Chế tạo thanh giằng JW nhằm nâng cao hiệu quả chống giữ phối hợp giữa neo và neo cáp dự ứng lực cho đường lò dọc vỉa đào trong than

Qua khảo sát thực tế cho thấy do đường lò dọc vỉa đào bám trụ trong vỉa than dày khi chịu tác động của khai thác sẽ bị biến dạng và phá hủy rất mạnh, nếu chỉ sử dụng loại thanh giằng thông thường kết hợp với neo chống giữ cho đường lò thì thanh giằng sẽ bị uốn lật và kéo đứt, đất đá ở giữa các neo bị tụt nở mạnh làm phá hủy vòm gia cố gây ra sập lò. Trong nghiên cứu của mình nhóm tác giả tập trung vào nghiên cứu để chế tạo thanh giằng kiểu mới giúp nâng cao khả năng làm việc phối với neo và neo cáp, giữ đường lò ổn định. Thông qua phương pháp phân tích tổng hợp chỉ ra hạn chế của thanh giằng đang sử dụng, từ đó đề xuất thanh giằng mới có tiết diện ngang dạng JW, sử dụng phần mềm ANSYS kiểm nghiệm khả năng làm việc của thanh giằng JW. Kết quả cho thấy thanh giằng JW đáp ứng được các yêu cầu đề ra, khắc phục được những hạn chế của những thanh giằng đang sử dụng. Kết quả nghiên cứu này có thể làm tài liệu tham khảo cho các nhà khoa học trong nghiên cứu thiết kế chế tạo thanh giằng

pdf 6 trang yennguyen 5600
Bạn đang xem tài liệu "Chế tạo thanh giằng JW nhằm nâng cao hiệu quả chống giữ phối hợp giữa neo và neo cáp dự ứng lực cho đường lò dọc vỉa đào trong than", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Chế tạo thanh giằng JW nhằm nâng cao hiệu quả chống giữ phối hợp giữa neo và neo cáp dự ứng lực cho đường lò dọc vỉa đào trong than

Chế tạo thanh giằng JW nhằm nâng cao hiệu quả chống giữ phối hợp giữa neo và neo cáp dự ứng lực cho đường lò dọc vỉa đào trong than
44 Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất Tập 59, Kỳ 1 (2018) 44-49 
Chế tạo thanh giằng JW nhằm nâng cao hiệu quả chống giữ 
phối hợp giữa neo và neo cáp dự ứng lực cho đường lò dọc vỉa 
đào trong than 
Vũ Đức Quyết 1,*, Nguyễn Văn Xô 2 
1 Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, Việt Nam 
2 Khoa Cơ điện, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam 
THÔNG TIN BÀI BÁO 
TÓM TẮT 
Quá trình: 
Nhận bài 15/6/2017 
Chấp nhận 20/7/2017 
Đăng online 28/2/2018 
 Qua khảo sát thực tế cho thấy do đường lò dọc vỉa đào bám trụ trong vỉa 
than dày khi chịu tác động của khai thác sẽ bị biến dạng và phá hủy rất 
mạnh, nếu chỉ sử dụng loại thanh giằng thông thường kết hợp với neo 
chống giữ cho đường lò thì thanh giằng sẽ bị uốn lật và kéo đứt, đất đá ở 
giữa các neo bị tụt nở mạnh làm phá hủy vòm gia cố gây ra sập lò. Trong 
nghiên cứu của mình nhóm tác giả tập trung vào nghiên cứu để chế tạo 
thanh giằng kiểu mới giúp nâng cao khả năng làm việc phối với neo và neo 
cáp, giữ đường lò ổn định. Thông qua phương pháp phân tích tổng hợp chỉ 
ra hạn chế của thanh giằng đang sử dụng, từ đó đề xuất thanh giằng mới 
có tiết diện ngang dạng JW, sử dụng phần mềm ANSYS kiểm nghiệm khả 
năng làm việc của thanh giằng JW. Kết quả cho thấy thanh giằng JW đáp 
ứng được các yêu cầu đề ra, khắc phục được những hạn chế của những 
thanh giằng đang sử dụng. Kết quả nghiên cứu này có thể làm tài liệu tham 
khảo cho các nhà khoa học trong nghiên cứu thiết kế chế tạo thanh giằng. 
