ارزیابی کیفیت اجرایی ماشین های حفاری

توجه : به همراه پروژه یک فایل پاورپوینت دارای ۵۲ اسلاید ارسال خواهد شد

بخشی از فهرست مطالب پروژه ارزیابی کیفیت اجرایی ماشین های حفاری

‏
۱- مقدمه:        

۲- عملکرد و کارایی عملیات حفاری:

۳- عملکرد ماشین رودهدر:          

۳-۱ مقدمه:       

۳-۲ پارامترهای موثر ماشین رودهدر در عملکرد:     

۳-۲-۱ تاثیر  نوع و توان ماشین رودهدر بر عملکرد حفاری:

۳-۲-۲ تاثیر نوع سر مته ماشین رودهدر بر هملکرد حفاری :         

۳-۲-۲-۱ انواع مته:         

۳-۲-۲-۲  تاثیر فاصله داری برنده ها در سرمته بر عملکرد دستگاه رودهدر:

۳-۳  تاثیر پارامترهای ژئوتکنیکی در عملکرد ماشین رودهدر:   

۳-۳-۱ تاثیر مقاومت سنگ:      

۳-۳-۲ تاثیر زون چسبنده:        

۳-۳-۳ تاثیر مواد ساینده بر عملکرد حفاری:      

۴- پیش بینی عملکرد ماشین تمام مقطع:     

۴-۱ مقدمه:       

۴-۲ عوامل موثر در عملکرد ماشین تمام مقطع:     

۴-۲-۱ عوامل ژئوتکنیکی موثر در عملکرد ماشین تمام مقطع:    

۴-۲-۱-۱ نرخ نفوذ و مقاومت فشاری         

۴-۳ پیش بینی تجربی عملکرد ماشین حفاری تمام مقطع:      

۴-۳-۱  روش ساده :        

۴-۳-۲ روش چند متغیره:

۴-۳-۲-۱ روش NTH

۴-۳-۲- ۲ روش  RMI         

۴-۳-۲-۳ روش CSM          

۴-۳-۲-۴ روش QTBM:       

۴-۳-۲-۵ روش RSR:          

۴-۴ مطالعه موردی پیش بینی تجربی عملکرد ماشین تمام مقطع:        

۴-۴-۱ تونل من:

۴-۴-۲ تونل پیو:          

۴-۴-۳ تونل وارزو:

۴-۴-۴ طبقه بنده توده سنگ :  

۴-۴-۵ روابط های تجربی :

۴-۴-۵-۱ نرخ پیشروی:  

۴-۴-۵-۲ روابط تجربی برای سنگ های مختلف:    

۴-۴-۶ مقایسه با روش های پیش بینی عملکرد:          

۴-۴-۶-۱ مدل RSR:

۴-۴-۶-۲ مدل QTBM:

۵- نتیجه گیری:         

۶- منابع:         

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 موثر 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 تاثیری بر روی نرخ‌های نفوذ نمی‌گذارد ولی درزه‌های باز خیلی موثر هستند درزه‌های کششی در دیواره‌ها نیز که بعضا جوش خورده هستند تاثیر 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 حفاری۱. 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 ارایه 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 تاخیر 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 تاخیر و افت کار را در نظر می‌گیرد. انرژی ویژه مقدار انرژی استفاده شده برای استحصال واحد حجم سنگ است که با توجه به آن بازدهی و قابلیت برش مشخص می‌شود. این ویژگی بر حسب یا بیان می‌شود. میزان نفوذ بیشتر برای ماشین‌های تمام مقطع است و برابر عمق نفوذ مته‌ به سنگ در یک واحد زمانی می‌باشد. میزان عمق نفوذ مته را در سنگ را بر حسب یا بیان می‌شود. و نرخ نفوذ بر حسب یا بیان می‌شود. در مورد رودهدر ها این مقدار برابر میزان نفوذ سرمته در امتداد مسیر است. زمان افت مجموعه زمان‌هایی است که ماشین کار نمی‌کند. این زمان‌ها شامل زمان نگهداری دستگاه زمان نصب زمان آبکشی نقشه‌برداری و غیره می‌باشد. بهره‌وری درصد زمان‌هایی است که ماشین کار می‌کند به کل زمان یک شیفت یا یک روز یا زمان کل پروژه است. میزان تولید میزان پیشروی بر حسب حجم یا تناژ در محور طولی تونل است و بر حسب یا و یا بیان می‌شود. در واقع عملکرد ماشین آلات محاسبه یا اندازه‌گیری نرخ حفاری یا تولید این دستگاه در واحد زمان می‌باشد. به عبارت دیگر خارج قسمت حجم حفاری شده بر زمان حفاری که بر حسب واحدهای یا بیان می‌شود. اگر در هنگام محاسبه نرخ حفاری زمان‌های توقف محاسبه نگردد آن را به صورت نرخ حفاری آنی تعریف می‌کنند. به عبارت دیگر نرخ حفاری آنی مقدار حفاری است که بدون تاخیر برای هر نوع ماشین بدست می‌آید. از طرف دیگر در یک شرایط عمومی عملیاتی زمان حفاری مترادف با میزان بهره‌دهی است که تمام زمان‌های توقف را در نظر می‌گیرد و زمان واقعی عملیات حفاری را مشخص کرده و نرخ حفاری عملیاتی از روی آن بدست می‌‌آید. در عملکرد علاوه بر محاسبه نرخ تولید میزان مصرف ابزار برنده را نیز مد نظر قرار می‌دهند زیرا یکی از مهمترین پارامترهایی است که از نظر اقتصادی اهمیت دارد. در زمان امکان سنجی روش‌های حفاری مکانیزه سوالات اساسی زیر مطرح می‌شوند – آیا این ماشین قادر به حفر سنگ است – اگر اینگونه است چطور می‌توان به حفاری سریعتری دست یافت – هزینه ثابت ماندن این عملکرد چه مقدار است مطمینا پاسخ به این سوالات به یک روش قابل اعتماد برای پیش‌بینی عملکرد حفاری نیاز دارد. برای پاسخ به این سوالات عملکرد ماشین را باید از دو جنبه یکی از نقطه نظر نرخ حفاری یا نفوذ و دیگری از جنبه عملکرد و قابلیت اعتماد به سیستم مخصوصا با توجه به بهره‌دهی ماشین ارزیابی کرد. پیش‌بینی نرخ حفاری به اطلاعاتی درباره خواص مواد سنگی خواص توده سنگ و خصوصیات ماشین نیاز دارد. برای برقراری ارتباط بین این سه دسته اطلاعات باید از مدل‌های رفتاری متقابل بین سنگ و ماشین استفاده کرد که نتایج این رفتار در تخمین عملکرد ماشین موثر خواهد بود. بطور کلی مدل‌های پیش‌بینی عملکرد را می‌توان به دو گروه کلی تقسیم کرد.