Luận án Nghiên cứu áp dụng công nghệ xây dựng trụ nhân tạo thay thế trụ than bảo vệ đường lò chuẩn bị trong quá trình khai thác tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh

2,0m
Chiều rộng trụ B = 2,2m
Chiều rộng trụ B = 2,4m
Chiều rộng trụ B = 2,8m
67 
Bảng 2.11. Kết quả các giá trị tham số chính từ nghiên cứu trên mô hình số 
trường hợp vỉa dày trung bình 
GD 
() 
MV 
(m) 
H 
(m) 
P 
(MPa) 
B 
(m) 
10 2,2 350 20 1,2 
10 2,2 350 30 1 
10 2,2 500 20 1,6 
10 2,2 500 30 1,4 
20 2,2 350 20 2 
20 2,2 350 30 1,6 
20 2,2 500 20 2,8 
20 2,2 500 30 1,8 
35 2,2 350 20 2,4 
35 2,2 350 30 2,2 
35 2,2 500 20 3 
35 2,2 500 30 2,8 
Để tìm mối quan hệ giữa các tham số nêu trên, luận án sử dụng phần mềm 
thống kê SPSS, phiên bản 25 của IBM (hình 2.41). 
Hình 2.41. Phần mềm tính toán thống kê SPSS, IBM (IBM, 2018) [45] 
Mức độ phụ thuộc giữa các tham số nghiên cứu được xác định trên cơ sở hệ 
số tương quan Pearson, đặc trưng cho mức độ phân tán của các quan sát riêng lẻ từ 
đường hồi quy. Trong đó, hệ số tương quan Pearson có thể nhận các giá trị: 
68 
- (1) Pearson = 1: trong trường hợp tương quan dương tuyệt đối, 
- (2) 0 < Pearson <1: trong trường hợp tương quan thuận không tuyệt đối, 
- (3) Pearson = 0 : khi không có tương quan tuyến tính, 
- (4) -1 < Pearson <0: trong trường hợp tương quan âm không tuyệt đối, 
- (5) Pearson = -1: trong trường hợp tương quan âm tuyệt đối. 
Đối với điều kiện cụ thể của khai thác than hầm lò, cần phải xác định cẩn trọng 
các mối quan hệ. Do đó, đối với các hệ số tương quan được tính toán, mối quan hệ 
giữa các biến nghiên cứu được áp dụng như sau [53]: 
- Với 0 ≤ Pearson <0,20 - tương quan rất thấp, phụ thuộc không đáng kể. 
- Với 0,20 ≤ Pearson <0,40 - tương quan thấp, rõ ràng nhưng quan hệ nhỏ. 
- Với 0,40 ≤ Pearson <0,70 - mối tương quan có ý nghĩa hay mối quan hệ có ý 
nghĩa. 
- Với 0,70 ≤ Pearson <0,90 - tương quan cao, tương quan chặt chẽ (có ý nghĩa). 
- Với 0,90 ≤ Pearson <1,00 - tương quan rất cao, quan hệ rất chặt chẽ. 
Giá trị của các hệ số tương quan cho các tham số được tính toán bằng phần 
mềm thống kê SPSS thể hiện trong bảng 2.12. Đây là một ma trận được đơn giản hóa, 
giao điểm của cột (hàng) thứ n với hàng (cột) thứ n cho biết giá trị của hệ số tương 
quan Pearson giữa các tham số. Giá trị âm có nghĩa là quan hệ tỷ lệ nghịch. 
Bảng 2.12. Mối tương quan giữa các tham số chính trường hợp vỉa trung bình 
Góc dốc vỉa Chiều dày vỉa
Chiều sâu khai 
thác
Cường độ chịu 
nén của trụ 
Chiều rộng trụ
Hệ số Pearson 1
Sig. (2-tailed)
Hệ số Pearson .
a
.
a
Sig. (2-tailed)
Hệ số Pearson 0.000 .
a 1
Sig. (2-tailed) 1.000
Hệ số Pearson 0.000 .
a 0.000 1
Sig. (2-tailed) 1.000 1.000
Hệ số Pearson .822
**
.
a 0.394 -0.289 1
Sig. (2-tailed) 0.001 0.205 0.363
**. Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).
a. Cannot be computed because at least one of the variables is constant.
