Lựa chọn giải pháp nâng cao ổn định bờ trụ Nam mỏ than Đèo Nai

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 19 Lựa chọn giải pháp nâng cao ổn định bờ trụ Nam mỏ than Đèo Nai Nguyễn Tô Hoài1, Nguyễn Ngọc Quý2 1Khoa Mỏ và Công trình, Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh 2Công ty than Thống Nhất - KTV * Email: [email protected] Tel: +84-0912298997 Tóm tắt Từ khóa: Độ bền; Ổn định bờ Trụ Nam; Dịch chuyển; trượt lở Bờ Trụ Nam khu vực Vỉa Chính (V.G.1) mỏ Đèo Nai được thiết kế bám Trụ liên tục, góc dốc của bờ bằng góc dốc mặt lớp (α = β). Trong những năm vừa qua bờ Trụ Nam liên tục bị trượt lở, quá trình trượt xảy ra theo cơ chế trượt phẳng theo tiếp xúc lớp, thể tích khối trượt từ (300500) ngàn m3, đã phá vỡ kết cấu của bờ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trính khai thác xuống sâu. Từ năm 2000 đến nay mỏ than Đèo Nai phải bốc xúc đất đá xử lý bờ Trụ Nam (0,51,0) triệu m3/năm. Vì vậy cần phải lựa chọn giải pháp nâng cao độ ổn định bờ mỏ, nhằm đảm bảo ổn định cho bờ mỏ và an toàn cho quá trình khai thác đến kết thúc, đảm bảo sản lượng theo thiết kế. 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT MỎ VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA BỜ TRỤ NAM MỎ THAN ĐÈO NAI 1.1. Đặc điểm địa chất bờ trụ Nam mỏ than Đèo Nai 1.1.1. Đặc điểm địa chất bờ trụ Nam - Bờ Trụ Nam có cấu tạo dạng một đơn nghiêng cắm Bắc, cắm vào không gian khai thác với góc dốc thay đổi từ (200400). Địa tầng bờ Trụ Nam bao gồm toàn bộ các lớp đất đá trụ của vỉa G.1 (hình 1): Hình 1. Hiện trạng bờ trụ Nam vỉa G.1 - Đứt gãy F.N là giớí hạn phía Nam của lộ vỉa G.1 đới phá huỷ trung bình 20m, cách đứt gãy F.K về phía Bắc từ (150200) m là đứt gãy F.k. Đứt gãy F.k không có đới phá. Gần đáy của vỉa G.1 là đứt gãy F.B, đới phá hủy có chiều rộng trung bình 10m. - Trong địa tầng bờ Trụ Nam Vỉa Chính (trụ vỉa G.1) đến độ sâu 100m có mặt các lớp đá chủ yếu sau: Trụ vỉa G.1 là lớp đá bột kết, chiều dày lớp thay đổi từ 3 đến 5m, dưới lớp bột kết là các lớp cát kết, sạn kết xen kẹp có chiều dày từ (520)m, lớp đá này phân bố không liên tục có chỗ là cát kết, có chỗ cát kết được thay thế bằng sạn kết. Dưới lớp bột kết, cát kết là tầng đá sạn kết với chiều dày từ 2050m. Bảng 1. Tổng hợp địa tầng bờ Trụ Nam vỉa G.1 mỏ than Đèo Nai TT Tên công trình Chiều dày lớp, m Ghi chú Bột kết Cát kết Sạn kết 1 LK.CT-2 30 3 60 Trước năm 2000 2 LK.CT-3 32 4 40 nt 3 LK.D-1 18 6 80 nt 4 LK.D-2 10 10 100 nt 5 LK.2513 27 6 272 Sau năm 2000 6 LK.2501 11 15 278 nt 7 LK.3001 15 8 220 nt 1.1.2. Đặc điểm địa chất công trình bờ Trụ Nam - Bờ Trụ Nam vỉa G.1 từ trên xuống được cấu tạo bởi 3 loại đá chính là bột kết, cát kết, sạn kết, các loại đá bột kết, cát kết có cấu tạo phân lớp từ mỏng