بررسی روش‌های طراحی الگوی بهینه چال‌زنی و آتش‌کاری تونل در برش‌های موازی تحت تاثیر تغییرات شاخص‌های اقتصادی طرح

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد؛ دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 کارشناسی ارشد؛ دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس

3 دانشجوی دکتری؛ دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس

4 استادیار؛ دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه

5 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان؛ واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی

چکیده

در این تحقیق به منظور مقایسه الگوهای چالزنی و آتشکاری در تونل از دو پارامتر خرج ویژه و حفاری ویژه استفاده شده است. برای خرجگذاری چال‌های جانمایی شده بر روی سطح مقطع تونل‌ها از دو ماده منفجره آنفو و امولایت به منظور پیشروی 3 متری استفاده شد. در مجموع تعداد 88 طرح بدون استفاده از نرم افزارهای طراحی برای سه نوع سنگ آهک، ماسه سنگ و مارن آماده شد. در حالت کلی از جنبه مقایسه مقادیر مشخصه‌ها، نتایج نشان داده است که مقدار تغییرات حفاری ویژه(m/m^3 ) و خرج ویژه(Kg/m^3 ) با توجه به مساحت سطح مقطع‌های انتخاب شده (19-150 مترمربع) برای روش انتقال انرژی در بازه تغییرات عددی 5/0 تا 5/2 قرار می‌گیرد. همچنین برای این روش تعداد چال‌های جانمایی شده نیز از 40 تا 130 عدد بوده است. مقدار تغییرات حفاری ویژه برای روش نروژی از 1تا 5/2 متر بر مترمکعب و مقدار خرج ویژه از 2/1 تا 5/2 کیلوگرم بر مترمکعب بوده است. همچنین در روش سوئدی بازه تغییرات حفاری ویژه از 7/0 تا 2 متر بر مترمکعب و برای خرج ویژه تغییرات از 75/0 تا 5/1 کیلوگرم بر مترمکعب بوده است. تغییرات تعداد چال برای دو روش نروژی و سوئدی نزدیک به هم از 30 تا 170عدد بدست آمده است. علاوه بر مطالب بیان شده، مقدار گلگذاری چال‌ها در بخش‌های مختلف سینه کار تونل برای روش سوئدی کمتر از روش نروژی و روش انتقال انرژی است.

