ارس فایل » پایان نامه ارزيابی كيفيت اجرايی ماشين های حفاری
علت هر شکستی، عمل کردن بدون فکر است. (الکس‌مکنزی)
ضمانت بازگشت
فایل های تست شده
پرداخت آنلاین
تضمین کیفیت
دانلود فوری

قیمت فایل : 5900 تومان

نوع فایل : پایان نامه تعداد صفحات : 78 حجم فایل (مگابایت) : 9.273 فرمت فایل : ورد نرم افزارهای مورد نیاز : microsoft office
<span itemprop="name">پایان نامه ارزيابی كيفيت اجرايی ماشين های حفاری</span>

ارزيابی كيفيت اجرايی ماشين های حفاری

 

‏۱- مقدمه

 

با پيشرفت علم و پيشرفت در ساخت ماشين هاي حفاري، استفاده وسيع ماشين آلات حفاري به جاي عمليات آتشباري براي حفاريات زيرزميني کاربرد وسيعي پيدا کرده است. در حفاري مکانيزه از ابزار و ماشين آلات براي حفر فضاهاي زير زميني استفاده مي شود و هدف اصلي آن رسيدن به سرعت بالا در احداث و حفر اين فضاها مي باشد. عمليات حفاري يکي از پرهزينه ترين عمليات اجراي در حفريات زيرزميني مي باشد. از طرفي در انتخاب دستگاه حفاري محدوديت زيادي وجود دارد و يا به بيان ديگر در انتخاب دستگاه حفاري انعطاف پذيري وجود ندارد يعني در يک پروژه استفاده از چندين ماشين حفاري, به دليل بحث اقتصادي و هزينه بالايي ماشين آلات حفاري کمتر استفاد مي شود. بنابراين بايد قبل از انجام عمليات، نوع دستگاه و ماشين آلات حفاري مشخص شده باشد. در انتخاب نوع ماشين حفاري بررسي و کارايي آن، يکي از عوامل بسيار مهم مي باشد. در نتيجه بررسي عملکرد و کارايي هريک از ماشين الات حفاري يکي از عوامل بسيار حياتي در حفريات زير زميني مي باشد. در اين جا بحث در مورد عوامل تعيين کننده در انتخاب نوع دستگاه نمي باشد بلکه عملکرد دستگاه حفاري رودهدر و TBM به طور جداگانه مورد بررسي قرار گرفته شده است.

 

۲- عملکرد و کارايي عمليات حفاري:

 

عوامل مؤثر بر عملكرد عمليات حفاري را به طور كلي مي‌توان به چهار گروه اصلي تقسيم‌بندي كرد(شکل ۱). اين چهار گروه عبارتند از:

  • پارامترهاي ماده سنگ : مقاومت فشاري و كششي سنگ، درصد سختي و كاني‌‌هاي ساينده(كوارتز)، نوع بافت و ماتريس سنگ، وجود خواص مكانيكي جهت‌دار در تركيب معدني و رفتار الاستيك مواد سنگي، خواص انرژي سنگ مانند شاخص سفتي، ميزان آزاد شدن انرژي بحراني، .
  • پارامترهاي توده سنگ : از قبيل درجة درزه‌داري(RQD)، تعداد درزه‌ها، جهت يافتگي ناپيوستگي‌ها (هر چه زاوية برخورد اين ناپيوستگي‌ها با محور تونل به حالت عمود نزديكتر باشد، حفر تونل آسانتر است)، وضعيت درزه‌ها (درزه‌هاي بسته تأثيري بر روي نرخ‌هاي نفوذ نمي‌گذارد ولي درزه‌هاي باز خيلي مؤثر هستند، درزه‌هاي كششي در ديواره‌ها نيز كه بعضاً جوش خورده هستند تأثير مثبتي بر افزايش نرخ حفاري دارند)، آب زيرزميني، نواحي گسله، موقعيت جبهه‌كار پيچيده، طبقه‌بندي عمومي تودة سنگ و نيازهاي نگهداري، تنش‌هاي زمين.
  • خصوصيات ماشين : وزن، توان كاج يا كلگي، نيروهاي ماشين ، نوع ابزار برنده، تعداد، ترتيب قرارگيري ابزار برنده و ظرفيت سيستم پشتيباني .
  • پارامترهاي عملياتي : شكل، اندازه و طول بازكننده، شيب، قوس مسير، ترتيب حفاري، عمليات تعريض، شماره و تعداد سازندهاي سنگي در مسير تونل، روش نگهداري زمين، برنامة زمان‌بندي كاري به معني تعداد شيفت‌هاي كاري در روز و روزهاي هفته.

