فایل ورد کامل پروژه بررسی عملکرد ماشین های حفاری در عملیات حفاری ۶۹ صفحه در word

قسمتی از متن :
– مقدمه :
با پیشرفت علم و پیشرفت در ساخت ماشین های حفاری، استفاده وسیع ماشین آلات حفاری به جای عملیات آتشباری برای حفاریات زیرزمینی کاربرد وسیعی پیدا کرده است. در حفاری مکانیزه از ابزار و ماشین آلات برای حفر فضاهای زیر زمینی استفاده می شود و هدف اصلی آن رسیدن به سرعت بالا در احداث و حفر این فضاها می باشد. عملیات حفاری یکی از پرهزینه ترین عملیات اجرای در حفریات زیرزمینی می باشد. از طرفی در انتخاب دستگاه حفاری محدودیت زیادی وجود دارد و یا به بیان دیگر در انتخاب دستگاه حفاری انعطاف پذیری وجود ندارد یعنی در یک پروژه استفاده از چندین ماشین حفاری, به دلیل بحث اقتصادی و هزینه بالایی ماشین آلات حفاری کمتر استفاد می شود. بنابراین باید قبل از انجام عملیات، نوع دستگاه و ماشین آلات حفاری مشخص شده باشد. در انتخاب نوع ماشین حفاری بررسی و کارایی آن، یکی از عوامل بسیار مهم می باشد. در نتیجه بررسی عملکرد و کارایی هریک از ماشین الات حفاری یکی از عوامل بسیار حیاتی در حفریات زیر زمینی می باشد. در این جا بحث در مورد عوامل تعیین کننده در انتخاب نوع دستگاه نمی باشد بلکه عملکرد دستگاه حفاری رودهدر و TBM به طور جداگانه مورد بررسی قرار گرفته شده است.

۲- عملکرد و کارایی عملیات حفاری:

عوامل مؤثر بر عملکرد عملیات حفاری را به طور کلی می‌توان به چهار گروه اصلی تقسیم‌بندی کرد(شکل ۱). این چهار گروه عبارتند از:

• پارامترهای ماده سنگ : مقاومت فشاری و کششی سنگ، درصد سختی و کانی‌‌های ساینده(کوارتز)، نوع بافت و ماتریس سنگ، وجود خواص مکانیکی جهت‌دار در ترکیب معدنی و رفتار الاستیک مواد سنگی، خواص انرژی سنگ مانند شاخص سفتی، میزان آزاد شدن انرژی بحرانی، .

• پارامترهای توده سنگ : از قبیل درجه درزه‌داری(RQD)، تعداد درزه‌ها، جهت یافتگی ناپیوستگی‌ها (هر چه زاویه برخورد این ناپیوستگی‌ها با محور تونل به حالت عمود نزدیکتر باشد، حفر تونل آسانتر است)، وضعیت درزه‌ها (درزه‌های بسته تأثیری بر روی نرخ‌های نفوذ نمی‌گذارد ولی درزه‌های باز خیلی مؤثر هستند، درزه‌های کششی در دیواره‌ها نیز که بعضاً جوش خورده هستند تأثیر مثبتی بر افزایش نرخ حفاری دارند)، آب زیرزمینی، نواحی گسله، موقعیت جبهه‌کار پیچیده، طبقه‌بندی عمومی توده سنگ و نیازهای نگهداری، تنش‌های زمین.

• خصوصیات ماشین : وزن، توان کاج یا کلگی، نیروهای ماشین ، نوع ابزار برنده، تعداد، ترتیب قرارگیری ابزار برنده و ظرفیت سیستم پشتیبانی .

• پارامترهای عملیاتی : شکل، اندازه و طول بازکننده، شیب، قوس مسیر، ترتیب حفاری، عملیات تعریض، شماره و تعداد سازندهای سنگی در مسیر تونل، روش نگهداری زمین، برنامه زمان‌بندی کاری به معنی تعداد شیفت‌های کاری در روز و روزهای هفته.

ترکیبی از این پارامترها ظرفیت تولید یک ماشین خاص در یک سازند و شرایط سنگی را مشخص می‌کند. در میان این پارامترها، چند پارامتر وجود دارد که قابل کنترل نیستند آنها شامل وضعیت زمین و سنگ و برخی پارامترهای عملیاتی هستند. به عبارت دیگر در یک پروژه‌ تونلسازی تنها پارامتر‌های قابل کنترل، پارامترهای مربوط به ماشین هستند.[۱]

شکل ۱- عوامل موثر در عملیات حفاری[۱].

همانطور که در شکل ۱ می توان مشاهده کرد عوامل بسار زیادی در عملکرد و کارایی ماشین آلات حفاری تاثیر می گذارد در نتیجه نمی تواند کارایی یک ماشین حفاری را به صورت کمی مورد بررسی قرار داد، به همین دلیل تمام نمودار های ارایه شده به صورت کیفی می باشد.

قبل از این که عملکرد هر یک از ماشین آلات حفاری مورد بررسی قرار گیرد باید چندین تعریف را ارائه داد.

میزان یا نرخ برش : حجم سنگ استحصال شده در واحد زمانی را می‌گویند که بر حسب واحدهای یا نشان داده می شود و گاهی از آن به نام نرخ برش آنی (ICR) یاد می‌کنند. به عبارت دیگر این میزان برش آنی مقدار برشی است که بدون تأخیر برای هر نوع ماشین بدست می‌آید در برابر این تعریف یک تعریف دیگر وجود دارد که به آن OCR یا میزان برش عملیاتی می‌گویند و همه زمان‌های تأخیر و افت کار را در نظر می‌گیرد.