بخشی از مقاله
پیشگیری ازپدیده انفجارسنگ و ایمن سازی محیط کار باتوجه به معیارهای ارزیابی و شرایط خاص تونل چشمه لنگان
چکیده:
شکست ناگهانی سنگ اطراف منطقه حفاری شده در معادن زیر زمینی و تونلهای سنگی که معمولاً در نقاط پر تنش و با عمق زیاد نسبت به سطح زمین اتفاق می افتد، انفجار سنگ نامیده می شود. بر اثر شکست انفجاری سنگ که همراه با آزاد شدن آنی انرژی کرنشی ذخیره شده است ،سنگ بصورت قطعات کوچک وبزرگ به اطراف پراکنده شده ودر اثر برخورد به انسان و یا تجهیزات باعث آسیب آنها می شود. در این مقاله موضوع احتمال وقوع پدیده انفجار سنگ در تونل چشمه لنگان بررسی شده است. تونل مزبور قسمتی از پروژه انتقال آب به سد زاینده رود است که در منطقه کوه سفید، عمق آن به ۱۱۰۰ متر می رسد. شناسایی شاخص های ارزیابی پتانسیل تخریبی و متعاقباً تخمین شدت خسارت حاصل از این پدیده و ارائه سیستم مناسب و ایمسن در این پژوهش در نظر گرفته شده است و با توجه به گسترش روز افزون تونلکاری در عمق انفجار سنگ بعنوان یک خطر احتمالی بیان شده است.
کلید واژه ها: تونل چشمه لنگان، انفجار سنگ، انرژی کرنشی، معیارهای ارزیابی ایمنی. Loafio. به منظور رفع کمبود آب در ایران مرکزی، انتقال آب از سو شاخه های رود خانه دز به نامهای سرداب، سیبک و چشمه لنگان به حوضه زاینده رود مورد توجه قرار گرفته است. تونل انتقال آب چشمه لنگان در فاصله ۱۷۶ کیلومتری غرب شهر اصفهان و از توابع شهرستان فریدون شهر با هدف انتقال آب این حوضه به سر شاخه های منتهی شونده به سد زاینده رود احداث می گردد.[۱ تونل چشمه لنگان به طول ۱۳۷۶۰ متر، در نواحی حفاری با TBM به صورت دایره و به قطر ۳/۹ مترو در نواحی حفاری انفجاری به شکل نعل اسبی و قطر ۴/ ۴ متر، حداکثر ۲۲ متر مکعب در ثانیه آب را به صورت جریان با سطح آزاد انتقال می دهد. کف ورودی تونل در تراز ۲۴۰۷ متر و کف خروجسی تونل در تراز ۲۳۷۹ متر قرار می گیرد. در ابتدای مسیر تونل تا کیلومتر ۵ ، با توجه به توپوگرافی، عمق تونل نسبت به سطح زمین کمتر از ۲۲۵ متر و در ادامه مسیر به تدریج با حرکت به سمت ارتفاعات کوه سفید ، ضخامت روباره تونل افزایش یافته و در زیر قلل کوه سفید به حدود ۱۱۰۰ متر می رسد، در ادامه ارتفاعات کوه سفید به سمت خروجی تونل، مجدداً از ارتفاع روباره کاسته شده و در ۱/۵ کیلومتر آخر مسیر، عمق آن نسبت به سطح زمین به کمتر از ۱۰۰ متر کاهش می یابد. ۲ و ۱ واحدهای سنگی مسیر تونل شامل ماسه سنگ، شیل ، آهسک، آهک رسی، دولومیت و مقداری سنگهای آتشفشانی بازیک است. بخش عمده ای از این واحدها بعلت قرار گرفتن در گستره زاگرس به شدت تکتونیزه و خرد شده هستند. در محل برخی از گسله های ناحیه ، سنگ بر اثر شدت خرد شدگی به سنگارد(Ouge) تبدیل شده بطوریکه چسبندگی آنها بسیار کاهش یافته و مشکلاتی را از جهت پیشروی و پایداری تونل پدید آورده است.[ ۱] مطالعه ژئوفیزیکی انجام گرفته در زمستان ۱۳۸۱ نشان میدهد که در باقیمانده قسمت حفاری، زونهای ضعیف خرد شده همراه آب می باشند.
