اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت

دسته: عمران
بازدید: 55 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 129 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 115

حفاری به معنی نفوذ در سنگ است نفوذ در سنگ گاهی به منظور خرد کردن آن انجام میگیرد

قیمت فایل فقط 7,900 تومان

اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت

حفاری به معنی نفوذ در سنگ است . نفوذ در سنگ گاهی به منظور خرد کردن آن انجام میگیرد .

به طور کلی صرف نظر از نوع روش و منشا انرژی ، عملیاتی را که به حفر چال در سنگ منجر می شود ، نفوذپذیری می نامند.

مواد معدنی زیربنای اقتصاد و صنعت در جامعه را تشكیل می‌دهند. بشر از همان آغاز آفرینش خود و در طول تاریخ، بر حسب نیازمندیها و شناخت از مواد معدنی استفاده كرده است. اكنون نیز انسان از تمامی مواد معدنی به حالت‌ها و شیوه‌های گوناگون بهر‌ه‌برداری می‌نماید. به دیگر سخن همین مواد معدنی هستند كه پایه و اساس تمدن را تشكیل می‌دهند. عوامل مؤثر بر آستانه اقتصادی شدن مواد معدنی  عواملی چون عرضه، تقاضا و مسائل سیاسی می‌باشد . میزان تولید مواد معدنی در دهه گذشته افزایش شایانی داشته است.

 عواملی كه موجب این افزایش می باشند عبارتند از : پیشرفت در تکنولوژی و روشهای حفاری ، پیشرف در زمینه اكتشاف به دلیل مشخص شدن منشاء محیط و چگونگی تشكیل ذخایر مختلف، مثلاً نظریه تكتونیك صفحه‌ای كمك‌های مؤثری در رابطه با كشف ذخایر مس پروفیری نمود‌ه ‌است . در دهه اخیر بكارگیری روش‌های نوین ژئوفیزیكی و ژئوشیمیایی در كشف ذخایر جیدد بخصوص آنهایی كه در اعماق زمین قراردارند كمك مؤثری نمود. همچنین ماشینهای جدید استخراج موجب شده تا ذخایری كه در اعماق قرار داشته قابل بهر‌ه‌برداری شوند و با كمك از این ماشین الات میزان تولید روزانه بالا رود. پیشرفت در زمینه صنعت تلغیظ و تصفیه موجب گردید تا بسیاری از ذخایر عمیق دور از دسترس نیز قابل بهر‌ه برداری شوند. همزمان با بالارفتن تولید، میزان مصرف موادمعدنی نیز افزایش داشته است.

از میان عوامل ذکر شده در فوق، در این متن به توضیح و بحث در خصوص روشهای حفاری، بخصوص حفاری در سنگهای سخت می پردازیم .

بطور کلی تاریخچه حفاری مبهم است ،اما از زمانهای دور، ملتهای متمدن به منظور دسترسی به آب و بعضی کریستالها،عملیات حفاری را انجام داده اند .

تا چند دهه قبل ،سیستم حفاری دستی جهت ایجاد چال برای احداث تونل در معدن متداول بود.

با گذشت زمان و نیاز به حفاریهای عمیق، روش دیگری از حفاری دستی بنام روش کابلی متداول شد که در آن طول مته بیشتر بود و برای ضربه زدن از کابل فولادی استفاده می شد .

پاره ای از تحولات در صنعت حفاری عبارتند از :

بین سالهای 1820-1810 ،سیستم حفاری چرخشی با استفاده از ماشین بخار

بین سالهای 1840-1830 سیستم حفاری کابلی با استفاده از ماشین بخار

بین سالهای 1860-1850 دستگاههای حفاری مجهز به الماس

بین سالهای 1880-1870 سیستم حفاری مغزه گیر مجهز به الماس

بین سالهای 1900-1890 سیستم حفاری ضربه ای چرخشی

بین سالهای 1940-1920 استفاده از مته های کربور تنگستن

بین سالهای 1975-1970 ماشین حفاری هیدرولیکی

در ذیل به شرح  روشهای متداول حفاری پرداخته شده  و همچنین سعی شده تا مزایا و معایب هر روش بطور جداگانه مورد بررسی قرار گیرد.

شایان ذکر است که اکثر منابع بکار رفته شده در این بررسی از سایتهای اینترنتی می باشد که آدرس آنها در پایان ضمیمه شده است .

