Đề tài Thiết kế cửa lò bằng xuyên vỉa vận chuyển

Chương I Những vấn đề chung I.1.Yêu cầu thiết kế - Thiết kế cửa lò bằng xuyên vỉa vận chuyển ( thông gió đẩy) - Chiều dài … ( m ) - Tuổi thọ 50 năm - Góc dôc 5‰ - Sản lượng vận chuyển qua đường lò 650.000 tấn / năm I.2. Điều kiện địa chất bố trí công trình - Công trình đào qua các lớp đất đá sau: Tên đất đá Chiều dày vỉa (m) Hệ số độ kiên cố( f) Trọng lượng riêng(T/m3) Góc dốc vỉa( độ ) Sét kết 10 3 2,1 15 Cát kết 25 4-6 2,4 15 Bột kết 100 5 2,45 15 Lượng nước ngầm chảy vào mỏ : 15 m/ h Mỏ thuộc hạng III về khí nổ và bụi nổ I.3. Xác định kích thước mặt cắt ngang công trình , kiểm tra khả năng thông qua về mặt vận tải và thông gió I.3.1. Xác định kích thước của các thiết bị vận tải trong đường lò Ě Kích thước goòng - Với đặc điểm đường lò đào qua nhiều đất đá có các đặc tính khác nhau , nên khi tính toán kích thước của goòng ,ta chọn loại đất đá có trọng lượng riêng lớn nhất để tính toán - Dựa vào yêu cầu của đề bài, ta chọn cỡ đường 600 mm , ta chọn loại goòng UVG-1,6: Bảng 1 : Đặc tính kỹ thuật của goòng UVG-1,6 STT Loại goòng Đáy kín không lật Đơn vị 1 Kiểu UVG-1,6 2 Dung tích tính toán 1,6 m3 3 Chiều rộng thùng 850 mm 4 Chiều cao từ đỉnh ray 1200 mm 5 Chiều dài kể cả đầu đấm 2700 mm 6 Cỡ đường 600 mm 7 Khung cứng 800 mm 8 Đường kính bánh xe 300 mm 9 Chiều cao trục kể từ đỉnh đường ray 320 mm 10 Trọng lượng 677 kg +Do mỏ loại 3 về khí nổ và bụi nổ nên ta chọn đầu tầu điện chạy bằng ắc quy 5ARV-2 + Bảng 2 :Đặc tính kỹ thuật của đầu tầu điện acquy 5ARV-2: STT Các thông số 5ARV-2 Đơn vị 1 Trọng kượng dính 5 Tấn 2 Cỡ đường 600 mm 3 Động cơ kéo 4 Kiểu EĐR-7 5 Số động cơ 2 6 Công suất của một động cơ 6 Kw 7 Điện áp 89 V 8 Lực kéo ơ chế độ ngắn hạn 750 KG 9 Tốc độ ở chế độ ngắn hạn 6,44 km/h 10 ắc quy 66TJNU-250P 11 Khung cứng 950 mm 12 Nêm móc 85 13 Kích thước cơ bản 14 Dài 3480 15 Rộng 1000 mm 16 Chiều cao với thùng ắc quy 1450 mm 17 Bán kính vòng nhỏ nhất 7 m Xác định số đầu tầu và số tao goong phục vụ công tác xây dựng mỏ: Ě Số chuyến tàu cần trong một ngày đêm (R) : =, chuyến ngày đêm. Trong đó : A_ khối lượng vận chuyển theo yêu cầu (T/ngày đêm) Với số ngày làm việc trong một năm là 300 ngày , và ngoài lượng than cần chuyển qua ta còn phải cộng thêm vào lượng đất đá ki đào lò là 25% lượng than chuyển qua . Do đó : A ==2708,34 T/ngày đêm Kdt _ hệ số kể đến các đoàn tầu làm việc không theo đúng kế hoạch kdt =1,1 ¸1.25 G _ sức chở của một toa goòng (T). G = =2,4 (T/m) ; V=1,6 m;=0,95; G =2,4.1,6.0,95 =3,648 T = 36,48 kN z _ số toa goòng trong đoàn tầu G _sức chở của goòng o _trọng lượng bì của goòng ,= g,min_ giá trị nhỏ nhất của trọng lượng đoàn tàu tính theo các điều kiện : + Tầu có tải khởi động lên dốc , + Đốt nóng động cơ kéo + Hãm xuống dốc an toàn . + Theo điều kiện tàu có tải khởi động lên dốc : g=() , P_trọng lượng của đầu tàu P=5 T =50KN; ym _hệ số bám dính giữa bánh xe với ray ,ym = 0,24. wm_hệ số cản khi mở máy, wm=1,5w0 , N/KN. w0_hệ số lực cản chính , w0 = 9; ®w=1,5.9=13,5 N/kN i_hệ số lực cản do độ dốc đường gây ra ,i=5‰ a_gia tốc mở máy, a=0,05m/s ® =()= 452kN +Theo điều kiện đốt nóng động cơ kéo: = _ lực kéo cho phép của đầu tầu theo điều kiện nhiệt = F_lực kéo của đầu tàu ở chề độ lâu dài , F =7500N a_hệ số tính tới sự đốt nóng động cơ do làm mát không thuận lợi , a=1,15¸1,25 t_hệ số đặc trưng chế độ làm việc của đầu tâu _thời gian chuyển động của tầu trong chu kỳ vận tải =2=phút f_ thời gian dừng tầu trong chu kỳ làm việc , f =20 phút ®=0,46 ®==8846,5N ®- 50=456 kN +Theo điều kiện hãm xuống dốc g = ; vd _ tốc độ tàu lúc bắt đầu hãm ,vd = 6,44 km/h = 1,79 m/s _quãng đường hãm cho phép, = 30m; ® g = = 3345 kN ® Vậy = 452 kN ® z ==12,3 chiếc ® ==76,45 chuyến/ngày đêm Ě Số chuyến tàu do một đoàn tầu thực hiện trong một ngày đêm là : Tnd _số giờ làm việc trong một ngày đêm,Tnd =21 giờ Tck _thời gian trung binh của một chuyến tầu: Tck = t c+ td + t ct+ tkt + f t c_thời gian chất tải của đoàn tầu,tc=16 phút td_ thời gian dỡ tải của đoàn tầu,td=8 phút f_thời gian dừng tàu trong chu kỳ để chờ đợi , f=20 phút t ct__ thời gian chạy của đoàn tàu có tải tkt_ thời gian chạy của đoàn tàu không có tải vct_vận tốc của đoàn tầu có tải ,vct=5,44km/h=90,67m/ph vkt _vận tốc của đoàn tầu không tải ,vkt=4,31km/h=71,83m/ph Với chiều dài đường lò bằng 800m ,ta có quãng đường chuyển động của goòng là : 800+100 =900 m (100m là quãng đường dỡ tải ở phía ngoài đường lò. Vì khi gần hết quãng đường đoàn tàu phải chạy chậm dần lại do đó thời gian đoàn tầu chạy khi có tải va không tải được tính gần đúng như sau: ®Tck = 16 + 8 + 12 + 15 + 20 = 71 phút=1,18 giờ ®chuyến Số đầu tầu đảm bảo vận hành hềt khối lượng mỏ theo yêu cầu là: chiếc Số đầu tầu trong danh sách là : Kdt,ds_hệ số danh sách đầu tầu , tính cho số tầu hư hỏng ,tình trạng sửa chữa, dùng cho công tác vận tải khác như chở người, trang thiết bị kỹ thuật mỏ Kdt,ds=1,3¸1,5 ® = chiếc Vậy số đầu tầu trong danh sách mỏ là 6 chiếc Ě Số goòng cần thiết để vận chuyển hết khối lượng mỏ theo yêu cầu là: Số goòng có trong danh sách của mỏ là : chiếc Vậy số goòng trong danh sách là 62 chiếc Ě Năng lực vận tải của tuyến đường: Khả năng