đến trung bình. Địa tầng bờ Trụ Nam Vỉa G.1 được tổng hợp trong Bảng 2: Bảng 2. Phân bố các lớp đá trong bờ trụ Nam vỉ G.1 TT Tên lớp Loại đá Độ sâu phân bố (m) Chiều dày trung bình (m) Ghi chú 1 Lớp 1 Bột kết 020 10 Số liệu được tổng hợp từ các lỗ khoan: 2501, 2513, 3001 2 Lớp 2 Cát kết 1530 6 3 Lớp 3 Sạn kết 20300 100 ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 20 - Bờ Trụ Nam vỉa G.1 mỏ than Đèo Nai cấu tạo bởi các lớp đá cắm vào không gian khai thác với góc dốc ( > 200), khi đó biến dạng bờ mỏ sẽ xảy ra theo cơ chế trượt phẳng theo các mặt yếu tự nhiên (mặt lớp, mặt phân lớp, mặt trượt đứt gãy,...). - Độ bền của các loại đá ảnh hưởng đến ổn định bao gồm: Độ bền theo tiếp xúc lớp (c’, ’) độ bền trong mẫu (Cm, m) hệ số giảm bền cấu trúc . Bảng 3. Tổng hợp tính chất cơ lý của bờ trụ Nam Vỉa G.1 TT Loại đá Độ ẩm tự nhiên, W % K.Lượng thể tích tự nhiên, T/m3 Cường độ kháng kéo k Kg/cm2 Cường độ kháng nén n Kg/cm2 Lực dính kết, C Kg/cm2 Góc ma sát trong,  độ Ghi chú 1 Sét kết 0,172 2,63 60,24 650 50 18,40 Kết quả TN được tổng hợp từ báo cáo nghiên cứu tính chất cơ lý đã được thực hiện từ năm (1970-2013) 2 Bột kết 0,303 2,67 84,95 816 80 30,30 3 Cát kết 0,368 2,62 135,32 1126 190 31,37 4 Sạn kết 0,174 2,63 131,21 1270 210 32,20 Trong giai đoạn nghiên cứu này chỉ tiến hàng thí nghiệm bổ sung 15 mẫu trong đó bao gồm 5 mẫu bột kết, 5 mẫu cát kết và 5 mẫu sạn kết thuộc bờ trụ Nam Vỉa G.1. Kết quả thí nghiệm bổ sung được tổng hợp trong Bảng 4: Bảng 4. Tổng hợp kết quả Thí nghiệm bổ sung tính chất cơ lý của bờ Trụ Nam TT Loại đá Số lượng mẫu TN Độ ẩm tự nhiên W (%) Khối lượng thể tích tự nhiên (T/m3) Cường độ kháng kéo k (kG/cm2) Cường độ kháng nén n (kG/cm2) Lực dính kết C (kG/cm2) Góc ma sát trong  (độ) Ghi chú 1 Bột kết 5 0,668 2,67 87,32 750 92,25 31,37 Thí nghiệm bằng phương pháp chuẩn 2 Cát kết 5 0,642 2,63 125,34 1212 210,35 32,48 3 Sạn kết 5 0,574 2,64 141,21 1285 220,0 33,20 1.1.3. Đặc điểm địa chất thuỷ văn bờ Trụ Nam - Trong địa tầng bờ Trụ Nam vỉa G.1 mỏ than Đèo Nai có mặt 3 loại đá chính đó là đá bột kết, cát kết và sạn kết. - Kết quả quan trắc, nghiên cứu địa chất thuỷ văn tại bờ Trụ Nam trong nhiều năm qua cho thấy trong địa tầng bờ Trụ Nam tồn tại các tầng chứa nước trong đá cát kết và sạn kết phân bố phía dưới lớp đá cách nước là bột kết. Quá trình khai thác xuống sâu cùng với việc bóc đất đá xử lý bờ Trụ đã hạ thấp cao trình mực nước trong bờ Trụ với tốc độ 0,16m/1m xuống sâu. Mức độ hạ thấp cao trình mực nước phụ thuộc nhiều vào quá trình bóc lộ các lớp đá chứa nước và tốc độ khai thác xuống sâu đáy mỏ. Như vậy: Bờ Trụ Nam Vỉa G.1 được cấu tạo bởi các lớp đá phân lớp từ trung bình đến dày cắm vào không gian khai thác với góc dốc từ 20350. Trong địa