پروژه ای که ملاحظه میفرمایید به معرفی و بحث در مورد روشهای حفاری بویژه حفاری در سنگهای سخت پرداخته است .

مطالب فوق در 5  فصل مطرح گردیده که عبارتند از :

1 - شاخصهای حفاری

2 - مشخصات و پارامترهای سنگ برای حفاری     

3 - حفاری ضربه‌ای

4 - سیستم حفاری چرخشی

5 - حفاری الماسه

در فصول فوق سعی شده تا ابتدا به معرفی روشها و پارامترهای مهم در امر حفاری پرداخته شود و در ادامه به بحث در مورد عوامل پیشرو در راندمان حفاری و مقایسه روشهای مختلف حفاری و ذکر معایب و مزایای هر کدام بطور جداگانه و همچنین بحث هزینه ها پرداخته شده است .

شایان ذکر است که  روش مطالعه و جمع آوری مطالب در این پروژه از نوع مطالعات میدانی می باشد و اکثر مطالب از سایتهای اینترنتی مربوط به حفاری جمع آوری و ترجمه شده است که آدرس سایتهای فوق در قسمت منابع ذکر شده است .

شاخصهای حفاری 1

از میان شاخصهای متعدد حفاری , به شاخصهایی كه در نمونه‌های دستی در صحرا و با امكانات اولیه قابل ارزیابی‌اند اشاره می‌شود.

سختی

سختی كانیها با ابزاری همچون ناخن دست , سوزن برنجی , جسمی فولادی یا كوارتز در مقیاس موهر قابل سنجش است. اما ارزیابی سختی سنگها پیچیده است زیرا علاوه بر آنكه به سختی كانیها بستگی دارد به سختی باندهای متصل كننده و منشاء سنگ نیز وابسته است. برای مثال كوارتزیت كه از دانه‌های كوارتز با باند سیلیس تشكیل شده و دارای منشاء دگرگونی سنگی است بسیار سخت و درجه سختی آن معادل 7 می‌باشد , اما ماسه سنگ آهكی با منشاء رسوبی با چاقو خط بر می‌دارد در حالی كه درصد قابل  توجه‌ای از كانی سنگ , كوارتز است.

 سفتی

سفتی سنگ به سختی آن بستگی دارد. در سنگهای رسوبی سفتی سنگ به باند متصل كننده كانیها و در سنگهای آذرین به بافت سنگ ( شكل و اندازه كانیها ) و در سنگهای متامرفیك به ساختمان سنگ بستگی دارد. سفتی سنگ در صحرا با شكستن آن به چند قطعه یا چكش قابل اندازه‌گیری است.

سایندگی

در كار حفاری , سایندگی به خاصیتی از سنگ اطلاق می‌شود كه قادر است سرمته را كه ممكن است از جنس فولاد كربور تنگستن یا الماس باشد از بین ببرد. سایندگی به طور كیفی ارزیابی می‌شود و به سختی كانیها بستگی دارد. اما شكل دانه‌ها و كلیواژ نیز در كیفیت این خاصیت تأثیر دارد. به همین دلیل در سالهای نه چندان دور در ایامی كه تنها مته های فولادی مورد استفاده قرار می‌گرفتند عمر این مته در سنگهای حاوی كوارتز مثل ماسه سنگ در حد چند سانتی‌متر بود هر چند كوارتز سختی بیشتری نسبت به فولاد دارد. اما شكل ذرات نیز بی تأثیر در كاهش عمر مته نبوده است. این مشكل با جانشین كردن مته هایی از جنس كربور تنگستن به جای مته های فولادی برطرف شده است. خرده سنگهای گوشه‌دار و نیز در مقایسه با خرده سنگهای گرد بر روی مته خراشهای عمیق ایجاد می‌كنند و مانع از آن می‌شوند تا انرژی منتقل شده به سطح مته موجب خرد شدن سنگ شود. از سوی دیگر خرده‌های ریز و گرد سنگ نیز باعث صیقل دادن سر مته و كندی حفاری می‌شوند. سنگهایی كه خاصیت سایندگی آنها در حفاری باید مورد توجه قرار گیرند عبارتند از : 1) سنگهای حاوی كوارتز كوارتزیت , ماسه سنگ , گریت 1 و سنگهای آذرین اسیدی 2) سنگهای حاوی سیلیس مثل چرت ² فلینت ³ و سنگهای اولیوین دار مثل دونایت ⁴ و بعضی از انواع بازالت 3) سنگهای حاوی گارنت ⁵ مثل گنیس گارنیت‌دار. در مقایسه با سیستم ضربه‌ای , سیستم حفاری چرخشی نسبت به خاصیت سایندگی حساسیت بیشتری دارد لذا در ارتباط با سیستم چرخشی , خاصیت سایندگی بسیاری از سنگها ولو در مقیاس كوچك باید مورد توجه قرار گیرد ؛ كه البته كمیت سایندگی مطرح خواهد بود تا كیفیت آن. برای مثال مدستون سیلت‌دار سخت , در شرایط نرمال به علت نداشتن كمیت بالای خاصیت سایندگی به عنوان سنگ ساینده محسوب نمی‌شود اما برای سیستم چرخشی حتی در مقیاس كم مضر است. كانیهایی همچون توپاز , كروندوم و بریل چون به ندرت در سنگها وجود دارند كمتر مورد توجه قرار می گیرند.