thông qua của đường một chiều tầu/ngày đêm tầu/ngày đêm ® Nd,min=81 tầu/ngày đêm ® Năng lực vận tải của tuyến đường tấn/ngày đêm Ta thấy Md >Am=2708 tấn/ngày đêm Vậy đảm bảo năng lực vận tải của đường sắt I.3.2.Chọn hình dạng và xác định kích thước mặt cắt ngang công trình Việc lựa chọn đường lò hợp lí chính là một trong những giải đáp làm tăng tốc độ đào lò . Trong đá có độ ổn định cao , nếu chọn được hình dạng mặt cắt ngang hợp lí thì có thể không phải chống .Trên thực tế ,việc lựa chọn mặt cắt ngang đường lò thường dựa trên những kinh nghiệm sau: + Khi chỉ chịu áp lực nóc là chủ yếu ,lên chọn đường lò có dạng hình vòm , tường thẳng + Khi cả áp lực nóc và hông đều lớn nên chọn hình vòm tường cong . + Khi có áp lực từ mọi phía với cường độ gần như nhau ,nên chọn mặt cắt ngang hình tròn hoặc hình móng ngựa có vòm ngược . +Khi có áp lực không đều, nhưng đối xứng ở nóc và nền, thì nên chọn dạng elip có trục dài theo phương có áp lực lớn +Nếu các đường lò chống bằng gỗ, bê tông cốt thép đúc sẵn theo dạng thanh thẳng hoặc thanh kim loại thẳng thì hợp lí nhất là chọn mặt cắt ngang dạng hình thang, hình chữ nhật hoặc hình đa giác +Việc lựa chọn tiết diện mặt cắt ngang đường lò còn phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất đá xung quanh mà đường lò đào qua . Do líp ®Êt phñ lµ sÐt kÕt phong ho¸ nªn ta chän tiÕt diÖn cửa lò cã d¹ng nãc h×nh vßm víi t­ờng th¼ng ®øng. Trong ®ã nãc lµ vßm b¸n nguyÖt ĚChän kÕt cÊu chèng gi÷ c«ng tr×nh +Lò bằng xuyên vỉa vận chuyển lµ mét ®­êng lß kiÕn thiÕt c¬ b¶n cña cã tuæi thä 50 n¨m. N»m d­íi líp ®Êt ®¸ phñ cã tÝnh chÊt t¬i rêi do vËy ta chän kÕt cÊu chèng gi÷ cửa lò lµ kÕt cÊu bª t«ng cốt thép liÒn khèi ®æ t¹i chç ĚXác định kích thước tiết diện đường lò +Xác định chiều rộng của đường lò: B = m + n + 2A + p m_khoảng cách từ thiết bị vận tải tới tường lò ( phía không bố trí lối người đi lại ), m=0,3 m n_ khoảng cách từ thiết bị vận tải tới tường lò ( phía bố trí lối người đi lại ) n =0,7m A_bề rộng lớn nhất của thiết bị vận tải , A=1m . P_khoảng cách giữa hai thiết bị vận tải chuyển động ngược chiều nhau p=0,25 m ®B=0,3+0,7+1.2+0,25 =3,25 m +Xác định chiều cao của đường lò: h = ht+hv ht_chiều cao phần tường , ht =htb = hdx htb_chiều cao của thiết bị , htb= max (hdt,hg) = 1,45 m; hdx_chiều cao của đường xe, hdx = hdl + 0,5 htv+ hr ® hdx =20 +0,5.15 +15 =42,5cm; ® ht =1,45+0,425=1,875m Thấy rằng ht > 1,8m (chiều cao của phần dành cho người đi lại ) hv = 0,5.B=0,5.3,25=1,63m ® h =1,875+1,63=3,5m Các kích thước mặt cắt ngang được thể hiện trên hình I.1: Diện tích sử dụng : Ssd=ht . B + Kiểm tra tiết diện theo điều kiện thông gió: Vận tốc gió bên trong đường lò: Với : Am_sản lượng chuyển qua , Am=650.000 T/năm; q_lượng không khí cần thiết cung cấp cho một tấn hàng chuyển qua , q=1m3/phút; k_hệ số không cân bằng sản xuất , k=1,25¸1,45; _hệ số suy giảm diện tích mặt cắt ngang của đường lò có cốt ,=1 N_số ngày làm việc trong 1năm , N=300,ngày; Với tốc độ gió cho phép : vmin=0,15m/s ; vmax=8m/s; Ta có : vmin < v < vmax Vậy diện tích tiết diện mặt cắt ngang đường lò đã thỏa mãn điều kiện thông gió I.4. B×nh ®å vµ tr¾c däc tuyÕn c«ng tr×nh I.4.1.Thiết kế cửa lò +Xác định chiều cao của taluy và góc ổn định tự nhiên của lớp đất phần cửa lò Theo đầu bài độ kiên cố của lớp đất phủ sườn đồi là sét kêt có độ kiên cố f =3 Ta có góc ổn định tự nhiên của lớp đất phủ là Chiều cao của phần taluy mái và chiều cao của cả đường lò lấy bằng 2,5 lần chiều cao của cả đường lò Chiều cao của taluy kể từ nền lò đến đỉnh của taluy H=3,5.2,5=8,75m Khoảng cách từ mép đồi đến của lò L=H.cotang15=8,75.3,73=32,6m +Xác định khối lượng đất đá cần phải đào Khi đào đất đá phía trước cửa lò, ta đào rộng về hai phía của cánh gà với chiều rộng bằng chiều rộng của đường lò (3,25m) Khi bạt mái các ta luy phải đảm bảo góc ổn định tự nhiên của bờ taluy là 72 H×nh 1: MÆt c¾t ngang sö dông ®­êng lß Tû lÖ : 1:50 sÐt kÕt C¸t kÕt phÇn ph¶i san g¹t 15 º 72 º 5 ‰ 18 5 A A §­êng lß S©n c«ng t¸c 72 º 6700 32000 1000 10000 8750 H×nh 2: S©n c«ng t¸c thi c«ng cöa lß Tû lÖ: 1:200 t­êng ch¾n 3250 6700 R1625 5000 3500 H×nh 3: MÆt c¾t ngang chèng gi÷ cöa lß Tû lÖ: 1:50 H×nh 4: KÕt cÊu t­êng ch¾n Tû lÖ: 1:200 H×nh 5: Tr¾c däc ®­êng lß Tû lÖ: 1:200 I.5. C¸c bé phËn cña c«ng tr×nh I.5.1. R·nh n­íc Víi l­u l­îng n­íc ch¶y vµo má lµ 15 m3/h vµ kÕt cÊu chèng gi÷ c«ng tr×nh lµ bª t«ng liÒn khèi ®æ t¹i chç. Cho nªn khi thi c«ng mãng cña phÇn t­êng ta ®æ lu«n kÕt cÊu r·nh n­íc b»ng bª t«ng Ta chän kÝch th­íc r·nh n­íc cã kÝch th­íc 400x400, bè chÝ r·nh n­íc n»m d­íi lèi ng­êi ®i l¹i vµ ®­îc phñ b»ng tÊm bª t«ng ®óc s½n I.5.2. C¸c ®­êng èng dÉn, dây cáp Ta sÏ bè trÝ ®­êng èng ë phÝa t­êng lß ®èi diÖn víi lèi ng­êi ®i l¹i, c¸c ®­êng èng sÏ ®­îc treo vµo t­êng lß nhê c¸c mãc treo được chế tạo từ các thanh thép góc hoặc chữ L cắm trực tiếp vào vỏ chống có dạng như các dầm congxon I.5.3. Chiếu sáng cho gương lò và trên suốt chiều dài chiều dai của đường lò Trong quá trình thi công ta có thể sử dụng đèn điện hoặc đèn ăcqui và phải được trang bị thiết bị phòng nổ Sử dụng đèn có công suất từ 100w đến 200 w Điện áp không quá 127V Ch­¬ng II Áp lùc ®Êt ®¸ vµ chèng gi÷ c«ng tr×nh II.1. Áp lùc ®Êt ®¸ lªn nãc, h«ng vµ nÒn c«ng tr×nh Cửa lò cã c¸c kÝch th­íc sö dông nh­ sau: + ChiÒu cao t­êng: ht = 1875 mm + ChiÒu cao vßm: hv = 1625 mm + ChiÒu réng : B = 3250 m m Chän s¬ bé c¸c kÝch th­íc vá chèng bª t«ng theo X.X.