tầng tồn tại các mặt yếu tự nhiên theo tiếp xúc lớp không thuận lợi cho ổn định. - Các lớp đá cấu tạo bờ Trụ Nam của mỏ có độ bền từ trung bình đến cứng và rất cứng. Cường độ kháng nén một trục: n = (7501285) kg/cm2; độ bền cắt: C = (92,25220) kg/cm2;  = (31,2733,20)0. Đá có độ nứt nẻ trung bình, khoảng cách trung bình giữa các khe nứt L = (0,550,80)m. - Trong địa tầng bờ Trụ Nam có tồn tại các tầng chứa nước ngầm với lưu lượng thay đổi từ (510) lít/giây. Quá trình khai thác đã làm thay đổi động thái và cao trình mực nước trong các tầng chứa nước bờ Trụ Nam, Tốc độ hạ thấp mực nước theo quá trình đào sâu bằng 0,16m/1m đào sâu. Mức độ hạ thấp mực nước trong bờ Trụ Nam phụ thuộc không chỉ vào quá trình khai thác xuống sâu mà còn phụ thuộc vào mức độ bóc lộ Trụ lớp đá bột kết cách nước Trụ trực tiếp vỉa G.1. 1.2. Hiện trạng độ ổn định của bờ trụ Nam mỏ than Đèo Nai 1.2.1. Biến dạng bờ Trụ Nam - Bờ Trụ Nam vỉa chính hiện tại (kết thúc năm 2013) đáy mỏ ở mức -130m, chiều cao bờ mỏ H = (380410)m, góc dốc chung của bờ  = (2025)0. Trong quá trình khai thác những năm qua bờ Trụ Nam liên tục bị biến dạng. ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 21 Hình 2. Trượt bờ Trụ Nam khu vực chân bờ - Đứt gãy F.k là giới hạn trên cùng của khối trượt bờ Trụ Nam, theo bản đồ địa hình kết thúc tháng 6/2013, đứt gãy F.k cắt vỉa G1 tại cao trình +50m (Điểm F.1), đứt gãy F.k phát triển sang phía tây trùng với Trụ vỉa G.1 (Điểm F.2), sau đó cắt vào địa hình mặt bằng xưởng sàng ở mức +283m (Điểm F.3) kéo dài đến tận điểm F.4 tại cao trình +275m. Vị trí ranh giới trượt bờ Trụ Nam trùng với đứt gãy F.k. - Tại khu vực trung tâm của bờ từ mức +70 đến +260m các khe nứt trượt phát triển theo phương gần Đông Tây bao chùm bờ Trụ Nam, Các khe nứt kéo dài đến 100m, chiều rộng từ 12m, sâu 35m (Hình 3): Hình 3. Khe nứt trượt phát triển tại khu vực trung tâm trên cao trình +240260m - Trong phạm vi từ đứt gãy F.K (+260m) đến cao trình +200m các khe nứt phát triển dày đặc phá huỷ toàn bộ bề mặt địa hình, toàn bộ địa hình phía Bắc F.K bị lún thấp từ 35m (Hình 4): Hình 4. Sụt lún và nứt nẻ bề mặt khu vực trung tâm từ +200260m - Trong các năm (2011-2012) khu vực từ mức +150m trở xuống đáy mỏ, bờ bị trượt lở mạnh theo dạng bóc lớp với chiều dày lớp từ (23) m, mặt trượt theo tiếp xúc giữa các phân lớp đá bột kết. Đất đá khối trượt bị đẩy xuống mặt tầng +72m. Để duy trì đường vận tải Nam mức +72m trong năm 2012 và đầu năm 2013 mỏ đã phải xử lý khoảng 100 ngàn m3 . - Bờ Trụ Nam trong những năm qua từ mức +72m xuống đáy, bờ bị trượt hoàn toàn theo mặt lớp. Kết quả khảo sát thực tế tại hiện trường từ tháng 48 năm 2013 cho thấy: Trên chiều dài theo phương Tây Nam - Đông Bắc khoảng 500m hình thành các lớp trượt