اندازه و یكنواختی دانه‌ها

به طور كلی سرعت حفاری در سنگهای دانه درشت زیادتر از سنگهای دانه ریز است. در سنگهای آذرین , دانه های درشت بیانگر كندی فرایند سرد شدن ماگماست یا آنكه ماگماٍ،كانی وسیال خاصی داشته است و دانه‌های ریز نشانه سرد شدن سریع ماگما , عمق كم و توده كوچك است. در سنگهای رسوبی اندازه وشكل دانه ها بستگی به مسافتی دارد كه طی نموده است. دانه‌های متفاوت از نظر شكل بیانگر ته نشینی سریع است.

جدایش

برخی از سنگها مثل شیل این خاصیت را دارند كه به موازات لایه‌بندی در امتداد كلیواژ مثل اسلیت و شیست به راحتی جدا شوند. حفاری در چنین سطوحی آسان و همچنین سرعت آن زیادتر است.

تقسیم بندی سنگها بر اساس شاخصهای حفاری

به طور كلی سنگها به سه گروه تقسیم بندی می‌شوند. گروه اول شامل آن دسته از سنگها است كه از سرد شدن ماگمای مذاب به وجود می‌آیند. برحسب اینكه ماگما چگونه و در كجا سرد می‌شود سه گروه سنگهای آذرین قابل تشخیص است كه عبارتند از : 1) سنگهای آذرین پلوتنیك كه دانه درشتند. 2) سنگهای آذرین درونی كه از نظر اندازه دانه‌ها متوسط‌اند و نشان می‌دهد كه سرد شدن ماگما در درون زمین صورت گرفته و 3) سنگهای آذرین بیرونی  كه دانه ریز و بافت شیشه‌ای دارند كه نشان دهنده آن است كه ماگما در سطح سرد شده است.

بسیاری از سنگهای آذرین هم سخت‌اند و هم سفت و بیشتر آنها باید با سیستم ضربه‌ای حفاری شوند و اگر چه در بعضی از انواع ممكن است به كمك ماشینهای چرخشی نیز حفاری انجام پذیرد. انتخاب ماشین حفاری با توجه به خاصیت زیر انجام می‌گیرد.

سنگهای آذرین ساینده

دانه ریز مثل پرلیت  ,‌ابسیدین, رئولیت

دانه متوسط مثل آپلیت  , فلسایت  , میكروگرانیت , گرانوفیر

دانه درشت مثل گرانودیوریت , گرانیت , پگماتیت.

برای این گروه از سنگها در صورتی كه قطر چال كمتر از 2 اینچ باشد باید از چكش حفاری سنگین یا سینكر استفاده كرد و برای چالهای با قطر بین 2 تا 4 اینچ از دریفتر و چالهایی با قطر بین 4 تا 6 اینچ از D-T-H و چكشهای حفاری با مته‌های قلمی با جنس كربور تنگستن باید استفاده شود. لازم به توضیح است كه در همه این ماشینها باید از قدرت وتراست حداكثر استفاده را به عمل آورد. در غیر این صورت حفاری به كندی صورت می‌گیرد.

سنگهای آذرین نیمه ساینده

دانه ریز مثل داسیت , و بازالت اولیوین دار.

دانه درشت مثل دونایت  , گابراواولیوین دار  , دیوریت كوارتزدار , پریودوتیت

سنگهای آذرین با سایندگی كم

دانه ریز مثل آندزیت , بازالت , تراشیت

دانه متوسط مثل دولریت , دیاباز  , لمپروفی .

