Nghiên cứu áp dụng kết cấu chống neo kết hợp với neo cáp cho đường lò dọc vỉa thông gió 31101 mức 20 ÷ +20 mỏ than núi béo

Tính cấp thiết của đề tài

Trong bối cảnh hiện nay, ngành than phải đào từ 250-300 km đường lò mỗi năm, với 25% là đường lò trong đá và 75% trong than Việc khai thác ngày càng sâu khiến cho việc vận chuyển vật liệu chống giữ trở nên khó khăn và tốn kém Phương pháp chống giữ truyền thống bằng thép chủ yếu thực hiện thủ công, gây khó khăn cho cơ giới hóa Để giải quyết vấn đề này, Tập đoàn Công nghiệp Than Khoáng sản Việt Nam đang thúc đẩy cơ giới hóa trong khai thác và thi công đường lò Kết cấu chống giữ nhẹ và chủ động, phát huy khả năng tự mang tải của khối đá xung quanh đang được áp dụng, đặc biệt là kết cấu chống neo phổ biến tại các mỏ than hầm lò Quảng Ninh Do đó, cần thiết phải phát triển kết cấu chống giữ linh hoạt, phù hợp với điều kiện địa chất phức tạp và giảm chi phí xây dựng để nâng cao tốc độ đào lò.

Việc áp dụng công nghệ chống giữ đường lò bằng vì neo kết hợp với các dạng vì chống khác đã chứng minh hiệu quả trong việc ổn định các đường lò khi đào qua các vùng than và đất đá mềm yếu, cũng như trong điều kiện địa chất phức tạp Đây là một giải pháp chống giữ chủ động, đáng tin cậy, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì an toàn cho các đường lò chịu áp lực lớn tại các mỏ hầm lò Do đó, nghiên cứu và áp dụng kết cấu chống neo kết hợp với neo cáp cho đường lò dọc vỉa thông gió là rất cần thiết.

31101 mức -20-:- +20 mỏ than Núi Béo” là điều cần thiết.

Mục đích nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu áp dụng thành công kết cấu chống giữ vì neo cho đường lò dọc vỉa 31101 tại Công ty Cổ phần than Núi Béo - Vinacomin, nhằm xác định phạm vi áp dụng và tính chất làm việc của vì neo Mục tiêu chính là tính toán hiệu quả của kết cấu chống giữ vì neo trong khai thác than, đồng thời phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng làm việc của vì neo và hiệu quả kinh tế của việc áp dụng giải pháp này.

Phương pháp nghiên cứu

Thu thập tài liệu về điều kiện địa chất khu vực lò thông gió 31101 là cần thiết để đánh giá chất lượng khối than tại mỏ Việc này giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến tính khả thi và an toàn trong quá trình khai thác than.

- Thu thập tài liệu về các đặc điểm hình dạng, kết cấu chống giữ hiện đang được sử dụng của đường lò dọc vỉa than mỏ than Núi Béo

- Phân tích, đánh giá, tính toán lựa chọn nguyên lý tính toán và xử lý các số liệu.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Công tác đánh giá và lựa chọn kết cấu chống giữ cho các công trình ngầm là rất quan trọng, vì nó không chỉ đảm bảo hiệu quả chống giữ cao mà còn giảm chi phí xây dựng và tăng tốc độ đào Hiện nay, thi công các đường lò than ở Quảng Ninh tốn nhiều công sức và chi phí Việc áp dụng kết cấu chống giữ bằng vì neo đã cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân và nâng cao tốc độ đào lò Khảo sát địa chất và tính toán hợp lý kết cấu chống giữ trong các điều kiện địa chất khác nhau sẽ giúp thiết kế điều chỉnh phương án chống giữ, đảm bảo độ ổn định tối đa cho các đường lò và giảm giá thành xây dựng.

Cấu trúc luận văn nghiên cứu

Với mục tiêu đặt ra, nội dung luận văn được chia làm 4 chương với các nội dung chính như sau:

- Tổng quan về việc sử dụng vì neo chống giữ các đường lò đào trong than trên thế giới và Việt Nam

- Lý thuyết sử dụng vì neo chống giữ cho các đường lò đào trong than

- Điều kiện địa kỹ thuật xây dựng của đường lò dọc vỉa than thông gió

- Nghiên cứu đề xuất chủng loại vì neo để chống giữ đường lò dọc vỉa than thông gió 31101

Tổng quan về việc sử dụng vì neo chống giữ các đường lò đào trong than 4 1.2 Tình hình sử dụng vì neo chống giữ các đường lò đào trong than trên thế giới

Khi khai đào công trình ngầm, đất đá xung quanh có xu hướng dịch chuyển vào trong khoảng trống, và sự biến dạng hay sập đổ khối than đá phụ thuộc vào nhiều yếu tố như trường ứng suất nguyên sinh, độ sâu, đặc tính than đá, cấu trúc địa chất, phương pháp khai đào, hình dạng tiết diện và thời gian ổn định không chống Do đó, các nhà khoa học đã nghiên cứu và phát triển các kết cấu chống hợp lý nhằm nâng cao sự ổn định cho công trình ngầm.

Để đảm bảo sự ổn định cho công trình ngầm, phương pháp phổ biến nhất là lắp đặt kết cấu chống giữ Trong đó, kết cấu chống giữ bằng neo được xem là hình thức chống giữ chủ động, trong đó khối than không chỉ là vật liệu tham gia mà còn kết hợp với neo để tạo thành hệ thống kết cấu neo - khối than.

Kết cấu chống neo cho công trình ngầm đã có lịch sử phát triển lâu dài từ đầu thế kỷ XIX, trở thành giải pháp phổ biến trong việc giữ vững các công trình ngầm dân dụng và đường lò khai thác khoáng sản.

Từ những năm 50 của thế kỷ trước, nhiều quốc gia có nền công nghiệp mỏ phát triển như Mỹ, Pháp, Liên Xô, Đức, Ba Lan và Trung Quốc đã bắt đầu sử dụng neo dính kết Đến những năm 90, Mỹ tiêu thụ khoảng 20 triệu neo chất dẻo cốt thép mỗi năm, trong khi Liên Xô và Đức lần lượt sử dụng 20 triệu và 1,5 triệu Kể từ đó, việc áp dụng neo chất dẻo cốt thép đã phát triển mạnh mẽ, trở thành một kết cấu chống phổ biến trong ngành công nghiệp mỏ và công trình ngầm.

