng mở lò chợ ) hoặc lò thượng, lò nghiêng có thời gian tồn tại ngắn,
không sử dụng tổ hợp máy khai thác .
3. Tiến độ đào lò
Tiên độ đào lò được xác định trên cơ sở công nghệ tổ chức đào lò được
chọn, có xem xét đến điều kiện thi công, trang thiết bị đào lò thực tế của mỏ.
Tiến độ đào lò được xác định ở bảng 2.2
Bảng 2.2 Tin o lũ
STT Tên đường lò
Đơn vị
Tiến độ đào lò
1
Giếng nghiêng ( Trục tải, băng tải)
m/ tháng
50
2
Hầm trạm trong sân ga
m/ tháng
40
3
Lò chứa nước
m/ tháng
50
4
Lò xuyên vỉa , dọc vỉa đá 1 đường xe m/ tháng
70
5
Lò xuyên vỉa , dọc vỉa đá 2 đường xe m/ tháng
40
6
Lò dọc vỉa than chống gỗ, thép
m/ tháng
80
7
Lò thượng mở lò chợ
m/ tháng
100
2.2 CễNG TC THI CÔNG CẶP GIẾNG NGHIÊNG – CÔNG
TY THAN DƯƠNG HUY (-123 ¸ +40)
Hình 2.2 Sơ đồ đào chống giếng chính
Hình 2.3 S o chng ging ph
1.
Công tác đào chống lò :
a. Đối với giếng nghiêng chớnh:
14