دانه درشت مثل دیوریت , گابرو , نوریت , پورفریت , سینیت.

در دو طبقه بندی بالا برای چالهای با قطر كم و عمق كم از سینكر یا چكش حفاری نیمه سنگین باید استفاده شود , برای چالهای با قطر 6 اینچ می‌توان از ماشین چرخش سنگین و برای مورد بینابین این دو از D-T-H استفاده كرد.

سنگهای آذرین تجزیه شده

دانه ریز مثل بازالت قرمز.

دانه متوسط مثل سرپانتین.

دانه درشت مثل گرانیت كائولینه شده.

بدون استفاده از حفاری و انفجار نیز می‌توان بازالت قرمز را به كمك بولدوز آماده بهره‌برداری كرد اما گزینه دیگر , استفاده از ماشین حفاری چرخشی با مته تیغه‌ای است در مورد سر پانتین به قطر چال بستگی دارد. برای چالهای با قطر كم می‌توان از ماشین ضربه‌ای و برای چالهای با قطر زیادتر می‌توان از D-T-H یا ماشین حفاری چرخشی یا چرخشی – ضربه‌ای استفاده كرد كه از این نوع ماشینها برای سر پانتین و گرانیت كائولینه شده نیز به كار گرفته می‌شوند.

سنگهای متامورفیك

این گروه از سنگها در اثر حرارت یا فشار یا هر دو بر روی سنگهای رسوبی و آذرین به وجود آمده‌اند و طیف وسیعی از سنگها را شامل می‌شوند بعضی از این سنگها از نظر حفاری مشابه آذرین و بعضی دیگر مشابه رسوبی‌اند.

سنگهای متامورفیك سخت و ساینده

دانه ریز مثل گرانولیت , كوارتزیت و شیست كوارتزدار.

دانه درشت مثل گنیس.

كوارتزیت خاصیت سایندگی زیادی دارد و حفاری با آن بسیار دشوار است. چه در مورد كوارتزیت و چه در سایر موارد , ماشینهای حفاری ضربه‌ای سنگین اولویت دارند. انتخاب یكی از انواع ضربه‌ای بستگی به قطر چال دارد.

سنگهای متامورفیك نیمه سخت و نیمه ساینده

دانه متوسط مثل شیست – هورنبلند  و میكا-شیست

دانه درشت مثل ماربل دولومیته. در موارد یاد شده بالا می‌توان از ماشین حفاری ضربه‌ای نیمه سنگین و یا سنگین استفاده كرد.

سنگهای متامورفیك نرم

دانه ریز مثل اسلیت.

دانه متوسط مثل فلینت , شیست , كلرایت .

دانه درشت مثل ماربل.

برای چالهای با قطر كم از چكش حفاری سبك و یا نیمه سنگین و برای چالهای با قطر زیاد از دریفتر یا D-T-H یا ماشین چرخشی با تراست زیاد باید استفاده كرد.

سنگهای رسوبی

این گروه از سنگها از فرسایش و تخریب سنگهای قدیمی‌تر به وجود آمده اند و از نظر حفاری طیف وسیعی را شامل می‌شوند. در میان سنگهای رسوبی , سنگهایی را می‌توان یافت كه به دلیل سختی به دشواری حفاری می‌شوند ضمناً موادی را از این گروه می‌توان نام برد كه به مانند خاك عمل می‌كنند. مثل ماسه و رس. گروه‌بندی همه سنگهای رسوبی در اینجا امكان‌پذیر نیست آنچه كه در ذیل بدان اشاره خواهد شد تقریبی است و بیشتر عملیات حفاری در آنها انجام می‌گیرد.

سنگهای سخت سیلیسی

دانه ریز مثل چرت , فلینت.

دانه متوسط مثل كوارتزیت رسوبی , مانند سنگ سیلیسی. دانه درشت مثل گری‌وك كنگلوامرا.

این گروه از سنگها به ماشین حفاری ضربه‌ای با قدرت زیاد نیاز دارند , عمر مته نیز كمتر از حفاری‌های معمولی است. انتخاب ماشین حفاری چرخشی مشكل خواهد بود.

سنگهای رسوبی ساینده با سختی كم

دانه ریز مثل سیلتستون , سنگ آهك سیلیسی و خاكستر آتشفشانی.

