بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
مقایسه روش هاي تجربی پیش بینی لرزش زمین ناشی از آتشکاري در مغار نیروگاه تلمبه، ذخیره اي سیاه بیشه
چکیده
این مقاله بر اساس تحقیقات به عمل آمده براي تعیین لرزش زمین ناشی از آتشکاري در مغار نیروگاه تلمبه، ذخیرهاي سیاه بیشه صورت گرفته است. تعیین لرزش زمین به منظور جلوگیري از خسارات ناشی از انفجار در فضاهاي زیر زمینی بر سازههاي مجاور که نزدیکترین آنها ساختمانهاي نظارت و کارفرما بوده انجام گرفته است. خرج ماکزیمم مناسب و PPV براي 65 انفجار از مجموع 200 انفجاري که در فواصل مختلف انجام گرفته، ثبت شده است. این دادهها براي پیش بینی لرزش به کمک روشهاي تجربی استفاده شدهاند. سپس 20 داده جدید حاصل از ثبت لرزهنگاري انفجار براي مقایسه بین روشهاي تجربی بکار رفته است.
واژه هاي کلیدي: لرزش زمین، آتشکاري، نیروگاه تلمبه، ذخیرهاي سیاه بیشه، روشهاي تجربی.
-1 مقدمه
حفاري و انفجار هنوز هم مهمترین و اقتصاديترین روش جهت خرد کردن سنگ می باشد. هرچند که لرزش ناشی از انفجار اثرات مخربی بر سازههاي مجاور میگذارد. اثرات مخرب انفجار شامل لرزش زمین، لرزش هوا، پرتاب سنگ، عقب زدگی، صدا و ... میباشند که غیر قابل کنترلاند اما امروزه با پیشبینی لرزش بدنبال کم کردن اثرات مخرب انفجار میباشند .[1] از این میان لرزش زمین از اهمیت خاصی برخوردار است .[2] تحقیقات بعمل آمده در این زمینه روشهاي مختلفی را در جهت کم کردن اثرات لرزش زمین پیشنهاد دادهاند . لرزش زمین به طور مستقیم ناشی از مقدار ماده منفجره استفاده شده، فاصله محل انفجار تا محل ثبت لرزهنگاري، خواص ژئولوژي و ژئوتکنیکی سنگ منطقه میباشد. شرایط ژئولوژي و ژئوتکنیکی و فاصله بین محل انفجار تا محل ثبت قابل تغییر نیستند. اما مقدار خرج در هر تأخیر قابل تغییر می باشد . بر این اساس محققین مختلفی به ارائه روابط تجربی براي پیشبینی لرزش مجاز پرداختهاند [4] ,[3] و .[5] در این تحقیق روابط تجربی مشهور جهت پیش بینی لرزش معرفی گردیده، سپس با استفاده از دادههاي ثبت شده موجود مقایسهاي بین این روابط انجام گرفته است. در پایان دقت بیشتر روابط اداره معادن امریکا و Ambraseys-Hendron در پیشبینی لرزش مغار نیروگاه سیاه بیشه به خوبی قابل مشاهده است.
!!
-2 مکانیزم لرزش زمین
وقتی که ماده منفجره در داخل چال منفجر میشود، فشار دینامیکی شدید در اطراف چال ایجاد میکند و توده سنگ تحت تأثیر فشار ناگهانی گاز حاصل از انفجار قرار میگیرد. امواج ناشی از انفجار در توده سنگ حرکت کرده و به فواصل دورتر منتقل میشوند .[6] انرژي که توسط این امواج منتقل میشود باعث شکستن سنگ می گردد. مکانیزم شکستگی شامل نواحی crushing ، radial cracking و reflection breakaye میباشد. Crushed zone و Radial fracture zone شامل حجم زیادي از سنگ تغییر شکل یافته است. وقتی از شدت امواج کاسته میشود، به بخشی از سنگ میرسیم که شکستگی در آن اتفاق نیفتاده است. امواج کششی در سرتاسر ناحیه الاستیک گسترش مییابند (شکل .(1 ناحیهاي که این امواج الاستیک در آن گسترش مییابد، ناحیه لرزش زمین میباشد که رفتار ویسکو- الاستیک در آن قابل مشاهده است. هرچند لرزش زمین با فاصله رابطه نهایی دارد، اما میزان مواد منفجره تأثیرستقیمی بر مقدار خسارت وارده به ساختمانهاي مجاور دارد. همچنین جنس و ساختار طبیعی زمین در گسترش امواج دینامیکی و پراکندگی آنها نقش مهمی دارد !!.[7]
که در آن ها:
:V ماکزیمم سرعت ذرات (mm/s) :Qmax ماکزیمم خرج بر تأخیر (Kg)
:R فاصله بین محل انفجار و محل ثبت لرزه (m)
K و :B ثابتهاي مربوط به محل مورد آزمایش میباشند که به کمک رگرسیونگیري قابل محاسبهاند.
-4منطقه مورد مطالعه
پروژه سد و نیروگاه تلمبه، ذخیره اي سیاه بیشه در 80 کیلومتري شهرستان کرج در مسیر جاده چالوس، کرج واقع است.صرف نظر از عملیات اجرائی پروژه آنچه که بر اهمیت ثبت لرزهنگاري در این طرح میافزاید مجاورت ساختمانهائی در نزدیکی محدوده ساختگاه نیروگاه میباشد .[8]
به منظور جلوگیري از وارد آمدن خسارت به این ساختمانها ثبت لرزهنگاري انفجار در محلهاي مغار نیروگاه، مغار ترانسفورمر و تونلهاي منتهی به این فضاها انجام گرفت و داده هاي ثبت شده براي بررسی جمع آوري شد.
ماده منفجره مورد استفاده دینامیت است. 200 انفجار در فواصل مختلف ثبت شد و براي اینکار از دستگاه لرزهنگار Blastmate III ساخت شرکت کانادائی Instantel استفاده شد. این دستگاه داراي دو ترانسدیومتر یکی براي ثبت PPV و دیگري جهت ثبت لرزش هوا میباشد.
مقایسه استانداردهاي مختلف پیشبینی لرزش -1-5 پیشبینی به کمک رابطه :USBM
رابطه اداره معادن آمریکا، 1USBM براي محاسبه :PPV
رابطه بالا براي پیش بینی PPV در مورد 20 داده دیگر آزمایش شد. (شکل (4 مقایسه بین PPV اندازهگیري شده و PPV پیشبینی شده توسط رابطه USBM را نشان می دهد.!!
-2-5
پیشبینی بوسیله رابطه آمبراسیس- هندرون:
رابطه آمبراسیس- هندرون1 براي PPV عبارت است از:!!
که مقادیر K و B مثل حالت قبل بر اساس نمودار لگاریتمی PPV-SD تعیین میگردند (شکل .(5 مقدار K بربر 544/02 و مقدار B برابر -1/2993 تعیین گردید. رابطه آمبراسیس-هندرون به صورت زیر تغییر کرد :
این معادله نیز براي پیشبینی سرعت بر روي 20 داده جدید آزمایش شد. (شکل (6 مقایسه PPV اندازهگیري شده با PPV پیش بینی شده توسط رابطه آمبراسیس- هندرون را نشان میدهد. ضریب همبستگی بالاتر نسبت به سایر روشها در این نمودار قابل مشاهده می باشد.
-3-5 پیشبینی بوسیله رابطه لانگفورس- کیلستروم:
رابطه لانگفورس- کیلستروم 1 براي PPV عبارت است از:!!