© 2018 Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Tất cả các quyền được bảo đảm. 
Từ khóa: 
Thanh giằng 
Đường lò dọc vỉa 
Vỉa than 
Chống giữ neo 
1. Mở đầu 
Trong khai thác than hầm lò, việc duy trì độ 
ổn định cho đường lò dọc vỉa rất quan trọng, nó 
ảnh hưởng trực tiếp đến công tác an toàn, chi phí 
sản xuất và sản lượng khai thác. Hiện nay ở nước 
ta các đường lò dọc vỉa chủ yếu chống bằng vì thép 
SVP khi đào đường lò ổn định và khi chịu ảnh 
hưởng của khai thác than đường lò thường bị biến 
dạng mạnh, vì chống bị bóp méo, không gian sử 
dụng của đường lò không đảm bảo thường phải 
chống xén lại làm tăng giá thành và gián đoạn quá 
trình khai thác. Trên thế giới để khắc phục vấn đề 
này một số nước đã sử dụng phương pháp chống 
giữ phối hợp giữa neo và neo cáp, đã từng bước 
đạt được những kết quả đáng kể (Hà Mãn Triều và 
nnk., 2004). 
Tuy nhiên để phát huy được hiệu quả chống 
giữ thì hệ thống chống giữ neo tổ hợp thành bởi 
thanh neo, tấm đệm, thanh giằng và chất dẻo phải 
có cường độ cân đối nhau, vì cường độ của hệ 
thống chống giữ neo chỉ bằng cường độ thấp nhất 
của một trong 4 cấu kiện trên.
_____________________ 
*Tác giả liên hệ 
E-mail: quyetvu1980@gmail.com 
 Vũ Đức Quyết và Nguyễn Văn Xô/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 59 (1), 44-49 45 
Cho nên trong hệ thống chống giữ cho dù 
thanh neo có đạt được cường độ cao nhưng thanh 
giằng có cường độ không cao thì khối đá được gia 
cường cũng không đạt được cường độ cao tương 
ứng và đây có thể là vị trí xung yếu làm mất ổn 
định (Hà Mãn Triều và nnk., 2004; Tịnh Hồng Văn 
và nnk., 2003). Kết quả khảo sát thực tế tại mỏ 
than Tứ Đài và mỏ than Tháp Sơn thuộc Tập đoàn 
than Đại Đồng Trung Quốc cũng cho thấy, do sử 
dụng thanh giằng W có khả năng chịu lực thấp 
chống giữ ở đường lò dọc vỉa đào bám trụ trong 
vỉa than dày có áp lực mỏ rất lớn nên nó bị kéo đứt 
và uốn lật, gây ra hiện tượng tụt nóc ở khoảng giữa 
của hai thanh neo. Khi thay thế thanh giằng W 
bằng thanh giằng chữ I và giằng thép SVP có khả 
năng chịu lực cao, nhưng do chúng có độ rộng nhỏ 
nên vẫn bị uốn lật gây mất ổn định đường lò (Hình 
1) (Vũ Đức Quyết, 2015). 
Theo (Khang Hồng Phổ và Vương Kim Hoa, 
2007) hiệu quả làm việc của thanh giằng là dự ứng 
lực của neo được truyền và phân tán vào khối đá 
thông qua cấu kiện thanh giằng và tấm đỡ, giúp 
mở rộng vùng nén ép gia cường hữu hiệu, nâng 
cao được hiệu quả chống giữ phần đất đá ở giữa 
hai neo, bảo vệ được tính nguyên vẹn của đất đá 
trên biên và cải thiện hiệu quả chống giữ của hệ 
thống chống giữ bằng neo một cách rõ rệt. 