§av­®«v: + ChiÒu cao vßm: ho = lo/b (m) (2-1) Trong ®ã: lo _ nöa chiÒu réng bªn trong (m), lo = 3,25/2=1,625 m b _ hÖ sè phô thuéc vµo hÖ sè kiªn cè cña ®Êt ®¸, ë ®©y cửa lò chñ yÕu n»m trong líp sÐt kÕt cã hệ số độ kiên cố f = 3, suy ra b = 2,5 Thay sè vµo (2-1) ta ®­îc: ho = 1,625/2,5 = 0,65 (m) ChiÒu dµy ®Ønh vßm nãc do: (2-2) Thay sè vµo (2-2) ta ®­îc: Ta thÊy do = 16 cm qu¸ máng nªn ta lÊy do = 20cm + ChiÒu dµy ch©n vßm d = 1,5do = 1,5.20 = 30 (cm) + ChiÒu dµy t­êng lÊy b»ng chiÒu dµy ch©n vßm dt = d = 30 (cm) Khi ®ã c¸c kÝch th­íc tÝnh to¸n cửa lò nh­ sau: + ChiÒu réng: Bt = 3,25 + 2.0,3 = 3,85 (m) + ChiÒu cao phÇn t­êng: ht = 1,875 (m) + ChiÒu cao phÇn vßm: hv = 1,625 + do = 1,625 + 0,2 = 1,825 (m) + Chiều dày móng: dm = 1,2dt =1,2.0,3 = 0,36(m) + Chiều sâu móng: hm = 1,66(dm- dt) = 1,66 (0,36- 0,3) = 0,1 (m) +Diện tích phải đào là : Sđ=Bt.ht+0,5.P.h=3,85.1,875+0,5.3,14.1,825=12,45(m) II.2.Tính áp lực đất đá xung quanh công trình +Áp lực nóc Góc ma sát trong: = arctgf = arctg3 = 72 Chiều rộng bên ngoài vỏ chống: Bđ=2a=3,85 m Chiều cao bên ngoài vỏ chống: Hđ=3,7 m Chiều rộng vòm phá hủy: 2a1=2a+2.h.cotang() Chiều cao vòm phá hủy: b1== Áp lực nóc bố trí trên 1m dài công trình : qn1= Áp lực nóc bố trí trên 1m dài công trình bao gồm cả tự trọng bản thân của lớp vỏ bêtông làm vỏ chống: qn=k(qn1+d., ở đó: k_hệ số vượt tải , k=1,4 _trọng lượng thể tích bêtông, =2,5 T/m d_chiều dày vỏ chống : d=d0=20 cm qn=1,4(2+0,2.2,5)=3,5 T/m +Áp lực sườn Áp lực sườn tại nóc công trình : qs1 =.tg2() Áp lực sườn tại nền công trình : qs2=.(b1+h).tg2() Áp lực đất đá bên sườn là: qs=(qs1+qs2).0,5=.(2b1+h).tg2().0,5 Áp lực đất đá bên sườn khi kể đến hệ số vượt tải là: qs= k..(2b1+h).tg2().0,5 Thay số : qs=1,4.2,4(2.0,837+3,7)tg(45-)0,5 qs=0,23 T/m II.3.Xác định nội lực thân giếng II.3.1.Xác định nội lực trên vòm Đây là vòm không khớp, hệ siêu tĩnh bậc 3 nên ta cần 3 phương trình chính tắc để xác định 3 ẩn: Mo ,Qo , No Mo_momen uốn tại đỉnh vòm Qo_lực cắt tại đỉnh vòm Ho_lực dọc tại đỉnh vòm C¸c t¶i träng tÝnh to¸n nh­ sau: qnt = qn.k qst = qs.k Trong ®ã: k _ hÖ sè v­ît t¶i, k = 1,4 Tõ ®ã ta cã: qnt = 1,4.3,5 = 4,9 (T/m) qdt = 1,4.0,23 = 0,322(T/m) B t R h t q st q st q nt H×nh 2.5: S¬ ®å ¸p lùc Tû lÖ: 1:100 +Ta xÐt phÇn vßm víi s¬ ®å tÝnh néi nh­ trªn h×nh vÏ 2.7. H o M o M o H o q nt q st q st H×nh 2.6: S¬ ®å tÝnh néi lùc phÇn vßm Tû lÖ: 1:100 V× hÖ ®èi xøng nªn lùc c¾t Qo = 0, cho nªn ta cÇn ph¶i x¸c ®Þnh Ho vµ Mo. y x M P q st q nt H×nh 2.7: S¬ ®å x¸c ®Þnh néi lùc phÇn vßm Tû lÖ: 1:100 (2-11) (2-12) Trong ®ã c¸c gi¸ trÞ SMq , Sy , Sy2 , SMq.y ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sim son Trong ®ã: n = 6 (sè ®o¹n chia nöa cung trßn). Gi¸ trÞ S/3n bÞ triÖt tiªu nªn ta cã: Trong ®ã: y = R - Rcosw , x = Rsinw Mq _ m« men do ngo¹i lùc t¸c dông lªn phÇn vßm C¸c gi¸ trÞ t­¬ng øng víi c¸c ®iÓm chia trªn cung cho trong b¶ng 2-1 B¶ng 2-1. Stt w(®é) x y x2 y2 Mq Mq.y 0 0 0 0 0 0 0 0 1 15 0,47 0,062 0,223 0,0039 -0,547 -0,034 2 30 0,91 0,245 0,83 0,06 -2,043 -0,5 3 45 1,29 0,534 1,66 0,286 -4,11 -2,19 4 60 1,58 0,91 2,49 0,83 -6,23 -5,67 5 75 1,76 1,35 3,1 1,83 -7,89 -10,65 6 90 1,825 1,825 3,33 3,33 -8,69 -15,86 Thay sè vµo c¸c c«ng thøc trªn ta ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau: Thay vµo c«ng thøc (2-11) vµ (2-12) ta ®­îc: C¸c gi¸ trÞ néi lùc cña phÇn vßm ®­îc tÝnh theo c¸c c«ng thøc sau: C¸c gi¸ trÞ néi lùc t­¬ng øng víi gãc w cho trong b¶ng 2-2 B¶ng 2-2: Néi lùc phÇn vßm Stt w(®é) sinw cosw x y M N Q e(m) 0 0 0 1 0 0 0,735 5,22 0 0,14 1 22,5 0,383 0,924 0,7 0,14 0,261 6,09 -1,187 0,043 2 45 0,707 0,707 1,29 0,534 -0,587 8,04 -0,90 0,073 3 67,5 0,924 0,383 1,686 1,13 -0,524 9,50 1,323 0,055 4 90 1 0 1,825 1,825 1,567 8,94 4,632 0,175 + TÝnh néi lùc phÇn t­êng Theo §av­dov cã hai chÕ ®é lµm viÖc cña t­êng lµ cøng v÷ng hoÆc ®µn håi. §Ó x¸c ®Þnh chÕ ®é lµm viÖc cña t­êng lµ cøng v÷ng hay ®µn håi ta dùa vµo ®¹i l­îng: Trong ®ã: C = 0,2.ht = 0,2.1,875 = 0,375 (m) E _ m« ®un ®µn håi cña vËt liÖu lµm t­êng, bª t«ng M200, E = 2,9.105 (kG/cm2) = 2,9.106 (T/m2) J _ m« men qu¸n tÝnh mÆt c¾t ngang t­êng , Trong ®ã: b _ chiÒu dµi mét ®¬n vÞ däc theo trôc cña t­êng dt _ chiÒu dµy t­êng Eo _ m« ®un ®µn håi cña ®Êt ®¸ xung quanh t­êng Eo = 1,015.105 (kG/cm2) =1,015.106 (T/m) mo _ hÖ sè Po¸t x«ng cña ®Êt ®¸ xung quanh t­êng, mo = 0,105 m _ hÖ sè Po¸t x«ng cña vËt liÖu x©y t­êng, m = 0,167 Thay sè vµo c«ng thøc (2-13) ta ®­îc: Ta thÊy a =4,22 > 0,05 t­êng lµm viÖc ë chÕ ®é ®µn håi Khi lµm viÖc t­êng chÞu t¸c dông cña c¸c lùc sau: - néi lùc tõ vßm chuyÒn xuèng gåm cã: M = 1,567 (T.m) ,N = 8,94 (T), Q = 4,632 (T) - Ph¶n lùc ®Êt ®¸ ph©n bè theo h×nh tam gi¸c qb® - Lùc ma s¸t T ë thµnh t­êng - Ph¶n lùc U t¹i mÐp mãng - Ph¶n lùc t¸c dông lªn ®¸y mãng ph©n bè theo h×nh ch÷ nhËt q® Ta ph¶i ®i x¸c ®Þnh c¸c gi¸ trÞ qb® , U , q® U T G Q M N q b® q ® H×nh 2.5: S¬ ®å x¸c ®Þnh ¸p lùc