دانه متوسط مثل بسیاری از ماسه سنگها , توف و آركوز.

دانه درشت مثل گریتستون , آگلومرا.

برای حفر چالهای تا قطر 3 اینچ از جنس سنگهای مذكور می‌توان از دریفتر متوسط استفاده كرد و برای چالهای با قطر زیادتر از D-T-H دریفتر سنگین ماشین حفاری ضربه‌ای – چرخشی  استفاده كرد.

شكننده اما ساینده

دانه ریز مثل سیلتستون شكننده.

دانه متوسط مثل ماسه سنگ آرژیلاسیوس , ماسه سنگ آهكی , ماسه سنگ شكننده دانه درشت مثل بعضی گریتستون.

این سنگها به طور كلی نرمند و حفاری در آنها آسان است و با ماشینهای چرخشی به راحتی حفاری می شوند.

نسبتاً سخت اما فاقد خاصیت سایندگی

دانه ریز مثل سنگ آهك متراكم , بعضی از مدستونها , شیل سخت , ماربل.

دانه متوسط مانند برخی از سنگهای آهكی ساختمانی.

برای چالهای كم قطر می‌توان از ماشینهای ضربه‌ای نیمه سنگین تا سنگین یا D-T-H استفاده كرد.

برای چالهای با قطر حول وحوش 6 اینچ از ماشین چرخشی سنگین باید استفاده كرد , مته عمر خوبی دارد مگر آنكه از تراست زیادی استفاده شود.

سنگهای رسوبی نرم و فاقد , خاصیت سایندگی

دانه ریز مثل مارل , بعضی از مدستونها , شیل نرم , گچ , ذغال سنگ.

دانه متوسط مثل اثولیت.

دانه درشت مثل پیزولیت

برای این گروه از سنگها ماشینهای حفاری چرخشی مناسب‌ترند و به ندرت از سیستم ضربه ای باید استفاده شود.

حفر تونل , برش , حفاری و انفجار در سنگهای سخت.2

مشخصات و پارامترهای سنگ برای حفاری

خلاصه : تخمین پایداری تونل یك بحث كلیدی در حین بررسی اولیه سایت می‌باشد. در مقابل , مشكلات حفاری بشدت نادیده گرفته شده است. انتخاب یك روش تونل زنی اقتصادی در حین مرحله طراحی از اولویت بالایی برخوردار است و همچنین تمركز تحقیقات خاصی روی اجزاء سنگ است كه امروزه به انجام می‌رسد.

در این قسمت سعی می‌كنیم پارامترهای كلیدی مثل جرم سنگ در حفاری , سایش و برش با TBM وroad header در مسیر را بررسی كنیم.

پیشرفت در برش و حفاری مانند خوردگی ابزار و تجهیزات در كارهای حفاری جز عوامل مهم در تصمیم گیری می‌باشند. تخمین این پارامترها در شرایط سنگ تخمین زده شده می‌تواند باعث ایجاد ریسك بالای هزینه شود. بنابراین تخمین و كنترل در بهبود پیشرفت در برش و میزان مصرف مته مطلوب نظر خواهد بود. در طی سالهای متوالی فرآیند اولیه حفاری سنگ و میزان خوردگی مته در حین تونل زنی در سنگهای سخت بررسی شده است. همچنین مطالعات  گسترده در كارهای آزمایشگاهی برای ثبت ارتباطات بین برخی خصوصیات ژئولوژیكی و ژئوتكنیكی از یك سو و پارامترهای تكنیكی مثل پیشرفت در میزان برش و حفاری و مصرف مته از سوی دیگر انجام شده است. در مبنی ضمینه 24 پروژه تونل زنی در اروپا در زیر دریا در مناطق مختلف جغرافیایی كمابیش بررسی شده است.

قابلیت حفاری عبارتی است كه در ساختارهای زیر زمینی برای توصیف تأثیر تعداد پارامترها روی نرخ حفاری سایش و یا برش بكار برده می‌شود و خردگی ابزار حفاری TBM وroad header است.

واكنش فاكتورهای اصلی در شكل زیر نشان داده شده است. ( شكل 1).

این عبارت در ساختارهای زیر زمینی مانند سطحی بكار می‌روند. در این نظریه تنها رویكرد مرتبط با تونل زنی مطرح شده است.