Từ kết quả khảo sát và lập luận trên cho thấy, 
thanh giằng có vai trò quan trọng quyết định đến 
ổn định đối với đường lò chống bằng neo, đặc biệt 
trong điều kiện đường lò đào bám trụ trong vỉa 
than dày, có áp lực lớn thì yêu cầu đối với thanh 
giằng càng cao. 
Thực tế khảo sát cho thấy, những đường lò 
chống bằng neo ở nước ta là những đường lò được 
đào trong đá cứng và không sử dụng thanh giằng. 
Tuy nhiên, nếu chống ở đường lò dọc vỉa 
đào bám trụ trong vỉa than dày, để phát huy được 
hiệu quả chống giữ bằng neo cần phải có thanh 
giằng phù hợp (Vũ Đức Quyết, 2015). Điều này 
càng cần thiết khi tương lai các đường lò dọc vỉa 
trong các mỏ than hầm lò ở nước ta đang có xu thế 
chuyển từ chống bằng vì chống kim loại sang 
chống bằng neo. 
Vì vậy, việc nghiên cứu chế tạo được thanh 
giằng vừa có khả năng chịu lực cao vừa phát huy 
được khả năng gia cố khối đá khi chống giữ phối 
hợp cùng neo cho đường lò dọc vỉa đào bám trụ 
trong vỉa than dày, tạo sự đồng bộ cho hệ thống 
chống giữ neo nhằm đảm bảo độ ổn định cho 
đường lò trong quá trình sử dụng là rất cần thiết 
hiện nay. 
2. Nguyên lý làm việc chống giữ của thanh 
giằng 
Thanh giằng là một bộ phận mấu chốt của hệ 
thống chống giữ neo, nó là nền tảng hình thành độ 
cứng của xà ở nóc nhờ nguyên lý như sau (Hà Mãn 
Triều và nnk., 2004; Tịnh Hồng Văn và nnk., 
2008): 
- Điều phối sự chịu lực của neo 
Lực tác dụng của neo lên đất đá biên lò là tải 
trọng tập trung ở một điểm, nhưng nhờ có thanh 
giằng đã làm chuyển hóa tải trọng điểm sang phân 
bố đều, mở rộng được phạm vi chống giữ cho neo, 
làm thanh neo chuyển từ trạng thái quá tải sang 
chịu lực tương đối nhỏ do tải trọng được phân bổ 
đều tới các neo. 
- Nâng cao năng lực chống giữ tổng thể của hệ 
thống neo 
Khối đất đá nằm giữa các thanh neo là vùng 
xung yếu trong hệ thống chống giữ bằng neo, nếu 
dùng thanh giằng để liên kết các thanh neo với
Hình 1. Hình ảnh thanh giằng bị phá hủy khi phối hợp chống giữ cùng neo (Vũ Đức Quyết, 2015). 
46 Vũ Đức Quyết và Nguyễn Văn Xô/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 59 (1), 44-49 
 nhau sẽ phát huy tác dụng liên kết giữa các thanh 
neo thành thể chống giữ thống nhất, làm tăng khả 
năng chịu lực cho toàn bộ hệ thống chống neo, từ 
đó giảm được phá hủy kéo do biến dạng uỗn cong 
của các lớp đất đá trên biên lò gây ra, làm cho khối 
đất đá nóc lò tạo thành thể liền khối có khả năng 
chịu tải lớn. 
- Ngăn chặn được sập đổ đột ngột của nóc 
Thông qua liên kết giữa thanh giằng và neo 
lắp nghiêng hai góc đường lò tạo thành một thể 
thống nhất, từ đó cũng làm cho khối đất đá phần 
nóc và hông đường lò liên kết với nhau thành thể 
thống nhất cùng nhau chịu lực, làm giảm biến 
dạng khối đá nóc và đạt đến ổn định, ngăn ngừa sự 
trượt theo khe nứt tại hai góc của đường lò, ngăn 
ngừa các sự cố sập lở khối đất đá nóc lò mà ta 
không thể dự báo trước được. 
