Nghiên cứu ảnh hưởng của bãi thải bề mặt đến độ ổn định của vỏ chống giếng đứng tại các mỏ lò Việt Nam

Bài báo trình bày các kết quả khảo sát đánh giá ảnh hưởng bãi thải đến độ ổn định của thành giếng và vỏ chống giếng đứng. Kết quả nghiên cứu đạt được thông qua phương pháp phần tử hữu hạn bằng phần mềm Abaqus và phương pháp giải tích. Các kết quả chính của nghiên cứu là cơ sở để lựa chọn các giải pháp phù hợp về quy hoạch, thiết kế và thi công giếng mỏ nhằm giảm thiểu ảnh hưởng cho vỏ chống giếng đứng của mỏ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của bãi thải bề mặt đến độ ổn định của vỏ chống giếng đứng tại các mỏ lò Việt Nam THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BÃI THẢI BỀ MẶT ĐẾN ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA VỎ CHỐNG GIẾNG ĐỨNG TẠI CÁC MỎ LÒ VIỆT NAM Đặng Văn Kiên, Võ Trọng Hùng, Đỗ Ngọc Anh Bộ môn XDCTN&Mỏ, Khoa Xây dựng, Đại học Mỏ-Địa chất Khuất Mạnh Thắng Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam Đỗ Thế Anh Công ty cổ phần Fountech Biên tập: TS. Nhữ Việt Tuấn Tóm tắt: Bài báo trình bày các kết quả khảo sát đánh giá ảnh hưởng bãi thải đến độ ổn định của thành giếng và vỏ chống giếng đứng. Kết quả nghiên cứu đạt được thông qua phương pháp phần tử hữu hạn bằng phần mềm Abaqus và phương pháp giải tích. Các kết quả chính của nghiên cứu là cơ sở để lựa chọn các giải pháp phù hợp về quy hoạch, thiết kế và thi công giếng mỏ nhằm giảm thiểu ảnh hưởng cho vỏ chống giếng đứng của mỏ. 1. Đặt vấn đề lăn xa, phân bố phía chân bãi thải. Một số thông Giếng đứng là công trình mở vỉa có thời gian số cơ lý của đất đá thải như trong Bảng 2 tồn tại lớn (hàng chục năm trở lên) nên kết cấu Với trường hợp giếng nằm dưới bãi thải bề vỏ đòi hỏi độ bền lớn có tuổi thọ dài như bê mặt, ngoài áp lực đất đá nằm ngang xung quanh tông liền khối hoặc bê tông cốt thép liền khối. thành giếng, vỏ chống giếng đứng còn chịu thêm Kết cấu vỏ giếng chịu tác động của áp lực đất đá áp lực của tự trọng bãi thải và các hoạt động xung quanh, nước ngầm cũng như ảnh hưởng đổ thải gây ảnh hưởng lớn đến độ ổn định của của các công trình bề mặt như đoàn tàu, bãi thành giếng và vỏ chống cố định giếng đứng. thải, nhà xưởng (Hình 1). Đất đá bãi thải vùng Trên thế giới, các kết quả nghiên cứu về ảnh than Quảng Ninh chủ yếu là các loại đá trầm hưởng của bãi thải đến vỏ chống giếng đứng tích ở vách trụ các vỉa than đã nổ mìn, xúc bốc, là không nhiều. Đối với Việt Nam, sau rất nhiều vận chuyển từ các moong khai thác đến bãi thải. năm từ thời kỳ Pháp thuộc đến năm 2009, giếng Thành phần đất đá chủ yếu bao gồm các loại mỏ đầu tiên mới được xây dựng tại mỏ than Hà mảnh, cục đất đá vỡ vụ của cát kết, cuội kết, Lầm, do vậy hầu như chưa có công trình khoa bột kết, sét kết, sét than và đất phủ đệ tứ. Thành học nào nghiên cứu theo hướng này trong khi phần cỡ hạt của đất đá cũng rất khác nhau, có yêu cầu về an toàn ổn định cho vỏ chống giếng kích thước từ 0,1 mm đến 1000 mm như Bảng 1. đứng luôn được đặt ra nhằm bảo đảm sự vận Đất đá kích thước nhỏ tập trung phía trên, do hành bình thường của giếng trong suốt quá đó động năng lớn hơn, đất đá có kích thước lớn trình khai thác. 2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên Bảng 1. Thành phần cỡ hạt và tỉ lệ trong đất đá cứu bãi thải Thành phần cỡ 2.1. Cơ sở lý thuyết 50 ÷ 80 800 Do ảnh hưởng của bãi thải liền kề được đặt hạt đất đá bãi < 50 mm mm mm thải trong khu vực lăng thể trượt làm tăng tải trọng bổ Tỉ lệ % 10 80 10 sung của đất vào vỏ chống giếng đứng. Chiều Bảng 2. Một số chỉ số cơ lý đất đá bãi thải vùng than Quảng Ninh Độ rỗng Tỉ trọng bão Lực dính kết C Góc ma sát trong Tỉ trọng ???? (T/m3) η(%) hòa ????bh(T/m3) (T/m2) ???? (0) 21 2,1 2,26 2,0 30 14 KHCNM SỐ 1/2019 * CNKT HẦM LÒ THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ cao tăng thêm do tải trọng Pm truyền vào đáy BC Trong đó: p - áp lực ngang phân bố đều; R1, được tính theo sơ đồ Hình 1 và theo công thức R2 - Bán kính trong và ngoài của vỏ giếng; x - (1) (Đỗ Thụy Đằng, 1997): Khoảng cách từ tâm giếng đến điểm đang xét Pm của vỏ chống. Ho = (1) γ .b0 Trong đó: H0 – chiều cao tăng thêm, m; Pm – tải trọng trên 1m dài móng tác dụng vào chiều rộng đáy b0, T;???? - dung trọng của địa tầng, T/m3; b0 – chiều rộng của bãi thải lân cận, m Trong điều kiện như thế, tải trọng tác dụng Hình 2. Sơ đồ phân bố các thành phần ứng suất ????3 và ????2 trong vỏ chống giếng đứng 2.2. Xây dựng và kiểm chứng mô hình số 2.2.1. Xây dựng mô hình số mô phỏng ảnh hưởng của bãi thải bề mặt giếng đến trạng thái ứng suất và chuyển vị trong vỏ chống giếng Hình 1. Sơ đồ tính áp lực bên do ảnh hưởng của đứng bãi thải liền kề (ABAQUS User’s, 2011; Võ Trọng Để phân tích rõ hơn ảnh hưởng của bãi thải Hùng, 2012) bề mặt đến độ ổn định của vỏ chống giếng vào thành giếng có thể được tính dễ dàng bằng đứng, nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp phương pháp tính toán trong cơ học ổn định phần tử hữu hạn thông qua phần mềm Abaqus. khối đất, c ...