تركيبي از اين پارامترها ظرفيت توليد يك ماشين خاص در يك سازند و شرايط سنگي را مشخص مي‌كند. در ميان اين پارامترها، چند پارامتر وجود دارد كه قابل كنترل نيستند آنها شامل وضعيت زمين و سنگ و برخي پارامترهاي عملياتي هستند. به عبارت ديگر در يك پروژة‌ تونلسازي تنها پارامتر‌هاي قابل كنترل، پارامترهاي مربوط به ماشين هستند.[۱]

 

۶- منابع:

 

[۱] Thuro K., Plinninger R.J. “Hard rock tunnel boring, cutting, drilling and blasting: rock parameter for excavatability”.Technology roadmap for rock mechanics , South Africa Institute of mining and metallurgy , 2003

[۲] A.F.T .E.S.,(2000) , “New Recommendations on Choosing Mechanized

Tunneling Techniques ”,www.usace. army. Mil

[۳] Rostami J., Ozdemir L., “Roadheader Performance Optimization

For Mining and Civil Construction”, Earth Mechanics Institute, CSM, Golden, Colorado.

[۴]-ياوري مهدي، ”جزوة درسي حفر و چاه و تونل“.

[۵] Eskikaya S. Omur D. Hiedar M. “A new method to assess the machine design parameter on stability of boom tunneling machine”.۲۰th world mining congress 2005 685-561.

[۶] مدني، حسن، ”تونلسازي“، جلد اول : طراحي و اجرا، مركز نشر دانشگاه صنعتي اميركبير، تابستان ۱۳۷۷٫

[۷] Mustafa E. “Effects of circumferential pick spacing on boom type roadheader cutting head performance”. Tunneling and Underground Space Technology 20 (2005) 418–۴۲۵٫

[۸] Thro K., Plinninger R.J., “Roadheader excavation performance – geological and geotechnical influences”, Department for General, Applied and Engineering Geology, Technical University of Munich, Germany, 9th ISRM Congress Paris, August, 25th – 28th, 1999.

[۹] Bilgin N. Copur H. “Some geological and geotechnical factors affecting the performance of a roadheader in an inclined tunnel”. Tunneling and Underground Space Technology 19 (2004) 629–۶۳۶٫

[۱۰] Copur H., Ozdemir L., Rostami J.,“Roadheader applications in mining and Tunnelling industries”, Earth Mechanics Institute, Colorado School of Mines

[۱۱] Rostami J., Ozdemir L., Nilson B., “Comparison Between CSM and NTH Hard Rock TBM Performance Prediction Models”, Colorado School of Mines, Golden, Colorado, USA;2002

[۱۲] M. Sapigni et al, “TBM performance estimation using rock mass classifications”, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, Vol 39;2002;PP 771-778

 

فهرست مطالب

 

‏۱- مقدمه :

۲- عملکرد و کارايي عمليات حفاري:

۳- عملکرد ماشين رودهدر:

۳-۱ مقدمه:

۳-۲ پارامترهاي موثر ماشين رودهدر در عملکرد:

۳-۲-۱ تاثير  نوع و توان ماشين رودهدر بر عملکرد حفاري:

۳-۲-۲ تاثير نوع سر مته ماشين رودهدر بر هملکرد حفاري :

۳-۲-۲-۱ انواع مته:

۳-۲-۲-۲  تاثير فاصله داري برنده ها در سرمته بر عملکرد دستگاه رودهدر:

۳-۳  تاثير پارامترهاي ژئوتکنيکي در عملکرد ماشين رودهدر:

۳-۳-۱ تاثير مقاومت سنگ:

۳-۳-۲ تاثير زون چسبنده:

۳-۳-۳ تاثير مواد ساينده بر عملکرد حفاري:

۴- پيش بيني عملکرد ماشين تمام مقطع:

۴-۱ مقدمه:

۴-۲ عوامل موثر در عملکرد ماشين تمام مقطع:

۴-۲-۱ عوامل ژئوتکنيکي موثر در عملکرد ماشين تمام مقطع:

۴-۲-۱-۱ نرخ نفوذ و مقاومت فشاري

۴-۳ پيش بيني تجربي عملكرد ماشين حفاري تمام مقطع:

۴-۳-۱  روش ساده :

۴-۳-۲ روش چند متغيره:

۴-۳-۲-۱ روش NTH :

۴-۳-۲- ۲ روش  RMI

۴-۳-۲-۳ روش CSM

۴-۳-۲-۴ روش QTBM:

۴-۳-۲-۵ روش RSR:

۴-۴ مطالعه موردي پيش بيني تجربي عملکرد ماشين تمام مقطع:

۴-۴-۱ تونل من:

۴-۴-۲ تونل پيو:

۴-۴-۳ تونل وارزو:

۴-۴-۴ طبقه بنده توده سنگ :

۴-۴-۵ روابط هاي تجربي :

۴-۴-۵-۱ نرخ پيشروي:

۴-۴-۵-۲ روابط تجربي براي سنگ هاي مختلف:

۴-۴-۶ مقايسه با روش هاي پيش بيني عملکرد:

۴-۴-۶-۱ مدل RSR:

۴-۴-۶-۲ مدل QTBM:

۵- نتيجه گيری:

۶- منابع:

فهرست شکلها

شکل ۱- عوامل موثر در عمليات حفاري.

شکل ۲- نماي از ماشين رودهدر با روش حفاري محوري

شکل ۳- نماي از ماشين رودهدر با روش حفاري متقاطع.

شکل ۴- تحليل استحکام رودهدر در رودهدرهاي تاج مخروطي (بالا) و تاج طبلکي(پايين).

شکل ۵- نماي از نيروهاي وارد به رودهدر نوع مخروطي .

شکل ۶- نماي از فلوچارت براي محاسبه گشتاور .

شکل ۷- نحوه برش دستگاه رودهدر

شکل ۸- تاثير عرض ماشين (E)، عرض چرخ زنجير (P)، و فاصله بين مرکز ثقل تا انتهاي ماشين(A) با توجه به گشتاور.

شکل ۹ – تغييرات گشتاور با توجه به به تغييرات وزن..

شکل ۱۰ – تغييرات گشتاور به توجه به تغييرات طول بازوي .

شکل ۱۱-انواع مته هاي مته هاي برش.

شکل ۱۲-نماي از پارامترها فاصله داري ابزار برنده در سرمته مخروطي.

شکل ۱۳- نماي از همپوشاني نگهدارنده ابزاز برنده در سرمته نوع سوم.

شکل ۱۴ -نماي از محل قرار گيري ابزار برنده در سرمته به صورت دو بعدي..

شکل ۱۵- نماي سه بعدي مدل ابزار برنده شماره ۱ و شماره ۴ در سرمته با فاصله داري نابرابر.

شکل ۱۶- نماي سه بعدي مدل ابزار برنده شماره ۱ و شماره ۴ در سرمته با فاصله داري برابر.

شکل ۱۷- نماي از سرمته با فاصله داري برابر.

شکل ۱۸- عوامل زئوتکنيکي مهم در کارآيي رودهدرها.

شکل ۱۹- مقطع زمين شناسي تونل.

شکل ۲۰- مقاومت فشاري در هر شرايط زمين شناسي– نرخ نفوذ آني براي هر نوع رودهدر.

شکل ۲۱- نمودار نرخ نفوذ آني با توجه به نسبت P/UCS.