thứ cấp theo mặt phân lớp trong đá bột kết và theo tiếp xúc giữa các lớp đá bột kết - cát kết; cát kết - sạn kết, sạn kết - bột kết. - Khảo sát chi tiết đoạn bờ Trụ từ mức -52 (Trụ vỉa) đến cao trình +52m (Theo tuyến T.3) cho thấy trong đoạn bờ này có: chiều cao H = 104m,  = 290 hiện tồn tại 3 tầng: Tầng 1 từ -52-15: h1=37m; 1=320; b1=23m Tầng 2 từ -15+29: h2=44m; 2=370; b2=32m Tầng 3 từ +29+52: h3 = 23m; 3 = 340. - Từ đó cho thấy trong đoạn bờ, Trụ vỉa các tầng bị chập (23) tầng có góc dốc sườn giảm từ 600 xuống (3437)0, chiều cao tầng tăng từ 15m lên (2744)m. Hiện tại các tầng này chưa ổn định, trong thời gian tới còn tiếp tục bị chập, sẽ tạo thành 2 tầng với chiều cao h = 50m và góc dốc sườn tầng  = (2830)0. 1.2.2. Quan trắc biến dạng bờ Trụ Nam - Tại bờ Trụ Nam trước năm 2000 đã xây dựng 3 tuyến quan trắc dịch động, kết quả quan trắc trong nhiều năm cho thấy khu vực trung tâm của bờ Trụ (đáy mỏ ở mức +0) bị dịch chuyển mạnh, tại một số mốc tốc độ dịch chuyển đạt đến từ (1,68,7)mm/ngàyđêm. Quá trình biến dạng xảy ra tại khu vực Từ +(18080)m. Trong các năm từ (20012003) công tác quan trắc vẫn được duy trì trên 2 tuyến Cn và En. Kết quả quan trắc cho thấy tốc độ dịch chuyển lớn nhất đến 7,4mm/ngàyđêm tại khu vực +80m, phạm vi biến dạng có xu hướng phát triển đến cao trình +230, +240m. - Từ năm 2005 tốc độ khai thác xuống sâu được đẩy mạnh và phát triển sang phía Đông dẫn đến phạm vi biến dạng mở rộng, tốc độ dịch chuyển gia tăng, phần lớn các mốc quan trắc trên các tuyến Cn, En bị mất gần hết, công tác quan trắc bị dừng lại cho đến tận năm 2013. ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 22 - Năm 2013 để đánh giá quá trình biến dạng bờ Trụ Nam đã tiến hành xây dựng 2 tuyến quan trắc tại khu vực trung tâm của bờ Trụ, các tuyến quan trắc được đặt vuông góc với bờ Trụ và kéo dài từ đỉnh bờ mức + 287m đến gần chân bờ mức +68m (Tuyến QT-T1) và + 64,85m (Tuyến QT-T2). Bảng 5. Kết quả tính toán các thông số dịch chuyển tuyến quan trắc dịch động QT.T2 TT Tên Mốc Các thông số tính toán Y2 mm X2 mm H2 mm =(Y2+X2)1/2, mm B=(2+H2)1/2 mm V=B/T mm/nđ 1 B4 0 0 0 0 0 0 2 10-4 0 0 0 0 0 0 3 TN1 0 0 0 0 0.000000 4 TN2 0,00011 0,00060 0,00000 0,00072 0,026743 0,000347 5 TN3 0,00017 0,00705 0,00000 0,00721 0,08494 0,001103 6 TN4 0,00088 0,01071 0,00004 0,01158 0,107621 0,001398 7 TN5 0,00460 0,01384 0,00004 0,01844 0,135779 0,001763 8 TN6 0,01260 0,01670 0,00004 0,02930 0,171179 0,002223 9 TN7 0,02493 0,02012 0,00001 0,04506 0,212266 0,002757 10 TN8 0,03303 0,01985 0,00003 0,05288 0,229955 0,002986 11 TN9 0,03795 0,02154 0,00012 0,05950 0,243917 0,003168 12 TN10 0,06761 0,03016 0,00067 0,09777 0,312682 0,004061 - Kết quả quan trắc cho thấy khu vực trung tâm bờ Trụ Nam dịch