Tại Việt Nam, từ năm 1991, Bộ Năng lượng đã giao Viện nghiên cứu khoa học công nghệ mỏ thực hiện nghiên cứu khả năng sử dụng neo chất dẻo cốt thép cho các mỏ hầm lò Đến năm 1993 và 1994, Bộ Năng lượng đã tìm được nguồn tài trợ từ các tổ chức và công ty Australia để thử nghiệm ứng dụng neo chất dẻo cốt thép Năm 1995, công nghệ này đã được áp dụng thành công để chống giữ các đường lò đá và lò than đầu tiên tại Công ty than Uông Bí và Công ty than Khe Chàm với sự tài trợ của dự án Australia Đến năm 2001, neo chất dẻo cốt thép tiếp tục được ứng dụng để chống giữ các đường lò dọc vỉa than tại Công ty than Dương Huy, nhờ vào sự hỗ trợ của dự án JCOAL Nhật Bản.

Mặc dù việc áp dụng neo chất dẻo cốt thép trong các mỏ than và đá hầm lò tại Quảng Ninh đã bắt đầu từ sớm, nhưng tiến triển vẫn chậm do điều kiện địa chất phức tạp, giá thành cao của vật liệu nhập khẩu, và trang thiết bị thi công chưa phù hợp với đá cứng Hơn nữa, trình độ hiểu biết về quy trình thi công cũng còn hạn chế Tuy nhiên, hiện nay, neo chất dẻo cốt thép đang được nghiên cứu và dự kiến sẽ được áp dụng rộng rãi tại các mỏ ở Quảng Ninh trong thời gian tới.

1.2 Tình hình sử dụng vì neo chống giữ các đường lò đào trong than trên thế giới

Hơn 100 năm trước, các mỏ nước ngoài đã bắt đầu ứng dụng phương pháp chống neo, với việc Anh sử dụng neo thép vào năm 1872 và Mỹ áp dụng neo gỗ vào năm 1900 Đến cuối thập niên 40 của thế kỷ 20, neo đã được sử dụng rộng rãi để chống giữ các công trình ngầm Sau đó, kỹ thuật chống giữ bằng neo đã nhanh chóng phát triển và được áp dụng trong các công trình khai thác mỏ, đường hầm và các công trình đất đá khác, trở thành một hình thức chống giữ tiềm năng và phát triển mạnh mẽ.

Từ quá trình phát triển của hình thức chống giữ neo, chống giữ neo có thể phân làm một số giai đoạn sau [7]:

Từ năm 1950 đến 1960, hình thức chống giữ neo chủ yếu là neo cơ học cố định với các đầu dạng nêm chẻ, vít nở và cánh phồng Tuy nhiên, lực cố định của các đầu neo này thấp và biến đổi lớn trong các lớp đất đá khác nhau, dẫn đến độ cứng chống giữ nhỏ và độ tin cậy thấp Điều này khiến chúng không phù hợp cho lớp đá mềm yếu và vỡ rời, gây ra nhiều vấn đề trong quá trình sử dụng tại Anh và Pháp Vào năm 1957, mỏ than của Anh đã sử dụng khoảng 500.000 thanh neo loại này, trong khi mỏ than của Pháp cũng áp dụng tương đối nhiều, nhưng đến đầu thập kỷ 60, tần suất sử dụng neo này đã giảm đáng kể.

Từ năm 1960 đến 1970, nghiên cứu và chế tạo neo chất dẻo đã thành công và được ứng dụng rộng rãi Năm 1958, Đức bắt đầu nghiên cứu neo chất dẻo, và sau hơn một năm thí nghiệm tại trung tâm nghiên cứu mỏ Essen, túi chất dẻo cố định neo đã được chế tạo Năm 1961, thí nghiệm dưới mỏ đạt thành công, dẫn đến việc neo chất dẻo được phát triển và ứng dụng ở các quốc gia khai thác mỏ hàng đầu thế giới Ban đầu, neo chất dẻo sử dụng đường kính lỗ khoan lớn (38-45mm), sau đó đã phát triển thành đường kính nhỏ hơn (22-30mm) với khả năng dính kết toàn thân Neo loại này có lực cố định lớn, độ tin cậy cao và tính thích ứng mạnh, góp phần thúc đẩy phát triển và ứng dụng phổ biến kỹ thuật chống giữ neo cực lớn.

Trong giai đoạn từ năm 1970 đến 1980, nghiên cứu đã thành công trong việc chế tạo neo ma sát cố định toàn thân, bao gồm neo ống phồng và neo ống chẻ, được ứng dụng tại các mỏ Tuy nhiên, cả hai loại neo này dễ bị ăn mòn và rỉ sét, khiến lực cố định bị ảnh hưởng lớn bởi chất lượng vật liệu thép, tính chất đất đá, đường kính lỗ khoan và công nghệ thi công phức tạp, chỉ phù hợp sử dụng trong các điều kiện vừa phải.

Trong giai đoạn 1980-1990, hình thức chống neo đã trở nên đa dạng hơn với sự xuất hiện của nhiều loại neo đặc chủng như neo cố định hỗn hợp, neo tổ hợp với thanh giằng thép, neo khung chịu lực, neo có khả năng dãn dài và neo bê tông Đồng thời, kỹ thuật gia cố neo cáp cũng được ứng dụng, cùng với việc cải tiến và nâng cao vật liệu chất dẻo.

Từ cuối những năm 90 của thế kỷ 20, neo chất dẻo cố định cường độ cao đã trở thành hình thức chủ đạo trong việc chống giữ neo nhờ vào hiệu quả cố định và công nghệ thi công đơn giản Kỹ thuật gia cố neo cáp cũng đã được ứng dụng rộng rãi trong các công trình có đường lò tiết diện lớn.

Tại Australia và Mỹ, điều kiện địa chất thuận lợi cho phép sử dụng trụ bảo vệ lớn và kỹ thuật chống giữ neo tiên tiến, dẫn đến 100% đường lò trong mỏ được trang bị kết cấu chống neo Tại nước Anh, trước năm 1987, 100% đường lò sử dụng vì chống thép, nhưng đến năm 1990, tỷ lệ này đã giảm xuống còn 50% với hệ thống chống neo, và tiếp tục tăng lên 80% vào năm 1994 và 90% vào năm 1997 Các quốc gia khác cũng nhanh chóng phát triển kỹ thuật chống neo cho các đường lò than, như Pháp.

Tính đến năm 1986, tỷ lệ đường lò chống giữ bằng neo chiếm 50% tại Việt Nam, trong khi ở các mỏ lớn của nước Nga, tỷ lệ này cũng đạt trên 50% Đến năm 2005, Trung Quốc đã nâng tỷ lệ đường lò chống giữ bằng neo ở những mỏ trọng điểm lên tới 60%, với một số mỏ thậm chí vượt qua 90% và đạt 100%.