Góc dốc vỉa
Chiều dày vỉa
Chiều sâu khai 
thác
Cường độ chịu 
nén của trụ 
Chiều rộng trụ
Các tham số
69 
Từ kết quả trong bảng 2.12 cho thấy, hệ số tương quan Pearson giữa tham số 
chiều rộng trụ và góc dốc vỉa là Pearson = 0,822, tức là có mối tương quan rất cao 
giữa các thông số được kiểm tra, cho thấy rằng có một mối quan hệ hàm số giữa chiều 
rộng trụ và góc dốc vỉa. Đồng thời, kết quả phân tích cũng chỉ ra, giữa chiều rộng trụ 
với chiều sâu khai thác có mối quan hệ tỷ lệ thuận, nhưng tương quan yếu (Pearson 
< 0,4). Tương tự, giữa chiều rộng trụ với cường độ chịu nén của trụ có mối quan hệ 
tỷ lệ nghịch, tương quan yếu (Pearson = -0,289 < 0). Từ kết quả phân tích này, luận 
án xây dựng hàm hồi quy cho chiều rộng trụ nhân tạo dựa trên tham số góc dốc vỉa 
như thể hiện trong hình 2.42. 
Hình 2.42. Mối quan hệ giữa tham số chiều rộng trụ nhân tạo với góc dốc trong 
điều kiện vỉa dày trung bình 
 Như vậy, mối quan hệ giữa chiều rộng trụ nhân tạo và góc dốc vỉa trong điều 
kiện vỉa dày trung bình tuân theo một hàm số tuyến tính bậc nhất là: 
y = 0,0508x + 0,8829 (2.12) 
 Với phương sai R2 = 0,9591 
Trong đó: 
 y – Chiều rộng trụ nhân tạo, m; 
y = 0,0508x + 0,8829
R² = 0,9591
0,7
1,2
1,7
2,2
2,7
3,2
10 15 20 25 30 35
C
h
iề
u
 r
ộ
n
g
 t
rụ
 b
ả
o
 v
ệ 
B
, 
m
Góc dốc vỉa α, độ
H = -350m, P = 20MPa
H = -500m, P = 20MPa
H = -350m, P = 30MPa
H = -500m, P = 30MPa
Đường trung bình
Đường quy luật
70 
 x - Góc dốc vỉa, độ; 
Hàm số nêu trên có ý nghĩa tham khảo, giúp cho các nhà nghiên cứu, tư vấn 
có thể xác định nhanh, đơn giản thông số kích thước chiều rộng trụ nhân tạo trước 
khi thực hiện thiết kế. 
2.2.3.4. Nhận xét kết quả nghiên cứu mô hình cho trường hợp vỉa dày trung bình 
 Kết quả nghiên cứu các tham số cơ bản của trụ nhân tạo trong điều kiện vỉa 
dày trung bình cho thấy: 
 - Kích thước trụ bảo vệ nhân tạo tăng lên theo độ sâu khai thác, điều này hoàn 
toàn phù hợp với lý thuyết và thực tế khai thác mỏ. Cụ thể, ở chiều sâu khai thác 
350m, kích thước trụ thay đổi từ 1,0 ÷ 2,4m, tăng lên từ 1,4 ÷ 2,8m ở chiều sâu 500m. 
 - Khi tăng cường độ chịu nén của trụ bảo vệ thì chiều rộng trụ bảo vệ nhân tạo 
được giảm đi. 
