Nghiên cứu tính toán, thiết kế kết cấu chống giếng đứng mỏ than hầm lò Núi Béo

Mô hình 3D đoạn thân giếng chính có vành đế đỡ

Đường biểu diễn vùng dịch chuyển theo phương thẳng đứng

Lễ khởi công Dự án đầu tư xây dựng công trình mỏ than hầm lò Núi Béo

Lãnh đạo Bộ Khoa học Công nghệ, Bộ Công thương kiểm tra định kỳ đề tài thiết kế, thi công giếng đứng mỏ Núi Béo

Previous Next

Thông tin chung đề tài:

Tác giả: ThS. Đặng Hồng Thắng

Đơn vị: Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin

Nội dung chính của giải pháp/nghiên cứu

- Đánh giá tình hình thiết kế giếng đứng trên thế giới và trong nước; Lựa chọn phương pháp, tiêu chuẩn thiết kế giếng đứng mỏ Núi Béo;

- Nghiên cứu các yếu tố địa chất công trình, địa chất thủy văn phục vụ thiết kế;

- Tính toán thiết kế, lựa chọn vật liệu, kết cấu chống giếng đứng;

- Nghiên cứu xây dựng mô hình số phục vụ công tác thiết kế kết cấu chống giếng đứng;

- Nghiên cứu xây dựng Phương án trắc địa thi công giếng đứng;

- Nghiên cứu xây dựng Định mức, đơn giá thi công giếng đứng Núi Béo;

- Nghiên cứu hoàn thiện tính toán, thiết kế kết cấu vỏ chống giếng đứng;

- Xây dựng Tiêu chuẩn cơ sở thiết kế kết cấu chống giếng đứng;

Mục tiêu giải pháp/nghiên cứu

Thực hiện tốt công tác thiết kế hai giếng đứng của Dự án khai thác mỏ than hầm lò Núi Béo, đồng thời tiến tới làm chủ công tác thiết kế giếng đứng cho các dự án khai thác than hầm lò của Việt Nam trong thời gian tới.

Kết quả nghiên cứu/giải pháp

Đề tài lựa chọn tiêu chuẩn XNIP II-94-80 của Liên bang Nga để tính toán thiết kế chiều dày vỏ chống giếng đứng mỏ Núi Béo.

Các số liệu phục vụ thiết kế được thu thập thông qua công tác khảo sát, khoan thăm dò, thí nghiệm xác định các tính chất cơ lý đá (cường độ kháng nén, kháng kéo, lực dính kết, góc ma sát trong, độ cứng) của tầng đất phủ và tầng đá gốc; tính chất địa chất thủy văn, lưu lượng nước chảy vào giếng và tính ăn mòn bê tông.

Hình dạng tiết diện ngang giếng đứng được xác định bởi công dụng và thời hạn phục vụ của lò giếng, tính chất cơ - lý của đá vây quanh. Các giếng mỏ hình tròn chống thấm nước tốt, đảm bảo độ ổn định, khả năng chống đỡ áp lực đất đá vây quanh tốt hơn và thuận lợi tổ chức, cơ giới hóa thi công. Hiện nay trong ngành công nghiệp mỏ, các lò giếng được xây dựng chủ yếu có tiết diện hình tròn. Bằng phương pháp đồ giải, Đề tài xác định kích thước tiết diện giếng chính và giếng phụ mỏ Núi Béo có đường kính sử dụng 6,0 m, tương ứng tiết diện ngang 28,26 m2.

Dự báo độ ổn định khối đá bao quanh lò giếng có ý nghĩa quan trọng trong việc thiết kế kết cấu chống giữ tạm thời, kết cấu chống giữ cố định, lựa chọn biện pháp thi công giếng. Đề tài sử dụng phương pháp đánh giá phân loại độ ổn định theo tiêu chuẩn II-94-80 để tính toán kết cấu chống giếng đứng mỏ Núi Béo. Kết quả cho thấy đất đá xung quanh giếng thuộc loại ổn định và ổn định trung bình, một số khu vực tại vị trí đáy giếng thuộc loại không ổn định (hình 2). Trên cơ sở đó đã tính toán, lựa chọn vật liệu chống giữ giếng là bê tông, các vị trí sung yếu như cổ giếng, ngã ba bổ sung cốt thép, chiều dày vỏ chống 350 ÷ 600mm.

Đề tài đã sử dụng phần mềm ROCKLAB, FLAC 3D xây dựng mô hình số và kiểm toán kết quả tính toán. Kết quả kiểm toán cho thấy các đoạn cổ giếng, thân giếng và vành đế đỡ có hệ số ổn định lớn hơn 1, đảm bảo ổn định trong quá trình hoạt động của giếng.

Đề tài đã xây dựng phương án trắc địa phục vụ thi công đảm bảo trong quá trình thi công giếng đứng mỏ Núi Béo không bị sai lệch. Nội dung phương án bao gồm: xây dựng lưới trắc địa thi công; xây dựng sơ đồ bố trí, kết cấu các loại mốc trắc địa; phương án trắc địa thi công giếng, công tác chuyền tọa độ và độ cao xuống các mức cao.

Công trình đào chống giếng đứng là công trình đặc thù, các thiết bị thi công, đơn giá ca máy, đơn giá dự toán chưa được sử dụng, xây dựng tại Việt Nam. Đề tài đã xây dựng định mức, đơn giá thi công giếng đứng mỏ Núi Béo trên cơ sở vận dụng định mức nước ngoài, các đơn giá dự toán trong nước đã ban hành, bổ sung các công đoạn đào chống lò hiện còn thiếu, đồng thời điều chỉnh phù hợp với công nghệ, điều kiện thi công thực tế tại hiện trường.

Trong quá trình thực hiện, nhóm tác giả đã phối hợp cùng công ty than Núi Béo, công ty Xây dựng hầm lò 1 theo dõi và hoàn thiện thiết kế các kết cấu chống phù hợp với điều kiện địa chất, công năng sử dụng giếng đứng: bổ sung vì chống thép CBΠ-27 + lưới thép tại khu vực miệng cổ giếng, bổ sung vì chống neo tại các ngã ba, điều chỉnh kết cấu chống đoạn thân giếng mức -150 ÷ -172 do gặp đứt gãy, bổ sung ngã ba thoát nước đáy giếng phụ... Các điều chỉnh trên do Viện KHCN Mỏ tự thực hiện đảm bảo thi công an toàn và kết cấu chịu lực công trình.

Trên cơ sở tham khảo tiêu chuẩn II-94-80 của liên bang Nga, kết hợp các tiêu chuẩn kết cấu về bê tông của Việt Nam và quá trình theo dõi hoàn thiện thiết kế trong thi công thực tế tại mỏ Núi Béo, đề tài đã xây dựng bộ tiêu chuẩn thiết kế giếng đứng phù hợp với điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ Việt Nam.

Hiện nay, hai giếng đứng mỏ Núi Béo đã thi công xong và vận hành hệ thống trục tải giếng đứng trong sản xuất an toàn, kết cấu vỏ chống đảm bảo chịu lực công trình. Ngoài ra thông qua kết quả nghiên cứu đề tài, Viện Khoa học Công nghệ mỏ - Vinacomin đã tự chủ thiết kế giếng đứng thông gió mỏ Khe Chàm II-IV. Đến nay, giếng đứng thông gió mỏ Khe Chàm II-IV đã thi công xong và kết cấu đảm bảo chống giữ đất đá vây quanh.