در اولین واكنش پیشرفت حفاری پارامترهای خرد ماشین حفاری انتخابی روند عملیات را تحت تأثیر قرار می‌دهد مانند توان نصب شده , نوع ابزار حفاری یا سری برش و همچنین میزان پیشرفت ابزار برشی . به غیر از پارامترهای تكنیكی پارامترهای ژئولوژیكی ( جغرافیایی ) نیز می‌تواند روی پیشرفت كار و خوردگی ابزار آلات تأثیر بگذارد.

خصوصیات اصلی سنگها و جرم سنگ می‌تواند در نهایت با كمك خصوصیات مكانیك سنگ در روابط گذاشته شود : اما شرایط خود سنگ نیز بستگی زیادی با تاریخچه جغرافیایی , شرایط آب و هوایی , تغییرات هیدروترمال و ساختار ناپیوستگی دارد. فاكتوری نهایی مهم كه پیشرفت حفاری را متأثر می‌كند خود فرآیند كاری است.

در اول، عملیات آرام و نگهداری دایمی ابزار سبب پیشرفت موفقیت آمیز كاری می‌شود. دوم نرخ بالای گسترش در رویه تونل زنی بصورت اتوماتیك سبب پیشرفت بالای سری تونل زنی می‌شود. بنابراین مسئله درك صحیح خود سیستم حفاری قبل از بكارگیری متخصصان برای بررسی پیشرفت حفاری قابل توجه می‌باشد.

برای بحث بیشتر در این ضمینه بعضی از عبارتهای پایه تكنیك حفاری زیر زمینی باید توصیف شود. عبارت قابلیت سوراخ كاری در مورد دریل و بلاست تونل در هنگام حفر سوراخهای بلاست برای بولت گذاری و انفجار سنگ برای قطر بین 32 تا 100 میلیمتر بكار می‌رود. برای مطالعه فاكتور فوق دو پارامتر كلیدی ارزشمند شناخته شده‌اند : نرخ حفاری به متر در دقیقه و عمر مته به متر در مته حفاری كه در بخش همگن تونل بدست می‌آید. بدلیل اینكه خوردگی در شش فرم پایه روی می‌دهد در كل با توجه به جنس سنگها برخی از رویكردهای كیفی خوردگی ابزار با تحلیل مته حفاری خراب شده بدست می‌آید. عبارت بلاست پذیری تنها در مورد سوراخكاری و بلاست تونل و مصرف مواد منفجره مرتبط با انفجارپذیری مصرف خاص مواد منفجره در بخش همراه سنگهای همگن ثبت می‌شود. مقدار مواد منفجره مصرفی می‌تواند حاصل مصرف كل مواد منفجره در یك انفجار تقسیم بر حجم انفجار یافته باشد. بعنوان یك مقدار استاتیك مصرف خاص مواد منفجره تنهامیزان ماده منفجره مورد نیاز برای انفجار حجم خاص از سنگ را نشان می‌دهد. به دلیل اینكه مهندس انفجار باید این مقدار را با توجه به حجم سنگ تخمین بزند تجربیات نشان داده اختلاف زیادی در مقدار مصرفی وجود دارد و بنابراین مقدار خاص مواد منفجره مصرف شده است. عبارت برش پذیری وقتی بكار می‌رود كه با سری حفاری یا TBM كار كنیم. در اصل این عبارات برای تكنیك‌های مشابه برش و شكل دهی  خیابان هم بكار می‌رود. دو پارامتر كلیدی برای توصیف پارامترهای فوق بصورت آنالوگ بكار می‌رود. در حفاری با سری برش , پیشرفت برش با حجم سنگ حفاری شده به مترمربع در ساعت كاری اندازه گیری می‌شود و خوردگی مته با تعداد مته‌های تخریب شده كه باید پس از حفاری یك متر مربع عوض شوند اندازه‌گیری می‌شوند. به دلیل اینكه خوردگی مته برشی در هفت حالت پایه روی می‌دهد كه بستگی به شرایط جرم سنگ دارد برخی رویكردهای كیفی خوردگی ابزار با تحلیل مته بكار رفته شناسایی می‌شود. در حین برش با TBM پیشرفت برش بعنوان انتشار خاص در سنگ در برابر حجم سنگ برداشته شده به متر مربع در هر ساعت كاری اندازه‌گیری می‌شود. این امكان انجام مقایسه بین انواع TBM ها را فارهم می‌كند.