t­êng Tû lÖ: 1:100 ë tr¹ng th¸i c©n b»ng ta cã ph­¬ng tr×nh: Trong ®ã: hc _ chiÒu cao cña t­êng gåm c¶ phÇn mãng hc = ht + hm = 1,875 + 0,1 = 1,975 (m) hm _ chiÒu s©u cña mãng, hm = 0,1 (m) dm _ chiÒu réng cña mãng dm = 0,36 (m) f’ _ hÖ sè ma s¸t gi÷a t­êng vµ ®Êt ®¸ bªn t­êng, f’ = 0,4 G = dt.ht.gbt.1 = 0,3.1,875.2,5 = 1,4 (T) Thay sè vµo c¸c ph­¬ng tr×nh c©n b»ng ta ®­îc: Suy ra: Q y M y N y q b®y q b® N M Q G y H×nh 2.6: S¬ ®å x¸c ®Þnh néi lùc phÇn t­êng Tû lÖ: 1 : 100 Néi lùc t¹i tiÕt diÖn bÊt kú cña t­êng: Trong ®ã: MÆt kh¸c ta cã: Thay sè vµo c¸c biÓu thøc tÝnh néi lùc ta thu ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau: C¸c gi¸ trÞ néi lùc t­¬ng øng víi gi¸ trÞ cña y cho trong b¶ng 2-3 B¶ng 2-3: Néi lùc phÇn t­êng Stt y(m) M(Tm) N(T) Q(T) e(m) 0 0 1,567 8,94 4,632 0,175 1 0,5 2,86 7,63 1,36 0,37 2 1 2,05 5,98 - 1,302 0,34 3 1,875 1,03 5,05 - 3,316 0, 2 3,316 1.302 1,26 4,632 1,323 0,9 1,187 5,05 5,98 7,63 8,94 9,5 8,04 6,09 5,22 1,03 2,05 2,86 1,567 0,524 0,587 0,261 0,735 M (Tm) N (T) Q (T) H×nh 2.7: BiÓu ®å néi lùc Tû lÖ: 1:100 II.3.2. KiÓm tra mãng t­êng Ta ph¶n lùc t¸c dông lªn ®¸y mãng : q® = 19,89 (T/m2) MÆt kh¸c líp ®Êt ®¸ víi hÖ sè ®é kiªn cè f = 4¸6 th× øng suÊt nÐn cho phÐp cña líp ®¸ nµy lµ: [sn] = 4 kG/cm2 = 40 (T/m2) Ta thÊy: [sn] > q® cho nªn kÝch th­íc mãng ®· tho¶ m·n. II.3.3. TÝnh to¸n cèt thÐp §é lÖch t©m cho phÐp phÇn vßm:[e] = d/6 = 20/6 = 3,3 (cm) §é lÖch t©m cho phÐp phÇn t­êng: [e] = d/6 = 30/6 = 5 (cm) Ta thÊy ®é lÖch t©m phÇn vßm vµ phÇn t­êng ®Òu v­ît qu¸ ®é lÖch t©m cho phÐp cho nªn ta ph¶i ®Æt cèt thÐp cho kÕt cÊu. T¹i vÞ trÝ t­êng víi gi¸ trÞ y = 0,5 m th× ®é lÖch t©m lµ lín nhÊt: emax = M/N = 2,86/7,63 = 0,37 (m) = 37 (cm) Nh­ vËy ta nªn chän mÆt c¾t t¹i vÞ trÝ y = 0,5 m ®Ó tÝnh to¸n ®Æt cèt thÐp. §Ó tÝnh to¸n cèt thÐp ta c¾t mét ®o¹n ®Çm bª t«ng cã tiÕt diÖn lµ: b x h = 20 x 30 (cm) Ta lÊy däc theo trôc cña c«ng tr×nh ( lÊy ®èi víi 1m dµi l0 = 1 m = 100 cm) Bª t«ng cã m¸c M200: Rn = 90 (kG/cm2). Cèt thÐp nhãm A-I cã: Ra = Ra’ = 2300 (kG/cm2). Gi¶ thiÕt chiÒu dµy líp bª t«ng b¶o vÖ lµ: a = a’ = 3 cm . h0 = h – a = 27 (cm) Tõ nhãm cèt thÐp vµ m¸c bª t«ng ta cã: ao = 0,62 Suy ra: emax > eogh nªn suy ra cÊu chÞu nÐn lÖch t©m lín, ta tÝnh cÊu kiÖn chÞu nén lệch tâm lớn H×nh 12: S¬ ®å tÝnh to¸n nÐn lÖch t©m. Tû lÖ: 1:25 Ta cã: nªn ta chän h = 1 e0 = emax = 37 cm e = .e0 + - a = 37 + 30/2 - 3 = 49 (cm) §Ó tËn dông tèi ®a kh¶ n¨ng chÞu nÐn cña bª t«ng Ta chän: x = xmax = 0,55.h0 = 0,55.27 = 14,85 (cm) DiÖn tÝch cèt thÐp chÞu nÐn lµ: Do đó ta phải lấy Fa’ theo cốt cấu tạo. DiÖn tÝch cèt thÐp chÞu kÐo lµ: Fa’=0,002.20.27 = 1,08 (cm) Chọn 1 f12 có Fa’=1,131 (cm) bố trí ở miền chịu nén Chän 1 thanh f32 cã Fa = 8,04 (cm2), KiÓm tra hµm l­îng thÐp: KiÓm tra bÒn cÊu kiÖn: b x h = 20 x 30 (cm x cm) lo = 100(cm) suy ra:lo/b = 100/20 = 5 (cm) nªn h = 1 e0 = 37 (cm) suy ra: e =h.e0 + h/2 - a = 37 + 15 - 3 = 49 (cm) e’ = e – h0 + a = 49 – 27 + 3 =25 (cm) e = 49 cm > h0 – a’ = 24 (cm) Lùc däc N n»m ngoµi Fa vµ Fa’ do ®ã kÕt cÊu chÞu nÐn lÖch t©m lín. Ta cã hÖ ph­¬ng tr×nh tÝnh to¸n cÊu kiÖn chÞu nÐn lÖch t©m lín lµ: (1) (2) Tõ (1) ta cã : (3) Thay vµo (2) ta cã : (1800.x -16008).49 = 2300.1,08.(27 – 3) + 90.20.x(27 - ) 900x2 + 28800x - 658798 = 0 Gi¶i ra ta cã x1 =-59,7 (cm) < 0 ( Lo¹i) x2 = 15,70 (cm) Thay x = 15,7 cm vµo (3) ta thu ®­îc: N = 1800.15,7 - 16008 = 12252 (kG) = 12,252 (T ) > 7,63 (T) VËy cÊu kiÖn bè trÝ cèt thÐp ®· tÝnh to¸n lµ hoµn toµn ®ñ bÒn. §Ó liªn kÕt c¸c cèt däc chÞu lùc th× ta ph¶i ®Æt thªm c¸c thanh thÐp cÊu t¹o. ë ®©y ta chän thÐp cÊu t¹o lµ thÐp f16 cã Fct= 2,01 cm2 vµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c thanh thÐp cÊu t¹o lµ 250 mm. Chän cèt ®ai lµ thÐp f8 (d® > dmax/4 = 7,5 mm) cã Fc® = 0,503 (cm2) vµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cèt ®ai lµ 500 mm. 12 32 200 300 30 30 II.4. Hé chiÕu chèng lß H×nh 2.7: S¬ ®å ®Æt cèt thÐp trªn mÆt c¾t däc Tû lÖ: 1:5 H×nh 2.8: S¬ ®å bè trÝ cèt thÐp trªn mÆt c¾t ngang Tû lÖ: 1:25 B¶ng kª vËt liÖu ®Ó chÕ t¹o vá chèng cho 1m dµi ®­êng lß: ThÐp f30 (m) ThÐp f12 (m) Cèt ®ai f8 (m) Cèt cÊu t¹o f16(m) Bª t«ng (m3) 789 876,3 586,5 1380 50 ChươngIII Quy trình công nghệ đào lò III.1. Chän s¬ ®å thi c«ng vµ ph­¬ng ph¸p ®µo ph¸ ®Êt ®¸ phÇn cửa lò III.1.1.Lựa chän s¬ ®å thi c«ng Việc lựa chän s¬ ®å thi c«ng cho đường lò có ý nghĩa rất quan trọng. Sơ đồ thi công hợp lý sẽ đẩy nhanh tốc độ đào lò, qua đó sẽ giảm được giá thành đào lò. Việc lựa chän s¬ ®å thi c«ng dựa trên các đặc điểm sau: +Kích thước tiết diện ngang đường lò, chiều dài đường lò và đảm bảo an toàn lao động. +Điều kiện địa chất , địa chất thủy văn xung quanh đường lò. Dựa vào những đặc điểm nêu trên em chọn sơ đồ thi công nối tiếp cho chiều dài đoạn cửa lò ( công tác đào và chống cố định được thưc hiện trên cùng một chu kỳ). III.1.2.Ph­¬ng ph¸p ®µo ph¸ ®Êt ®¸ Sử dụng phương pháp khoan nổ min để phá vỡ đất đá III.2. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè khoan næ m×n 1. Lo¹i thuèc næ vµ ph­¬ng tiÖn næ. V× má ®ang ®µo lµ má h¹ng III vÒ khÝ vµ bôi næ nªn ta ph¶i sö dông lo¹i thuèc næ an toµn vÒ khÝ vµ bôi næ. Ta chän lo¹i thuèc næ AH-1 do c«ng ty ho¸ chÊt má s¶n xuÊt víi ®Æc tÝnh kü thuËt nh­ sau: B¶ng 3.1: §Æc tÝnh kü thuËt cña thuèc næ AH-1. STT ChØ tiªu kü thuËt §¬n vÞ Th«ng sè 1 Kh¶ n¨ng c«ng næ, Ps cm3 250¸260 2 Søc c«ng ph¸, W mm 10 3 MËt ®é thuèc næ,g g/cm3 0,95¸1,1 4 §­êng kÝnh thái thuèc, dt mm 36 5 ChiÒu dµi thái thuèc,lt mm 200 6 Träng l­îng mét thái thuèc,Gt kg 0,2 - Ph­¬ng tiÖn næ: Ta chän ph­¬ng tiÖn næ lµ kÝp næ ®iÖn vi sai, an toµn: EDKZ cña Liªn X« cò s¶n xuÊt, sè hiÖu cña kÝp næ lµ 1, 2, 3 t­¬ng øng bè trÝ cho c¸c nhãm lç t¹o r¹ch, ph¸, biªn. §Æc tÝnh cña kÝp næ nh­ sau: B¶ng 3.2. §Æc tÝnh kÝp næ EDKZ-PM25 nh­ sau: Sè kÝp næ Thêi gian chËm næ(ms) §iÖn trë kÝp (W) §­êng kÝnh ngoµi cña kÝp(mm) ChiÒu dµi kÝp(mm) Dßng ®iÖn an toµn (A) Dßng ®iÖn g©y næ,(A) 1 25 2¸4,2 7,6 72 0,18 1,2 2 50 2¸4,2 7,6 72 0,18 1,2 3 75 2¸4,2 7,6 72 0,18 1,2 §Ó næ m×n ta dïng m¸y næ m×n cña Liªn X« cò m· hiÖu KVP-1/100m. §Æc tÝnh kü thuËt nh­ sau: B¶ng 3.3. §Æc tÝnh kü thuËt cña m¸y næ m×n KVP-1/100m 1 Nguån n¹p §¬n vÞ ¾c quy 2 §iÖn thÕ V 650 3 Sè l­îng kÝp næ ®ång thêi max C¸i 100 4 §iÖn trë lín nhÊt W 380 5 Träng l­îng m¸y kg 2 2. TÝnh l­îng thuèc næ ®¬n vÞ ,(q) S¬ bé ta chän tÝnh chØ tiªu thuèc næ ®¬n vÞ (q) theo c«ng thøc cña gi¸o s­ M.N Parovski q= q1.f1.v.e.k® , kg/m3 (3-1) Trong ®ã: q1 _ l­îng thuèc næ tiªu chuÈn (kg/m3) tÝnh gÇn ®óng ta cã: q1= 0,1.f = 0,1.5 = 0,5 , kg/m3 f1 _ hÖ sè cÊu tróc cña ®Êt ®¸ trªn g­¬ng, ®¸ ph©n líp ®é bªn thay ®æi ta lÊy f1=1,3 e _ HÖ sè phô thuéc vµo kh¶ n¨ng c«ng næ e=380/Ps = 380/260 = 1,462 Trong ®ã: 380 _ kh¶ n¨ng c«ng næ cña thuèc næ ®inamit 62% Ps = 250¸260 : kh¶ n¨ng c«ng næ cña thuèc næ ®ang dïng (AH-1) v _ HÖ sè søc c¶n, víi g­¬ng cã 1 mÆt tù do ta cã: k® _ HÖ sè t­¬ng quan gi÷a ®­êng kÝnh thái thuèc vµ ®­êng kÝnh lç khoan; k®=1 Thay sè vµo c«ng thøc (3-1) ta ®­îc: q= 0,5.1,3.1,84.1,462.1= 1,75 (kg/m3) 3. §­êng kÝnh lç khoan (dk) dk=db +(4¸8) (mm) trong ®ã: dk: ®­êng kÝnh lç khoan, mm db: ®­êng kÝnh bao thuèc, mm (4¸8) kho¶ng hë cho phÐp ®Ó dÔ dµng n¹p thuèc dk= 36 + 6 = 42 (mm) 4. Sè lç m×n trªn g­¬ng (N) Theo gi¸o s­ M.N. Pacrovski th× sè lç m×n trªn g­¬ng x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (lç) (3-2) Trong ®ã: q _ chØ tiªu thuèc næ ®¬n vÞ g _ träng l­îng thuèc n¹p trªn 1m dµi lç khoan g= 0,785.D.a.kn.db2 db _ ®­êng kÝnh thái thuèc, db =36 (mm) D _ mËt ®é thuèc trong thái, D = 1,1 (g/ cm3) = 1100 (kg/m3) a _ hÖ sè n¹p thuèc, víi má h¹ng III vÒ khÝ vµ bôi næ chän a = 0,6 kn _ hÖ sè nÐn chÆt thuèc næ trong lç m×n, kn = 0,95 g = 0,785. 1100. 0,6. 0,95. 0,0362 = 0,64 (kg/m) Thay vµo (3-2) ta ®­îc: ( lç) - Sè lç m×n biªn: (Nb) (lç) (3-3) Trong ®ã: C _ hÖ sè phô thuéc vµo h×nh d¹ng ®­êng lß, h×nh vßm C=3,86 Bt _ chiÒu réng ®­êng lß khi ®µo, Bt= 3,85 (m) b _ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç m×n biªn, khi næ m×n vi sai b = 0, 5 (m) Thay sè vµo c«ng thøc (3-3) ta cã: (lç) - Sè lç m×n r¹ch ph¸(Nr,p) Nr,p= N-Nb= 38 - 20 = 18 (lç) Ta chän sè lç m×n r¹ch lµ 5 vµ sè lç m×n ph¸ lµ 13 lç 5. ChiÒu s©u lç m×n (l) ChiÒu s©u lç m×n tÝnh to¸n sao cho cã thÓ sö dông tèi ®a c«ng suÊt cña m¸y mãc thiÕt bÞ, ®¶m b¶o kü thuËt trong c¸c ®iÒu kiÖn má ®Þa ch©t kh¸c nhau. Trªn thùc tÕ ta thÊy r»ng chiÒu s©u lç m×n (l) lµ hµm cña thêi gian (Tck): l=f(Tck) ChiÒu s©u lç m×n ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (m) (3-4) Trong ®ã: Tck _thêi gian lµm viÖc cña mét chu kú lµm viÖc, Tck = 8 (giê) N_ sè lç m×n trªn g­¬ng, N=38 lỗ t _ thêi gian mét ng­êi n¹p 1 lç, t = 0,06 (giê) jn _ hÖ sè lµm viÖc ®ång thêi khi n¹p, jn=0.8 nn _ sè ng­êi tham gia n¹p m×n: n=4 t3 _ thêi gian næ m×n th«ng giã vµ ®­a g­¬ng vµo tr¹ng th¸i an toµn. t3 = 0,5 (h) t6 _ thêi gian chuÈn kÕt, t6 = 0,5 (h) nk,nx _ sè m¸y khoan, m¸y xóc lµm viÖc trªn g­¬ng nk=2; nx=1 vk _ tèc ®é lµm viÖc cña m¸y khoan, vk = 0,3 (m/ph) px _ n¨ng suÊt xóc thùc tÕ cña m¸y xóc, px = 10 (m3/h) kr _ hÖ sè t¬i dêi cña ®Êt ®¸ sau khi næ m×n, víi ®Êt ®¸ cã f = 5 ta cã: kr = 2 L _ b­íc chèng t¹m, L = 0,7 (m) nc _ Sè ng­êi tham gia chèng lß, nc= 3; ng­êi Hc _ ®Þnh møc chèng cña mçi ng­êi, Hc=1,5; v×/ng­êi h _ hÖ sè sö dông lç m×n, h = 0,85 m _ hÖ sè thõa tiÕt diÖn; m = 1,05 Thay sè vµo c«ng thøc (3-4) ta cã: ChiÒu s©u lç m×n cña tõng nhãm nh­ sau: - Víi nhãm lç t¹o r¹ch: C¸c lç t¹o r¹ch khoan nghiªng75o so víi mÆt ph¼ng g­¬ng lß vµ khoan s©u thªm c¸c lç khoan kh¸c 0,15 m: - Víi nhãm lç ph¸: LÊy lf = l=2,1(m) - C¸c lç biªn: c¸c lç biªn khoan nghiªng 850 so víi mÆt ph¼ng g­¬ng lß: Lb=2,1(m) 6. TÝnh to¸n l­îng thuèc næ - Chi phÝ thuèc næ cho mét chu k× ®µo (Q) Q = q.Sd.l = 1,75.12,45.2,1 = 45 (Kg) - Träng l­îng thuèc næ trung b×nh trªn lç khoan(qtb): - Träng l­îng thuèc næ s¬ bé cho mçi lç khoan trong tõng nhãm lµ: Nhãm t¹o r¹ch l­îng n¹p lÊy t¨ng 20%: qr =1,2.1,2 = 1,2.1,2 = 1,45 (kg) Nhãm lç ph¸: qf = qtb = 1,2 (kg) Nhãm lç biªn gi¶m 10%: qb = 0,9.qtb = 0,9.1,2 = 1,08 (kg) - Sè l­îng thái thuèc n¹p trong mçi lç m×n cña tõng nhãm(khi träng l­îng cña gãi thuèc G = 0,2 (kg): Cho lç t¹o r¹ch: (thái) Cho lç ph¸: (thái) Cho lç biªn: (thái) - Chi phÝ thuèc næ thùc tÕ cho mét chu kú ®µo lß: Qt=G(nr.Nr+nf.Nf+nb.Nb) =0,2.