chuyển xảy ra đều từ cao trình (+281+60)m, tốc độ dịch chuyển V < 0,01 mm/ngàyđêm. Phạm vi dịch chuyển xảy ra trong khu vực từ đứt gãy F.k đến đáy mỏ. - Trong thời gian quan trắc (từ tháng 7 đến tháng 11) đáy mỏ không xuống sâu, trước đó trong Quý 1 năm 2013 mỏ đã tiến hành xử lý bốc xúc một phần bờ Trụ trong phạm vi từ cao trình (+75+150)m dẫn đến tốc độ dịch chuyển tại khu vực này giảm, bờ mỏ ở trạng thái ổn định tạm thời. 1.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới độ ổn định của bờ trụ Nam mỏ than Đèo Nai - Bờ Trụ Nam hiện trạng kết thúc năm 2018 (đáy mỏ ở cao trình -245m) ở trạng thái ổn định giới hạn với hệ số ổn định n = 0,983. Tại khu vực từ cao trình (+200+280)m bề mặt địa hình bị nứt nẻ mạnh, các khe nứt xuất hiện từ những năm trước nay tạm thời không phát triển thêm. Kết quả quan trắc dịch động từ tháng 7 đến tháng 11 năm 2013 trên cao trình (+70+280)m cho giá trị vận tốc dịch chuyển V < 0,01mm/ngày đêm. - Nguyên nhân trượt lở bở Trụ Nam là do góc nghiêng của bờ không phù hợp với cấu tạo địa chất và tính chất bền của các loại đá cấu tạo bờ mỏ, trong địa tầng bờ Trụ cao trình mực nước ngầm được bảo tồn cao; quá trình khai thác đã cắt chân lớp. - Kết quả tính toán ổn định bờ Trụ Nam khai thác đến kết thúc theo thiết kế (kết thúc khai trường khu vỉa Chính mức -345m) bám Trụ liên tục với chiều cao tầng H > 400m, không đảm bảo ổn định cần điều chỉnh góc dốc của bờ Trụ. 2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NÂNG CAO ỔN ĐỊNH BỜ TRỤ NAM MỎ THAN ĐÈO NAI 2.1. Các giải pháp nâng cao ổn định bờ mỏ: Nguyên nhân gây trượt lở của bờ trụ Nam mỏ than Đèo Nai được quyết định bởi các yếu tố tự nhiên và công nghiệp như cấu trúc địa tầng, tính chất bền, đặc tính chứa nước và tàng trữ nước ngầm cũng như lưu thông nước trong địa tầng. Các thông số của hệ thống khai thác chiều cao bám trụ liên tục vượt quá chiều cao ổn định giới hạn cho phép. Quá trình khai thác cắt chân lớp, để nâng cao ổn định cho bờ trụ có thể lựa chọn áp dụng một số giải pháp chủ yếu sau: 2.1.1. Gia cường khối đá bằng bê tông phun: - Bê tông phun bao gồm các loại cốt liệu mịn hoặc thô (cát và đá dăm), xi măng, nước và đôi khi cho thêm các chất phụ gia để đông cứng nhanh hoặc để cho dễ phun (Lorman, 1968; Poad và Serbousek, 1972, Readinh 1973). Loại vật liệu phun cùng loại và tiền thân của nó (Gunite) là vữa xi măng phun, không chứa các cốt liệu thô và được sử dụng hạn chế do giá thành cao và hiệu quả có phần còn kém. Loại vật liệu này có thể sử dụng trực tiếp cho đá không cần các loại vỏ chống khác hoặc có thể phun lên lưới thép, bulông đá và khung thép để tạo thành một phần của hệ vỏ chống thống nhất. Có thể đưa thêm vào các sợi thép để tạo nên bê tông phun cốt thép đan, loại vật liệu