شکل ۲۲- نمودار نرخ نفوذ آني با توجه به نسبت W/UCS.

شکل ۲۳- نرخ نفوذ آني با توجه به نسبت P*W/UCS براي سنگ هاي رسوبي رودهدرهاي متقاطع

شکل ۲۴- نماي از تاثير مواد چسبنده در سرمته.

شکل ۲۵ – تاثير ميزا ن درصد کوارتز معادل در عمر سرمته.

شکل ۲۶-مقطع عرضي TBM

شکل ۲۷- صفحه حفار يك ماشين تمام مقطع.

شکل ۲۸-ابزار برندة ديسكي و نيروهاي مؤثر وارد بر آن .

شکل ۲۹- ابزار برندة غلتكي و نيروهاي وارد برآن.

شکل ۳۰- استفاده از جت آب در ماشين‌هاي حفار تمام مقطع.

شکل ۳۱- منحني مقاومت فشاري – نرخ نفوذ

شکل ۳۲- رابطه شاخص نرخ حفاري– مقاومت فشاري

شکل ۳۳- شاخص عمر برش دهنده ها در سنگ هاي مختلف

شکل ۳۴- رابطه M1 با طبقه بندي Q

شکل ۳۵– مقطع زمين شناسي تونلها

شکل ۳۶- طبقه بندي RMR در سه تونل

شکل ۳۷- رابطه بين طبقه بندي Q و RMR در سه تونل

شکل ۳۸- اناليز آماري واريانس به منظور رسيدن به يک مدل رگراسيون معني دار (داده ها حاصل از تونل من

شکل ۴۰- رابطه بين نرخ نفوذ و طبقه بندي RMR در تونلهاي حفاري شده . جدول کوجک در بالا هر نمودار نشانده نتايج الانيز واريانس مي باشد

شکل ۴۱- زابطه نرخ نفوذ (چپ)و نرخ نفوذ ويژه(راست) TBM و طبقه بندي RMR

شکل ۴۲ – رابطه ميزان بهره دهي و طبقه بندي RMR

شکل ۴۳ – نرخ نفوذ متفاومت در سنگ هاي مختلف و با RMR يکسان.

شکل ۴۴- تغييرات نرخ نفوذ براي سختي موس رابطه بهتري نسبت به مقاومت فشاري تک محوره نشان  مي دهد. ۱۰ داده از پنچ نوع سنگ مختلف از تونل من براي اين آناليز استفاده شده است.

شکل ۴۵- پيش بيني عملکرد ماشين تمام مقطع توسط روش RSR (چپ) و QTBM (راست).

شکل ۴۶ – مقايسه داده هاي ثبت شده نرخ نفوذ براي سه تونل مذکور با توجه به روش QTBM

فهرست جداول

جدول ۱- مشخصات سرمته و ابزار برنده و فاصله داري طراحي شده.

جدول ۲- ميزان مصرف برنده ها با توجه به نوع سرمته.

جدول ۳ – نتايج حاصل از اندازه گيري برجا براي دو نوع سرمته.

جدول ۴-نتايج ازمايش شميايي در تونل.

جدول ۵- پارامترهاي ژئوتکنيکي نمونه هاي سنگي در زون هاي مختلف .

جدول ۶- نتايج عملکرد رودهدر در زون هاي مختلف.

جدول ۷- طبقه بندي اطلاعات حاصل از حفاري در نقاط مختلف جهان توسط مدرسه عالي معدن.

جدول ۸- رده بندي سنگ‌ها براي TBM .

جدول ۹- جدول  مقاومت فشاري – نرخ نفوذ

جدول ۱۰- اطلاعات توصيفي و تجهيزات لازم براي حفاري تونلها

جدول ۱۱- مشخصات ژئوتکنيکي و زمين شناسي تونلها

جدول ۱۲ – پارامتر هاي لازم براي روش

قیمت فایل : 5900 تومان

دسته بندی : تاريخ : ۱۴ شهریور ۱۳۹۶ به اشتراک بگذارید :