(7,5.5 + 6.13 + 5,5.20) » 46 (kg) Qt » Q ( tho¶ m·n) - KiÓm tra l¹i chiÒu dµi lç khoan dïng cho n¹p bua. (Khi chiÒu dµi cña mét thái thuèc = 0,2 m ) Víi lç t¹o r¹ch: Ln=lr- nr.lth=2,32 – 7,25.0,2 = 0,87 (m) Víi lç ph¸ Ln=lf- nf.lth=2,1 - 6.0,2 = 0,9 (m) Víi lç t¹o biªn Ln=lb- nf.lth=2,1- 5,4.0,2 = 1,02 (m) Ta thÊy chiÒu dµi n¹p bua cña tÊt c¶ c¸c lç khoan ®Òu tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: chiÒu dµi n¹p bua kh«ng nhá h¬n 1/3 chiÒu s©u cña lç m×n. Do ®ã c¸c lç m×n ®¶m b¶o an toµn khi næ 7. Chän s¬ ®å ®Êu kÝp Ta chän s¬ ®å ®Êu kÝp nèi tiÕp v× s¬ ®å nµy ®¬n gi¶n. Khi ®ã dßng ®iÖn trong m¹ch chÝnh b»ng c­êng ®é trong d©y kÝp. Tøc lµ: Trong ®ã: U _ hiÖu ®iÖn thÕ , V r _ §iÖn trë suÊt cña d©y ®ång, r =17500, Wm L _ chiÒu dµi d©y dÉn chÝnh, l =200m S _ tiÕt diÖn ngang d©y dÉn, chän lo¹i cã S = 0,75, mm2 N _ sè kÝp næ, lÊy b»ng sè lç m×n, n = 38, kÝp r _®iÖn trë cña mét kÝp, r = 3, W VËy I = 5,47A > 1A(dßng diÖn ®¶m b¶o næ )®Tho¶ m·n quy ph¹m an toµn vÒ dßng ®iÖn khëi næ. 8. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç m×n trªn g­¬ng Kho¶ng c¸ch tõ miÖng lç khoan t¹o biªn tíi biªn thiÕt kÕ ab = lb.cos850 = 2,1. 0,087 = 0,19 (m) Kho¶ng c¸ch tõ miÖng c¸c lç t¹o r¹ch tíi trôc ®­êng lß. ar = lr.cos750 + b/2 = 2,32. 0,258 + 0,1/2 = 0,65 (m) b=0,1(m) _ kho¶ng c¸ch gi÷a 2 ®¸y lç khoan t¹o r¹ch C¸c lç khoan ph¸ bè trÝ ë kho¶ng gi÷a c¸c lç t¹o r¹ch vµ lç khoan biªn. Kho¶ng c¸ch tõ lç ph¸ tíi lç biªn vµ lç t¹o r¹ch lµ: 9. C¸c chØ tiªu khoan næ m×n - TiÕn ®é g­¬ng sau mét chu kú ®µo L1 = h.l = 0,85. 2,1 =1,785 (m) - Khèi l­îng ®Êt ®¸ ®µo ra trong mét chu kú lµ: V = S®.h.l = 12,45. 1,785 = 22,22 (m3) - Chi phÝ thuèc næ cho 1m ®­êng lß q2 q2 = 45/1,785 = 25,2 (kg) - Chi phÝ kÝp ®iÖn cho 1m ®­êng lß 38/1,785 = 21,3 (c¸i) - Sè mÐt khoan trong 1 chu kú ®µo Vk= 2,32.6 + 2,1.12 + 2,1.20 = 81,12 (m) - Sè l­îng mÐt khoan cho mét mÐt ®­êng lß. 81,12 : 1,785 = 45,45 (m) 10. Hé chiÕu khoan næ m×n a. B¶ng lý lÞch lç m×n B¶ng 3.4: B¶ng ®Æc tÝnh lç m×n Thø tù lç m×n ChiÒu s©u lç m×n(m) L­îng thuèc n¹p cho 1 lç(kg) Gãc nghiªng lç (®é ) ChiÒu dµi n¹p bua HÖ sè n¹p Thø tù næ ChiÕu b»ng ChiÕu c¹nh 1-5 2,32 1,45 75 90 0,87 0,65 1 6-18 2,1 1,2 90 90 0,9 0,67 2 19-38 2,1 1,08 85 85¸90 1,02 0,53 3 b. KÕt cÊu lç m×n H×nh3.1: S¬ ®å bè trÝ lç m×n Tû lÖ: 1:10 H×nh3.2: S¬ ®å bè trÝ lç m×n Tû lÖ: 1:50 III.3. Th«ng giã vµ ®­a g­¬ng vµo tr¹ng th¸i an toµn III.3.1.Chọn máy khoan Má h¹ng III vÒ khÝ bôi næ v× vËy ta lùa chän m¸y khoan ch¹y b»ng n¨ng l­îng khÝ nÐn. Víi ®iÒu kiÖn ho¹t ®éng trong kh«ng gian chËt hÑp nªn ta kh«ng thÓ bè trÝ c¸c lo¹i m¸y khoan lín mµ sö dông lo¹i m¸y khoan cÇm tay gän nhÑ vµ di chuyÓn mét c¸ch dÔ dµng. B¶ng 3-5: C¸c chØ tiªu kü thuËt cña m¸y khoan PR-18LU ChØ tiªu PR-18LU Sè lÇn ®Ëp cña pitston/phót 2300-2600 N¨ng l­îng ®Ëp, kG.m 4 M« men xo¾n, kG.cm 120 §­êng kÝnh pitston, mm 70 Hµnh tr×nh pitston 40 ChiÒu s©u lç khoan, m 3 Tiªu hao khÝ nÐn kh«ng lín h¬n, m/phót 2,8 §­êng kÝnh cña èng mÒm dÉn khÝ nÐn, mm 25 §­êng kÝnh trong cña èng mÒm dÉn n­íc, mm 12 §­êng kÝnh ®u«i cÇn, mm 22 ChiÒu dµi phÇn ®u«i cña m¸y, mm - ChiÒu dµi bóa khoan, mm 715 Träng l­îng bóa khoan, kg 28 Ph­¬ng ph¸p röa mïn Röa räc trôc §Ó dÔ dµng cho c«ng t¸c khoan ta chän gi¸ ®ì m¸y khoan P-17LK B¶ng 3-6: §Æc tÝnh kü thuËt gi¸ ®ì m¸y khoan P-17LK Th«ng sè c¬ b¶n P-17LK ChiÒu cao dÞch chuyÓn - nÐn vµo 1230 - kÐo ra 2030 Hµnh tr×nh cña cÇn ®Èy, mm 800 §­êng kÝnh xi lanh, mm - Lùc n©ng øng víi ¸p lùc khÝ nÐn 5kG/cm2, kG 140 Träng l­îng, kg 15 Lo¹i m¸y khoan g¾n trªn gi¸ ®ì PR-18LU III.3.2. S¬ ®å th«ng giã Mặc dù là mỏ có hạng III về khí nổ và bụi nổ, song do công trình là đường lò xuyên vỉa chính, đào lò độc đạo do đó chọn sơ đồ thông gió đẩy, sử dụng ống gió mềm (làm bằng vải cao su ) III.3.3. TÝnh k­îng giã cÇn thiÕt ®­a vµo g­¬ng + Theo l­îng khÝ ®éc, khÝ næ: (m3/phót) (3-5) Trong ®ã: lk _ l­îng khÝ lín nhÊt sinh ra t¹i g­¬ng lß: (m3/phót) (3-6) ko _ hÖ sè ¶nh h­ëng cña chiÒu dµi ®­êng lß. ko = 50% lo _ l­îng khÝ xuÊt ra ë g­¬ng lß, má h¹ng III có lo = 1 m3/phót V_ l­îng ®¸ næ ra sau mét chu kú: V = S®.l.h.m = 12,45.2,1.0,85.1,05 = 23,33 (m3) Thay sè vµo c«ng thøc (3-6) ta ®­îc: (m3/phót) d _ nång ®é khÝ ®éc h¹i cho phÐp, d = 0,5% < 1% (khÝ CH4) do _ nång ®é khÝ ®éc h¹i cho phÐp trong kh«ng khÝ ®­a vµo lß, do = 0% Thay sè vµo c«ng thøc (3-5) ta ®­îc: (m3/phót) + Theo ®iÒu kiÖn sè ng­êi lµm viÖc lín nhÊt t¹i g­¬ng: Qng = 6.n.k (m3/phót) (3-7) Trong ®ã: n _ sè ng­êi lµm viÖc ®ång thêi lín nhÊt, n = 12 ng­êi k _ hÖ sè dù tr÷, k = 1,5 Thay sè vµo c«ng thøc (3-7) ta ®­îc: Qng = 6.12.1,5 = 108 (m3/phót) + Theo l­îng thuèc næ ®ång thêi lín nhÊt: (m3/phót) (3-8) Trong ®ã: Ssd _ diÖn tÝch sö dông, Ssd = 3,25.1,875 + 3,14.1,6252.0,5 = 10,24 (m2) t _ thêi gian th«ng giã, t = 30 phót qtn _ chi phÝ thuèc næ cho 1 m2 g­¬ng ®µo, kg qtn = Q/S® = q.l = 1,75.2,1 = 3,15 (kg) Thay sè vµo c«ng (3-8) thøc ta ®­îc: (m3/phót) Nh­ vËy l­îng khÝ cÇn ph¶i ®­a vµo th«ng giã lµ: Qg = Qmax = Qk = 486 (m3/phót) + KiÓm tra tèc ®é giã: vg = Qg/Ssd = 486/10,24.60 = 0,79 (m/s) §èi víi má h¹ng III vÒ khÝ bôi næ th× tèc ®é giã tèi thiÓu trong ®­êng lß lµ: vmin = 0,6 (m/s) < vg tho¶ m·n. III.3.4. Chän èng giã, tÝnh