بخشی از مقاله
چکیده
آگاهی از شرایط زمین نقش مهمی در انتخاب روش حفاري و طراحی یک سیستم نگهداري براي حفاریهاي زیرزمینی ایفا میکند. یکی از این شرایط فشارندگی سنگ - زمین - است. فشارندگی سنگ، تغییر شکل بزرگ وابسته به زمان است که در اطراف تونلها و سایر حفاریهاي زیرزمینی اتفاق میافتد و اصولاً در ارتباط با خزشی است که ناشی از فراتر رفتن تنش برشی سنگ از مقاومت برشی سنگ است.
درگالري D2 معدن زغالسنگ پابدانا کرمان که در کمر پایین لایه زغالی D2 در حال پیشروي است و با جنس لایه کمرپایین ماسهسنگ، ابتدا مقدار Q تعیین شده و سپس با استفاده از روابط تجربی به تعیین فشارندگی یا غیر فشارندگی زمین پرداخته شده است. پس از تعیین درجه فشارندگی با استفاده از روشهاي نیمهتجربی وتئوري- تحلیلی، روش حفاري و نوع نگهداري با توجه به درجه فشارندگی تعیین شده است.
کلمات کلیدي: شرایط زمین، فشارندگی، تعیین نگهداري، روش حفاري، معدن زغالسنگ پابدانا
مقدمه
آگاهی از شرایط زمین نقش مهمی در انتخاب روش حفاري و طراحی یک سیستم نگهداري براي حفاریهاي زیرزمینی ایفا میکند. فشارندگی سنگ، تغییر شکل بزرگ وابسته به زمان است که در اطراف تونلها و سایر حفاریهاي زیرزمینی اتفاق می افتد و اصولاً در ارتباط با خزشی است که ناشی از فراتر رفتن تنش برشی سنگ از مقاومت برشی سنگ است. شرایط زمین میتواند بسته به تتنش برجا و مقاومت تودهسنگ، الاستیک پایدار یا ریزشی فشارنده باشد. تجربه شده است که یک توده سنگ ضعیف تحت تنش بالا داراي شرایط زمین فشارنده است ولی یک تودهسنگ تودهاي و سخت تحت تنش بالا داراي شرایط انفجار خود به خود سنگ است.
از طرف دیگر وقتی که تودهسنگ تحت تنش پایینی باشد، شرایط زمین به صورت پایدار و الاستیک است. اولین گام مهم این است که ارزیابی شود که آیا یک تونل تحت شرایط زمین فشارنده قرار دارد یا تحت شرایط زمین غیر فشارنده. این تصمیم انتخاب روش حفاري و سیستم نگهداري را کنترل میکند در گالري D2 معدن زغالسنگ پابدانا که در افق +2400 متر قرار دارد پس از اندازهگیري پارامترهاي سیستم طبقهبندي Q و تخمین آن به تعیین فشارندگی تودهسنگ با استفاده از روشهاي تجربی پرداخته شده است.
روشهاي تحلیل فشارندگی
براي ارزیابی استعداد فشارندگی در سنگها سه روش متداول وجود دارد که عبارتند از: روشها ي تجربی، نیمهتجربی و تئور ي تحلیلی. روشهاي تجربی بر پایه دو پارامتر اساسی طبقهبندي تودهسنگ وعمق تونل استوار هستند. دو روش متداول در این گروه شامل روش سینگ و روش گوئل است. در روشهاي نیمهتجربی احتمال فشارندگی با استفاده از تغییر شکلهاي قابل انتظار در اطراف تونل، در یک میدان تنش هیدرواستاتیک پیشبینی میشود.
نقطه مشترك روشهاي نیمه تجربی پارامتر فاکتور صلاحیت است که بر اساس نسبت مقاومتفشاري تکمحوره تودهسنگ و یا سنگبکر به فشار برجا بیان میشود. روشهاي متداول در این گروه روشهاي جتوا و هوك و مارینوس هستند روشهاي تئوري- تحلیلی بر اساس روشهاي فرم بسته و روشهاي عددي بیان میشوند. پارامترهاي لازم براي حل معادلات در روشهاي فرم بسته شامل چسبندگی، زاویه اصطکاك داخلی حداکثر و باقیمانده تودهسنگ، مدول یانگ، ضریب پوآسون، زاویه اتساع و تنش بحرانی است. دو روش عمده در این گروه شامل روش بارلا و روش ISRM است.