Tình hình sử dụng vì neo chống giữ các đường lò đào trong than tại Việt

Từ những năm 90 của thế kỷ XX, neo chất dẻo cốt thép (CDCT) đã bắt đầu được áp dụng tại Việt Nam, đặc biệt trong việc chống giữ các đường lò đào trong đá Năm 1990, neo CDCT lần đầu tiên được thử nghiệm tại mỏ than Vàng Danh và mỏ than Khe Chàm, do Công ty Arnall của Australia thực hiện Công ty này đã cung cấp khoảng 100m thiết bị thi công và vật liệu cần thiết cho Tổng Công ty than Việt Nam Trong giai đoạn đầu, neo CDCT được kết hợp với vì chống thép lòng mo, sử dụng tấm chèn bê tông cốt thép đúc sẵn, trong khi các đường lò áp dụng tiết diện hình vòm dạng móng ngựa.

Viện KHCN Mỏ đã tiếp nhận chuyển giao lý thuyết và theo dõi thi công tại các mỏ, nơi thực hiện kỹ thuật khoan lắp đặt neo CDCT Đơn vị cũng cử người tham gia trực tiếp tại hiện trường cùng với các chuyên gia từ Arnall Australia và công ty Tahyo Nhật Bản.

Hiện nay, việc áp dụng neo chất dẻo cốt thép trong chống giữ các đường lò đào than tại một số mỏ ở Quảng Ninh vẫn còn hạn chế do điều kiện địa chất phức tạp và giá thành cao của vật liệu nhập ngoại Các trang thiết bị thi công, như máy khoan, chưa phù hợp với điều kiện thực tế, cùng với đó là trình độ hiểu biết về quy trình thi công còn thấp, dẫn đến tiến độ và khối lượng thực hiện chưa đạt yêu cầu Thông tin về khối lượng mét lò chống bằng neo chất dẻo cốt thép tại các mỏ than ở Quảng Ninh được thể hiện trong bảng 1.1.

Bảng 1.1 Khối lượng thực hiện công tác chống lò bằng vì neo chất dẻo cốt thép trong than năm 2016 và 2017 của TKV [9]

STT Đơn vị thực hiện Đơn vị Năm 2016 Năm

1 Công ty than Khe Chàm m 434 533

2 Công ty than Mông Dương m - 490

3 Công ty than Thống Nhất m - 15

4 Công ty than Quang Hanh m 244 605

5 Công ty than Dương Huy m 609 854

6 Công ty than Hạ Long m - 285

7 Công ty than Hòn Gai m - 40

8 Công ty Cổ phần than Núi

9 Công ty than Vàng Danh m - 382

10 Công ty than Nam Mẫu m - 144

11 Công ty than Mạo Khê m - 57

Một số ví dụ tại mỏ than Vàng Danh đã áp dụng cho đường lò dọc vỉa 6 +

Vị trí 335 và vỉa 6 + 135 khu Cánh Gà là hai địa điểm đầu tiên tại Việt Nam được thử nghiệm neo chất dẻo cốt thép Thí nghiệm tại vỉa 6 có chiều dày trung bình từ 2,72.

Vỉa than antraxit có chiều dày trung bình 5,6m và 3,8m, với góc dốc từ 20 đến 35 độ, trung bình là 30 độ Vách giả vỉa 6 có độ dày từ 0,5 đến 1,5m, dễ sập đổ khi bị lộ trần, trong khi vách trực tiếp là lớp bột kết dày từ 2,0m đến 25m, thuộc loại ổn định sập đổ trung bình Vách cơ bản là cát kết với độ dày từ 8,0 đến 25m, và trụ vỉa là sét, sét kết có độ dày từ 0,4m đến 1,8m Để sử dụng neo CDCT tại lò dọc vỉa 6, công ty than Vàng Danh đã áp dụng hộ chiếu chống giữ với 05 thanh neo nóc và 04 thanh neo hông cho đường lò dọc vỉa Tây Vàng Danh với tiết diện 12m², cùng với 03 neo nóc và 04 neo hông cho lò dọc vỉa 6 Cánh gà với tiết diện 9,6m² Kích thước thanh neo là 22mm gân nhóm AII, chiều dài thanh neo nóc 2100mm và thanh neo hông 1800mm, với mũi khoan lỗ neo đường kính 28mm và thỏi chất dẻo đường kính 22mm, dài 600mm thuộc loại đóng rắn nhanh Hộ chiếu chống giữ lò dọc vỉa 6 ở mức +335 với tiết diện 12,6m².

Hình 1.1 Hộ chiếu chống giữ đường lò dọc vỉa 6 +335

Tại mỏ than Khe Chàm, CDCT đã được áp dụng thử nghiệm tại đường lò dọc vỉa 14.4 mức +32, với vỉa có chiều dày trung bình 2,44m Vách giả là lớp sét mỏng, dày từ 0,3 đến 0,5m, trong khi vách trực tiếp có chiều dày dao động từ 2,1 đến 3,5m Trên lớp vách trực tiếp là vách cơ bản với lớp cát kết hạt nhỏ, có độ bền nén dọc trục khoảng 85MPa Vỉa có góc dốc từ 18 đến 31 độ, trung bình là 25 độ Diện tích đường lò là 9,6m², có dạng vòm một tâm và tường thẳng đứng Hộ chiếu chống giữ lò dọc vỉa than 14.4 mức +32 có tiết diện 12,6m².

Hình 1.2 Hộ chiếu chống giữ neo CDCT tại lò dọc vỉa 14.4 mức +32

Trắc dọc đ-ờng lò §-êng ray

Trắc dọc đ-ờng lò §-êng ray

Tại Công ty than Quang Hanh, kết cấu neo CDCT được áp dụng ở lò dọc vỉa than mức -15, vỉa 13 khu II, và mức -7, vỉa 15 khu III Vỉa 15 có độ dày từ 0,66 đến 3,5m, trung bình 1,6m, thuộc loại không ổn định về chiều dày với cấu tạo phức tạp, có từ 0 đến 3 lớp đá kẹp và góc dốc khoảng 450 Vách trực tiếp là lớp bột kết màu xám dày 2 đến 3m, xen kẽ với lớp sét kết màu xám đen, tương đối mềm, dày 0,4 đến 0,6m Vách cơ bản chủ yếu là cát kết dày và ổn định, trong khi trụ vỉa thường là sét kết, bột kết màu xám đen với mật độ khe nứt ít và hệ số kiên cố f.

Việc sử dụng chống lò bằng neo chất dẻo cốt thép trong các đường lò dọc vỉa than không chỉ hiệu quả cho các mỏ đã đề cập mà còn có thể áp dụng cho nhiều mỏ khác, với những điều kiện tương tự.