- Nâng cao năng lực kháng uốn của nóc lò ở vị trí có 
thanh giằng 
Lực tác dụng của thanh giằng lên nóc lò càng 
lớn thì độ uốn võng của nó càng nhỏ, càng có lợi 
đối với chống giữ đường lò. Vì vậy để đảm bảo 
cường độ chống giữ thì thanh giằng có độ cứng 
càng lớn càng tốt. Điều này đồng nghĩa với lập luận 
của (Khang Hồng Phổ và Vương Kim Hoa, 2007) 
khi thanh giằng có độ cứng và bề rộng đủ lớn, 
thanh giằng áp sát vào bề mặt đất đá nó sẽ truyền 
dự ứng lực của neo vào trong khối đá ở cả vị trí 
xung yếu giữa hai thanh neo, làm tăng độ cứng của 
vòm gia cường, giảm độ uốn võng của nóc lò. 
3. Phân tích và đề xuất thanh giằng mới hợp 
lý trong chống giữ đường lò dọc vỉa 
3.1. Phân tích đề xuất chế tạo thanh giằng 
hợp lý 
Do đường lò dọc vỉa đào bám trụ trong vỉa 
than dày, khi chịu tác động của quá trình khai thác 
thì khối than ở nóc và hông bị nén ép và nứt nẻ
 mạnh, đường lò biến dạng mạnh, áp lực mỏ xung 
quanh lớn. Nếu sử dụng thanh giằng dạng W tuy 
có độ rộng và khả năng tiếp xúc với bề mặt đất đá 
tốt, nhưng khả năng chịu lực nhỏ nên khả năng 
truyền dự ứng lực của neo vào trong khối đá và 
bảo vệ bề mặt biên lò kém. Do đó, nó sẽ bị xoắn 
vặn và kéo đứt khi chịu tác động của áp lực lớn làm 
mất khả năng chịu lực, gây ra hiện tượng tụt nóc ở 
giữa hai thanh neo. Khi sử dụng những thanh 
giằng thép chữ C, chữ I và thép SVP thay thế, tuy 
chúng có khả năng chịu lực cao nhưng do thanh 
giằng có độ rộng nhỏ, diện tích bảo vệ bề mặt biên 
lò hạn chế do đó không có khả năng bảo vệ được 
đất đá trên bề mặt biên lò, không kết hợp với neo 
để tạo vùng nén ép gia cường và giữ được tính 
nguyên vẹn cho khối đá trên bề mặt. Cho nên cũng 
không phát huy được tác dụng chống giữ của neo 
như: không tạo được vòm gia cường, không nâng 
cao được khả năng tự chịu tải của khối đá, do đó 
áp lực tác dụng lên thanh giằng lớn, thanh giằng có 
độ rộng nhỏ nên dễ xảy ra hiện tượng uốn lật gây 
mất ổn định đường lò (Vũ Đức Quyết, 2015). 
Nguyên lý chống neo ở đường lò trong than là 
tạo vòm chịu tải, cho nên việc sử dụng thanh giằng 
hợp lý sẽ giúp tăng cường khả năng chịu tải của 
vòm nhờ giữ được tính nguyên vẹn của khối đá 
trên bề mặt biên lò, tăng khả năng truyền dự ứng 
lực của neo vào trong khối đá, từ đó nâng cao được 
hiệu quả gia cường và bảo vệ được vòm gia cường 
do neo tạo ra. 
Từ những phân tích trên cho thấy, để phát 
huy được tối đa hiệu quả chống giữ bằng neo cần 
phải chế tạo thanh giằng phải vừa có độ cứng lớn, 
vừa phải có độ rộng lớn, để tăng diện tích tiếp xúc 
và khả năng áp sát vào bề mặt biên lò, tăng khả 
năng truyền dự ứng lực vào khối đá, nhằm bảo vệ 
tính nguyên vẹn đất đá biên lò và nâng cao hiệu 
quả gia cường khối đá. Khi đó sẽ tránh hiện tượng 
tụt nóc ở khu vực xung yếu giữa hai thanh neo, 
nhờ đó mà ngăn ngừa được sự phá vỡ vòm gia 
cường tạo thành bởi hệ thống chống neo. 