vỏ chống bền đặc biệt (Kaden, ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 23 1974). - Ngoài ra còn một loại áo Chunam (hình 5) là áo xi măng pooclăng hoặc vữa vôi được trát bằng bay. Sử dụng để tăng cường ổn định bờ dốc ở Hồng Kông cốt liệu gồm cát granit hạt thô lấy từ đá granit phong hoá mảnh vụn tại nơi đã sử dụng Chunam. Hình 5. Vữa Chunam sử dụng để tăng cường ổn định cho đá phong hoá và đất tàn tích (Hồng Kông) 2.1.2. Gia cường khối đá và các mặt yếu bằng giải pháp xi măng hoá sâu: Xi măng hoá sâu là bơm phụt dung dịch xi măng lấp đầy các lỗ rỗng, khe nứt của đất đá dưới áp lực bơm phụt nhất định thông qua các lỗ khoan hay giếng đứng nhằm tăng cường độ bền, khả năng chịu tải và ngăn chặn dòng ngầm, nâng cao độ ổn định cho bờ mỏ, giảm hệ số thấm nước của đất đá phân bố sâu trong địa tầng. a. Xi măng - Dùng xi măng Pocland có thành phần: CaO = 6070 %; SiO2 = 1924 %; Al2O3 = 47 %; Fe2O3 = 26%; MgO = 23% Clinke (Xi măng) là hợp chất ở dạng ôxýt: 3 CaO.SiO2 (C3S) = 4060% (Silicát 3 can xi); 2 CaO.SiO3 (C2S) = 1535% (Silicát 2 can xi); 3 CaO.Al2O3 (C3A) = 615% (Alumô can xi); 4 CaO.Al2O3.Fe2O3 (C4AF) = 1018% (Alumô fént can xi). - Trong xi măng chất (C3S) giữ vai trò chính, nó có tính thuỷ hoá nhanh tạo ra vật chất hyđrát có độ bền cao, chất (C2S) hoá cứng chậm và độ bền không lớn, chất (C3A) và (C4AF) hoá cứng nhanh nhưng có độ bền thấp. b. Dung dịch xi măng (Xi măng +H2O): Có hai loại dung dịch xi măng đơn giản và phức tạp: - Dung dịch xi măng là xi măng +H2O; - Dung dịch xi măng phức hợp là xi măng +H2O + các phụ gia; c. Dung dịch Sét - Xi măng: Việc trộn sét với dung dịch xi măng căn cứ vào các tính chất sau: - Mức độ phân tán của sét cao cho phép chúng xâm nhập sâu vào các khe nứt và lỗ rỗng nhỏ của đất đá cần gia cường. - Dùng sét Bentônít ở trạng thái trương nở có khả năng hấp thụ nước rất chậm hoặc hoàn toàn không hấp thụ nước. Do đó dung dịch sét - xi măng không bị nước dưới đất pha loãng khi bơm phụt. - Dung dịch sét - xi măng có tính xúc biến nên chúng dễ dàng bị bơm hút ra bằng các máy bơm, đồng thời nó có đới lan truyền xác định. Điều này đặc biệt quan trọng khi chúng tồn tại trong tầng nước ngầm có diện tích lớn và dòng ngầm cao. - Sử dụng dung dịch sét - xi măng sẽ ngăn cản sự lắng đọng nhanh các hạt cứng của dung dịch ximăng đồng thời sẽ tiết kiệm được xi măng. - Bơm phụt dung dịch sét - xi măng cho khả năng gia cố nền đất đá rất cao và giảm khối lượng bơm phụt. - Tính không thấm nước của dung dịch sét - xi măng cao hơn dung dịch xi măng đơn giản. - Dung dịch sét - xi măng ổn định đối với tác dụng của nước có tính xâm thực hơn đối với dung dịch xi măng đơn giản. 2.1.3. Giải pháp gia cường mái dốc bằng neo: Các neo đang được sử dụng để nâng cao ổn định cho các nhiệm vụ sau: - Gia cố cho các hố đào sâu; - Ổn định mái dốc; - Ổn định các hố đào ngầm; - Ổn định các kết cấu mới và hiện có; - An toàn cho kết cấu chịu tải trọng thẳng đứng và di chuyển Trong đánh giá ổn định chung, khi sử dụng phải tính đến: Sức chịu tải của neo: ví dụ các neo có sức chịu tải cao ít ảnh hưởng đến ổn định chung hơn các neo có sức chịu tải thấp; Vị trí các mặt phẳng phá hoại giới hạn để đảm bảo chiều dài bầu neo được đặt trong đá ổn định; Xây dựng và quy hoạch vị trí áp dụng neo. - Để đánh giá sự ổn định chung người thiết kế cần chi tiết những vấn đề: Tải trọng làm việc của các neo; Các chiều dài neo tự do tối thiểu; Tổng mặt bằng thiết kế các neo. - Người thiết kế cũng cần chuẩn bị cho phép thay đổi thiết kế do vướng mắc hoặc thay đổi các điều kiện vật lý. a. Neo trong đá: * Các xem xét cơ bản: - Việc dùng neo để đảm bảo ổn định của mái dốc đá mới hoặc đã có và các hố đào ngầm trong đá đã được thiết lập tốt cho hầu hết các loại ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 24 đá. Tuỳ theo hoàn cảnh quy định, các neo có thể được dùng làm phương tiện riêng để tạo ổn định hoặc chúng sử dụng phối hợp với các dạng gia cố khác như bê tông phun, xà thép, kết cấu giữa bằng bê tông. - Việc chọn neo trong một hoàn cảnh đã cho là một công việc cần đến kinh nghiệm và sự phán đoán. So sánh với kinh nghiệm đã có, cùng với nghiên cứu sơ đồ phân loại và các chỉ dẫn thực nghiệm, có thể đưa ra những lời khuyên có ích (Hock và Brown 1989; Barton và NNK 1979; Farmer và Shelton 1980). - Cần phải lựa chọn neo phù hợp với những điều kiện cụ thể. T XX Tt S ø c ch Þu n h æ ChuyÓn vÞ ®µn håi cña d©y neo ChuyÓn vÞ d©y neo t¹i ®Çu neo Tw < Tx để làm giảm thiểu mất mát căng trước khi chịu tải trọng chu kỳ Hình 6. Quá trình căng kéo (theo Littlejohn ,1970) - Mặc dù loại neo kéo (chủ động) và bám dính hoàn toàn không kéo (bị động) đang được sử dụng rộng rãi, kiến nghị cần kéo các neo đó càng sớm càng tốt sau khi lắp đặt. Lực căng trước trong thanh neo cần chọn lớn hơn bất cứ sự tăng giảm nào của tải trọng. Theo kiến nghị của Littejohn 1970 (hình 6) đầu tiên neo căng đến tải trọng yêu cầu (Tt), sau đó neo được chùng hoàn toàn. Khi căng lại đến (Tt) cần lưu ý tải trọng bên trên (Tx). Đối với (Tt) đã nêu, Tw cần phải dưới Tx nhằm giảm thiểu sự mất căng trước cho một thanh neo chịu tải trọng chu kỳ khi làm việc. - Các neo chịu kéo gia cường khối đá tạo ra một mái dốc hoặc bao quanh hố đào bằng cách tăng sức kháng cắt dọc theo các chỗ không liên tục. Nó gắn chặn sự rời ra của các khối bị lỏng và tăng cường bản chất tự liên kết của khối đá. Sự tạo ra tác dụng neo ở một vùng được gia cường trong khối đá làm nó có độ mềm thích hợp, cho phép biến dạng nào đó và tạo