 - Khi góc dốc vỉa tăng, chiều rộng trụ yêu cầu cũng tăng theo. Nguyên nhân là 
do khi góc dốc tăng, mặc dù áp lực tác động lên trụ nhân tạo theo phương pháp tuyến 
giảm, nhưng lực kéo đổ trụ theo phương tiếp tuyến lại tăng lên. Để đảm bảo trụ ổn 
định không bị lật, chiều rộng trụ cũng tăng theo. 
 - Mối quan hệ giữa chiều rộng trụ nhân tạo và góc dốc vỉa trong điều kiện vỉa 
dày trung bình tuân theo hàm số tuyến tính bậc nhất. 
2.2.4. Xây dựng và khai thác mô hình xác định các tham số của trụ nhân tạo trong 
điều kiện vỉa dày 
 Việc nghiên cứu mô hình cho điều kiện vỉa dày được thực hiện tương tự khi 
thực hiện cho vỉa dày trung bình ở trên. Bằng cách cố định cường độ kháng nén của 
trụ nhân tạo là 20 MPa và 30 MPa, tiếp đó thay đổi chiều rộng trụ cho đến khi hệ số 
bền trong trụ đạt giá trị ≥2, khi đó kích thước trụ đạt yêu cầu. 
2.2.4.1. Mô hình số trường hợp vỉa dày, độ sâu khai thác 350m 
 Thực hiện tương tự như trong phần vỉa dày trung bình, bằng nhiều mô hình 
luận án thu được quan hệ giữa hệ số bền trụ bảo vệ và sự thay đổi chiều rộng trụ bảo 
vệ ở các mô hình khác nhau. Ví dụ phân bố chuyển vị, véc tơ chuyển vị và hệ số bền 
trong trụ nhân tạo của một số mô hình điển hình xem các hình từ 2.43 ÷ 2.45. 
71 
B =1,6m, α = 10 B =2,0m, α = 20 B =2,0m, α = 35 
Hình 2.43. Phân bố chuyển vị tổng thể của một số mô hình vỉa dày điển hình 
B =1,6m, α = 10 B =2,0m, α = 20 B =2,0m, α = 35 
Hình 2.44. Véc tơ tổng chuyển vị xung quanh đường lò và trụ bảo vệ trường 
hợp vỉa dày điển hình 
B =1,6m, α = 10 B =2,0m, α = 20 B =2,0m, α = 35 
Hình 2.45. Hệ số bền trong trụ trường hợp vỉa dày điển hình 
 - Kết quả nghiên cứu mối quan hệ giữa hệ số bền trụ bảo vệ và sự thay đổi 
chiều rộng trụ bảo vệ khai thác vỉa dày trường hợp P = 20 MPa ở các mô hình khác 
nhau thể hiện trong hình 2.46 đến 2.48. 
Hình 2.46. Mối quan hệ giữa hệ số bền và chiều rộng trụ bảo vệ cho điều kiện 
vỉa dày, =10, H = 350m, P = 20MPa 
-1
0
1
2
3
4
5
6
0 0,5 1 1,5 2 2,5
H
ệ 
số
 b
ền
 c
ủ
a 
tr
ụ
 b
ảo
 v
ệ
Chiều rộng trụ bảo vệ (m)
Chiều rộng trụ B = 1,2m
Chiều rộng trụ B = 1,4m
Chiều rộng trụ B = 1,6m
Chiều rộng trụ B = 1,8m
Chiều rộng trụ B = 2,0m
72 
Hình 2.47. Mối quan hệ giữa hệ số bền và chiều rộng trụ bảo vệ cho điều kiện 
vỉa dày, =20, H = 350m, P = 20MPa 
Hình 2.48. Mối quan hệ giữa hệ số bền và chiều rộng trụ bảo vệ cho điều kiện 
vỉa dày =35, H = 350m, P = 20MPa 
 Quan sát các kết quả trên các đồ thị từ hình 2.46 đến 2.48 thấy rằng, trong trường 
hợp góc dốc vỉa = 10, chiều rộng trụ tối ưu B = 1,2m; khi = 20 tương ứng B = 
1,8m; khi = 35 thì B = 2,2m. Khi đó giá trị hệ số an toàn trụ bảo vệ có giá trị ≥ 2. 
