Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
mục lục
Trang
Chơng I:Giới thiệu chung về công trình cần thiết kế
4
I.1.Vị trí địa lý, khí hậu, điều kiện địa chất khu mỏ
4
I.1.1.Vị trí địa lý khu mỏ xây dựng kho vật liệu nổ công nghiệp 4
I.1.2.Đặc điểm địa hình 4
I.1.3.Đặc điểm khí hậu 4
I.1.4.Đặc điểm giao thông vận tải 4
I.1.5.Cấu tạo địa chất khu mỏ 4
I.1.6. Đặc điểm địa chất thuỷ văn, địa chất công trình, độ chứa khí 5
I.2.các yêu cầu khi xây dựng kho chứa VLNCN
9
I.2.1. Tầm quan trọng của kho vật liệu nổ công nghiệp 9
I.2.2. Tính pháp lý của kho chứa vật liệu nổ công nghiệp mỏ than Hà Lầm. 9
I.2.3. Các yêu cầu khi xây dựng kho chứa VLNCN cho mỏ than Hà Lầm 10
Chơng ii: CáC THÔNG Số Kĩ THUậT CủA KHO VLNCN
13
ii.1. Xác định dung lợng kho vật liệu nổ công nghiệp cho mỏ
than Hà Lầm
13
II.1.1. Xác định dung lợng kho 13
II.1.2.Xác định lợng kíp nổ 14
II.1.3.Xác định số lợng ngăn chứa thuốc và chứa kíp. 14
II.1.4.Xác định kích thớc ngăn chứa thuốc và chứa kíp 15
ii.2. kiểm tra các yêu cầu về an toàn của kho
16
II.2.1.Kiểm tra khoảng cách an toàn về chấn động . 16
II.2.2. Khoảng cách an toàn về truyền nổ. 17

III.8.1.Quy định chung. 38
III.8.2.Các phơng pháp chống sét, cấp điện, chiếu sáng cho kho VLNCN 38
III.9. Thiết kế hệ thống cấp thoát nớc, thông gió và các hạng
mục phụ trợ
42
III.9.1. Hệ thống cấp thoát nớc. . 42
III.9.2. Hệ thống thông gió 42
III.9.2.Các hạng mục phụ trợ 43
Chơng iV: Biện pháp thi công và các công tác phụ.
44
IV.1. Chuẩn bị mặt bằng
45
IV.2. biện pháp thi công kho VLNCN
45
IV.3.Thành lập biểu đồ tổ chức chu kỳ và lịch trình thi công
47
IV.3.1. Cơ sở thành lập biểu đồ tổ chức chu kì. 47
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
1
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
IV.3.2. Xác định khối lợng công việc trong một chu kỳ chống 48
IV.3.3. Bố trí nhân lực 48
IV.3.4. Thời gian hoàn thành từng công việc 49
Chơng V: Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
52
V.1.Các bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
52
Bảng chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật đào lò. 52
V.II. Giá thành xây dựng 1 mét kho
53

nên cuốn đồ án này không sao tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót. Tác giả
kính mong nhận đợc sự bổ sung đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, các bạn
bè đồng nghiệp để quá trình công tác sau này đạt kết quả tốt.
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
2
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
Tác giả bày tỏ sự biết ơn chân thành sự hớng dẫn, giúp đỡ của các thầy
cô giáo, đặc biệt là thầy giáo TS. Nguyễn Văn Quyển, cũng nh các kỹ s phòng
Kỹ thuật Công ty cổ phần than Hà Lầm đã cung cấp các số liệu, cùng các ý
kiến quý báu để tác giả hoàn thành cuốn đồ án này.
Hà Nội, 04 / 05 / 2008
Tác giả
Nguyễn Anh Duy
Ch ơng I
Giới thiệu chung về công trình cần thiết kế
I.1.Vị trí địa lý, khí hậu, điều kiện địa chất khu mỏ.
I.1.1.Vị trí địa lý khu mỏ xây dựng kho vật liệu nổ công nghiệp
Vị trí địa lý khu vực xây dựng kho vật liệu nổ công nghiệp cho mỏ than
Hà Lầm nằm trong khu vực giới hạn bởi toạ độ:
X = 19.700 ữ 20.400
Y = 409.500 ữ 410000
Cốt cao xây dựng Z = +32.9
Giới hạn phía Bắc của khu vực là khu bãi thải vỉa 14 công trờng khai thác
lộ thiên. Giới hạn phía Nam của khu vực là công trờng khai thác lộ thiên của
công ty cổ phần than Núi Béo. Giới hạn phía Tây của khu vực là khu khai
thác lộ thiên của Trung đoàn 213. Giới hạn phía Đông của khu vực là công tr-
ờng khai thác lộ thiên khu VI viả 11.
I.1.2.Đặc điểm địa hình
Địa hình khu vực thiết kế chủ yếu là vùng núi cao. Độ cao bề mặt địa
hình từ 60 ữ 250 mét. Độ dốc địa hình từ 7 ữ 45, cao dần về phía Đông. Vỉa

hyđrôxít sắt. Chiều dày địa tầng 1500 ữ 2000 m.
2) Giới trung sinh: Hệ Trias Thống trên.
Bậc Nori Reti - Điệp Hồng Gai phân bố đều trên toàn bộ diện tích
nghiên cứu phủ bất chỉnh hợp lên trầm tích C P. Theo đặc điểm thạch học,
độ chứa than Điệp Hồng Gai đợc chia làm 3 phụ điệp: phụ điệp dới, phụ điệp
giữa, phụ điệp trên. Trong phạm vi nghiên cứu không tồn tại trầm tích của phụ
điệp trên.
- Phụ Điệp Hồng Gai dới (T
3n
rhg
1
) phân bố thành dải hẹp dọc phía
Nam khu mỏ. Nham thạch chủ yếu là cuội kết, cát kết, đá khoáng phân lớp
dày, ít hơn là bột kết, sét kết phân lớp mỏng.
- Phụ Điệp Hồng Gai giữa (T
3n
rgh
2
) nằm chỉnh hợp trên phụ Điệp
Hồng Gai dới. Phân bố phần lớn diện tích khu nghiên cứu. Trên mặt cắt địa
chất của phụ Điệp Hồng Gai giữa chủ yếu là bột kết, cát kết, sạn kết, ít hơn có
sét kết và cuội kết. Các lớp đá có chiều dày biến đổi trong phạm vi hẹp, phụ
Điệp Hồng Gai giữa có chứa 9 vỉa than. Các vỉa than có chiều dày từ mỏng
đến trung bình, dày và rất dày. Các vỉa 9(6), 7(4), 6(3), 5(2) là những vỉa
không duy trì trên toàn khu mỏ, các vỉa 10(7), 11(8), 14(10) có chiều dày từ
dày đến rất dày, cấu tạo vỉa phức tạp. Sự chuyển tiếp giữa đá hạt thô và đá hạt
mịn và các vỉa than nhiều khi không từ từ, thậm chí là rất đột ngột.
Chiều dày trầm tích phụ Điệp Hồng Gai ở khu Hà Lầm thay đổi từ 500
ữ
700 m, trung bình là 540m.

.
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
4
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
a) Tầng chứa n ớc đệ tứ (Q):
Phân bố rộng khắp khu mỏ và trên cùng của cột địa tầng, chúng nằm trên
các đồi, sờn đồi và thung lũng, càng xuống thấp chiều dày càng lớn. Trên các
đỉnh đồi chiều dày tầng cha nớc dày từ 1
ữ
2 m, sờn đồi là 2
ữ
5 m, thung lũng
là 7
ữ
10 m; trung bình là 3
ữ
5 m. Tầng này bao gồm các loại đá nh cát, cuội,
sỏi, bột cát lăn và mùn thực vật. Chúng có kết cấu rời rạc, mềm dẻo.
b) Tầng chứa n ớc chứa than (T
3(n-y)
hg
2
):
Đây là tầng chứa nớc chính, nó có chứa các vỉa than có giá trị công
nghiệp lớn. Gồm các vỉa từ vỉa 14 đến vỉa 4. Khoảng cách các vỉa thay dổi từ
40
ữ
75m. Trong tầng chứa nớc này ngời ta thấy có các lớp đá hạt thô, các lớp
đá hạt mịn và các vỉa than nằm xen kẽ nhau mang tính trầm tích, phân nhịp rõ
ràng.

trong khu mỏ.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của 12 mẫu cuội:
maxnen

=1368 KG/cm
2
;
minnen

= 462 KG/cm
2
; tbnen

=938 KG/cm
2
b) Sạn kết: Màu xám sáng, xám tro, xám trắng. Thành phần chủ yếu là thạch
anh màu trắng đục có kích thớc 0,2
ữ
0,5 cm. Các hạt thạch anh tơng đối tròn
cạnh, ximăng gắn kết cát thạch anh hoặc là Silic, gắn kết rất bền chắc. Càng
xuống sâu các lớp sạn kết càng ít gặp hoặc tồn tại ở dạng thấu kính. Tổng
chiều dày các lớp sạn kết chiếm 13% tổng các loại đất đá trong khu mỏ, độ
kiên cố 4
ữ
6, thể trọng

=2,6 T/m

2
;
tbnen

= 621 KG/cm
2
d) Cát kết: Màu xám sáng, xám tro, xám tối đến xám đen. Thành phần là hạt
thạch anh, xi măng gắn kết là sét, cấu tạo khối đến phân lớp dày. Các lớp cát
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
5
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
kết phân bố rộng rãi trong khu mỏ và tơng đối đều trong cột địa tầng. Các lớp
này rất ổn định về cả chiều dày và chiều sâu, độ kiên cố 4
ữ
6, thể trọng

=2,6
T/m
3
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của 347 mẫu cát kết:
maxnen

=3184 KG/cm
2
;
minnen

= 193 KG/cm
2
;

Trầm tích chứa than ở đây có chứa các loại khí chủ yếu là N
2
, CO
2
, H
2
,
CH
4
. Các loại khí khác cũng có nhng không đáng kể, các khí CO
2
, H
2
, CH
4
là
loại khí có ảnh hởng trực tiếp, gây ra những cản trở trong quá trình khai thác
lại có hàm lợng cao nên chúng là đối tợng nghiên cứu chủ yếu. Để có những
đánh giá tổng quát về tính quy luật các khí theo chiều sâu thì nghiên cứu
không dừng lại ở mức -150 mà tổng hợp kết quả đến mức -500.
- Khí CO
2
trong diện nghiên cứu biến đổi từ 0,03%
ữ
32,01%, trung bình là
7,22%. Độ chứa khí từ 0,00
ữ
1,07 cm
3
/gKC; trung bình 0,32 cm

- Kho nổi: là kho có các nhà kho đặt ngay trên mặt đất.
- Kho nửa ngầm: là kho có mái đua của các nhà kho ngang với mặt đất.
- Kho ngầm: là kho có chiều dày lớp đất phủ ở trên kho nhỏ hơn 15 m.
- Kho hầm lò: là kho có chiều dày lớp đất phủ ở trên kho lớn hơn 15 m.
b) Theo thời hạn sử dụng, kho vật liệu nổ công nghiệp đợc chia ra:
- Kho cố định: có thời hạn sử dụng trên 3 năm(thờng là kho dự trữ, kho
tiêu thụ).
- Kho tạm thời: có thời hạn sử dụng từ 1 đến 3 năm(thờng là kho tiêu thụ).
- Kho tạm thời ngắn hạn: có thời hạn sử dụng dới 1 năm.
c) Theo nhiệm vụ và tính chất sử dụng, kho vật liệu nổ công nghiệp đợc chia
ra:
- Kho dự trữ: có nhiệm vụ cung cấp vật liệu nổ công nghiệp cho các kho
tiêu thụ.
- Kho tiêu thụ: có nhiêm vụ cấp phát hàng ngày vật liệu nổ công nghiệp
cho nơi sử dụng.
Dựa vào các thuyết minh ở trên về mỏ than Hà Lầm ta thấy rằng đất đá
tại đây có độ cứng trung bình, mỏ đợc xếp loại I về khí bụi nổ. Khu vực mà ta
định xây dựng kho VLNCN nằm trên bãi thải của mỏ than Hà Lầm, tại đây
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
6
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
đất đá khá rời rạc. Xung quanh là khu vực hoang vắng, ít ngời qua lại. Vì vậy
ta chọn giải pháp xây dựng kho vật liệu nổ ở đây là kho tiêu thụ, đặt bán ngầm
phục vụ cho khai thác hầm lò, công trình đợc đặt ở cốt cao +32.9 , cửa hầm
quay về hớng Nam.
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
7
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
Hình I.1: Vị trí kho vật liệu nổ công nghiệp :
I.2. Các yêu cầu khi xây dựng kho chứa vật liệu nổ công

thể là:
Yêu cầu về xây dựng kho VLNCN
- Không gây ra hiện tợng nổ do phản ứng hoá học của bản thân vật liệu
nổ hoặc bị nổ do các hoạt động khác.
- Các nhà kho chứa vật liệu nổ công nghiệp phải quay theo hớng Bắc-
Nam để tránh ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào trong nhà.
- Mái nhà kho phải làm bằng vật liệu không cháy, có thể làm mái ngói
hoặc fibrô xi măng.
- Mái nhà kho phải có trần, nếu nhà kho có mái bêtông cốt thép thì phải
có lớp cách nhiệt.
- Nền và sàn nhà phải đảm bảo luôn khô ráo. Nền phải cao hơn mặt bằng
kho ít nhất 20 cm.
- Hệ thống cửa của kho VLNCN phải có 2 lớp cửa, cửa phòng hoả ở
ngoài và phải bọc tôn.
- Sàn nhà phải cao hơn nền ít nhất 30 cm, sàn có thể lát gạch, gỗ, đổ
bêtông. Sàn phải phẳng, không có khe hở lỗ thủng.
- Trong phạm vi kho phải có rãnh thoát nớc, rãnh phải có độ nghiêng,
kích thớc phù hợp để tiêu nớc nhanh.
- Đờng ra vào kho và đờng đến từng nhà kho phải đảm bảo các tiêu
chuẩn kỹ thuật, đi lại thuận lợi và luôn giữ sạch sẽ.
- Các kho phải có hàng rào bao quanh. Ngoài hàng rào phải có khu vực
cấm tối thiểu 50m kể từ hàng rào.
- Cấm xây dựng một công trình nào trên mặt đất nằm trực tiếp lên phía
trên kho VLNCN.
- Những đờng lò có buồng hoặc ngách chứa VLNCN không đợc thông
thẳng trực tiếp với đờng lò chính mà phải nối bằng ba đoạn lò dẫn vuông góc
với nhau, nhng đoạn lò dẫn này phải kết thúc bằng những hốc cụt sâu 2m và
tiết diện tối thiểu là 4 m
2
.

hoặc trong các phòng riêng.
- Dây dẫn chiếu sáng trong khu vực kho và trong các nhà kho phải dùng loại
cáp có vỏ bọc cách điện. Cấm mắc các dây dẫn hoặc cáp điện qua phía trên
các nhà kho.
- Các giá đỡ phải cá kết cấu thích hợp để cáp không bị h hỏng. Chỗ đa cáp vào
nhà kho phải có ống bọc.
- Khi treo cáp điện dọc theo tờng và trần nhà phải có giá đỡ cách nhau 0,8 đến
1 m khi đặt ngang và 2 m khi đặt đứng.
- Nối cáp phải dùng các hộp nối chuyên dùng.
Yêu cầu về PCCC cho kho chứa VLNCN.
- Các kho VLNCN đều phải trang bị bình dập lửa, thùng có cát, thùng nớc, bể
chứa nớc chứa đợc 50 m
3
trở lên phải có máy bơm để bơm chữa cháy.
Để ngăn ngừa cháy lan từ ngoài vào phải:
- Dọn sạch cây cỏ trong khoảng rộng không nhỏ hơn 5m xung quanh nhà kho.
- Làm rãnh ngăn cháy xung quanh khu vực kho, rãnh sâu 0,5 đến 1 m, chiều
rộng trên bề mặt từ 1,5 đến 3m.
- Kho phải có đờng ống dẫn nớc hoặc bể nớc chữa cháy. Phải có lối đi đến bể
chứa nớc thuận lợi.
- Trong khu vực kho cấm hút thuốc lá, đốt lửa, dùng ngọn lửa trần.
Ch ơng ii
CáC THÔNG Số Kĩ THUậT CủA KHO VLNCN
ii.1. Xác định dung l ợng kho vật liệu nổ công nghiệp cho
mỏ than Hà Lầm
II.1.1. Xác định dung l ơng kho.
Với sản lợng của mỏ than Hà Lầm là 1.130.000 tấn/năm và hệ số đào lò
đá là 12,88 m/1000 tấn, hệ số đào lò than là 10,56 m/1000 tấn thì phải cần
dùng 1 lợng thuốc nổ Q là:
Q= (l

- diện tích lò than; S
t
=8,5 m
2
A - sản lợng của mỏ; A=1.130 nghìn tấn.
q- chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị (kg/m
3
)
Theo công thức thực nghiệm của GS.Pacrovski N.M ta có:
q = q
1
.f
c
.v.e.k
đ
kg/m
3

(II-2)
Đối với lò đá: q
đ
= q
1
.f
c
.v.e.k
đ
kg/m
3
Trong đó: q

s
- sức công nổ của thuốc nổ AH
1
, P
s
=250
ữ
260
K
đ
- hệ số ảnh hởng của đờng kính thỏi thuốc; K
đ
= 1,1
Thay vào ta có:
q
đ
= 0,6. 1,4. 1,5. 1,46. 1,1 = 2,02 (kg/m
3
)
Tơng tự đối với lò than ta có : q
t
= 0,2. 0,8. 1,2. 1,46. 1,1 = 0,3 (kg/m
3
)
Thay vào công thức (II-1) ta đợc :
Q= (12,88. 10,5. 2,02 +12,88. 8,5. 0,3). 1130 =339127 (kg)


3
4000
==
dng
Q
(kg)
II.1.2.Xác định l ợng kíp nổ
Theo kinh nghiệm khai thác than ở mỏ than Hà Lầm thì cứ khai thác
1000 tấn than thì phải dùng 400 kíp nổ. Vậy số kíp cần thiết để phục vụ cho
việc khai thác ở mỏ than theo công suất thiết kế là:
452000
1000
400.1130000
1
==B
(kíp)
Cứ khai thác thì cứ 1000 tấn than thì phải đào 12,88 m lò đá. Vậy số mét lò đá
phải đào trong 1 năm của mỏ than Hà Lầm là.
L
lò đá
=
14554
1000
88,12.1130000
=
(m)
Theo kinh nghiệm, cứ đào 1 mét lò đá thì phải dùng 20 kíp. Vậy lợng kíp đào
lò đá là:
29108020.14554
2

ng-d
.3 = 2477. 3= 7431 (kíp)
Theo TCVN-4586 thì mỗi ngăn chứa kíp không đợc chứa quá 15000 kíp,
vậy ta thiết kế gồm 1 ngăn chứa kíp, mỗi hòm chứa đợc 1000 kíp. Vậy số hòm
chứa kíp là:
8
1000
7431
=
kip
N
(hòm)
Mỗi hòm chứa kíp có kích thớc là 620x520x350 mm.
II.1.4.Xác định kích th ớc ngăn chứa thuốc và chứa kíp.
II.1.4.1.Xác định kích th ớc ngăn chứa thuốc
Các hòm chứa thuốc nổ đợc đựng trong ngăn chứa thuốc nổ. Mỗi ngăn
chứa tối đa 400 kg, mỗi hòm đựng đợc 24 kg, vậy trong 1 ngăn đựng đợc số
hòm thuốc nổ là:
16
24
400
=
thuoc
N
(hòm)
Thuốc nổ mà mỏ than Hà Lầm đang dùng hiện nay vẫn là thuốc AH
1
, do
xí nghiệp VLNCN Quảng Ninh sản xuất. Mỗi hòm có kích thớc phủ bì là
300x300x250 mm. Theo TCVN- 4586:1997 thì các loại thuốc nổ thuộc nhóm


+0,2= 1+0,2 = 1,2 (m)
Để dễ dàng trong quá trình giao nhận thuốc nổ
nên ta chọn chiều cao phần tờng của khám là H
t
=
1900 mm và cộng thêm 250mm là chiều cao của xà
nóc(chi tiết khám chứa thuốc đợc trình bày ở chơng
sau).
II.1.4.2.Xác định kích th ớc ngăn chứa kíp
Theo TCVN- 4586:1997 thì tất cảc các loại kíp nổ
đợc xếp vào VLNCN nhóm 4 và VLNCN thuộc nhóm
này phải đợc đặt trên giá. Mỗi tầng giá chỉ đợc xếp 1
lợt hòm. Khoảng cách từ mặt trên của hòm đến đáy dới của tầng giá trên ít
nhất là 4 cm. Chiều rộng của giá chỉ đặt đủ một hòm. Chiều cao của tầng giá
trên cùng không quá 1,6 m so với mặt sàn.
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
12
200200
200
200
1300
khám
l
b
khám
300
Hình II-1: Hình dạng khám chứa thuốc
Tỉ lệ: 1 : 50
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ

-khoảng cách an toàn ; m
Q- khối lợng toàn bộ thuốc nổ trong kho; Q = 4000 kg
K
c
-hệ số phụ thuộc vào tính chất đất nền của công trình cần bảo
vệ, tra bảng II-1, K
c
=9


-hệ số phụ thuộc vào chỉ số tác động nổ; tra bảng II-2;

=1,2
Bảng II-1:Phụ lục D của TCVN-4586:1997
Loại đất nền của công trình cần bảo vệ Trị số K
c
1. Đá nguyên 3
2. Đá bị phân huỷ 5
3. Đá lẫn sợi và đá dăm 7
4. Đất cát 8
5. Đất sét 9
6. Đất lấp và đất mặt thực vật 15
7. Đất bão hoà nớc(đất nhão và than bùn) 20
Bảng II-2:Phụ lục D của TCVN-4586:1997
Điều kiên nổ Trị số
1. Khi phá ngầm và khi n

5 1,2
2. Chỉ số tác động nổ
n =1

ì+++=
(II- 4)
Trong đó: r
tr
- khoảng cách an toàn về truyền nổ tính bằng mét.
q
1
,q
2
,q
n
- khối lợng của các loại thuốc nổ có trong đống thuốc nổ.
K
tr1
,K
tr2
,K
trn
- hệ số phụ thuộc vào loại thuốc nổ và điều kiện bố trí
khối thuốc nổ. K
tr
tra theo bảng D.4 -TCVN-4586:1997; K
tr
=0,25
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
13
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
D- kích thớc hiệu quả của đống thuốc VLNCN, kho chứa amonít
nên kích thớc cho phép là lớn nhất, kích thớc chiều rộng của giá đỡ hoặc đống
thuốc nổ là 1,6m.

4
3
ìì=
kiptr
r
(m)
Q
K
= 75 kg; K
tr-kip
=0,25; D=1,6
Đối với kho để thuốc nổ:
07,26,140025,0
4
3
=ìì=
thuoctr
r
(m)
Q
T
= 400 kg; K
tr-thuoc
=0,25; D=1,6
Sau khi tính đợc r
tr-kip
và r
tr-thuoc
ta sẽ chọn giá trị lớn hơn là 2,07 m, để dễ dàng
trong thi công thì ta chọn khoảng cách này là 5 m.

s
R
(m)
Vậy khoảng cách an toàn tối thiểu về tác động của sóng không khí đối
với vùng dân c là 190 m và đối với các công trình là 171 m.
II.2.4. Khoảng cách an toàn chung cho kho thuốc nổ
Căn cứ vào kết quả tính toán xác định các điều kiện về an toàn chung cho
toàn bộ kho ta có:
Khoảng cách an toàn đối với vùng dân c là 250 m.
Khoảng cách an toàn đối với các công trình là 200 m.
Chơng iiI
Giải pháp thiết kế các hạng mục công trình
cho kho vật liệu nổ công nghiệp
III.1.Quy hoạch hệ thống các công trình của kho
Toàn bộ công trình kho thuốc nổ của mỏ than Hà Lầm bao gồm các hạng muc:
1. Lò dẫn vào đờng hầm chứa thuốc nổ.
2. Khám chứa phơng tiện nổ(kíp nổ)
3. Khám chứa thuốc nổ.
4. Lò thông gió.
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
14
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
5. Phần cửa hầm.
6. Cửa phòng hoả.
7. Cửa bảo vệ.
- Nhà kho chứa phụ kiện nổ đợc bố trí ở ngoài.
- Phía trớc cửa kho VLNCN đặt bể nớc có dung tích 5 m
3
, bể cát, nhà gia công
vật liệu nổ và bãi quay xe ô tô.

Bê tông sử dụng là bê tông mác 300, cốt thép nhóm A-II với các thông số nh
sau :
Vật liệu Các thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị
Bê tông
M300
Cờng độ giới hạn kéo R
k
kG/cm
2
10
Cờng độ giới hạn nén R
n
kG/cm
2
130
Môđun đàn hồi E
b
kG/cm
2
2,9.10
5
Trọng lợng riêng
betong

kG/cm
2
2,5
Cốt thép
A-II
ứng suất kéo, nén cho phép.

Chiều cao tờng hầm: Ht = 1,5 m
Chiều cao vòm : Hv = 1 m
III.3.2.X ác định sơ bộ chiều dày vỏ chống cố định
Theo GS.XX Đavdov thì chiều dày vỏ chống cố định ở đỉnh vòm xác định
theo công thức :








+ìì=
f
B
H
B
d
v
o
106,0
(m) (III-1)
Trong đó : B - chiều rộng hầm ; m
H
v
- chiều cao vòm ; m
f- hệ số kiên cố của đất đá ; f= 4
ữ
6

d
(m)
Để an toàn và dễ thi công nên ta chọn chiều dày vỏ chống tại đỉnh vòm là 0,25 m.
Chiều dày tờng : d
t
= d
o
= 0,25 (m)
Chiều dày móng : d
m
= 1,2
ì
d
o
=1,2
ì
0,25 =0,3 (m)
Chiều sâu móng: H
m
= 1,66
ì
(d
m
- d
t
) = 1,66
ì
(0,3 0,25)=0,083 (m)
Để dễ thi công nên ta chọn chiều sâu móng là 0,2 m.
Vậy chiều rộng phải đào là: B

Birbaumer, dựa trên quy luật của vật thể
nở rời, đợc thể hiện ở hình (III-2).
Trọng lợng của cột đất đá AKCD sau
khi bị giảm yếu bởi lực ma sát (f
ma sát)
)
đợc tính theo công thức:
P = Q 2.N.tg

(T)
(III-2)
Trong đó:
tg

- hệ số ma sát


- góc ma sát trong của đất đá nóc
Q - trọng lợng của khối đá AKCD. Nếu xét trên 1 mét dài dọc đờng
lò thì trọng lợng khối đá AKCD là:
Q= B.

.h.1 (T)
Trong đó :
B- chiều rộng phải đào đờng lò ;B =2,5 m
N- áp lực chủ động của đất đá tác dụng lên thành AD và KC, nếu
tính theo tờng chắn đất ta có :





=2,6 T/m
3
k
0
- hệ số giảm trọng lợng thể tích của đá thải so với đá nguyên khối.
k
0
= 0,7


= 2,6.0,7= 1,82 (T/m
3
)
Thay giá trị Q và N vào công thức (III-2) ta đợc:
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
18
Hình III-2: Sơ đồ xác đ?nh áp lực đất đá
Tỉ lệ: 1 : 50
A
K
C
D
E
F
G
H
Q
N
N

hBP .
2
90
.1
0
2
(T) (III-3)
Từ công thức (III-3) ta có nhận xét rằng đến một độ sâu nhất định nào đó
thì sẽ làm cho P<0, điều này là vô lý. Vì vậy ngời ta đã tìm đợc chiều sâu bố
trí công trình để áp lực đất đá P>0, hay nói cách khác là chiều sâu giới hạn để
sử dụng công thức (III-3) hợp lý. Khi cho N = 0 thì ta sẽ tìm đựơc chiều sâu
giới hạn hợp lý theo công thức :


tgtg
B
H
gh
.
2
90
0
2








2
1
=
gh
H
m. Công trình mà ta thiết kế là bán ngầm và có lớp đất phủ phía
trên, chiều cao lớp đất phủ là 12 m. Vậy thoả mãn yêu cầu của TCVN
4586:1997 .

72,3476.
2
7690
5,2
12
1.12.82,1.5,2
0
00
2
=













- trọng lợng thể tích của bêtông;
3,2=

t/m
3


q
n
= 1,2.(13,88 + 0,25.2,3)= 17,34 (T/m)
b) á p lực s ờn
áp lực sờn tại nóc công trình là: q
s1
=









2
90

0
2


= 0,411 (T/m)
Để an toàn nên ta chọn áp lực sờn tác dụng lên công trình là áp lực phân bố
đều và có giá trị bằng

q
s
= q
2
=0,411 T/m.
c) á p lực nền
Chiều sâu giới hạn của lớp đất đá tham gia vào áp lực nền :
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
19
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
3
0
4
0
4
0
4
0
4
0
41,3
2
7690
1
2
7690



















+
=
tg
tg
tg
tghH
x


(m)
Trong đó : h- chiều cao vùng đất đá phá huỷ phía trên công trình ;h= 12 m
H- chiều cao công trình ; H=3 m.

- mômen tại đỉnh vòm
X
1
- lực dọc tại đỉnh vòm
X
2
- lực cắt tại đỉnh vòm
Vì hệ đối xứng, chịu tải trọng đối xứng nên lực cắt tại đỉnh vòm X
2
= 0. Ta chỉ
cần tìm X
1
và X
3
.Ta xét nửa bên phải của hệ.
Xác định tâm đàn hồi :



R
R
Rd
RdR
ds
yds
c
S
S
S
S

cos.1
1
=N

0
3
=N

sin.1
1
=Q

0
3
=Q
Nhng do x =Rsin

, y=R-Rcos

nên

cos/2
1
RRM =
Các nội lực do ngoại lực tác dụng:
22220
)cos1(
2
sin
2

o
p
o
p
q
n
q
s
Hình III-4:Sơ đồ xác định nội lực vòm
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ
Hệ phơng trình chính tắc:



=+
=+
0.
.
3333
1111
P
P
X
oX


Ta tính đuợc:




R
RdR
R
EJ

==
2
0
33
2



EJ
R
Rd
EJ



RdR
q
R
q
R
R
EJ
Sn
P
.)cos1(



=
4
4
1
31,1
6
.1
Rq
Rq
EJ
S
n
P


RdR
q
R
q
EJ
Sn
P
.)cos1(
2
sin
2
2
2

P
qR
Rq
EJ
Lần lợt thay số với q
n
=17,34 T/m và q
S
= 0,411 T/m ta đợc:
EJ
581,0
11
=


EJ
926,3
33
=

EJ
P
74,5
1
=

EJ
P
88,26
3

3
11

PP
MXMXMM ++=







++






=
2222
)cos1.(
2
411,0
sin
2
34,17
84,6.188,9.cos
2


cos513,0sin675,21cos393,10
+=
P
N
Lực cắt:
0
3
3
11

PP
QXQXQQ ++=


sin)cos1.(.411,0cos.sin 34,1784,6.0sin88,9 += RRQ
P


cos.sin.188,22sin366,9 =
P
Q
Ta có bảng tính nội lực phần vòm :


Sin

Cos
).( mTM
v
)(TN

.
1
1
.
6
.
C
JE
E
à
à


Trong đó :
C=0,2.H
t
= 0,34 m =34 cm. (H
t
là chiều cao tờng)
E :môđun đàn hồi của vật liệu xây tờng ,
E=290000 KG/cm
2
J : mômen quán tính mặt cắt ngang tờng:J=
12
.
3
t
db
b : chiều dài một đơn vị dọc theo trục của tờng
d

v
=9,366 (T)
- Trọng lợng bản thân vật liệu làm tờng G=1.d
t
.H
t
.
bt

(tính với 1m dài công
trình); G=1.0,2d5.1,5.2,3=0,863 (T)
- áp lực đất đá bên sờn.
- Tờng làm việc với chế độ đàn hồi nên xuất hiện
lực ma sát F
ms
ở thành tờng.
- Phản lực U tại mép móng.
- Phản lực đất đá tác dụng lên đáy móng (q
đ
)
phân bố theo hình chữ nhật,
cờng độ lớn nhất của áp lực bị động (q
bđ
) của đất đá
bên sờn.
Công trình muốn ổn định thì toàn bộ hệ thống phải
nằm trong trạng thái cân bằng, ở trạng thái cân
bằng ta có hệ phơng trình:
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
22

M
N
v
v
QQ
ms
F'
q
X
Hình III-6:Sơ đồ tính nội lực phần tuờng
y
bđ
Đồ án tốt nghiệp Ngành XD Công Trình Ngầm & Mỏ











=






.
2
.
2
.
2
)(
.
0.
0).(
22
22
)0(
T
d
T
m
d
m
T
T
ms
mt
bdV
mdmsTV
mtbdV
d
q
d
d

bđ
= 6,814 T/m; q
đ
= 60,154 T/m
Từ đó ta có :
Mômen:

2
.
2
.
'
2
t
msbdVT
d
F
y
qMM +=
Lực dọc:

''
msTVT
FGNN +=
Lực cắt:

yqQQ
bdVT
.=
Ta có bảng tính nội lực phần tờng :

M(T.m)
N(T)
Q(T)
2
,
3
5
2
,
2
1
1
,
5
1
0
,
6
1
0
,
3
7
1
,
2
2
1
,
7

9
1
3
,
9
2
1
6
,
4
3
1
8
,
9
5
2
1
,
0
7
2
2
,
4
2
2
,
6
6

1
,
5
1
,
6
7
5
,
4
2
9,36
8,00
6,64
2,55
1,18
3,91
5,27
0,85
Hình III-7:Biểu đồ nội lực
Tỉ lệ lực:1cm =1 tấn
Độ lệch tâm cho phép
cmm
d
N
M
e 25,6)(0625,0
6
==<=
.Trong khi đó ta thấy độ

=
Ta tính toán với e
01
=39,8 (cm) và N=18,454 (T) =18454
(kG)
Độ lệch tâm giới hạn:
44,7)23.55,025.25,1(4,0).25,1(4,0
00
=== hhe
ogh

cm
e
0
=e
01
+e
ng
=39,8+2 =41,8 (cm)
e
ng
là độ lệch tâm ngẫu nhiên ; lấy e
ng
=2 cm.
Ta thấy e
0
=41,8 > e
0gh
=7,44 cm ; Vậy cấu kiện chịu nén lệch
tâm lớn.

e-khoảng cách từ điểm đặt lực dọc đến trọng tâm của cốt
thép chịu kéo.
Để tính diện tích cốt thép ta giả thiết x là chiều dày lớp
bêtông chịu nén ; tổng diện tích cốt thép Fa và Fa

là nhỏ nhất(kinh tế nhất)
khi:
x = x
max
=0,55.h
0
=0,55.22=12,1 (cm).
Diện tích cốt thép chịu nén là :
Nguyễn Anh Duy Thiết Kế kho VLNCN
24
a
e
e
e
a
0

R
n
R
a
F'
a
a
F

=
ahR
hbReN
Fa
a
n
Do đó ta phải lấy Fa

theo cốt cấu tạo :Fa

=0,2%.b.h
0
=0,002.100.22=4,4 (cm
2
)
Chọn 2 thanh

18 có Fa

=5,09 cm
2
%2,0min%23,0
22.100
09,5
.
0
'
'
=>===
àà

(cm)
Chọn 7 thanh

32 có Fa

=56,3 cm
2
Sai số chọn :
<=

=



%5%98,2100.
67,54
67,543,56
100.
tinha
tinhachona
F
FF
thoả mãn.
%2,0min%55,2100.
22.100
3,56
100.
.
0
=>===


3,513
2
25
8,41.1
2
.
=+=+=
a
h
ee
o

(cm)
e= e - h
0
+a = 51,3 22 +3=26,3 (cm)
e=51,3 cm>h
0
-a =19 cm nên lực dọc N đặt nằm ngoài F
a
và F
a

5,12
100.130
09,5.28003,56.280018454
.

''

mc
(Tấn)
211
)'.(.)5,0(
00
2
=
+
=
e
ahFRxhxbR
N
aan
mc
(Tấn)
N
mc
= min(N
mc1
,N
mc2
)= 55 tấn>N=18,454 tấn.
Vậy cấu kiện bố trí cốt thép nh trên là đủ bền.
Để liên kết các cốt dọc chịu lực thì ta đặt thêm các thanh thép cấu tạo. Thép
cấu tạo ở đây ta chọn ở đây là thép

10 có F=0,785 cm
2
, khoảng cách các cốt
cấu tạo là 250 mm. Khoảng cách giữa các cốt đai là 500 mm, cốt đai đợc làm