در مواد سنگی مختلف خوردگی كاتر در فاصله خاص دیسك برش به كیلومتر با مصرف دیسك كاتر در مترمربع سنگ حفاری شده بیان می‌شود. به دلیل اینكه فاصله خرابی دیسك برش بالاست واضح است كه با توجه به اختلاف ژئولوژیكی و پترولوژیكی بسیار اندك می‌باشد , این پارامتر برای خصوصیات سنگ قابل بكارگیری نیست.

(حفاری پذیری اولیه )

خصوصیات سنگ : برای بررسی حفاری پذیری باید حفاری پذیری اولیه كه توسط سنگ و حفاری پذیری كلی كه با خصوصیات جرم سنگ سنجیده می‌شود شناسایی شود. بعبارت دیگر جرم كلی سنگ در خصوصیات كلی در نظر گرفته می‌شود. اگر جرم سنگ همگن باشد و ایزومتر—یك , خصوصیات سنگ باید با پیشرفت حفاری و خصوصیات پترولوژیكال ارتباط داده شود و یا توان سنگ با خوردگی ابزار.

پارامترهای پیشرفت : در بالا خصوصیات مختلف سنگ , یا نرخ حفاری كاملاً توصیف شده است. با وجود بكارگیری این تكنیك‌ها برای سایر فرآیندهای حفاری بهترین رابطه با فعالیت تخریبی در نظر گرفته شده است.

از نقطه نظر فیزیكی تركیب منحنی تنش و كرنش مقیاسی از انرژی مرتبط با حجم تغیر شكل است. به دلیل اینكه این فعالیت مورد نیاز برای تخریب نمونه سنگ است خصوصیات جدید تعریف شده سنگ با عنوان فعالیت تخریبی خاص wd تعریف شده است كه مربوط به انرژی كرنش نیز می‌باشد. بعنوان محصول تنش و كرنش فعالیت تخریبی نشاندهنده شكل نمونه سنگ در منطقه از پیش تخریب شده است. شكل 2 رابطه بین تخریب و پیشرفت در حفاری با  نشان می‌دهد كفایت روابط با توان فشردگی به این خوبی نیست. رابطه خوبی بین پیشرفت TBM وقتی نرخ انتشار خاص در برابر فعالیت تخریبی نشان داده شده وجود دارد. برای حصول روابط بهتر تنها TBM در بخشهای خاصی از تونل بكار می‌رود كه ترك حاصل از اتصالات كم است و ساختار مصرف خاص مواد منفجره با فعالیت تخریبی در نظر گرفته شده است. نوع سنگ تست شده شامل سنگ رسی , شن و سنگ آهك و كنگولومرا , شیست و انواع كلیست‌ها را شامل می‌شود. فعالیت تخریبی دارای پارامترهای كفایت بالای مرتبط با پیشرفت حفاری است. نمودار مشخص كننده روابط بین نرخ حفاری و فعالیت تجربی است. برخلاف ارتباط ذكر شده روابط بین خصوصیات مكانیكی سنگ و نرخ حفاری كفایت كلی را نشان می‌دهد. وقتی میزان مصرف خاص مواد منفجره با فعالیت تخریبی سنجیده می‌شود , تخمین بخش همگن تونل و مواد منفجره با خصوصیات ذكر شده قابل قیاس و شرایط انفجار قابل مقایسه است.

بطور خلاصه خصوصیات مكانیكی سنگها بخصوص در فعالیت تخریبی می‌تواند. بعنوان یك مقیاس خوب برای پیشرفت حفاری و بنابراین برای حصول اطلاعات مفید برای بررسی سایت با توجه به قابلیت حفاری پذیری می‌باشد. محدودیت‌های ابتدایی و عواملی همچون همگن بودن سنگ و ایزو تروپیك بودن , تغییر ساختار جغرافیایی و000 به ندرت در نظر گرفته می‌شود.

---

قیمت فایل فقط 7,900 تومان

برچسب ها : اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت , طرح توجیهی اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت , دانلود اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت , عمران , اصول حفاری , تقسیم بندی سنگها بر اساس شاخصهای حفاری , حفاری در سنگهای سخت , دانلود طرح توجیهی , سنگهای آذرین ساینده , سنگهای آذرین نیمه ساینده , پروژه دانشجویی , دانلود پژوهش , دانلود تحقیق , پایان نامه , دانلود پروژه