Loại giằng Độ rộng, cm 
Mô men quán 
tính, cm4 
Tiết diện 
ngang, cm2 
Mô men quán tính/tiết 
diện ngang, cm2 
Trọng lượng, 
kg/m 
Thép C14a 14 53.21 18.52 2.87 14.54 
Thép I12 12 46.90 17.82 2.63 13.99 
Thép SVP29 15.05 612.10 37.00 16.54 29.00 
Bảng 1. Tham số cơ bản của các loại thép thường dùng chống giữ đường lò. 
 Vũ Đức Quyết và Nguyễn Văn Xô/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 59 (1), 44-49 47 
Với nhiệm vụ trên, nếu sử dụng thanh giằng 
bằng thép lòng máng SVP, chữ I hoặc chữ C sẽ 
không đáp ứng được các yêu cầu vì chúng có độ 
rộng nhỏ, còn thanh giằng W thì đáp ứng được các 
yêu cầu khác nhưng khả năng chịu lực lại kém. 
Do đó phải chế tạo được thanh giăng sao cho 
vừa có độ cứng lớn vừa có độ rộng đủ lớn, vừa nhẹ 
và giữ được ưu điểm của thanh giằng W là ưu tiên 
hàng đầu. Tham số tương quan của 3 loại thép 
thường dùng trong chống giữ đường lò thể hiện ở 
Bảng 1 (Vũ Đức Quyết, 2015; Trần Xuân Truyền và 
Vũ Đức Quyết, 2012). Yêu cầu độ cứng chống giữ 
của các thanh giằng đối với đường lò dọc vỉa rất 
cao, là kết cấu bảo vệ bề mặt đất đá nóc lò ở giữa 
hai thanh neo cáp hoặc các thanh neo thường, mô 
men quán tính theo tiết diện ngang của nó có quan 
hệ trực tiếp đến hiệu quả khống chế khối đá nứt 
nẻ ở nóc lò. Từ Bảng 1 cho thấy, mô men quán tính 
theo tiết diện ngang của thép lòng máng lớn nhất, 
còn thép chữ I nhỏ nhất. Tuy thép lòng máng chịu 
lực tốt, nhưng khối lượng tương đối lớn 29kg/m 
gây khó khăn cho công tác vận chuyển và lắp đặt. 
Thông qua ưu nhược điểm của các loại thép, các 
thanh giằng hiện đang sử dụng để chống lò và yêu 
cầu của thanh giằng đối với chống giữ đường lò 
dọc vỉa, chúng tôi đưa ra tiêu chí chế tạo thanh 
giằng cố gằng giảm trọng lượng, tăng diện tích bề 
mặt tiếp xúc, chịu lực tốt từ đó thiết kế ra thanh 
giằng JW có hình dạng tiết diện ngang Hình 2 trên 
cơ sở thanh giằng W. Thông qua phần mềm 
Autocad sử dụng lệnh Massprop để xác định các 
thông số mô men quán tính và diện tích tiết diện 
 ngang của thanh giằng thiết kế. 
Cấu tạo thanh giằng: Độ rộng bằng 340mm, 
độ cao bằng 64mm, mô men quán tính bằng 
99,7cm4, diện tích tiết diện ngang bằng 27,43cm2, 
mô men quán tính theo tiết diện ngang bằng 
3,63cm4 thấp hơn thép lòng máng nhưng cao hơn 
thép chữ C và chữ I. Tuy đặc tính chịu lực không 
bằng với thép lòng máng nhưng độ rộng bảo vệ bề 
mặt biên lò lớn hơn 2 lần thép lòng máng, trọng 
lượng nhỏ hơn thép lòng máng, không dễ bị xảy ra 
hiện tượng vặn lật, mất ổn định hay phá hủy. 