n¨ng suÊt vµ h¹ ¸p qu¹t + Chän èng giã §Ó phôc vô cho c«ng t¸c ®µo th× ta nªn chän lo¹i èng giã mÒm. + §­êng kÝnh èng giã: d« = 0,6 (m) + ChiÒu dµi mçi ®o¹n èng: l« = 10 (m) + TÝnh n¨ng suÊt qu¹t: Qq = p.Qg (m3/phót) (3-9) Trong ®ã: p _ hÖ sè tæn thÊt giã qua ®­êng èng (3-10) Trong ®ã: k _ hÖ sè nèi chÆt ®­êng èng, mèi nèi xÊu k = 0,003 do _ ®­êng kÝnh èng giã, do = 0,6 m L _ chiÒu dµi ®­êng lß, L = 200 m ld _ chiÒu dµi mét ®o¹n èng, ld = 10 m R_ søc c¶n khÝ ®«ng häc cña ®­êng èng (3-11) a _ hÖ sè søc c¶n khÝ ®éng häc, a = 0,00045 dq _ ®­êng kÝnh cña qu¹t, dq = 0,6 m Thay sè vµo c«ng thøc (3-11) ta ®­îc: Thay sè vµo c«ng thøc (3-10) ta ®­îc: Thay sè vµo c«ng (3-9) thøc ta cã: Qq = 1,06.486 = 515 (m3/phót) + TÝnh h¹ ¸p qu¹t hq = ht + h® (mmH20) (3-12) Trong ®ã: ht _ h¹ ¸p tÜnh ht = R.Qq.Qg = 7,52.486.486/602 = 493 (mmH20) h® _ h¹ ¸p ®éng (3-13) Trong ®ã: v _ tèc ®é giã tho¸t khái èng v = Qg/S« = 486/3,14.0,62.60 = 7,16 (m/s) gk _ träng l­îng riªng cña kh«ng khÝ, gk = 1,2 kg/m3 g _ gia tèc trong tr­êng, g = 9,81 m/s2 Thay sè vµo c«ng thøc (3-13) ta cã: (mmH20) Thay sè vµo (3-12) hq = 4 93+ 3,1 = 496,1 (mmH20) Chän lo¹i qu¹t ly tâm VS - 7*. C¸c ®Æc tÝnh cho trong b¶ng 3.6 B¶ng 3.6: §Æc tÝnh kü thuËt cña qu¹t côc bé VS - 7* C¸c chØ tiªu Qu¹t VMP-6 §­êng kÝnh b¸nh c«ng t¸c (mm) 700 Tèc ®é quay (vßng/phót) 2975 N¨ng suÊt cùc tiÓu (m3/phót) 60 N¨ng suÊt cùc ®¹i (m3/phót) 510 ¸p lùc cùc tiÓu (mmH20) 100 ¸p lùc cùc ®¹i (mmH20) 970 HÖ sè hiÖu dông cña qu¹t 0,83 C«ng suÊt ®éng c¬ qu¹t kW 75 ¸p lùc khÝ nÐn kG/cm2 - Tiªu hao khÝ nÐn khi ¸p lùc khÝ nÐn p = 5 at m3/phót - III.3.5. §­a g­¬ng vµo tr¹ng th¸i an toµn Sau khi næ m×n g­¬ng lß ®­îc th«ng giã tÝch cùc trong 30 phót. Th× ta tiÕn hµnh ®­a g­¬ng vµo tr¹ng th¸i an toµn. tr­íc hÕt ®éi tr­ëng c¸n bé kü thuËt vµ thî næ m×n cïng nhau vµo g­¬ng quan s¸t vµ ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ næ m×n, ph¸t hiÖn vµ sö lý m×n c©m nÕu cã. Ngoµi ra ta ph¶i tiÕn hµnh kiÓm tra ®¸nh gi¸ t×nh tr¹ng ®Êt ®¸ ë nãc, h«ng, g­¬ng lß. C¸c t¶ng ®¸ om, ®¸ treo, ®¸ mái ph¶i ®­îc chäc xuèng hÕt. C¸c viªn ®¸ trªn kÕt cÊu chèng ph¶i ®­îc g¹t xuèng. C¸c v× chèng dÇn g­¬ng bÞ x« ®æ do næ m×n ph¶i ®­îc kÝch ®Èy trë l¹i vÞ trÝ ban ®Çu. chØ khi hoµn thµnh c¸c c«ng t¸c trªn g­¬ng lß míi ®­îc coi lµ an toµn cµ míi ®­îc chÝnh thøc ®­a thî vµo lµm viÖc ë g­¬ng lß. III.4. Xóc bèc vµ vËn chuyÓn III.4.1. Chän m¸y xóc Víi diÖn tÝch ®µo lµ S® = 8,03 m2 < 12 m2 nªn chän lo¹i m¸y xóc gµu quay lật đổ kết hợp với băng tải đuôi 1PP – 5 do Liên Xô cũ sản xuấtl B¶ng 4.1: §Æc tÝnh kü thuËt cña m¸y xóc 1PP – 5 Stt C¸c chØ sè Lượng 1 N¨ng suÊt, m3/phót 1,25 2 Dung tÝch gÇu, m3 0,32 3 C¸c kÝch th­íc chÝnh, mm 7435´1400´1650 4 DiÖn xóc bèc(F), m 4 5 Sè ®éng c¬ khÝ nÐn 2 6 C«ng suÊt ®éng c¬, m· lùc 21,5 7 Cì ®­êng xe, mm 600 ; 900 8 Cì ®¸ lín nhÊt, mm 400 9 DiÖn tÝch tiÕt diÖn ®µo, m2 >7,5 10 Träng l­îng, tÊn 9 III.4.2. Tæ chøc xóc bèc vµ tÝnh n¨ng suÊt thùc tÕ m¸y xóc Sau khi th«ng giã tÝch cùc trong vßng kho¶ng 30 phót vµ ®­a g­¬ng vµo tr¹ng th¸i an toµn xong .Máy xúc được đưa đến vị trí công tác và tiến hành xúc bốc. Chất lượng công tác tổ chức xúc bốc vận chuyển trong khu vực gần gương lò là một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn đến năng suất của thiết bị xúc bốc đất đá. Bởi vậy cung cấp đủ goòng không tải cho máy xúc nhằm rút ngắn thời gian ngưng trệ máy. Với chiều rộng là 3,65 m, và đường lò 2 đường xe , đường 1 chiều, sử dụng sơ đồ vận tải và trao đổi goòng là sơ đồ dùng loại ghi di động đối xứng. TÝnh n¨ng suÊt thùc tÕ cña m¸y xóc: Trong ®ã: t _ thêi gian cña mét chu kú xóc, t = 0,25 phót j _ hÖ sè kÓ ®Õn sù ng­ng nghØ trong khi xóc bèc, j = 1,1 k0 _ hÖ sè t¬i rêi cña ®Êt ®¸ khi næ m×n, ko = 2 kr _ hÖ sè rêi cña ®¸ phô thuéc qu¸ tr×nh xóc, kr = 1,1 a _ phÇn ®Êt ®¸ bÞ v¨ng ra sau khi næ m×n, a = 15% tc _ thêi gian mét chu kú xóc ®¸ v¨ng, tc = 0,33 phót jg _ hÖ sè chøa ®Çy gÇu, jg= 0,75 b _ phÇn ®Êt ®¸ ph¶i xóc thñ c«ng, b = 10%. tn _ thêi gian ngõng nghØ chê trao ®æi vt _ thÓ tÝch goòng vt = 1,6 m3 V_ thÓ tÝch ®Êt ®¸ næ ra cña mét chu kú ®µo, V= 23,79 m3 q _ dung tÝch gµu, q= 0,32 m3 P _ chi phÝ nh©n lùc dµnh cho hãt, rän vµ bèc ®¸ v¨ng xa P= 60 ng­êi. phót n =3 sè ng­êi tham gia hãt rän ®Êt ®¸ vµo gÇn g­¬ng wv _ hÖ sè chÊt ®Çy goßng, wv = 0,85 III.5. C«ng t¸c chèng gi÷ III.5.1. Chèng t¹m Chèng t¹m b»ng c¸c thanh thÐp h×nh lßng m¸ng l¾p lÉn. Trªn ®o¹n nãc ®­îc uèn cong theo h×nh d¹ng cña vßm víi b­íc chèng 0,7m. Chó ý viÖc chèng t¹m cho ®o¹n lß b¾t mÐp v× lý do chèng sôt lë ®Êt ®¸ nãc do vÞ trÝ b¾t mÐp n»m gÇn mÆt ®Êt cho nªn viÖc chèng t¹m ph¶i chèng liÒn v× ®¶m b¶o æn ®Þnh cho ®­êng lß. III.5.2. Chèng cè ®Þnh - S¬ ®µo lµ nèi tiÕp toµn phÇn cho nªn c«ng t¸c chèng cè ®Þnh ®­îc thùc hiÖn khi c¸c c«ng t¸c ®µo chèng t¹m ®­îc thùc hiÖn xong trªn suèt chiÒu dµi cña cửa lò - Tr­íc khi chèng cè ®Þnh th× ta ph¶i th¸o c¸c khung chèng t¹m ra (nếu có thể tháo ra được ), nếu không ta giữ lại làm cốt cứng khi đổ vỏ chống cố định bằng bêtông cốt thép - §µo mãng c¶ hai bªn ®æ lu«n bª t«ng mãng vµ ®­a cèt thÐp vµo mãng tr­íc khi ®æ ®Ó b¶o ®¶m tÝnh g¾n kÕt råi dùng v¸n khu«n cña phÇn t­êng ®Æt cèt thÐp cho t­êng dùng v¸n khu«n vµ ®æ bª t«ng cho phÇn t­êng. Khi t­êng ®· cøng th× ®Æt v¸n khu«n vµ cèt thÐp ®æ nèt phÇn vßm. - Khi ®æ bª t«ng th× ®æ c¶ vµo hai bªn, chiÒu dµy mçi líp ®æ 40 cm. V¸n khu«n sö dông ë ®©y lµ v¸n khu«n l¾p ghÐp b»ng gç víi cÊu t¹o nh­ sau: + Cét vµ dÇm cã kÝch th­íc (20320)cm + Vßm 3 líp gç dµy 5 cm ®­îc èp víi nhau + Cét t¨ng lùc ®­êng kÝnh 15 cm + Líp v¸n l¸t bªn ngoµi H×nh 3.5: CÊu t¹o v¸n khu«n l¾p ghÐp TûlÖ:1:50 Chương 4 Tæ chøc thi c«ng IV.1. Tæ chøc chu kú ®µo lß IV.1.1. X¸c ®Þnh khèi l­îng c¸c c«ng viÖc trong mét chu k× - Khèi l­îng c«ng t¸c khoan (tæng chiÒu dµi c¸c lç m×n) Vk =N.l=38.2,1= 79,8 (m) - Khèi l­îng c«ng t¸c xóc bèc Vxb= S®.