 - Kết quả nghiên cứu mối quan hệ giữa hệ số bền trụ bảo vệ và sự thay đổi 
chiều rộng trụ bảo vệ khai thác vỉa dày cho giá trị P = 30 MPa ở các mô hình khác 
nhau thể hiện trong hình 2.49 đến 2.51. 
-2
-1
0
1
2
3
4
5
0 0,5 1 1,5 2 2,5
H
ệ 
số
 b
ền
 c
ủ
a 
tr
ụ
 b
ảo
 v
ệ
Chiều rộng trụ bảo vệ (m)
Chiều rộng trụ B = 1,4m
Chiều rộng trụ B = 1,6m
Chiều rộng trụ B = 1,8m
Chiều rộng trụ B = 2,0m
Chiều rộng trụ B = 2,2m
-2
-1
0
1
2
3
4
5
0 0,5 1 1,5 2 2,5
H
ệ 
số
 b
ền
 c
ủ
a 
tr
ụ
 b
ảo
 v
ệ
Chiều rộng trụ bảo vệ (m)
Chiều rộng trụ B = 1,4m
Chiều rộng trụ B = 1,6m
Chiều rộng trụ B = 1,8m
Chiều rộng trụ B = 2,0m
Chiều rộng trụ B = 2,2m
Chiều rộng trụ B = 2,4m
73 
Hình 2.49. Mối quan hệ giữa hệ số bền và chiều rộng trụ bảo vệ cho điều kiện 
vỉa dày, =10, H = 350m, P = 30MPa 
Hình 2.50. Mối quan hệ giữa hệ số bền và chiều rộng trụ bảo vệ cho điều kiện 
vỉa dày, =20, H = 350m, P = 30MPa 
Hình 2.51. Mối quan hệ giữa hệ số bền và chiều rộng trụ bảo vệ cho điều kiện 
vỉa dày, =35, H = 350m, P = 30MPa 
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5
H
ệ 
số
 b
ền
 c
ảu
 t
rụ
 b
ảo
 v
ệ
Chiều rộng trụ bảo vệ (m)
Chiều rộng trụ B =0,6m
Chiều rộng trụ B = 0,8m
Chiều rộng trụ B = 1,0m
Chiều rộng trụ B = 1,2m
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 0,5 1 1,5 2 2,5
H
ệ 
số
 b
ền
 c
ủ
a 
tr
ụ
 b
ảo
 v
ệ
Chiều rộng trụ bảo vệ (m)
Chiều rộng trụ B = 1,2m
Chiều rộng trụ B = 1,4m
Chiều rộng trụ B = 1,6m
Chiều rộng trụ B = 1,8m
Chiều rộng trụ B = 2,0m
-2
0
2
4
6
8
10
0 0,5 1 1,5 2 2,5
H
ệ 
số
 b
ền
 t
rụ
 b
ảo
 v
ệ
Chiều rộng trụ bảo vệ (m)
Chiều rộng trụ B =0,3m
Chiều rộng trụ B = 0,6m
Chiều rộng trụ B = 1,2m
Chiều rộng trụ B = 1,4m
Chiều rộng trụ B = 1,6m
74 
 Quan sát các kết quả trên các đồ thị từ hình 2.49 đến 2.51 thấy rằng, ở chiều 
sâu 350m, cường độ kháng nén của trụ 30 MPa, trong trường hợp góc dốc vỉa = 
10, chiều rộng trụ tối ưu B = 0,8m; = 20, B = 1,4m; = 35, B = 1,6m. 
2.2.4.2. Mô hình số trường hợp vỉa dày, độ sâu khai thác 500m 
 1. Mô hình số trường hợp vỉa dày, độ sâu khai thác 500m, P = 20 MPa 
 Cố định cường độ kháng nén trụ bảo vệ P = 20MPa và thay đổi chiều rộng trụ 
nhân tạo, bằng nhiều mô hình luận án thu được quan hệ giữa hệ số bền trụ bảo vệ và 
chiều rộng trụ bảo vệ cho các trường hợp góc dốc vỉa khác nhau ở độ sâu khai thác 
H =500m. Kết quả thể hiện trong các hình từ 2.52 ÷ 2.54. 
Hình 2.52. Quan hệ giữa hệ số bền và chiều rộng trụ bảo vệ cho điều kiện vỉa 
dày, = 10, H = 500m, P = 20MPa 
Hình 2.53. Quan hệ giữa hệ số bền và chiều rộng trụ bảo vệ cho điều kiện vỉa 
dày, = 20, H = 500m, P = 20MPa 
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 0,5 1 1,5 2 2,5H
ệ 
số
 b
ền
 c
ủ
a 
tr
ụ
 b
ảo
 v
ệ
Chiều rộng trụ bảo vệ (m)
Chiều rộng trụ B = 1,2m
Chiều rộng trụ B = 1,4m
Chiều rộng trụ B = 1,6m
Chiều rộng trụ B = 1,8m
Chiều rộng trụ B = 2,0m
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 1 2 3 4
H
ệ 
số
 b
ền
 c
ủ
a 
tr
ụ
 b
ảo
 v
ệ
Chiều rộng trụ bảo vệ (m)
Chiều rộng trụ B = 1,6m
Chiều rộng trụ B = 1,8m
Chiều rộng trụ B = 2,0m
Chiều rộng trụ B = 2,2m
Chiều rộng trụ B = 2,4m
75 
Hình 2.54. Quan hệ giữa hệ số bền và chiều rộng trụ bảo vệ cho điều kiện vỉa 
dày, = 35, H = 500m, P = 20MPa 
 Từ các đồ thị trên hình 2.52 đến 2.54 thấy rằng, ở chiều sâu 500m, cường độ 
kháng nén trụ P = 20 MPa, chiều rộng trụ bảo vệ tối ưu thu được với các góc dốc vỉa 
 =10, B = 1,8m; = 20, B = 2,0m; = 35, B = 2,0m. 
 2. Mô hình số trường hợp vỉa dày, độ sâu khai thác 500m, P = 30 MPa 
 Thực hiện tương tự, cố định cường độ kháng nén trụ bảo vệ P= 30MPa và thay 
đổi chiều rộng trụ nhân tạo, bằng nhiều mô hình luận án thu được quan hệ giữa hệ số 
bền trụ bảo vệ và chiều rộng trụ bảo vệ cho các trường hợp thay đổi góc dốc vỉa ở độ 
sâu khai thác H =500m. Kết quả thể hiện trong các hình từ 2.55 ÷ 2.57. 
Hình 2.55. Quan hệ giữa hệ số bền và chiều rộng trụ bảo vệ cho điều kiện vỉa 
dày, = 10, H = 500m, P = 30MPa 
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
H
ệ 
số
 b
ền
 c
ủ
a 
tr
ụ
 b
ảo
 v
ệ
Chiều rộng trụ bảo vệ (m)
Chiều rộng trụ B = 1,4m
Chiều rộng trụ B = 1,6m
Chiều rộng trụ B = 1,8m
Chiều rộng trụ B = 2,0m
Chiều rộng trụ B = 2,4m
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 0,5 1 1,5 2 2,5
H
ệ 
số
 b
ền
 c
ủ
a 
tr
ụ
 b
ảo
 v
ệ
Chiều rộng trụ bảo vệ (m)
Chiều rộng trụ B = 1,2m
Chiều rộng trụ B = 1,4m
Chiều rộng trụ B = 1,6m
Chiều rộng trụ B = 1,8m
Chiều rộng trụ B = 2,0m
76 
Hình 2.56. Quan hệ giữa hệ số bền và chiều rộng trụ bảo vệ cho điều kiện vỉa 
dày, = 20, H = 500m, P = 30MPa 
Hình 2.57. Quan hệ giữa hệ số bền và chiều rộng trụ bảo vệ cho điều kiện vỉa 
dày, = 35, H = 500m, P = 30MPa 
 Từ các đồ thị trên hình 2.55 đến 2.57 thấy rằng, với chiều sâu khai thác 500m, 
cường độ kháng nén 30 MPa, chiều rộng trụ tối ưu ở phạm vi góc dốc vỉa =10 là 
B = 1,4m; = 20, B = 2,2m; = 35, B = 2,4m. 
 Tổng hợp kết quả nghiên cứu xác định chiều rộng trụ tối ưu với sự thay đổi 
cường độ kháng nén của trụ cho điều kiện vỉa dày thể hiện trong bảng 2.13. 
Bảng 2.13. Tổng hợp chiều rộng trụ bảo vệ tối ưu khi khai thác vỉa dày 
Góc dốc vỉa 
Giá trị chiều rộng trụ bảo vệ tối ưu, m 
 = 10 = 20 = 35 
H = -350m B =1,2 B = 0,8 B = 1,8 B = 1,4 B = 2,2 B = 1,6 
H = -500m B = 1,8 B = 1,4 B = 2,0 B = 2,2 B = 2,0 B = 2,4 
Cường độ kháng nén 
của trụ, MPa 
P = 20 P = 30 P = 20 P = 30 P = 20 P = 30 
-2
-1
0
1
2
3
4
5
0 1 2 3 4
H
ệ 
số
 b
ền
 c
ủ
a 
tr
ụ
 b
ảo
 v
ệ
Chiều rộng trụ bảo vệ (m)
Chiều rộng trụ B = 1,6m
Chiều rộng trụ B = 1,8m
Chiều rộng trụ B = 2,0m
Chiều rộng trụ B = 2,2m
-2
-1
0
1
2
3
4
0 0,5 1 1,5
H
ệ 
số
 b
ền
 c
ủ
a 
tr
ụ
 b
ảo
 v
ệ
Chiều rộng trụ bảo vệ (m)
Chiều rộng trụ B = 1,6m
Chiều rộng trụ B = 1,8m
Chiều rộng trụ B = 2,0m
Chiều rộng trụ B = 2,2m
Chiều rộng trụ B = 2,4m
77 
2.2.4.3. Phân tích kết quả nghiên cứu trên mô hình số cho điều kiện vỉa dày 
Thực hiện tương tự như với trường hợp vỉa dày trung bình, bằng phần mềm 
thống kê SPSS, phiên bản 25 của IBM, luận án thu được mối quan hệ giữa các tham 
số thu được từ kết quả nghiên cứu mô hình số cho điều kiện vỉa dày thể hiện trong 
các bảng 2.14, 2.15. 
Bảng 2.14. Kết quả các giá trị tham số chính từ nghiên cứu trên mô hình số 
trường hợp vỉa dày 
GD () MV (m) H (m) P (MPa) B (m) 
10 5 350 20 1.2 
10 5 350 30 0.8 
10 5 500 20 1.8 
10 5 500 30 1.4 
20 5 350 20 1.8 
20 5 350 30 1.4 
20 5 500 20 2 
20 5 500 30 2.4 
35 5 350 20 2.2 
35 5 350 30 1.6 
35 5 500 20 2 
35 5 500 30 2.4 
Bảng 2.15. Mối tương quan giữa các tham số chính trường hợp vỉa dày 
Kết quả trong bảng 2.15 cho thấy, tương tự trường hợp vỉa dày trung bình, 
trong trường hợp vỉa dày, hệ số tương quan Pearson giữa tham số góc dốc vỉa và 
Góc dốc vỉa Chiều dày vỉa
Chiều sâu khai 
thác
Cường độ chịu 
nén của trụ 
Chiều rộng trụ
Hệ số Pearson 1
Sig. (2-tailed)
Hệ số Pearson .
a
.
a
Sig. (2-tailed)
Hệ số Pearson 0.000 .
a 1
Sig. (2-tailed) 1.000
Hệ số Pearson 0.000 .
a 0.000 1
Sig. (2-tailed) 1.000 1.000
Hệ số Pearson .621
**
.
a 0.532 -0.177 1
Sig. (2-tailed) 0.031 0.075 0.581
Chiều rộng trụ
**. Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).
a. Cannot be computed because at least one of the variables is constant.
Các tham số
Góc dốc vỉa
Chiều dày vỉa
Chiều sâu khai 
thác
Cường độ chịu 
nén của trụ 
78 
chiều rộng trụ cũng có mối tương quan mạnh (r = 0,621), tức là giữa hai tham số này 
có một hàm số quan hệ. Mối quan hệ còn lại giữa chiều rộng trụ với chiều sâu khai 
thác là tỷ lệ thuận, tương quan yếu (Pearson = 0,532), giữa chiều rộng trụ với cường 
độ chịu nén của trụ là tỷ lệ nghịch, tương quan yếu (Pearson = -0,177 < 0). 
Từ kết quả trên, trong trường hợp vỉa dày, luận án xây dựng được hàm hồi quy 
cho chiều rộng trụ nhân tạo dựa trên tham số góc dốc vỉa như thể hiện trong hình 2.58. 
Hình 2.58. Mối quan hệ giữa tham số chiều rộng trụ nhân tạo với góc dốc trong 
điều kiện vỉa dày 
Như vậy, mối quan hệ giữa chiều rộng trụ nhân tạo và góc dốc vỉa trong điều 
kiện vỉa dày cũng tuân theo một hàm số tuyến tính bậc nhất là: 
 y = 0,0287x + 1,1118 (2.13) 
 Với phương sai R2 = 0,8637 
Trong đó: 
 y – Chiều rộng trụ nhân tạo, m; 
 x - Góc dốc vỉa, độ; 
2.2.4.4 Nhận xét kết quả nghiên cứu mô hình cho trường hợp vỉa dày 
 Kết quả nghiên cứu các tham số cơ bản của trụ nhân tạo trong điều kiện vỉa 
dày cơ bản tương đồng với điều kiện vỉa dày trung bình, cụ thể: 
 - Kích thước trụ bảo vệ nhân tạo tăng lên theo độ sâu khai thác. Trong đó, ở 
y = 0,0287x + 1,1118
R² = 0,8637
0,7
0,9
1,1
1,3
1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
10 15 20 25 30 35
C
h
iề
u
 r
ộ
n
g
 t
rụ
 b
ảo
 v
ệ 
B
, 
m
Góc dốc vỉa α, độ
H = -350m, P = 20MPa
H = -500m, P = 20MPa
H = -350m, P = 30MPa
H = -500m, P = 30MPa
Đường trung bình
Đường quy luật
79 
chiều sâu khai thác 350m, kích thước trụ thay đổi từ 0,8 ÷ 2,2m, tăng lên từ 1,4 ÷ 
2,4m ở chiều sâu 500m. 
 - Khi tăng cường độ kháng nén của trụ bảo vệ thì chiều rộng trụ được giảm đi. 
 - Khi góc dốc vỉa tăng, chiều rộng trụ yêu cầu cũng tăng theo. 
 - Tương tự điều kiện vỉa dày trung bình, mối quan hệ giữa chiều rộng trụ nhân 
tạo và góc dốc vỉa trong điều kiện vỉa dày cũng tuân theo hàm số tuyến tính bậc nhất. 
