Ngày 06/6/2024, Hội đồng Khoa học Công nghệ Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam tổ chức Hội nghị nghiệm thu đề tài “Nghiên cứu áp dụng dầm thép kết hợp cáp dự ứng lực trong chống giữ ngã ba đường lò tại các mỏ than hầm lò thuộc TKV”. Đề tài thuộc Chương trình cơ giới hóa (CGH) và hiện đại hóa các công đoạn sản xuất và đồng bộ hóa quá trình khai thác, sàng tuyển, chế biến than, sản xuất điện của Tập đoàn TKV, do Viện Khoa học Công nghệ Mỏ thực hiện. Ông Phan Xuân Thủy, Phó Tổng Giám đốc Tập đoàn TKV làm chủ tịch.
TS. Dương Đức Hải – Chủ nhiệm đề tài trình bày báo cáo tại Hội nghị
Ngã ba lò chuẩn bị là điểm giao nhau giữa các đường lò xuyên vỉa/thượng thông gió – vận tải chính với các đường lò dọc vỉa rẽ nhánh chuẩn bị cho lò chợ khai thác. Đây là một trong những vị trí xung yếu nhất trong hệ thống đường lò mỏ, do không gian chống giữ rộng nên áp lực mỏ tác động lên khu vực này lớn hơn các đường lò thông thường từ 2,0 đến 3,0 lần. Hàng năm, số lượng ngã ba đường lò chuẩn bị thi công tại các mỏ than hầm lò của TKV tương đối lớn, khoảng 20 -30 ngã ba/mỏ với chiều dài trung bình 6 -10 m/ngã ba. Việc chống giữ ngã ba đường lò chủ yếu dựa trên kinh nghiệm sử dụng vì chống thép lòng máng SVP hoặc dầm thép hình I. So với vì thép SVP, việc thi công chống giữ ngã ba bằng dầm thép hình I đơn giản hơn, không gian đi lại rộng rãi, chi phí vật liệu ít hơn. Tuy nhiên, dầm thép hình I là dạng vì chống cứng, khả năng chịu biến dạng thấp, để nâng cao khả năng mang tải phải lựa chọn dầm thép có tiết diện và trọng lượng lớn hơn, điều này làm tăng khối lượng, thời gian và chi phí thi công. Do đó, dầm thép hình I hiện chỉ được áp dụng trong chống giữ các ngã ba đường lò có phạm vi chống giữ nhỏ (£6m) và áp lực mỏ ổn định.
Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, kết cấu dầm thép kết hợp cáp dự ứng lực đã và đang được áp dụng rộng rãi, thành công trong các công trình giao thông, xây dựng. Bản chất của giải pháp này là tạo nên trong kết cấu ứng suất ngược dấu với ứng suất do tải trọng gây ra, nhờ đó có thể nâng cao khả năng chịu tải của dầm, giúp cho các dầm có thể làm việc ở các nhịp xa hơn trong khi chỉ cần sử dụng lượng thép ít hơn so với thông thường.
Hiện nay, đã có nhiều công trình nghiên cứu đề cập đến vấn đề lựa chọn kết cấu trong chống giữ đường lò đơn lẻ trong đá, than. Tuy nhiên chưa có công trình nào nghiên cứu chuyên sâu về chống giữ ngã ba đường lò chuẩn bị cũng như giải pháp chống giữ sử dụng dầm thép kết hợp cáp dự ứng lực. Với điều kiện khai thác tại các mỏ than hầm lò thuộc TKV ngày càng xuống sâu, áp lực mỏ gia tăng đặt ra yêu cầu cấp thiết phải nghiên cứu áp dụng kết cấu chống giữ ngã ba nhằm giảm giá thành đào chống lò, giảm khối lượng vận chuyển vật tư và sức lao động. Do đó, Tập đoàn TKV đã giao cho Viện Khoa học Công nghệ Mỏ thực hiện đề tài “Nghiên cứu áp dụng dầm thép kết hợp cáp dự ứng lực trong chống giữ ngã ba đường lò tại các mỏ than hầm lò thuộc TKV”.
Trên cơ sở kinh nghiệm của các nước trên thế giới và thực tế áp dụng tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh, nhóm thực hiện Đề tài đã nghiên cứu đề xuất các dạng hộ chiếu chống giữ ngã ba bằng dầm thép kết hợp cáp dự ứng lực phù hợp với điều kiện địa chất kỹ thuật các mỏ than hầm lò thuộc TKV; nghiên cứu khả năng chịu tải của dầm thép sử dụng cáp dự ứng lực bằng phương pháp giải tích trên mô hình số ANSYS, FLAC3D và phòng thí nghiệm. Để triển khai các kết quả nghiên cứu vào thực tế sản xuất, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ đã phối hợp với Công ty than Nam Mẫu gia công chế tạo dầm thép I400 sử dụng cáp dự ứng lực và đưa vào chống giữ tại ngã ba giữa lò thượng thông gió phía trước lò chợ I-7T-34 và lò xuyên vỉa mức -50 I.A. Kết quả áp dụng trong gần 01 năm qua (từ tháng 7/2023 đến nay) đã khẳng định những ưu điểm của công nghệ dự ứng lực như: Nâng cao khả năng chống giữ của dầm thép, đảm bảo độ ổn định của ngã ba trong khi không làm gia tăng trọng lượng của kết cấu và chi phí gia công chế tạo; dầm thép làm việc ổn định, không bị cong vênh hay biến dạng; các sợi cáp dự ứng lực được neo giữ chắc chắn hai đầu xà, không bị chùng hoặc chuyển dịch so với ban đầu…
Ông Đăng Văn Kiên (Trường Đại học Mỏ – Địa chất) phản biện tại Hội nghị
Ông Nguyễn Minh Tuyên (Phó Trưởng ban Kỹ thuật – Công nghệ mỏ Tập đoàn TKV) phản biện tại Hội nghị
Kết quả nghiên cứu của Đề tài được các thành viên Hội đồng Khoa học đánh giá có hàm lượng khoa học và tính thực tiễn cao. Thành công của Đề tài là cơ sở cho việc áp dụng rộng rãi trong các mỏ than hầm lò thuộc TKV./.