η.l.m.ko=12,45.0,85.2,1.1,05.2 = 46,67 (m3) - Khèi l­îng c«ng t¸c chèng t¹m: Vct = 1,785/0,7 = 2,55 (v×) - Khèi l­îng c«ng viÖc ®Æt ®­êng xe t¹m thêi lÊy b»ng mét chu kú Vr = l.h = 2,1.0,85 = 1,785 (m) - Khèi l­îng treo vµ nèi dµi ®­êng èng V« = 1,785 (m) IV.1.2. Sè ng­êi - ca cÇn thiÕt ®Ó hoµn thµnh c¸c c«ng viÖc Sè ng­êi cÇn thiÕt ®Ó hoµn thµnh tõng c«ng viÖc trong mét ca lµ (ng­êi/ca) Trong ®ã: Vi _ khèi l­îng c«ng viÖc thø i Hi _ ®Þnh møc c«ng viÖc thø i B¶ng 4-1: Sè ng­êi ca hoµn thµnh c¸c c«ng viÖc Stt Tªn c«ng viÖc §¬n vÞ Khèi l­îng §Þnh møc Sè ng­êi - ca 1 Khoan m 79,8 30 2,6 2 Xóc bèc m3 46,67 20 2,3 3 Chèng t¹m v× 2,55 2 1,275 4 §Æt ®­êng ray m 1,785 5 0,375 5 Treo ®­êng èng m 1, 785 10 0,1785 5 Tæng 6,73 Ta chän sè ng­êi cÇn thiÕt cho mét ca lµ 8 ng­êi/ca VËy hÖ sè v­ît møc lµ: Ta chän thêi gian mét chu k× b»ng thêi gian mét ca Tck = Tca = 8 (giê) Sè ng­êi lµm viÖc trong mét ca b»ng sè ng­êi lµm viÖc trong mét chu k× Nca = Nck = 8 (ng­êi/ca) LËp ®éi thî tæng hîp 3 ca c«ng t¸c trong mét ngµy ®ªm, mçi ca 8 ng­êi hoµn thµnh mét chu kú. Tæng sè ng­êi trong ®éi thî: N®éi = 8.3 = 24 (ng­êi) IV.1.3. Thêi gian cÇn thiÕt ®Ó hoµn thµnh c«ng viÖc trong mét chu k× Trong qu¸ tr×nh thi c«ng ph¶i cã thêi gian ngõng nghØ v× lÝ do kÜ thuËt nh­ thêi gian th«ng giã, n¹p næ … + Thêi gian n¹p næ vµ th«ng giã tÝch cùc: 30 + 30 = 60 (phót) = 1 (h) + Thêi gian giao ca vµ nhËn ca: 2.15 = 30 (phót) = 0,5 (h) V× vËy khi tÝnh to¸n ta ph¶i kÓ ®Õn hÖ sè ¶nh h­ëng cña thêi gian ngõng nghØ - Thêi gian hoµn thµnh c«ng viÖc trong mét chu k× ®­¬c tÝnh theo c«ng thøc Trong ®ã: ni _ sè ng­êi - ca hoµn thµnh c«ng viÖc thø i nic _ sè ng­êi lµm viÖc hoµn thµnh c«ng viÖc thø i α _ hÖ sè thêi gian ngõng nghØ k _ hÖ sè v­ît møc (k =1,12) Thêi gian hoµn thµnh c¸c c«ng viÖc thÓ hiÖn ë b¶ng 4-2 B¶ng 4-2: Thêi gian ®Ó hoµn thµnh c¸c c«ng viÖc trong mét chu kú STT Tõng c«ng viÖc §¬n vÞ Khèi l­îng §Þnh møc Sè ng­êi-ca a Tca(h) Sè ng­êi trong ca Thêi gian (h) 1 Khoan m 79,8 30 2,6 0,8125 8 6 2,5 2 Xóc bèc m3 46,67 20 2,3 0,8125 8 6 2,2 3 Chèng t¹m v× 2,55 2 1,275 0,8125 8 6 1,8 4 §Æt ®­êng xe m 1,785 5 0,375 0,8125 8 6 1 5 Treo ®­êng èng m 1, 785 10 0,1785 0,8125 8 6 0,5 6 Tæng 6,73 8 B¶ng 4-3: BiÓu ®å tæ chøc chu kú ®µo IV.2. TÝnh c¸c chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt ®µo lß B¶ng 4-4: C¸c chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt ®µo lß Stt Tªn chØ tiªu M· hiÖu/®¬n vÞ Sè l­îng 1 Lo¹i ®­êng lß Lò bằng 1 2 ChiÒu dµi ®­êng lß m 200 3 DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang khi ®µo m2 12,45 4 KÕt cÊu chèng (cè ®Þnh) Bª t«ng 5 KÕt cÊu chèng t¹m thÐp lßng m¸ng 6 Lo¹i thuèc næ AH-1 7 Lo¹i m¸y khoan PR-18LU 3 8 Sè lç m×n Lç 38 9 Sè kÝp vi sai C¸i 38 10 L­îng n¹p trung b×nh mçi lç kg 1,2 11 L­îng n¹p tæng céng kg 46 12 L­îng ®¸ næ ra sau mét chu kú m3 46,67 13 Lo¹i qu¹t giã VS-7* 1 14 §­êng kÝnh èng giã mm 600 15 M¸y xóc 1PP-5 1 16 Goßng C¸i 7 17 Thêi gian xóc bèc ®Êt ®¸ h 2,2 18 Sè c«ng nh©n trong ®éi thî Ng­êi 6 19 H×nh thøc tæ chøc ®éi thî Toµn n¨ng 20 Thêi gian chu kú h 8 21 Tèc ®é ®µo b×nh qu©n m/ngµy 5,355 22 N¨ng suÊt ®µo trùc tiÕp m/ng-ca 0,8925 Tµi liÖu tham kh¶o 1. Gi¸o tr×nh C¬ së x©y dùng ngÇm trong má (T1+T2) NguyÔn V¨n QuyÓn – NguyÔn V¨n §­íc 2. C¬ häc c«ng tr×nh ngÇm NguyÔn Quang PhÝch 3. C«ng nghÖ x©y dùng c«ng tr×nh ngÇm T1 NguyÔn V¨n §­íc – Vâ Träng Hïng 4. Gi¸o tr×nh ph¸ vì ®Êt ®¸ b»ng ph­¬ng ph¸p khoan næ m×n Lª V¨n QuyÓn 5. Gi¸o tr×nh trôc t¶i má TrÇn Do·n Tr­êng – Vò ThÕ Sù 6. Gi¸o tr×nh vËn t¶i má §Æng TrÇn ViÖt 7. H­íng dÉn thiÕt kÕ CTN §Æng V¨n Qu©n Môc lôc Ch­¬ng I: Nh÷ng vÊn ®Ò chung I.1. Yªu cÇu thiÕt kÕ I.2. §iÒu kiÖn ®Þa chÊt khu vùc bè trÝ c«ng tr×nh I.3. X¸c ®Þnh mÆt c¾t ngang c«ng tr×nh I.4.B×nh ®å vµ tr¾c däc tuyÕn c«ng tr×nh I.5. C¸c bé phËn kh¸c cña c«ng tr×nh Ch­¬ng II: ¸p lùc ®Êt ®¸ vµ chèng gi÷ c«ng tr×nh ngÇm II.1. ¸p lùc ®Êt ®¸ lªn nãc, h«ng vµ nÒn c«ng tr×nh II.2. Chän vËt liÖu vµ kÕt cÊu chèng gi÷ c«ng tr×nh ngÇm II.3. X¸c ®Þnh néi lùc trong c¸c bé phËn vá chèng II.4. Hé chiÕu chèng lß Ch­¬ng III: Quy tr×nh c«ng nghÖ ®µo lß III.1. Chän s¬ ®å thi c«ng vµ ph­¬ng ph¸p ®µo ph¸ ®Êt ®¸ III.2. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè khoan næ III.3. Th«ng giã vµ ®­a g­¬ng vµo tr¹ng th¸i an toµn III.4. Xóc bèc vµ vËn chuyÓn III.5. C«ng t¸c chèng gi÷ III.6. C¸c c«ng t¸c phô Ch­¬ng IV: Tæ chøc thi c«ng IV.1. Tæ chøc chu kú ®µo lß IV.2. TÝnh c¸c chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt