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 (300500) 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
(0,51,0) 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.
13 trang |
Chia sẻ: thuyduongbt11 | Ngày: 09/06/2022 | Lượt xem: 451 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Lựa chọn giải pháp nâng cao ổn định bờ trụ Nam mỏ than Đèo Nai, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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: ngtohoai@gmail.com
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 (300500) 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
(0,51,0) 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 (200400). 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 (150200) 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
(520)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 2050m.
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 020 10 Số liệu được tổng
hợp từ các lỗ
khoan: 2501,
2513, 3001
2 Lớp 2 Cát kết 1530 6
3 Lớp 3 Sạn kết 20300 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 20350.
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 = (7501285)
kg/cm2; độ bền cắt: C = (92,25220) kg/cm2; =
(31,2733,20)0. Đá có độ nứt nẻ trung bình,
khoảng cách trung bình giữa các khe nứt L =
(0,550,80)m.
- Trong địa tầng bờ Trụ Nam có tồn tại các
tầng chứa nước ngầm với lưu lượng thay đổi từ
(510) 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 = (380410)m, góc dốc chung của bờ =
(2025)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
12m, sâu 35m (Hình 3):
Hình 3. Khe nứt trượt phát triển tại khu vực trung tâm
trên cao trình +240260m
- 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 35m (Hình 4):
Hình 4. Sụt lún và nứt nẻ bề mặt khu vực trung tâm từ
+200260m
- 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
(23) 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 48 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 (23) tầng có góc dốc sườn giảm
từ 600 xuống (3437)0, chiều cao tầng tăng từ
15m lên (2744)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 = (2830)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 (1,68,7)mm/ngàyđêm. Quá trình biến dạng
xảy ra tại khu vực Từ +(18080)m. Trong các
năm từ (20012003) 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 = 6070 %; SiO2 = 1924 %; Al2O3 = 47
%; Fe2O3 = 26%; MgO = 23%
Clinke (Xi măng) là hợp chất ở dạng ôxýt:
3 CaO.SiO2 (C3S) = 4060% (Silicát 3 can xi);
2 CaO.SiO3 (C2S) = 1535% (Silicát 2 can xi);
3 CaO.Al2O3 (C3A) = 615% (Alumô can xi);
4 CaO.Al2O3.Fe2O3 (C4AF) = 1018% (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