BÁo cáo kết quả thực hiệN ĐỀ TÀi khoa họC
tải về 1.48 Mb.
|
- Điều hướng trang này:
- CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ ĐO CHẤN ĐỘNG RUNG KHI NỔ MÌN TRONG KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG
IX. CỤM SOKLUGồm 4 mỏ Soklu 1 (CP Cao Su); Soklu 6 (Cty ĐT XD số 5) và Soklu 2 ; Soklu 5 ( Công ty TNHH một thành viên XD và SXVLXD Biên Hòa). IX.1 ĐỊA TẦNG Theo kết quả thăm dò, khai thác và khảo sát hiện trạng thì các mỏ trong cụm mỏ Soklu như sau : a. Pleistocen hạ. Hệ tầng Cây Gáo (BQ13cg) Các đá của hệ tầng phân bố trên toàn cụm mỏ. Thành phần thạch học chủ yếu gồm bazal olivine kiềm màu xám, đặc sít xen với bazal bọt lỗ hổng. Kiến trúc nổi ban tinh trên nền gian phiến. Mức độ kết tinh của đá thay đổi từ thuỷ tinh đến toàn tinh. Phần bề mặt bị laterit hóa khá mạnh. Chiều dày khoảng 50m. b. Holocen thượng. Trầm tích sông (aQ23) Phân bố dọc khe suối tạo thành các dải hẹp. Thành phần chủ yếu là cát, bột, sét lẫn sạn sỏi, mùn hữu cơ màu xám kết cấu bở rời, chiều dày trung bình 0,5-1m. VII.2. ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ Các đá của hệ tầng Cây Gáo bị nứt nẻ mạnh theo nhiều phương vị khác nhau. Trong các moong khai thác gặp các thấu kính nứt nẻ, vỡ vụn lấp đầy sét. Vì thế rất ảnh hưởng đến công tác nổ mìn khai thác, cũng như chấn động rung khi nổ mìn. VII. 3. ĐẶC TÍNH CƠ LÝ CỦA CÁC LỚP ĐẤT ĐÁ Căn cứ vào đặc điểm phân bố thạch học, các đặc trưng cơ lý có thể chia vùng mỏ làm hai khu có đặc điểm địa chất công trình khác nhau. a. Lớp đất dính: là lớp sét bột, sét lẫn sạn sỏi laterit. Chiều dày từ 0,53,0m. Nhóm đất này phân bố trên diện rộng khu vực phía Tây mỏ, chiếm khoảng 90% diện tích vùng mỏ. Các tính chất cơ lý cơ bản của các lớp đất như sau : hàm lượng sét: 20 30%, bụi từ 10 17%; cát lẫn các dăm sạn từ 13 47% ; dung trọng tự nhiên: 1,44 1,50g/cm3 ; tỷ trọng: 2,75 2,83 g/cm3 ; độ ẩm tự nhiên: 21 27% ; góc ma sát trong: 19 230 ; lực dính kết: 0,24 0,37kg/cm3 .
Khu này lộ ra trên bề mặt địa hình với diện tích nhỏ, và theo moong khai thác. Các tính chất cơ lý cơ bản của các lớp đá như sau : Thể trọng tự nhiên (w) : 2,66g/cm3 ; tỷ trọng (): 2,78 g/cm3 ; góc ma sát trong (độ): 36,50 ; lực dính kết (C): 269,6kG/cm2 ; cường độ kháng nén khô:1130kG/cm2 ; cường độ kháng nén bão hòa: 921 kG/cm2 . VII.4. HIỆN TRẠNG KHAI THÁC MỎ Các mỏ đá trong cụm mỏ Soklu đều mới đang khai thác ở tầng thứ 1 với chiều cao moong khai thác 1015m. Việc khái quát cấu trúc địa chất mỏ cũng như hiện trạng khai thác, đặc điểm phân bố dân cư tại mỏ sẽ góp phần luận giải chấn động rung khi nổ mìn, cũng như các tác động tiêu cực đến môi trường xung quanh khi tiến hành khai thác mỏ nhằm đáp ứng yêu cầu đặt ra của đề tài. CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ ĐO CHẤN ĐỘNG RUNG KHI NỔ MÌN TRONG KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNGI. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CHUNG VỀ DAO ĐỘNG ĐÀN HỒI1. Dao động đàn hồi trong môi trường địa chất Chấn động rung do nổ mìn trong các mỏ đá xây dựng được nghiên cứu khá đầy đủ trong phương pháp nghiên cứu địa chấn và chúng được gọi là các dao động đàn hồi. Gia tốc rung động của đất đá do nổ mìn là đạo hàm của vận tốc của dao động theo thời gian, nó phản ánh tốc độ dịch chuyển đất đá trên đơn vị thời gian a=dv/dt (m/s2). Khi nổ mìn hoặc dùng các nguồn rung khác, ta đã tác động vào môi trường địa chất một xung lực. Kích thích lực làm xuất hiện các dao động đàn hồi, sự hình thành chúng liên hệ chặt chẽ với biến dạng và ứng suất.
Biến dạng và ứng suất của môi trường liên hệ với nhau theo theo những quy luật nhất định. Nếu sự liên hệ này là tuyến tính thì môi trường này gọi là môi trường đàn hồi. Trong đó; sự liên hệ giữa ứng suất và biến dạng được mô tả bởi định luật Huc. Môi trường đàn hồi được đặc trưng bởi biến dạng đàn hồi; đặc điểm của nó là sau khi ngừng lực tác dụng, các hạt vật chất của môi trường có thể lập tức trở về vị trí cân bằng ban đầu. Môi trường địa chất có thể xem là môi trường đàn hồi, khi lực tác động nhỏ và thời gian tác động ngắn.
Trường sóng đàn hồi là trường dao động của các hạt vật chất và là trường vectơ, được biểu diễn theo theo dạng u = u(x,y,z,t). Qua lý thuyết đã chứng minh và mô tả trường dao động của sóng đàn hồi bằng các phương trình toán học. Theo Puason và Oxtrogratxki đã khẳng định: trong trường hợp khi lực F phức tạp tác động thì trong môi trường đồng nhất sẽ đồng thời tồn tại 2 loại sóng khác nhau. Loại sóng thứ nhất được hình thành do tác dụng của lực Fp và lan truyền trong môi trường với tốc độ: Vp= Ở đây: là bước sóng, - hằng số Lame, - mật độ đất đá môi trường Tính chất tuyến tính của trường sóng đàn hồi: + Độ lớn của vecto dịch chuyển U tỷ lệ thuận với lực kích thích. + Nguyên lý chồng chất: Khi môi trường bị kích thích bởi đồng thời của nhiều lực thì dao động quan sát được sẽ bằng tổng đại số (vô hướng hoặc vectơ) của các dao động thành phần do các kích động thành phần gây ra. 2. Tốc độ truyền sóng đàn hồi của đất đá. Đất đá cấu tạo nên vỏ quả đất có tốc độ truyền sóng rất khác nhau; trong các lớp đất bở rời vận tốc truyền sóng dọc Vp chỉ khoảng 300-400m/s; trong khi đó tốc độ của đá magma có thể đạt tới 6000-7000m/s; các đá nằm ở dưới chiều sâu vài chục cây số, theo số liệu đo sâu địa chấn tốc độ truyền sóng có thể vượt quá 8000m/s. Sự khác biệt về tốc độ truyền sóng của một số đất đá và môi trường như sau: bảng 4. Bảng 4: Tốc độ truyền sóng dọc của một số đất đá và môi trường
Đặc điểm phân dị về tốc độ truyền sóng của đất đá có liên hệ với sự khác biệt về thành phần thạch học, điều kiện thành tạo, chiều sâu thế nằm và điều kiện ngậm nước của chúng. Thành phần thạch học là yếu tố ảnh hưởng quyết định đến tốc độ truyền sóng của đất đá. Đá magma và đá biến chất có tốc độ truyền sóng lớn (4000÷6500m/s), các đá trầm tích thường nhỏ hơn, các đá trầm tích lục nguyên thường <4000m/s. Tốc độ truyền sóng trong một loại đất đá có thành phần thạch học nhất định có thể thay đổi trong giới hạn khá lớn. Sự thay đổi này phụ thuộc và áp suất, độ hổng, độ ngậm nước...; áp suất tăng làm tăng tốc độ truyền sóng; độ hổng tăng tốc độ giảm; độ ngậm nước càng cao tốc độ càng cao. Thực nghiệm đã cho thấy, trong môi trường địa chất biên độ sóng giảm theo khoảng cách nhanh hơn lý thuyết và hình dạng sóng cũng bị thay đổi theo khoảng cách, đặc biệt ở những khoảng cách gần nguồn phát. Hiện tượng trên chứng tỏ giống như các môi trường khác, môi trường địa chất là môi trường hấp thụ sóng đàn hồi. Các tính toán lý thuyết cho rằng nếu sóng do nguồn phát ra có phổ bằng S(jw) thì phổ dao động quan sát tại điểm M bất kỳ, nằm cách nguồn một khoảng R được xác định theo công thức: SM(jw)=S(jw).M(jw,R)=S(jw) M(jw,R)= a(w)- hệ số hấp thụ, Vp(w)-vận tốc sóng dọc tần số w + Hình dạng và phổ tần số của sóng phụ thuộc vào tính chất cơ lý của môi trường vùng nổ và trọng lượng thuốc nổ. fo = g = g- hệ số tần số nguồn , phụ thuộc tính chất cơ lý của môi trường; đối với đá cứng : cát kết, bột kết, đá vôi, granit.. g đạt tới 50-100Hzkg1/3 còn đối với đđá mềm như sét, sét pha cát, cát ... g nhỏ hơ, khoảng 30-40Hzkg1/3 a- bán kính nguồn, a=kQ1/3 Q là trọng lượng thuốc nổ tíng bằng kg; k- hệ số tỷ lệ phụ thuộc tham số cơ lý của đất đá vùng nổ, (đối với đá cứng k= 1-1,5, đối với đá mềm thì k tăng 2-2,5). Ghi chú: Các công thức trên trích dẫn trong “Địa Vật lý thăm dò” tập 3: “Thăm dò địa chấn” chủ biên GS.TS Phạm Năng Vũ. Kết quả nhiều công trình nghiên cứu chỉ ra rằng, khi môi trường đất đá vùng nổ mìn tương đối đồng nhất, thỏi mìn đẳng thước và đặt ở chiều sâu tương đối lớn thì nguồn nổ thực tế có thể mô tả như nguồn cầu dọc, sóng đàn hồi của nguồn cầu dọc. 3. Quá trình hình thành sóng dao động khi nổ mìn Sau khi kíp nổ làm nổ thuốc mìn quanh nó thì trong khoảng thời gian rất ngắn (một vài s) toàn bộ thuốc mìn phân hủy tạo ra ở vùng nổ khối khí nóng bỏng có áp suất rất lớn (khoảng 105kG/cm2), khối khí này chuyển động với vận tốc vô cùng lớn đập mạnh vào môi trường vây quanh làm xuất hiện sóng đập. Sóng đập được đặc trưng bởi các dịch chuyển lớn, vượt hẳn sức kháng cự của đất đá vây quanh nên nó làm phần môi trường sát quả mìn bị đẩy giãn ra tạo thành lỗ hổng khí. Tiếp theo sóng phá vỡ đất đá tạo ra ở vùng nổ đới phá hủy. Xa dần do đặc điểm khuếch tán năng lượng trên mặt sóng cũng như do tổn hao năng lượng do đốt nóng và phá hủy đất đá, sóng đập yếu dần nên không còn khả năng tiếp tục phá hủy đất đá. Mặc dù vậy sự biến dạng của môi trường vẫn lớn hơn giới hạn của định luật Huc nên nó bị biến dạng dư. Bên ngoài đới biến dạng dư áp suất của sóng đập đã yếu hẳn, không vượt quá giới hạn đàn hồi của đất đá. Lúc này đới biến dạng dư được chuyển dần sang vùng môi trường biến dạng đàn hồi, còn sóng đập thì biến thành sóng đàn hồi. Đới phá hủy và đới biến dạng dư thường được gộp lại gọi là đới biến dạng dẻo. Đới biến dạng dẻo tạo thành nguồn phát sóng đàn hồi (Hình 2). 
Hình 2: Nguồn phát sóng đàn hồi 1. lỗ hổng khí 2. đới biến dạng dẻo 3. vùng biến dạng đàn hồi Các dao động đàn hồi do nguồn nổ kích thích được đặc trưng bởi các tham số được xác định bởi các điều kiện nguồn gồm: thành phần và trọng lượng thuốc nổ; tính chất cơ lý của đất đá vùng nổ. Qua phân tích lý thuyết, nổ mìn trong lỗ khoan nổ mìn trong khai thác đá tương tự như phát sóng của nguồn cầu dọc vì vậy đặc điểm phát sóng của nguồn nổ mìn trong lỗ khoan như sau: + Biên độ sóng tỷ lệ thuận với bán kính nguồn a và biên độ áp suất kích cũng như phụ thuộc vào đặc trưng tần số nguồn, còn thời gian xuất hiện sóng ở điểm quan sát phụ thuộc tốc độ truyền sóng trong môi trường. + Sự phân bố không gian của sóng chỉ phụ thuộc vào khoảng cách R đến nguồn, nó không phụ thuộc vào phương tới nguồn. Điều này cho thấy, các điểm quan sát nằm trên cùng một mặt cầu có tâm trùng với tâm điểm nổ đều có các dao động như nhau và hướng theo phương bán kính. Đặc điểm phân bố dao động tại một thời điểm dọc theo bán kính R (Tuyến sóng): + Dao động quan sát tại một điểm nhất định có dạng hình sin tắt dần; độ tắt dần của dao động phụ thuộc vào tỷ số tốc độ (Vs/Vp) của môi trường vùng đặt nguồn và tỷ lệ thuận với đại lượng này (H.2); vì vậy gia tốc của chúng cũng sẽ tắt dần. + Biên độ sóng quan sát được ở một điểm nhất định phụ thuộc vào các điều kiện nguồn phát, bao gồm: bán kính a của lỗ hổng, biên độ áp suất kích Po, tỷ số tốc độ n(Vs/Vp) và mật độ của môi trường. + Tần số dao động phụ thuộc vào vào bán kính lỗ hổng, tỷ số tốc độ và tốc độ Vs. + Các dao động quan sát được ở các điểm khác nhau có hình dạng như nhau nhưng biên độ của chúng tỷ lệ nghịch với khoảng cách R. Sự giảm biên độ được giải thích bằng sự khuếch tán mặt sóng: khi khoảng cách R tăng thì diện tích mặt sóng tăng tỷ lệ với R2. Vì năng lượng nguồn cung cấp cho mặt sóng không đổi nên mật độ năng lượng giảm tỷ lệ với R2, kết quả làm biên độ sóng giảm theo khoảng cách tỷ lệ với 1/R.
+ Hình dạng và phổ tần số của sóng phụ thuộc vào tính chất cơ lý của môi trường vùng nổ và trọng lượng thuốc nổ. fo = Ngoài áp suất và hệ số tần số nguồn, tính chất của môi trường còn ảnh hưởng tới hình dạng sóng thông qua độ tắt dần h= Vs/Vp. Khi tỷ số Vs/Vp lớn thì các dao động là các xung ngắn tắt dần nhanh; ngược lại, môi trường có Vs/Vp nhỏ thì các xung dao động kéo dài hơn. Trong thực tế môi trường địa chất mà ta nghiên cứu thường không đồng nhất, điều kiện về hình dạng và kích thước bãi nổ mìn không đẳng thước cho nên một số đặc điểm và tính chất của nguồn sóng cầu dọc bị vi phạm: + Các sóng dao động đàn hồi thu được thường không có dạng hình sin chuẩn hoặc bị méo mó. + Một số khu vực do ảnh hưởng của bất đồng nhất mà biên độ dao động đàn hồi tại một vài vị trí trên tuyến sóng không suy giảm theo khoảng cách R. + Trong môi trường địa chất thực tế thường có sự phát triển đồng thời sóng dọc và sóng ngang ...; theo nguyên lý chồng chất dao động chúng ta thu nhận được là tổng của các dao động thành phần do nguồn dao động không phải nguồn cầu chuẩn đồng thời còn có cả các sóng phản xạ và khúc xạ từ các mặt ranh giới địa chất...(Hình 4) 
Hình 4: Một dạng dao động ghi được trong thực tế (môi trường không đồng nhất) Каталог: Dost VanBan Dost VanBan -> MỞ ĐẦu I. SỰ CẦn thiết quy hoạCH Dost VanBan -> §Þnh híng chiÕn lîc ph¸t triÓn c¸c s¶n phÈm c ng nghiÖp chñ lùc tØnh §ång Nai giai ®o¹n 2005 2015 Dost VanBan -> PHẦn mở ĐẦu I. SỰ CẦn thiết phải xây dựng quy hoạCH Dost VanBan -> Tæng quan vÒ héi nhËp kinh tÕ khu vùc vµ quèc tÕ Dost VanBan -> CỘng hòa xã HỘi chủ nghĩa việt nam sở NỘi vụ Dost VanBan -> Ủy ban thưỜng vụ quốc hộI Dost VanBan -> Ubnd tỉnh đỒng nai sở NỘi vụ Số: 1365 /snv-tt cộng hòa xã HỘi chủ nghĩa việt nam Dost VanBan -> Stt đơn vị, địa phương Dost VanBan -> CHỈ thị SỐ 15-ct/tw của bộ chính trị về việc thực hiện Nghị quyết Hội nghị lần thứ 4 bch ương Đảng (khóa XI) Dost VanBan -> BỘ TÀi chính số: 167/2012/tt-btc cộng hoà Xà HỘi chủ nghĩa việt nam tải về 1.48 Mb. Chia sẻ với bạn bè của bạn:
|
(1.1) Sóng này được gọi là sóng dọc. Sóng thứ hai sự hình thành liên hệ chặt chẽ với lực Fs và lan truyền với tốc độ Vs = 
(1.2) Sóng này được gọi là sóng ngang.
- Đặc trưng tần số phức của môi trường đàn hồi tuyến tính; R- khoảng cách tâm nổ đến điểm quan sát; 
- hệ số liên hệ giữa tần số riêng của nguồn (fo) trọng lượng thuốc nổ (Q) theo công thức:
