Nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất do TS. Đỗ Ngọc Anh làm chủ nhiệm, đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sự ổn định của đường lò dọc vỉa chống giữ bằng kết cấu chống linh hoạt hình dạng đào qua khối đá có đặc tính không đồng nhất, bất đẳng hướng cao tại các mỏ khai thác than hầm lò vùng Quảng Ninh”.

Đề tài nhằm xác định và làm sáng tỏ phạm vi vùng phá hủy xung quanh các đường lò dọc vỉa là nguyên nhân gây ra biến dạng, dịch chuyển lớn trong kết cấu chống giữ linh hoạt hình dạng bên trong các đường lò đào dọc theo vỉa than; Phát triển một thuật toán mới để xác định nhanh dịch chuyển và nội lực phát sinh trong kết cấu chống lắp ghép linh hoạt hình dạng chống giữ đường lò dọc vỉa đào qua đá có tính không đồng nhất, bất đẳng hướng trong mỏ khai thác than hầm lò, làm cơ sở để lựa chọn giải pháp kết cấu chống linh hoạt hình dạng hợp lý cho đường lò (hình dạng ban đầu của kết cấu khi lắp đặt, số khớp, vị trí khớp, khả năng truyền mô men).

Sau 2 năm thực hiện từ năm 2016 đến năm 2018, các tác giả đã thu được những kết quả sau:

- Đã đánh giá các biểu hiện mất ổn định, nguyên nhân, biện pháp khắc phục các dạng sự cố mất ổn định xảy ra trong các đường lò dọc vỉa vùng than Quảng Ninh, cụ thể nhóm nghiên cứu đã tổng hợp các tài liệu địa chất, địa chất công trình, địa chất thủy văn và đánh giá chất lượng khối đá khu vực nghiên cứu dựa vào các phương pháp phân loại khối đá tiên tiến như chỉ số phân loại khối đá RMR (Rock Mass Rating) hay RQD (Rock Quality Designation). Kết quả đánh giá trên khối đá được thực hiện cho 4 khu vực điển hình gồm: Uông Bí, Hòn Gai, Cẩm Phả, Mông Dương - Khe Chàm. Từ các kết quả nghiên cứu, đánh giá điều kiện khối đá xung quanh các đường lò dọc vỉa vùng than Quảng Ninh có thể rút ra một số nhận xét chủ yếu sau: Khối đá trầm tích vùng than Quảng Ninh có cấu trúc dạng nhịp điển hình gồm các nhóm cuội kết, sạn kết cát kết, bột kết, sét kết, sét than và than, các nhóm này phân bố từ loại hạt thô đến hạt mịn. Tính chất cơ lý của các nhóm này biến đổi rất mạnh ngay trong cùng một phân lớp và giữa các mặt phân lớp với nhau; Các mặt phân lớp trong khối đá trầm tích có cấu tạo bề mặt thay đổi giữa các khu vực nhưng chủ yếu gồm các loại hình bề mặt như: Phẳng, trơn nhẵn, khó tách chẻ, uốn lượn. Tính chất của những mặt phân lớp này có ảnh hưởng rất mạnh tới độ ổn định của các đường lò đào dọc vỉa trong khối đá, điển hình đó là biến dạng bất đối xứng trên biên đường lò.

- Đã xây dựng mô hình số cho đường lò dọc vỉa, chống giữ bằng kết cấu chống lắp ghép linh hoạt, sử dụng phần mềm RS2, RS3 của hãng Rocscience (đăng ký bản quyền phần mềm tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất). Nghiên cứu thông số trên mô hình để thiết lập các quy luật ảnh hưởng của tính không đồng nhất, bất đẳng hướng của khối đá và đặc tính của kết cấu chống tới phạm vi vùng phá hủy và dịch chuyển biên đường hầm.

- Đã phát triển mô hình số mới trên cơ sở phương pháp phần tử hữu hạn, viết bằng ngôn ngữ lập trình Matlab, để tính toán kết cấu chống giữ trong các đường lò trong mỏ nói riêng, công trình ngầm nói chung đào dọc theo đường phương các lớp đất đá

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để tính toán, thiết kế kết cấu chống giữ linh hoạt trong các đường lò dọc vỉa tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh nói riêng và các công trình ngầm thi công qua môi trường khối đất đá phân lớp, không đồng nhất nói chung;

Kết quả nghiên cứu là tài liệu bổ sung quan trọng phục vụ giảng dạy chuyên môn, nghiên cứu khoa học và là tài liệu tham khảo cho các đề tài, luận văn, luận án của sinh viên, cao học viên và nghiên cứu sinh chuyên ngành kỹ thuật xây dựng công trình ngầm và mỏ.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 15227) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

N.P.D (NASATI)