Giáo trình Áp lực mỏ hầm lò: Phần 1

Giáo trình "Áp lực mỏ hầm lò" được biên soạn dựa trên đề cương môn học "Điều khiển áp lực mỏ" của ngành Khai thác Mỏ và ngành Khai thác Hầm lò đã được Bộ môn Khai thác Hầm lò thông qua. Giáo trình gồm có 6 chương và được chia thành 2 phần. Trong phần 1 sau đây sẽ giới thiệu đến bạn đọc các nội dung như: Khái niệm chung về áp lực mỏ, áp lực mỏ trong lò chợ dài khi khai thác các vỉa dốc thoải và dốc nghiêng. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Áp lực mỏ hầm lò: Phần 1 ®ç m¹nh phong, vò ®×nh tiÕn ¸p lùc má hÇm lß nhµ xuÊt b¶n abc abcd hµ néi - 2007 §ç M¹nh Phong, Vò §×nh TiÕn ¸p lùc má hÇm lß hµ néi - 2007 lêi nãi ®Çu Gi¸o tr×nh ¸p lùc má hÇm lß ®­îc biªn so¹n dùa trªn ®Ò c­¬ng m«n häc §iÒu khiÓn ¸p lùc má cña ngµnh Khai th¸c Má vµ ngµnh Khai th¸c HÇm lß ®· ®­îc Bé m«n Khai th¸c HÇm lß th«ng qua. Trong qu¸ tr×nh biªn so¹n, chóng t«i ®· tÝch cùc tham kh¶o nh÷ng kinh nghiÖm quý b¸u kinh qua h¬n hai m­¬i n¨m gi¶ng d¹y m«n häc nµy cña c¸c thµy gi¸o trong bé m«n Khai th¸c HÇm lß. Bªn c¹nh ®ã, chóng t«i còng tham kh¶o mét c¸ch chän läc mét sè gi¸o tr×nh t­¬ng øng cña n­íc ngoµi, ®ång thêi cè g¾ng cËp nhËt vµ giíi thiÖu c¸c kü thuËt vµ c«ng nghÖ tiªn tiÕn cña thÕ giíi, cã triÓn väng ¸p dông phï hîp víi c¸c ®iÒu kiÖn khai th¸c than hÇm lß ë ViÖt Nam hiÖn nay vµ trong t­¬ng lai gÇn. Gi¸o tr×nh nµy n»m trong chuçi c¸c m«n häc dïng ®Ó gi¶ng d¹y cho sinh viªn chÝnh ngµnh Khai th¸c Má vµ Khai th¸c HÇm lß, nh­ng còng cã thÓ lµ tµi liÖu tham kh¶o bæ Ých cho sinh viªn cña c¸c chuyªn ngµnh kh¸c cã quan t©m. Chóng t«i xin ch©n thµnh c¸m ¬n c¸c thÇy gi¸o cña Bé m«n Khai th¸c HÇm lß, ®Æc biÖt lµ GS. TSKH. Lª Nh­ Hïng vµ TS. Tr­¬ng §øc D­, nh÷ng ng­êi ®· dµnh nhiÒu thêi gian vµ t©m søc ®Ó gãp ý thiÕt thùc cho b¶n th¶o cña gi¸o tr×nh nµy. Dï sao, ®©y vÉn lµ lÇn xuÊt b¶n ®Çu tiªn, kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng khiÕm khuyÕt, chóng t«i mong nhËn ®­îc nh÷ng ý kiÕn ®ãng gãp h÷u Ých cña b¹n ®äc. Hµ Néi, ngµy 1 th¸ng 10 n¨m 2007 C¸c t¸c gi¶ 2 Ch­¬ng 1 kh¸i niÖm chung vÒ ¸p lùc má 1.1. ¸p lùc má ¸p lùc má lµ c¸c lùc trong ®¸ má xung quanh hÇm lß t¸c ®éng lªn v× chèng lß, khèi ®¸ nguyªn, trô than, khèi ®¸ chÌn... Träng lùc cña ®¸ má lµ nguyªn nh©n g©y ra ¸p lùc má. Trong qu¸ tr×nh khÊu than ë g­¬ng lß chî ®¸ v¸ch bÞ bãc lé vµ dÞch chuyÓn do träng l­îng cña nã vµ cña c¸c líp ®¸ kh¸c n»m trªn. Khi h¹ vâng, ®¸ v¸ch t¸ch líp, r¹n nøt vµ sËp ®æ. §iÒu ®ã sÏ lµm biÕn d¹ng v× chèng lß vµ g©y ra sù ph©n bè l¹i øng suÊt trong ®¸ má xung quanh hÇm lß. §Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn c«ng t¸c an toµn trong lß chî cÇn ph¶i l¾p dùng c¸c v× chèng lß vµ thùc hiÖn c¸c biÖn ph¸p ®iÒu khiÓn ¸p lùc má. V× chèng lß chî cã thÓ gi÷ ®¸ v¸ch kh«ng bÞ sËp ®æ chØ ë khu vùc gÇn g­¬ng than, n¬i v¸ch cña vØa vµ c¸c líp ®¸ n»m trªn ®­îc duy tr× chñ yÕu nhê c¸c lùc liªn kÕt víi c¸c líp ®¸ cßn æn ®Þnh trªn khèi than nguyªn. ë kho¶ng c¸ch vµi mÐt kÓ tõ g­¬ng lß tïy thuéc vµo c¸c tÝnh chÊt cña ®¸, c¸c lùc liªn kÕt ®ã bÞ suy gi¶m ®Õn møc v× chèng lß chî kh«ng cßn ®ñ t¸c dông. a b c H×nh 1. C¸c ph­¬ng ph¸p chèng gi÷ lß chî: a- V× chèng ®¬n vµ chÌn lß; b- V× chèng gÇn g­¬ng vµ v× chèng ph¸ háa khi ph¸ háa ®¸ v¸ch; c- V× chèng di ®éng c¬ khÝ hãa NÕu kho¶ng trèng ®· khai th¸c ®­îc chÌn lÊp toµn bé (h×nh 1-a) th× ¸p lùc má sÏ ®­îc khèi ®¸ chÌn tiÕp nhËn. NÕu ¸p dông ph­¬ng ph¸p khai th¸c víi ph¸ háa ®¸ v¸ch th× ë ®­êng biªn cña vïng sËp ®æ cÇn ph¶i thiÕt lËp v× chèng ph¸ háa (h×nh 1-b). V× chèng gÇn g­¬ng, v× chèng ph¸ háa vµ khèi ®¸ chÌn ®­îc dïng ®Ó tiÕp nhËn ¸p lùc má vµ b¶o vÖ kh«ng gian lß chî kh«ng bÞ sËp ®æ. HiÖn nay c¸c lo¹i v× chèng di ®éng c¬ khÝ hãa ®­îc sö dông réng r·i ®Ó b¶o vÖ kh«ng gian lß chî (h×nh 1-c). 3 TËp hîp c¸c biÖn ph¸p chèng gi÷, chÌn lß, tr×nh tù ph¸ háa ®¸ v¸ch, ®­îc ¸p dông ®Ó b¶o vÖ hÇm lß kh«ng bÞ ¸p lùc má ph¸ hñy, ®­îc gäi lµ ®iÒu khiÓn ¸p lùc má. §Ó lùa chän ®óng ®¾n lo¹i v× chèng vµ ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn ¸p lùc má cÇn ph¶i cã lý thuyÕt khoa häc vÒ ¸p lùc má, gi¶i thÝch ®­îc b¶n chÊt vËt lý cña c¸c hiÖn t­îng x¶y ra trong lßng ®Êt khi thùc hiÖn c¸c c«ng t¸c má. Cho ®Õn nay vÉn ch­a cã ®­îc mét lý thuyÕt thùc sù hoµn chØnh vÒ ¸p lùc má. §iÒu nµy ®­îc gi¶i thÝch bëi sù ®a d¹ng cña c¸c ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt má, sù phøc t¹p cña c¸c qu¸ tr×nh x¶y ra trong lßng ®Êt khi khai th¸c kho¸ng s¶n vµ ®¸ má dÞch ®éng, ®ång thêi rÊt nhiÒu yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õn trÞ sè vµ ®Æc ®iÓm cña ¸p lùc má cßn Ýt ®­îc nghiªn cøu. MÆc dï vËy, ®Ó gi¶i thÝch ®Æc ®iÓm vµ l­îng hãa ®­îc ¸p lùc má ®· cã nhiÒu gi¶ thuyÕt kh¸c nhau ®­îc ®Ò xuÊt, tøc lµ c¸c c¬ së khoa häc vÒ ®Æc ®iÓm kh¸i qu¸t nhÊt cña c¬ chÕ xuÊt hiÖn ¸p lùc má trong ®Þa khèi, vµ ®Æc biÖt lµ trong vïng xung quanh hÇm lß. Cã nhiÒu yÕu tè g©y ¶nh h­ëng ®Õn trÞ sè vµ ®Æc ®iÓm xuÊt hiÖn cña ¸p lùc má: thµnh phÇn, cÊu t¹o vµ c¸c tÝnh chÊt c¬-lý cña ®¸ má; ®é s©u khai th¸c; chiÒu dµy cña vØa than; chiÒu dµi lß chî; tèc ®é dÞch chuyÓn cña g­¬ng lß; ®é dèc cña vØa than vµ ®¸; t¶i träng vµ ®Æc ®iÓm kÕt cÊu cña v× chèng lß vµ v.v... 1.2. C¸c lo¹i ®Þa tÇng trong má hÇm lß C¸c qu¸ tr×nh vËt lý x¶y ra trong lßng ®Êt khi khai th¸c má lan truyÒn s©u vµo khèi ®¸ n»m d­íi khu khai th¸c vµ ®Æc biÖt ph¸t triÓn vµo khèi ®¸ n»m trªn, nhiÒu khi ®Õn tËn mÆt ®Êt. Nh÷ng qu¸ tr×nh riªng rÏ hoÆc tËp hîp c¸c qu¸ tr×nh ®ã th­êng g©y khã kh¨n cho khai th¸c má vµ t¸c ®éng xÊu ®Õn m«i tr­êng xung quanh. V× vËy khi thiÕt kÕ má còng nh­ khi khai th¸c má cÇn ph¶i gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò kh«ng chØ liªn quan ®Õn kho¸ng s¶n cã Ých cã trong ®Þa tÇng, mµ cßn ph¶i gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò cña nh÷ng khu vùc réng lín liªn quan ®Õn ®Þa tÇng chøa kho¸ng s¶n. Ranh giíi cña ®Þa tÇng cÇn nghiªn cøu lµ giíi h¹n lan truyÒn c¸c qu¸ tr×nh vËt lý. Tr¹ng th¸i cña ®¸ má lµ hµm sè cña mèi quan hÖ gi÷a c¸c tÝnh chÊt néi sinh vµ c¸c ®iÒu kiÖn bªn ngoµi. C¸c tÝnh chÊt néi sinh cña ®¸ bao gåm: mËt ®é, ®é Èm, n¨ng l­îng tÝch tô, tÝnh dÉn nhiÖt. C¸c ®iÒu kiÖn bªn ngoµi lµ: trÞ sè cña ...