Một số vấn đề chú ý khi sử dụng vì neo chống giữ đường lò đào trong than

1.4.1 Công tác thăm dò khảo sát

Khảo sát đường lò dọc vỉa than và nghiên cứu các tài liệu địa chất liên quan là bước quan trọng để lựa chọn đường lò phù hợp Mục tiêu là đảm bảo đường lò đáp ứng các tiêu chí về an toàn, đặc biệt là trong việc chống neo dẻo cốt thép kết hợp với neo cáp.

 Công tác khoan lấy mẫu xác định tính chất khối than nóc đường lò;

 Xác định độ bền nén, xác định sự tách lớp của các lớp đá vách và khả năng tạo khối của vách vỉa;

 Xác định tính chất đồng đều (tính tách lớp) của than;

Xác định mức độ thấm nước và độ ẩm trong các lớp đá tại vách vỉa là rất quan trọng để hiểu hiện tượng nước ngầm Ngoài ra, cần phân tích hệ số giảm bền của đá vách vỉa than, liên quan đến số lượng, khoảng cách và đặc tính bề mặt của các khe nứt Sự giảm bền của đá và khối đá cũng cần được xem xét, đặc biệt khi lớp đá vách bị yếu do tác động của độ ẩm.

 Xác định góc dốc và chiều dầy lớp vách vỉa than;

 Xác định chỉ tiêu chất lượng khối đá nhất là nóc lò theo phân loại RQD;

 Từ các đánh giá trên chọn hình dạng tiết diện và vị trí đường lò trong chiều dày vỉa than

1.4.2 Công tác khoan lỗ mìn

Công tác khoan lỗ mìn cần áp dụng phương pháp nổ mìn tạo biên, giúp hạn chế ảnh hưởng của sóng nổ đến khối đá xung quanh đường lò Phương pháp này đảm bảo rằng khối than đá xung quanh đường lò có thể chịu tải tốt Sau khi nổ, biên đường lò sẽ ít bị lỗi lõm, tạo điều kiện thuận lợi cho việc khoan lắp đặt neo.

Công tác khoan lỗ mìn cần tuân thủ nghiêm ngặt theo hộ chiếu nổ mìn đã được phê duyệt, bao gồm việc kiểm soát chiều sâu, góc nghiêng, số lượng và khoảng cách giữa các lỗ khoan, cũng như khoảng cách từ các lỗ mìn đến đường biên thiết kế.

1.4.3 Thuốc nổ và phương tiện nổ

Sử dụng thuốc nổ có sức công phá nhỏ, như thuốc nổ nhũ tương lò than và AH1, là phương pháp an toàn cho việc nổ mìn trong các đường lò dọc vỉa than Các lỗ mìn được nạp thuốc chỉ 2/3 so với lượng thuốc nạp trong các lỗ mìn phá thông thường Kíp nổ sử dụng kíp vi sai điện an toàn, với độ nhạy khác nhau nhằm tăng hiệu quả phá đá và than Do đặc điểm của các lò dọc vỉa than, với độ bền nén và bền kéo không lớn, không cần thiết phải sử dụng thuốc nổ có mãnh lực lớn như Powergel P3151.

1.4.4 Khoảng cách giữa các lỗ mìn biên

Các lỗ mìn biên được bố trí sát biên đường lò, khoan vuông góc với mặt gương, cách biên thiết kế từ 150 đến 200mm Khoảng cách giữa các lỗ mìn biên không quá lớn, dao động từ 40 đến 60cm Nếu có thể, giữa các lỗ mìn biên nên khoan thêm các lỗ khoan trống (không nạp thuốc nổ) để tạo mặt thoáng phụ, giúp hình thành đường biên lò đúng với thiết kế sau khi nổ.

1.4.5 Lưu không mặt lộ sau khi phá vỡ đất đá

Sau khi thực hiện nổ mìn, cần tiến hành lắp dựng kết cấu chống sát gương để đảm bảo an toàn Việc này giúp tránh tình trạng lưu không mặt lộ trong quá trình thực hiện các công việc tiếp theo.

1.4.6 Công tác đưa gương vào trạng thái an toàn

Sau khi nổ mìn và đảm bảo thông gió an toàn, cần tiến hành kiểm tra gương và đưa gương về trạng thái an toàn Tại các vị trí có than om, phải cậy cho than rơi hẳn xuống bằng búa chèn hoặc sào dài, với người chọc đứng ở vị trí an toàn để tránh đá rơi Cấm làm việc dưới các vị trí có than om chưa được cậy Chỉ khi gương lò an toàn, mới được xúc bốc và vận chuyển Đồng thời, cần kiểm tra lưới thép, tấm đệm và thanh neo gần gương để đảm bảo không bị ảnh hưởng bởi nổ mìn, nếu có thì phải củng cố lại.

Trong quá trình thi công, cần chuẩn bị các kết cấu chống bằng thép để đảm bảo an toàn Nếu xảy ra tình trạng than bị tụt nóc, việc gia cố ngay lập tức bằng các kết cấu thép là rất cần thiết.

1.4.7 Công tác xúc bốc vận tải than tại gương

Nếu đường lò có chiều cao nhỏ cần xúc bốc than hết khỏi gương để thuận tiện cho công tác khoan neo

Khi đường lò có chiều cao lớn hơn 3m, cần giữ lại một phần than dưới nền lò để thuận tiện cho việc khoan neo Tuy nhiên, cần cẩn trọng khi thực hiện khoan trên phần than còn lại, vì than có thể bị trơn trượt do nổ ra.

1.4.8 Công tác kiểm tra tiết diện sau khi đào

Sau khi hoàn thành việc khai đào đường lò, cần thiết phải sử dụng các thiết bị đo để kiểm tra lại kích thước của đường lò Kích thước tiết diện đào phải tuân thủ các tiêu chuẩn quy định, như được nêu trong Bảng 1.2.

Bảng 1.2 Bảng tiêu chuẩn kiểm tra tiết diện đường lò

STT Kích thước Đạt yêu cầu (mm) Phương pháp kiểm tra Ghi chú

Sai lệch về chiều rộng đường lò

Dùng thước đo chiều rộng đường lò ở 3 vị trí trên, giữa, dưới nền lò

Chỉ được phép thừa tiết điện trong sai lệch cho phép không được phép thiếu diện tích

Sai lệch về chiều cao đường lò

Dùng thước dựa vào chiều cao thiết kế để tiến hành đo

1.4.9 Công tác đo đạc dịch động sau khi đào

Sau khi đào chống giữ đường lò dọc vỉa than, cần tiến hành đo đạc biến dạng và dịch động bên trong khối đá Các trạm dịch động nên được lắp đặt gần gương nhất có thể, đồng thời cần có biện pháp bảo vệ cho các trạm này Thông thường, khoảng cách giữa các trạm dịch động là 50m khi khối than đá không có sự biến đổi về địa chất; nếu có thay đổi, cần lắp đặt thêm các trạm dịch động tại các đoạn biến đổi để theo dõi và đo đạc.

Nhận xét

Tổng quan về việc sử dụng neo chống giữ các đường lò trong ngành than trên thế giới và tại Việt Nam cho thấy nhiều điểm đáng chú ý Việc áp dụng công nghệ neo chống không chỉ giúp tăng cường an toàn lao động mà còn nâng cao hiệu quả khai thác Ngoài ra, việc cải tiến phương pháp này cũng góp phần bảo vệ môi trường và giảm thiểu tác động tiêu cực từ hoạt động khai thác than.

Kết cấu chống neo đã trở thành một giải pháp phổ biến trong các đường lò đào than, với sự nghiên cứu và phát triển liên tục trên toàn cầu Các nỗ lực này bao gồm việc hoàn thiện lý thuyết tính toán, cải tiến quy trình công nghệ và nghiên cứu chế tạo vật tư thiết bị, nhằm nâng cao hiệu quả chống giữ cho các đường lò trong ngành than.

Tại Việt Nam, kết cấu chống neo đã được áp dụng thành công trong các lò đá bởi các đơn vị trong ngành than Hiện nay, phương pháp này đang được thử nghiệm tại các đường lò dọc vỉa than ở nhiều mỏ như Vàng Danh, Nam Mẫu, Khe Chàm, Quang Hanh, và Mạo Khê Tuy nhiên, khối lượng áp dụng vẫn còn hạn chế.

Khi thi công các đường lò trong than, cần chú ý đến những điểm khác biệt so với thi công trong lò đá, bao gồm khảo sát địa chất, khoan lỗ mìn, sử dụng thuốc nổ, cũng như các phương pháp xúc bốc và vận tải Ngoài ra, việc lưu không mặt lộ, nghiệm thu kích thước đường lò, và thực hiện công tác quan trắc, đo đạc dịch động biến dạng xung quanh đường lò cũng rất quan trọng.

Tổng quan về lý thuyết sử dụng vì neo

Mục đích nghiên cứu nguyên lý tác dụng chống giữ neo là làm rõ mối quan hệ tương tác giữa neo và khối than đá xung quanh, từ đó cung cấp cơ sở lý luận cho thiết kế hệ thống chống giữ neo Từ khi ra đời, cơ chế tác dụng chống giữ neo đã được nghiên cứu sâu rộng, dẫn đến việc đề xuất hơn chục loại lý thuyết khác nhau Tuy nhiên, mỗi lý thuyết đều có những điều kiện thích ứng riêng, và tồn tại những hạn chế, tính phiến diện, không hợp lý, cũng như tính không khả thi ở mức độ khác nhau.

Trong những năm gần đây, sự phát triển nhanh chóng của công nghệ chống giữ neo đã dẫn đến những tiến bộ đáng kể trong nghiên cứu lý thuyết chống giữ neo Hiểu biết về vai trò quyết định của dự ứng lực trong việc chống giữ neo, cũng như tác dụng tăng cường cường độ đất đá xung quanh, đã được nâng cao Ngoài ra, việc cố định chặt của neo đối với biến dạng nở rời, tách lớp và trượt động cũng như sự phát triển của các khe nứt trên bề mặt kết cấu trong khối đá xung quanh đã được làm rõ Những nhận thức này không chỉ cải thiện hiệu quả của hệ thống chống giữ neo mà còn cung cấp lý thuyết chỉ đạo hữu ích cho việc chống giữ đường lò trong những điều kiện khó khăn.

Lý thuyết treo cho rằng tác dụng chống giữ của neo là giữ lớp than đá không ổn định ở nóc lò bằng lớp đất đá ổn định phía trên Đây là lý thuyết chống giữ neo sớm nhất, có đặc điểm trực quan, dễ hiểu và tiện dụng, đặc biệt trong trường hợp có lớp đá ổn định ở trên, trong khi phía dưới là lớp than đá vỡ rời Lý thuyết này được ứng dụng rộng rãi, đặc biệt trong các khối than đá mềm yếu Sau khi đào đường lò, ứng suất phân bố lại, tạo ra vùng than đá bị phá hủy, từ đó hình thành vòm cân bằng tự nhiên, và tác dụng của neo là giữ vùng đá phá hủy treo lên vòm này.

Nhưng lý thuyết treo còn tồn tại một số nhược điểm sau đây:

Neo chỉ có khả năng chịu lực khi lớp than đá rời rạc hoặc cục đá không ổn định hoàn toàn tách rời khỏi lớp đá ổn định mới, và điều này chỉ xảy ra khi trọng lượng của lớp đá vỡ rời đủ lớn Tuy nhiên, điều kiện này thực tế không thường xuyên xuất hiện trong các đường lò tại mỏ.

Sau khi lắp đặt neo, sự biến dạng và tách lớp của đá có thể tạo ra lực tác động lớn lên neo, thậm chí vượt quá trọng lượng của phần đá không bị hư hại.

Khi neo xuyên qua lớp đá bị phá hủy, nó cung cấp lực cố định theo phương pháp tuyến và tiếp tuyến, từ đó cải thiện cường độ tổng thể của lớp đá này ở mức độ khác nhau, giúp tăng khả năng chịu tải Ngược lại, lý thuyết treo không xem xét khả năng tự chịu tải của khối đá xung quanh.

Hình 2.1 Tác dụng treo của chống giữ neo [7]

1- Neo; 2- Vùng đất đá mềm vỡ rời; 3- Lớp đá ổn định; a - Phía trên có lớp đá ổn định; b - Phía trên hình thành vòm cân bằng tự nhiên

Khi đất đá xung quanh yếu và đường lò rộng, việc cố định neo trở nên khó khăn do không thể bám vào lớp đất đá ổn định hoặc vòm cân bằng tự nhiên Trong lý thuyết treo, không có phương pháp nào có thể giải quyết vấn đề này, nhưng các biện pháp chống giữ neo vẫn có hiệu quả trong điều kiện như vậy.

Lý thuyết treo chỉ tập trung vào tác dụng kháng kéo bị động của neo mà không xem xét khả năng kháng cắt và cải thiện cường độ tổng thể của khối đất đá vỡ rời Do đó, sự khác biệt giữa lý thuyết tính toán tải trọng neo và thực tế là khá lớn.

2.1.2 Lý thuyết tổ hợp xà (tạo dầm mang tải)[7]

Lý thuyết tổ hợp xà phù hợp với nóc phân lớp, trong đó đầu cố định neo cung cấp lực dọc trục, giúp ngăn chặn hiện tượng tách lớp của đá và tăng cường lực ma sát giữa các mặt phân lớp Neo không chỉ cung cấp lực kháng cắt mà còn ngăn chặn sự trượt động giữa các lớp đá Khi cố định neo toàn thân, sự kết hợp giữa neo và chất dẻo cải thiện đáng kể khả năng chịu lực, tăng cường khả năng kiểm soát tách lớp tại nóc và dịch chuyển ngang, mang lại hiệu quả chống giữ tốt hơn so với việc chỉ cố định ở phần đầu neo.

Hình 2.2 Tác dụng tạo tổ hợp dầm của chống giữ neo [7] a - Khi chưa chống neo; b - Tạo tổ hợp dầm khi chống neo

Từ khảo sát về khả năng chịu lực của lớp đá, việc neo đã giữ chặt các lớp đất đá tạo thành tổ hợp dầm Giá trị tỷ lệ của ứng suất kéo lớn nhất mà tổ hợp xà chịu so với ứng suất kéo lớn nhất mà xà xếp hợp lại được xác định rõ.

Trong bài viết này, chúng tôi đề cập đến các thông số quan trọng liên quan đến ứng suất kéo lớn nhất của tổ hợp xà và xà xếp chồng nhau, được ký hiệu là max,c và max,l, tính bằng MPa Ngoài ra, hi đại diện cho độ dày của các lớp đá, đo bằng mét, và n là tổng số lớp đá trong cấu trúc.

Biến dạng uốn lớn nhất của tổ hợp dầm là:

Trong bài viết này, các yếu tố quan trọng được đề cập bao gồm trọng lượng tổ hợp dầm (W) tính bằng MN/m², độ rộng đường lò (B) tính bằng mét, độ cao của dầm (T), và mô đun đàn hồi của đá (E) tính bằng MPa Đặc biệt, độ dày của tổ hợp dầm có ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị biến dạng lớn nhất của dầm, khi độ dày tăng thì giá trị biến dạng giảm Mặc dù lý thuyết tổ hợp dầm đã xem xét tác dụng cố định của neo đối với tách lớp và dịch chuyển, nhưng vẫn tồn tại một số nhược điểm cần được khắc phục.

Xác định độ dày hữu hiệu của tổ hợp dầm là một thách thức lớn do nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống giữ neo Hiện tại, vẫn chưa có phương pháp đáng tin cậy nào để đánh giá độ dày này.

Ứng suất ngang có tác động quan trọng đến cường độ của tổ hợp dầm, tính ổn định và khả năng chịu tải của neo Trong các đường lò, ứng suất ngang thường ở mức cao và chính nó là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến sự phá hủy và mất ổn định của nóc.

Nóc dạng phân lớp chỉ thích hợp cho việc khảo sát tác dụng cố định đối với tách lớp và dịch chuyển, tuy nhiên chưa xem xét ảnh hưởng của neo đến cường độ khối đá, mô đun biến dạng và phân bố ứng suất.

2.1.3 Lý thuyết vòm gia cố [7]

Các loại vì neo sử dụng để chống giữ các đường lò đào trong than

Đường lò dọc vỉa than thường được đào qua khối đá và than mềm yếu, với cấu trúc chống neo có thể hoàn toàn nằm trong than hoặc một phần trong đá và than, tùy thuộc vào điều kiện xung quanh Tại các mỏ vùng Quảng Ninh, khối than có hệ số kiên cố nhỏ (f = 12), trong khi khối đá xung quanh thường là đá sét kết hoặc kẹp than cũng có hệ số kiên cố nhỏ (f = 23) Do đó, kết cấu neo thường sử dụng các loại neo như neo chất dẻo cốt thép, neo thủy tinh và neo bê tông cốt thép Bài viết sẽ tổng hợp và giới thiệu về các loại neo này.

2.2.1 Neo chất dẻo cốt thép

Neo chất dẻo cốt thép hiện nay tại Việt Nam thường sử dụng thanh cốt neo làm từ thép tròn gân, kèm theo các phụ kiện như long đen, tấm đệm và đai ốc chịu lực.

Neo chất dẻo cốt thép có những ưu nhược điểm chính như sau:

Bảng 2.1 Ưu nhược điểm của neo chất dẻo cốt thép Ưu điểm:

+ Lắp đặt dễ dàng và là kết cấu chống có hiệu quả cao tương ứng với tuổi thọ lâu bền

Chất dẻo Neo có khả năng chịu tải cao trong môi trường đá cứng và có thể mang tải ngay sau khi lắp đặt, nhờ vào thời gian đông kết ngắn của nó.

Khi sử dụng chất dẻo đông kết nhanh ở đáy lỗ khoan, biện pháp ứng suất trước có thể được áp dụng cho loại neo có khả năng dính kết toàn bộ chiều dài thân neo.

+ Mức độ đáng tin cậy khi sử dụng các túi chất dẻo trong điều kiện dưới ngầm không cao

Việc sử dụng chất dẻo trong thi công có thể tiềm ẩn nguy hiểm và gây lãng phí Thời gian bảo quản chất dẻo khi để ngoài trời rất ngắn, do đó cần chú ý để tránh những rủi ro không đáng có.

Hình 2.5 là ví dụ về cấu tạo một lỗ neo chất dẻo cốt thép

Hình 2.5 Cấu tạo một lỗ neo chất dẻo cốt thép [8]

2.2.2 Neo bê tông cốt thép

Neo bê tông cốt thép thường được áp dụng trong các lò dọc vỉa than, đặc biệt là trong điều kiện vỉa mỏng với chiều dày dưới 3,5m Trong trường hợp này, việc đào lò bám vách sẽ khiến phần thân neo chống giữ nóc lò nằm trong đá mềm.

Bảng 2.2 Ưu nhược điểm của neo bê tông cốt thép Ưu điểm:

+ Dễ dàng lắp đặt và là một kết cấu gia cố hiệu quả, bền vững

+ Hệ thống gia cố bằng neo dính kết có khả năng mang tải cao

+ Do sử dụng vữa xi măng nên neo chỉ có khả năng chịu tải trọng tối đa theo thiết kế sau vài ngày

Chất lượng vữa phụt và quy trình phụt vữa thường khó kiểm tra và duy trì ổn định Ngoài ra, việc sử dụng vữa phụt không khả thi trong các khu vực có dòng nước ngầm chảy trong lỗ khoan.

+ Chỉ có thể gây ứng suất trước trong neo khi neo

Hình 2.6 Kết cấu thanh neo bê tông cốt thép [12]

2.2.3 Neo thủy tinh (neo nhựa) [16]

Kết cấu neo đang ngày càng trở nên phổ biến trong việc chống giữ các công trình ngầm, đặc biệt là các đường lò trong khai thác than Hiện tại, các loại neo thường được sử dụng bao gồm neo bê tông cốt thép, neo chất dẻo cốt thép và neo cáp Tuy nhiên, thi công neo bê tông cốt thép gặp khó khăn do cốt neo nặng nề và khi tháo bỏ neo trong quá trình khai thác, điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng than cũng như gây khó khăn trong việc cắt bỏ neo.

Sự phát triển công nghệ yêu cầu sử dụng neo nhẹ, có khả năng chịu kéo cao, dễ cắt bỏ và phi kim loại Neo gia cường khối đá bằng sợi thủy tinh cường độ cao đang trở thành hướng nghiên cứu chính cho việc phát triển các loại neo, đặc biệt trong việc chống giữ các đường lò trong mỏ.

Sợi thủy tinh cường độ cao là loại nhựa không bão hòa, được sử dụng dưới dạng sợi gia cố trong các vật liệu composite Với tính chất hóa học vượt trội và khả năng chịu kéo cao, sợi thủy tinh cường độ cao mang lại nhiều ưu điểm khi được ứng dụng trong việc chống giữ các đường lò trong mỏ.

Sợi thủy tinh gia cố nhẹ với cường độ cao, có trọng lượng tương đối chỉ từ 1,5 đến 2,0, cho khả năng chịu lực gần tương đương với độ bền của neo thép Đặc biệt, trọng lượng của neo sợi thủy tinh chỉ bằng 1/5 so với neo thép cùng kích thước.

Neo bằng sợi thủy tinh là giải pháp tối ưu cho việc khai thác than, vì dễ dàng cắt bỏ mà không tạo ra tia lửa Với đặc tính không phải kim loại, neo này không chỉ đảm bảo an toàn cho các mỏ than hầm lò mà còn cải thiện hiệu quả khai thác Việc sử dụng neo sợi thủy tinh giúp giảm thiểu tổn thương cho máy cắt than, từ đó giảm chi phí sản xuất một cách đáng kể.

Neo bằng sợi thủy tinh không bị ăn mòn trong nước và không bị han rỉ, mang lại lợi ích trong việc chống giữ các đường lò trong môi trường ẩm ướt Sản phẩm này cũng có thể kết hợp với chất dính kết bằng xi măng hoặc chất dẻo, giống như các loại neo thông thường khác.

Hình 2.7 Kết cầu thanh neo cốt sợi thủy tinh [16]

Hình 2.8 Kết cấu thanh neo cốt sợi thủy tinh [16]

Neo cáp dính kết đã được ứng dụng trong khoảng 20 đến 30 năm qua để gia cố các công trình trong đá và trong ngành công nghiệp mỏ từ 15 đến 20 năm trước Neo cáp được định nghĩa là một cấu trúc gia cố, thường được tạo thành từ các sợi thép bện lại, có thể được lắp đặt với hoặc không có ứng suất trước và được dính kết bằng chất dẻo Chiều dài của neo cáp gia cố khối đá phụ thuộc vào vùng khối than đá mất ổn định xung quanh đường lò.

Sử dụng neo cáp trong xây dựng mỏ có sự khác biệt rõ rệt so với xây dựng dân dụng Trong ngành xây dựng mỏ, loại neo cáp không ứng suất trước với phần đầu dính kết bằng chất dẻo thường được áp dụng, giúp tạo ra các kết cấu chống tạm hoặc cố định hiệu quả Hình 2.9 minh họa cấu tạo của neo cáp trong ứng dụng này.

Hình 2.9 Cấu tạo của neo cáp [3]

Tính toán vì neo

Khi thi công đường lò dọc vỉa than, khối than đá mềm yếu dẫn đến sự hình thành vòm phá hủy trên nóc đường lò Trong bối cảnh này, neo đóng vai trò như một kết cấu mang tải, hỗ trợ trong việc chống đỡ vòm phá hủy cục bộ Neo hoạt động đồng thời với khối than đá, tạo thành một cấu trúc thống nhất gọi là "vùng than đá neo hóa gia cường" Tuy nhiên, hiện nay, các phương pháp tính toán neo chủ yếu dựa trên nguyên lý chịu tải trọng đã được xác định trước.

Quá trình tính toán vì neo bao gồm việc xác định khả năng mang tải và tính toán chiều dài, mật độ của vì neo Hiện nay, có nhiều phương pháp tính toán vì neo từ các tác giả khác nhau trên thế giới Tuy nhiên, trong xây dựng công trình ngầm khai thác mỏ, hai nguyên lý tính toán chính được sử dụng là rất quan trọng.

Dưới đây sẽ giới thiệu phương pháp tính toán các thông số của vì neo theo nguyên lý treo

2.3.1 Các tham số của vì neo

2.3.1.1 Tính khả năng chịu lực của thanh neo a Tính theo khả năng chịu lực của thanh neo

Khả năng chịu lực của thanh neo (PC) được tính theo công thức:[10]

Fc - Tiết diện thanh cốt neo, m 2 ;

Khả năng chịu kéo của thép neo được xác định theo các nhóm thép khác nhau: thép nhóm A-I có RK = 100 MPa, thép nhóm A-II có RK = 270 MPa, và thép nhóm A-III có RK = 600 MPa Hệ số làm việc của thanh neo được quy định trong khoảng klv = 0,9 đến 1,0 Để tính toán khả năng chịu lực của thanh neo, cần xem xét điều kiện dính bám của cốt neo với chất dính kết.

PCB=.dn.1.lz.kz.klvz (2.6) Trong đó: dn - Đường kính thanh neo, m;

Lực dính kết giữa thanh neo và chất dẻo được đo bằng đơn vị MPa, trong đó chiều dài khoá neo (lz) có ảnh hưởng đến hệ số điều chỉnh kz; cụ thể, với lz=0,3 thì kz=0,58 và với lz=0,4 thì kz=0,55 Hệ số klvz phản ánh điều kiện làm việc của khoá neo, với giá trị klvz=0,8 cho lỗ neo khô và klvz từ 0,6 đến 0,7 cho lỗ neo ẩm ướt Việc tính toán khả năng chịu lực của thanh neo phụ thuộc vào điều kiện dính bám giữa chất dính kết và đất đá.

PBĐ = .dlk.2.lz.kz.klvz (2.7) Trong đó: dlk - Đường kính lỗ khoan, m;

Lực dính kết giữa chất dẻo và đất đá được đo bằng đơn vị MPa, trong khi chiều dài khoá neo được tính bằng mét Hệ số điều chỉnh chiều dài khoá neo ký hiệu là kz, và hệ số về điều kiện làm việc khoá neo ký hiệu là klvz Đối với lỗ neo khô, klvz có giá trị là 0,9, trong khi đối với lỗ neo ẩm ướt, giá trị này dao động từ 0,6 đến 0,75.

Khả năng chịu lực của neo, so sánh giữa 3 khả năng chịu lực PC, PC.B, PB.Đ, trị số nào nhỏ nhất lấy làm PN để tính toán

2.3.1.2 Tính chiều dài thanh neo

Chiều dài thành cốt neo được xác định dựa trên nguyên lý treo vòm phá hủy trong khối đá cứng, với công thức ln = b + 1,5.lk + lđ Trong đó, ln là chiều dài thanh neo tính bằng mét; lk là chiều dài phần khóa neo, thường từ 300 đến 400mm; lđ là chiều dài đuôi neo để lắp êcu lực, tấm đệm và thanh giằng; và b là chiều cao vòm phá hủy của nóc lò, được xác định theo phương pháp Ximbarevic.

Trong đó: a - Nửa chiều rộng đường lò, m; h - Chiều cao đường lò, m;

 - Góc ma sát trong của đá nóc, độ; f - Hệ số kiên cố của đất đá nóc

L3 - Chiều dài khóa neo trong khối đá cứng vững;

Mật độ neo là số neo trên một mét vuông nóc và hông lò được tính toán theo công thức [10]: v p

Trong đó: qv - Khối lượng đá trên vòm phá hủy; qv = b., kN/m 2 np - Hệ số vượt tải lấy bằng 1,2;

Pn - Khả năng chịu tải thấp nhất của vì neo, kN;

2.3.1.4 Tính khoảng cách giữa các neo

Khoảng cách giữa các neo (a1) được tính theo công thức [10]:

Trong đó: S - Mật độ neo, neo/m 2

2.3.2 Tính toán tham số của neo cáp

Chiều dài neo cáp được tính toán theo công thức sau [11]:

Lc = La + Lb + Lc (2.12) Trong đó:

Lc - Chiều dài neo cáp, m;

La - Chiều dài neo gia cố vào tầng đất đá ổn định, m;

Lb - Chiều rộng đường lò, m;

Lc -Chiều dài nhô ra khỏi biên lò, m;

2.3.2.2 Khoảng cách giữa hàng neo cáp

Khoảng cách giữa hai hàng neo cáp được xác định dựa vào khả năng chịu đựng trọng lượng của lớp than nóc mất ổn định Công thức tính khoảng cách giữa các hàng neo cáp được áp dụng như sau [11].

Chiều rộng của đường lò được ký hiệu là B, trong khi chiều dày của lớp than không ổn định cần treo vào lớp đất đá ổn định được ký hiệu là h, với chiều dày này phụ thuộc vào chiều rộng lò B Trọng lượng thể tích của lớp đất đá và than trên phía nóc lò được ký hiệu là γ, đo bằng mét khối (m³).

[σa] - Lực kéo đứt của một thanh neo cáp, (KN); k - Hệ số an toàn

2.3.2.3 Số lượng neo cáp trên một vòng

Số neo cáp trên một vòng neo được tính như sau [11]:

N - Số lượng neo trên một hàng neo, thanh

K - Hệ số an toàn thông thường lấy K = 1.11.2

P - Lực thấp nhất gây dứt cáp không được nhỏ hơn 250 kN

W - Trọng lượng phần đá được treo vào lớp đất đá cứng vững, kN

Chiều rộng của đường lò được ký hiệu là B (m), trong khi trọng lượng riêng của lớp than và đá được treo được ký hiệu là γ (KN/m³) Độ dày của lớp đá và than treo có thể được xác định với than bằng chiều rộng lò B, và đối với đá, độ dày được chọn bằng nửa chiều rộng đường lò.

S2 - khoảng cách hàng neo cáp tính ở trên

2.3.2.4 Khoảng cách giữa hai neo cáp

Khoảng cách hai neo được tính theo công thức sau [11]: b = 0,85/N (2.16)

N - số neo cáp/1 vòng neo

Đặc tính khả năng sử dụng vì neo chống giữ đường lò đào trong than 34 2.5 Nhận xét

Mục đích chính của thiết kế chống giữ các đường lò đào trong khối than là giúp khối than tự chống giữ bản thân Điều này phù hợp với khái niệm sử dụng các kết cấu gia cố, như kết cấu chống neo, làm phần bên trong của khối than Các thanh neo không chỉ gia cố mà còn huy động độ bền vốn có của khối than bằng cách hạn chế sự dịch chuyển tương đối giữa các khối than riêng lẻ Sự dịch chuyển này chủ yếu được ngăn chặn thông qua các thanh neo cắm qua các khe nứt giữa chúng.

Sự hư hỏng của hệ thống gia cố neo thường xuất phát từ đặc tính vật liệu của kết cấu neo, nhưng tỷ lệ này không cao so với các trường hợp hư hỏng do lỗi trong quá trình lắp đặt neo.

Các nguyên nhân chủ yếu gây ra phá huỷ neo bao gồm:

 Lựa chọn hệ thống neo không hợp lý;

 Vị trí lỗ khoan không phù hợp;

 Lỗ khoan quá dài hoặc quá ngắn;

 Đường kính lỗ khoan không chính xác;

 Lỗ khoan không được rửa sạch;

 Lượng vữa nhét vào không đủ;

 Chiều dài dính kết không đủ;

 Sử dụng vữa quá hạn;

 Hỗn hợp trộn không phù hợp;

 Đường ống khí nén bị hỏng không đủ áp lực xoay khoan trộn vữa và đẩy chân ben máy khoan;

 Không bịt kín hoàn toàn miệng lỗ khoan;

 Không làm trơn (bôi mỡ) các đai ốc, vòng đệm và các ren của chúng;

 Quy trình lắp đặt không phù hợp;

 Không thực hiện đầy đủ thí nghiệm kiểm tra;

 Không có quá trình đánh giá hiệu quả gia cố;

Nguyên lý chống giữ đường lò trong khai thác than đá đã được nhiều tác giả nghiên cứu, cả trong nước và quốc tế Mỗi nguyên lý chỉ phù hợp với những điều kiện cụ thể, do đó, việc lựa chọn nguyên lý chống giữ cần dựa vào điều kiện hiện trường để đảm bảo hiệu quả.

Các loại vì neo chống giữ đường lò trong than tương tự như các loại vì neo trong đá, nhưng hiện nay, loại vì neo dính kết được ưa chuộng hơn cả do tính ưu việt vượt trội của nó so với các loại vì neo khác.