2.3. Nhận xét 
 Từ kết quả nghiên cứu lý thuyết và mô hình phân tích quy luật tải trọng mỏ 
tác động lên trụ nhân tạo bảo vệ đường lò, luận án rút ra một số nhận xét sau: 
 1. Lý thuyết tính toán áp lực mỏ tác động lên trụ nhân tạo bảo vệ đường lò dọc 
vỉa có thể thực hiện theo hai phương pháp là theo tải trọng gây ra bởi sự uốn gãy các 
bản dầm đá vách theo chiều dốc, áp dụng cho loại hình trụ nhân tạo hình thành từ vật 
liệu kháng nén cao, độ co ngót thấp; và theo giá trị chuyển vị lớn nhất của đất đá trên 
biên lò ảnh hưởng bởi khai thác lò chợ, áp dụng cho loại hình trụ nhân tạo hình thành 
từ vật liệu có cường độ kháng nén thấp, mức độ co ngót lớn, cơ chế làm việc như một 
kết cấu chống linh hoạt. 
 2. Trong điều kiện các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh, khi áp dụng hình 
thức trụ nhân tạo bằng vật liệu kháng nén cao, cường độ kháng nén phù hợp của trụ 
nhân tạo là từ 20 ÷ 30 MPa. Đồng thời, kết quả nghiên cứu trên mô hình số đã chỉ ra, 
chiều rộng trụ bảo vệ nhân tạo tỷ lệ thuận với chiều sâu khai thác và góc dốc vỉa than, 
nhưng tỷ lệ nghịch với cường độ kháng nén của trụ, cụ thể: 
 - Với điều kiện vỉa than dày trung bình: Ở độ sâu 350m, cường độ kháng nén 
trụ nhân tạo 20 MPa, chiều rộng trụ cần thiết là 1,2m ở góc dốc vỉa 10, 2,0m ở góc 
dốc 20, 2,4m ở góc dốc 35. Khi cường độ kháng nén của trụ tăng lên 30 MPa, chiều 
rộng trụ cần thiết giảm xuống còn 1,0m ở góc dốc vỉa 10, 1,6m ở góc dốc 20, 2,2m 
ở góc dốc 35; Ở độ sâu 500m, với cường độ kháng nén 20 MPa, chiều rộng trụ cần 
thiết là 1,6m ở góc dốc vỉa 10, 2,8m ở góc dốc 20, 3,0m ở góc dốc 35. Khi cường 
độ chịu nén tăng lên 30 MPa, chiều rộng trụ cần thiết cũng giảm đi, lần lượt là 1,4m, 
1,8m và 2,8m.. 
80 
 - Với điều kiện vỉa than dày: Ở độ sâu 350m, cường độ kháng nén trụ nhân tạo 
20 MPa, chiều rộng trụ cần thiết là 1,2m ở góc dốc vỉa 10, 1,8m ở góc dốc 20, 2,2m 
ở góc dốc 35. Với cường độ kháng nén 30 MPa, chiều rộng trụ cần thiết là 0,8m ở 
góc dốc vỉa 10, 1,4m ở góc dốc 20, 1,6m ở góc dốc 35; Ở độ sâu 500m, với cường 
độ kháng nén 20 MPa, chiều rộng trụ cần thiết là 1,8m ở góc dốc vỉa 10, 2,0m ở góc 
dốc 20, 2,0m ở góc dốc 35. Khi cường độ chịu nén tăng lên 30 MPa, chiều rộng trụ 
cần thiết giảm đi, lần lượt là 1,4m, 2,2m và 2,4m. 
 3. Giữa chiều rộng trụ nhân tạo và góc dốc vỉa có mối tương quan mạnh, tỷ lệ 
thuận. Kết quả này tương đồng với lý thuyết, khi góc dốc vỉa tăng, chiều rộng yêu 
cầu của trụ cũng tăng theo. Theo đó, mối quan hệ giữa chiều rộng trụ nhân tạo và góc 
dốc vỉa tuân theo hàm số tuyến tính bậc nhất, với vỉa dày trung bình là y = 0,0508x + 
0,8829, với vỉa dày là y = 0,0287x + 1,1118. 
81 
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG TRỤ 
NHÂN TẠO THAY THẾ TRỤ THAN BẢO VỆ LÒ CHUẨN BỊ PHÙ HỢP 
VỚI ĐIỀU KIỆN C