3.2. Đánh giá và kiểm nghiệm tính năng chịu 
lực của thanh giằng 
Để đánh giá kiểm nghiệm tính năng cơ học 
của 4 loại thanh giằng, ta xét thanh giằng trong 
trường hợp chịu lực lớn nhất và xung yếu nhất với 
mô hình tính toán được thiết lập như sau: coi 
thanh giằng như một xà ngang được cố định ở hai 
đầu (đường lò có nóc bằng), với chiều dài xà bằng 
khoảng cách lớn nhất của hai thanh neo cáp 
(l=2m), tải trọng tác dụng lên nó là toàn bộ trọng 
lượng của khối đất đá nằm ở giữa hai neo được 
phân bố đều (q=120kN/m), mô đun đàn hồi của 
thép E=2.06×1011N/m2. 
Với mô hình tính như trên, thông qua bộ môn 
sức bền vật liệu có thể kiểm tra tính năng cơ học 
dựa trên công thức tính độ uốn võng lớn nhất của 
xà khi chịu tải trọng phân bố đều đối với các thanh 
giằng chữ C, I, SVP và JW theo công thức sau 
(Vương Kỳ, 2012; Tịnh Hồng Văn và nnk., 2008): 
𝑓 = (5𝑞𝑏4)/384𝐸𝐼 
Trong đó: - Độ võng của xà, m; q- Tải trọng 
của phần đất đá nằm giữa hai thanh neo tác dụng 
lên thanh giằng, kN/m; l- Khoảng cách giữa hai 
thanh neo, l=2m; E- Mô đun đàn hồi của thép, 
E=2.06x1011N/m2; I- Mô men quán tính của xà, m4. 
Từ thông số kỹ thuật của các loại thép (Vũ 
Đức Quyết, 2015; Trần Xuân Truyền, Vũ Đức 
Quyết, 2012) và thông qua phần mềm ANSYS
80
60
340
64
Hình 2. Mặt cắt ngang thanh giằng JW. 
Hình 3. Phân bố ứng suất chính trên các thanh giằng a- Thép C14a; b- Thép I12; c- Thép SVP29; d- Thép JW. 
(1) 
48 Vũ Đức Quyết và Nguyễn Văn Xô/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 59 (1), 44-49 
Loại thép Mã hiệu Ứng suất lớn nhất tại đoạn võng nhất, Mpa Độ võng lớn nhất, mm 
Thép chữ C 14a 12601880 173.9 
Thép chữ I 12# 162202 4.9 
Thép SVP 29# 66,187,8 1.8 
Thép JW 34A 183358 27.8 
(Ansys, 2013) ta cũng xây dựng mô hình tính và 
phân tích sự chịu lực của các thanh giằng chữ C, I, 
SVP và JW. 
Từ kết quả giá trị ứng suất chính và độ võng 
lớn nhất của các thanh giằng thể hiện ở Hình 3, 
Hình 4 và Bảng 2 ta tiến hành phân tích đánh giá 
khả năng chịu lực của chúng như Hình 3, Hình 4. 
Từ Hình 3 và Hình 4 cho thấy do mô hình 
được chọn để tính là xà được ngàm chặt ở hai đầu 
nên tại đó xảy ra hiện tượng tập trung ứng suất. 
Cho nên để đánh giá kiểm nghiệm khả năng chịu 
lực của các thanh giằng ta chỉ dựa vào giá trị ứng 
suất ở vị trí có độ võng lớn nhất (giữa xà). Với xà 
thép chữ C thì vị trí xuất hiện ứng suất kéo lớn 
nhất tập trung ở hai cánh của xà với giá trị từ 
12601880Mpa vượt quá cường độ kháng kéo 
của vật liệu nên bị phá hủy, độ võng của nó rất lớn 
173,9 mm; với thép lòng máng thì vị trí xuất hiện 
ứng suất kéo lớn nhất tập trung ở hai cánh bằng 
66,187,8Mpa, giá trị ứng suất kéo xuất hiện 
tương đối nhỏ, độ uốn võng của xà cũng rất nhỏ 
chỉ là 1,8mm, điều nay cho thấy khả năng chịu lực 
của nó rất lớn; với thép chữ I do đặt nằm ngang 
cho nên không phát huy được tính ưu việt nhất 
của nó, tạo thành sự tập trung ứng suất ở hai bên 
cánh với giá trị là 162202Mpa, độ uốn võng lớn 
nhất bằng 4,9mm; với thanh giằng thép JW thì giá 
trị ứng suất lớn nhất ở vị tri uốn võng lớn nhất 
được phân bố đều có giá trị là 183358Mpa, độ 
uốn võng lớn nhất là 27,8mm, tuy nó có ứng suất 
và độ uốn võng lớn hơn thép chữ I và thép SVP 
nhưng vẫn đảm bảo trong giới hạn bền cho phép. 
Tổng thể mà nói, khả năng chịu lực của giằng 
thép chữ I và thép lòng máng lớn nhưng chúng lại 
có độ rộng và bề mặt tiếp xúc với đất đá nhỏ, khả 
năng bảo vệ và giữ nguyên bề mặt biên kém. Còn 
đối với thanh giằng thép JW tuy có khả năng chịu 
lực nhỏ hơn thép chữ I và thép lòng máng SVP 
nhưng vẫn thỏa mãn yêu cầu chịu lực để chống giữ 
đối với đường lò dọc vỉa đào trong than, mặt khác 
độ rộng của nó lớn hơn so với thép chữ I và thép 
SVP nên nó có khả năng bảo vệ đất đá bề mặt biên 
và truyền được ứng suất từ neo vào trong khối đá 
giúp tăng cường khả năng gia cường khối đá, do 
đó tăng cường được khả năng tự chịu tải của khối 
đá, làm giảm áp lực tác dụng lên thanh giằng. Vì 
vậy, thanh giằng thép JW có khả năng đáp ứng 
được yêu cầu chống giữ phối hợp với neo ở đường 
lò dọc vỉa đào trong vỉa than dày mà có yêu cầu 
bảo vệ kết cấu bề mặt cao. 
4. Kết luận 
Từ kết quả phân tích và yêu cầu thực tế nhóm 
tác giả đã nghiên cứu chế tạo được thanh giằng 
thép JW (Hình 2) có khả năng chịu lực cao, độ rộng 
lớn, nhờ đó bảo vệ được đất đá trên bề mặt biên lò 
và giữ được tính nguyên vẹn của nó, nâng cao khả 
năng truyền dự ứng lực của neo vào trong khối đá 
nhằm triệt tiêu ứng suất kéo xuất hiện, cải thiện 
trạng thái ứng suất xung quanh, nâng cao được 
năng lực gia cố tổng thể của hệ thống chống giữ 
neo. Chính vì vậy mà nâng cao được khả năng tự 
chịu tải của đất đá nóc, giảm tải trọng tác dụng lên 
neo và các thanh giằng, loại bỏ được hiện tượng
Hình 4. Phân bố chuyển vị trên các thanh giằng a- Thép C14a; b- Thép I12; c- Thép SVP29; d- Thép JW. 
Bảng 2. Bảng thông kê kết quả tính toán của các thanh giằng điển hình. 
 Vũ Đức Quyết và Nguyễn Văn Xô/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 59 (1), 44-49 49 
thanh neo bị đứt, thanh giằng bị uốn lật và xé rách. 
Để đảm bảo nâng cao được hiệu quả sử dụng 
của thanh giằng JW, tránh được sự phá hoại cắt đối 
với thanh neo do sự xê dịch giữa chúng cần phải 
kết hợp với chế tạo thêm tấm đệm chuyên dụng 
JW làm tăng lực ma sát và khả năng liên kết giữa 
thanh giằng và tấm đệm, tạo thành một thể chống 
giữ hoàn chỉnh giữa thanh neo, thanh giằng và tấm 
đệm. 
Với việc chế tạo được thanh giằng JW sẽ bảo 
đảm công tác an toàn trong khai thác và đào lò, 
nâng cao được sản lượng khai thác, hạ thấp được 
giá thành chống giữ, giảm nhẹ được cường độ lao 
động của công nhân, cải thiện được tình trạng 
chống giữ và môi trường làm việc. 
Tài liệu tham khảo 
Ansys, Inc, 2013. Ansys Mechanical APDL 
Introductory Tutorials, USA. 
Hà Mãn Triều, Viên Hòa Sinh, Tịnh Hồng Văn, 
Vương Phương Vinh, Cảnh Hải Hà, 2004. Thực 
tiễn và lý luận chống giữ neo trong các Mỏ than 
Trung Quốc. Nhà xuất bản Khoa học, Bắc Kinh, 
Trung Quốc (Tiếng Trung). 
Khang Hồng Phổ, Vương Kim Hoa, 2007. Kỹ thuật 
đồng bộ và lý luận về chống giữ neo ở đường lò 
đào trong than. Nhà xuất bản Công nghiệp Than
 Bắc Kinh (Tiếng Trung). 
Tịnh Hồng Văn, Đoàn Thần Huy, Khúc Thiên Trí, 
Chương Mậu Lâm, 2003. Nghiên cứu thanh 
giằng kháng kéo đứt của hệ thống chống giữ 
neo cường độ cao. Tạp chí khoa học kỹ thuật 
than Trung Quốc 31(12), 16-19 (Tiếng Trung). 
Tịnh Hồng Văn, Lưu Nguyên Hải, Triệu Bảo Thái, 
Hứa Quốc An, 2008. Lý luận và kỹ thuật chống 
giữ công trình đất đá mềm. Nhà xuất bản Đại 
học Mỏ Trung Quốc, Trung Quốc (Tiếng Trung). 
Trần Xuân Truyền, Vũ Đức Quyết, 2012. Giáo trình 
Đào chống lò. Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, 
Quảng Ninh, Xuất bản Đại học Công nghiệp 
Quảng Ninh. 
Vũ Đức Quyết, 2015. Quy luật biến dạng phá hủy 
đường lò dọc vỉa tiết diện lớn trong vỉa than 
đặc biệt dày chịu ảnh hưởng của mắc ma xâm 
nhập và biện pháp khống chế, Luận án tiến sĩ, 
Đại học Mỏ Trung Quốc, Từ Châu (Tiếng 
Trung). 
Vương Kỳ, 2012. Nghiên cứ so sanh nguyên lý 
khống chế sự phá hủy khối đá xung quanh 
đường lò đào bám vách vỉa than dày ở độ sâu 
lớn với hệ thống chống giữ kiểu mới, Luận án 
tiến sĩ, Đại học Sơn Đông, Trung Quốc (Tiếng 
Trung). 
ABSTRACT 
Manufacture of JW brace to improve the effectiveness of joint 
protection between anchor and post-tensioning anchor cables for 
the pit road along the coal bed 
Duc Quyet Vu 1, Van Xo Nguyen 2 
1 Quang Ninh University of Industry, Vietnam. 
2 Faculty of Electro-Mechanics, Hanoi University of Mining and Geology, Vietnam. 
Based on the actual survey, it is found that because the road along the reservoir bed that is dug in the 
thick coal bed when subjected to the impact of mining is deformed and destroyed, to keep the furnace 
bent, the brace will be bent and pulled, and the rock between the anchors is strongly lashed, destroying 
the reinforcing arch causing the furnace to collapse. In their research, the authors focus on research to 
make new brace that enhance the ability to work with anchors and anchors, keeping the furnace stable. 
Through a comprehensive analysis of the constraints of the existing tie rod, It is proposed that the new 
brace bears a horizontal cross section of JW, using ANSYS software to test the JW brace performance. The 
results show that the JW brace meets the requirements, overcome the limitations of the brace is used. The 
results of this study may be a reference for scientists in the design and construction of brace. 

File đính kèm:

  • pdfche_tao_thanh_giang_jw_nham_nang_cao_hieu_qua_chong_giu_phoi.pdf