کلیدواژه‌ها


Alaei, R., Khani, J., Rostamabadi, S. and Ghafouri Moghadam, M., 2020. Development of application for                        tunnel blasting patterns designing.Tunneling & Underground Space Engineering, 9(3), pp.253-265.
Asadi, S, Taji, M . (2014). Prediction of over-failure in pardis access tunnels by Blast ,Islamic Azad University, Master's thesis.
Bahrami, A., Monjezi, M., Goshtasbi, K., & Ghazvinian, A. (2011). Prediction of rock fragmentation due to blasting using artificial neural network. Engineering with Computers, 27(2), 177–181. https://doi.org/10.1007/s00366-010-0187-5.
Bakhshandeh Amnieh, H., Siamaki, A., & Soltani, S. (2012). Design of blasting pattern in proportion to the peak particle velocity (PPV): Artificial neural networks approach. Safety Science, 50(9), 1913–1916. https://doi.org/10.1016/j.ssci.2012.05.008.
Chen, J., Qiu, W., Zhao, X., Rai, P., Ai, X., & Wang, H. (2021). Tunnelling and Underground Space Technology incorporating Trenchless Technology Research Experimental and numerical investigation on overbreak control considering the influence of initial support in tunnels. Tunnelling and Underground Space Technology Incorporating Trenchless Technology Research, 115(May), 104017. https://doi.org/10.1016/j.tust.2021.104017.
Cheng, B., Wang, H., Zong, Q., Xu, Y., Wang, M., & Zheng, Q. (2021). Study of the Double Wedge Cut Technique in Medium-Depth Hole Blasting of Rock Roadways. Arabian Journal for Science and Engineering, 46(5), 4895–4909. https://doi.org/10.1007/s13369-020-05279-8.
Dey, K., & Raitani, R. (2003). PREDICTION OF OVERBREAK BLASTING A CASE STUDY IN UNDERGROUND.
Hajari, H , Javanshir Giv , M, Aria Far, A.(2018). Investigating the firefighting system and optimizing the firefighting pattern of Qala-e-Zari copper mine, University of Birjand ,Master's thesis.
Hopler, R. B. (2010). Fragblast : International Journal Literature on Explosives and Blasting. November 2012, 37–41.
Hovida, M , Taji, M , Parsaee, M .(2016). Rzmja coal mine explosion in West Oakland optimize operations to reduce costs significantly advance, Islamic Azad University ,Master's thesis.
Iwano, K., Hashiba, K., Nagae, J., & Fukui, K. (2020). Reduction of tunnel blasting induced ground vibrations using advanced electronic detonators. Tunnelling and Underground Space Technology, 105(July), 103556. https://doi.org/10.1016/j.tust.2020.103556.
Kianinejad, M, Farhang, S, Mohammad, A. (2017). Development an appropriate drilling and blasting pattern in advanced rock tunnels in order to reduce damages caused by tunneling Case study: Alborz sharghi coal mine- Tazare, Faculty of Mining, Petroleum & Geophysics Engineering, Shahrood University ofTechnology, M.Sc. Thesis.
Kuzu, C., & Guclu, E. (2009). The problem of human response to blast induced vibrations in tunnel construction and mitigation of vibration effects using cautious blasting in half-face blasting rounds. Tunnelling and Underground Space Technology, 24(1), 53–61. https://doi.org/10.1016/j.tust.2008.02.001.
Lopez Jimeno, C., López Jimeno, E. and Carcedo, F.J.A., 1995. Drilling and blasting of rocks. AA Balkema.
Ma, C., Xie, W., Liu, Z., Li, Q., Xu, J., & Tan, G. (2020). applied sciences A New Technology for Smooth Blasting without Detonating Cord for Rock Tunnel Excavation.
Mottahedi, A., Sereshki, F., & Ataei, M. (2017). Development of overbreak prediction models in drill and blast tunneling using soft computing methods. Engineering with Computers. https://doi.org/10.1007/s00366-017-0520-3.
Olofsson, S.O. Applications Explosive Technology for Construction and Mining, Applex Publisher, 1988.
Ostovar, R. (2017). Blasting in mines. (J. D. Industrial unit) Amirkabir
Parchin Chemical industry. (2015). Catalog of explosive materials.
Persson, P. A. (1997). Relationship between strain energy, rock damage, fragmentation, and throw in rock blasting. Fragblast, 1(1), 99–110. https://doi.org/10.1080/13855149709408392.
Qu, S., Zheng, X., Fan, L., & Fan, L. (2008). 4-2008-Numerical simulation of parallel hole cut blasting with uncharged holes.pdf.
Sahhoseni , A , Bagherpor, R , Baghbanan , A.(2013). The effect of blast parameters on the dynamic failure of the rock mass around the tunnel using numerical methods ,Isfahan University of Technology, Master's thesis.
Salmi, E. F., & Sellers, E. J. (2021). A review of the methods to incorporate the geological and geotechnical characteristics of rock masses in blastability assessments for selective blast design. Engineering Geology, 281(December 2020), 105970. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2020.105970.
Salum, A. H., & Murthy, V. M. S. R. (2019). Optimising blast pulls and controlling blast-induced excavation damage zone in tunnelling through varied rock classes. Tunnelling and Underground Space Technology, 85(July 2017), 307–318. https://doi.org/10.1016/j.tust.2018.11.029.
Science, E. (2019). Comparative analysis of ANFO and emulsion application on overbreak and underbreak at blasting development activity in underground Deep Mill Level Zone ( DMLZ ) PT Freeport Indonesia Comparative analysis of ANFO and emulsion application on overbreak and un. https://doi.org/10.1088/1755-1315/279/1/012001.
Song, Z., Mao, J., Tian, X., Zhang, Y., & Wang, J. (2019). Optimization analysis of controlled blasting for passing through houses at close range in super-large section tunnels. Shock and Vibration, 2019. https://doi.org/10.1155/2019/1941436.
Soroush, K., Yavary, M., & Ebrahimabadi, A. (2015). 29-Trend analysis and comparison of basic parameters for tunnel blast.pdf. https://doi.org/nternational Journal of Mining Science and Technology 25 (2015) 595–599 Contents.
Wang, J., Yin, Y., & Luo, C. (2018). Johnson-Holmquist-II(JH-2) constitutive model for rock materials: Parameter determination and application in tunnel smooth blasting. Applied Sciences (Switzerland), 8(9). https://doi.org/10.3390/app8091675.
Wang, Z., Gu, X., Zhang, W., Xie, Q., Xu, X., & Wang, Q. (2019). Analysis of the Cavity Formation Mechanism of Wedge Cut Blasting in Hard Rock. Shock and Vibration, 2019. https://doi.org/10.1155/2019/1828313.
Xie, L. X., Lu, W. B., Zhang, Q. B., Jiang, Q. H., Chen, M., & Zhao, J. (2017). Analysis of damage mechanisms and optimization of cut blasting design under high in-situ stresses. Tunnelling and Underground Space Technology, 66(March), 19–33. https://doi.org/10.1016/j.tust.2017.03.009
Yilmaz, O., & Unlu, T. (2008). 11-Re-2014-An application of the modified Holmberg–Persson approach for tunnel.pdf.
Zare, S., & Bruland, A. (2006). Comparison of tunnel blast design models. Tunnelling and Underground Space Technology, 21(5), 533–541. https://doi.org/10.1016/j.tust.2005.09.001.
Zhang, H., Li, T., Du, Y., Zhu, Q., & Zhang, X. (2021). Theoretical and numerical investigation of deep-hole cut blasting based on cavity cutting and fragment throwing. Tunnelling and Underground Space Technology, 111(June 2020), 103854. https://doi.org/10.1016/j.tust.2021.103854.
Zhang, H., Li, T., Wu, S., Zhang, X., Gao, W., & Shi, Q. (2022). 2022.pdf.
Zhang, Z.-X., Qiao, Y., Chi, L. Y., & Hou, D.-F. (2021). 8-Re-2021-Experimental study of rock fragmentation under different stemming.pdf.