طبیعت انفجار سنگ:
بدیده انفجار سنگ از قرن ۱۸ تجربه شده است ولی در سال ۱۹۶۵ برای نخستین بار بصورت تئوریک توسط آقای کوک بیان شد. ۵ از آنجائیکه انسرژی کرنشی، طراحی حفاریهای زیر زمینی، زمین شناسی محل و خصوصیات فیزیکی و مکانیکی سنگ عوامل موثر بر پدیده انفجسار سنگ می باشند لذا این فاکتورها می تواند جهت تخمین و تشخیص احتمال وقوع این پدیده استفاده شوند. همچنین ابزار و سن معمورهای حساس به ارتعاش می توانند در پیش بینی انفجار ستگ موثر باشند.
tius stayle Ás gkül." انفجار سنگ به صسورت پسر تاب شدن یا بیرون پریدن شدید مواد معدنی یا سنگ به درون حفره ها و فضاهای زیرزمینی از وجوه مختلف مانند دیواره ها و ستون ها رخ می دهد و می تواند درون سنگ و صخره های محکم و همچنین مواد نرم تر مانند زغالسنگ اتفاق افتد. انفجار هایی به صورت ریزش پوسته ای (Spallif1g) و پرتاب قطعات بزرگ و کوچک سنگ {Rock but St) در تونل های سنگی و کار گاههای استخراج مشاهده شده اند. انفجار در معادن زغال بدلیل آزاد کردن مقدار زیاد انرژی دینامیکی به صورت ناگهانی در طی شکست شدید کانسار زغال (Outburst) نامیده میشود. خسروج ناگهانی گاز از میان شکافها و تواحی اطراق محل حفاری در معادن نمک، پتاسر، زغال و نهشته های مینرالی تبخیر شده GaS 0ut) (htlr St و در عسورتیکه خروج شدید نهشته معدنی را سبب شود (RuIIS) معرقی شده اسمت، از این نوع انفجار هامی توان به انفجار سنگ در معادن طلای ویت واتر سرند آفریقای جنوبی، کالگوری استرالیا، نیکل سادبری کانادا، معادن طلای کولار شمال هند، تونلهای راه لیکلی هود ژاپن اشاره نمود. انفجار سنگ متناسب با توسعه معدنکاری نرخ افزایشی به خود می گیرد مثلاً در سال ۱۹۷۵ بیش از ۵۵/۷ درصد از مرگ و میر ها در معادن طلای آفریقای جنوبی مربوط به انفجارهایی بود که دراثر گسترش معدنکاری در عمق حادث شده است. در گزارشی که سالامون در سال ۱۹۸۴ تهیه نمود، حدود ۶۲ درصد از مرگ و میر ها در معادن طلای آفریقای جنوبی را مربوط به انفجار سنگ و سنگریزش ذکر کرد. ۷ و ۱۰ جدول (۱) میزان تلفات و خسارات ناشی از انفجار سنگ در معادن طلای آقریقای جنوبی را نشان میدهد
4-طبقه بندی انفجار سنگ و ایمن سازی
انفجار سنگ با توجه به میزان آسیب رسانی و شدت آن به سه گروه انفجار سنگ ضعیف، متوسط و قوی تقسیم می شود. معمولاً انفجار سنگ ضعیف پدیده پوسته پوسته شدن، انفجار سنگ متوسط اتساع و خروج بلوکها و قطعات کوچک سنگ و انفجار شدید با اتساع ناگهانی و پرتاب سنگ همراه است. بسه منظور ایمن سازی محیط های مستعد انفجار سنگ سیستمهای نگهداری متناسب با شدت انفجار سنگ در نظر گرفته شده که بعضی از آنها در جدول شماره (۲) آمده است.
. روش تحقیق
جهت تعییسان پارامترهای رفتاری و مقاومتی توده سنگ در محدوده مورد بررسی ، از مغزه های حاصل از حفاری گمانه های L15 و 0انایسه عمق ۶۵۵ و ۷۱۵ متر استفاده شده است. همچنین نمونه هایی از مسیر حفاری تونل جهت تعیین اندیس بارگذاری نقطه ای مقاومت فشاری تک محوری و مقاومت کششی انتخاب گردید. برای محاسبه تنش دیواره از رابطه (O/P) = (B-K)، برای ۳ = B (مقطع دایره) به C تنش دیواره، تنش قاتم اولیه، کنسبت تنش افقی بر قائم استفاده گردید نتایج مربوط به خواصر سنگ مسیر و شدت تنش های مؤثر در جدول (۳) نشان داده شده است.
۶.ارزیابی و تخمین انفجارسنگ در تونل چشمه لنگان
بعضی از روشهای پیش بیتی انفجار سنگ با توجه به شرایط حاکم در تونل چشمه لنگان و خصوصیات مکانیکی سنگ مسیر بکار گرفته شده و نتایج آن در ذیل آمده است.
۶- اسم عیارانرژی لرزه ای:
مقدار انرژی منتشر شده لرزه ای (اسپوتیس وود، ام اس گار ۱۹۷۵) از رابطه زیر بدست می آید. [۸و۹ | LogFs. AftsN1-\f ریشتر بزرگی موج برشی و ML بزرگی موج طولی است. همچنین پتانسیل انفجار سنگ یا توجه به جدول (۴) تعیین می شود..
