منبع تحقیق با موضوع تحلیل آماری، تحلیل داده، هیدرولیک

دانلود پایان نامه ارشد

هنگامی‌که فاصله‎داری ناپیوستگی‎ها یا شاخص اندازه بلوک افزایش یابد، پارامترهای خردایش نیز افزایش می‎یابند.[14]

1-6-13- کلیک17
کلیک و همکاران در سال 2009 تأثیر خصوصیات نمونه سنگ از قبیل وزن حجمی، جذب آب، مقاومت تراکمی تک محوره، مقاومت کششی، زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی و اندازه بلوک‎ها در توده سنگ را بر روی میزان خردایش حاصل از عملیات آتشباری ارزیابی کردند. ایشان با انجام تحلیل آماری رابطه خوبی میان ویژگی‌های توده سنگ و خردایش حاصله پیدا کردند[15]

1-7- روابط تخمین خرج ویژه
این روابط اغلب به دنبال ارزیابی و یا تعیین خرج یا خرج ویژه ,و یا یکی از ابعاد هندسی انفجار بر اساس تعدادی از پارامتر های موثر بر قابلیت انفجار توده سنگ می‌باشند.

‌‌1-7-1- هانسن18
هانسن در سال 1968 رابطه زیر را برای تخمین مقدار مواد منفجره مورد نیاز برای خردایش بهینه سنگ پیشنهاد کرده است.[16]
(1-14) Q=B^2 [0.0236×(H/B+1.5)+0.1984×C×(H/B+1.5)]

در رابطه فوق Q، کل خرج واقع در یک چال با بارسنگ آزاد بر حسب کیلوگرم، B بارسنگ به متر، H ارتفاع سطح آزاد به متر وC ثابت سنگ تخمین زده شده با آزمایش می‌باشد.

‌1-7-2- هنین و دیماک19
در سال 1976 يك روش گرافيكي براي ارزيابي شاخص قابليت آتشباري بر اساس سرعت انتشار لرزه‎اي در توده سنگ را پيشنهاد كرده‎اند[8]. این افراد بر اساس مطالعات انجام شده در معدن مس نوادا رابطه بین خرج ویژه با سرعت انتشار موج را بدست آوردند که در آن خرج ویژه با افزایش سرعت انتشار موج در سنگ افزایش می‌یابد. (شکل1-6)

شکل (1-6)ارتباط بین خرج ویژه و سرعت موج در سنگ
1-7-3- اشبی20
در سال 1977 اشبی رابطه ای تجربی را برای بدست آوردن خرج ویژه از مشاهداتش در یک معدن مس پیشنهاد کرد.[16]
(1-15)
در رابطه فوق q خرج ویژه برای آنفو به کیلوگرم بر مترمکعب، φ زاویه اصطکاک داخلی سنگ به درجه، iزاویه زبری (زاویه اتساع) به درجه و p10 چگالی خطی درزه داری (تعداد به متر) می‎باشد. شکل (1-7) نمودار رابطه فوق را نشان می‎دهد.

شکل (1-7)رابطه خرج ویژه با فراوانی شکستگی
1-7-4- لانگفورس21
لانگفورس در سال 1978 فاکتوری پیشنهاد نمود که نمایانگر تأثیر سنگ بوده و تنها زمانی که به یک شارژ معین دلالت داشته باشد آن را C0 نامید (بسته به شرایط صفر در نظر گرفته میشود). Cبیانگر مقدار خرج برای خردایش مطلوب است و میزان آن برابر با C=1.2(C0 میباشد. C0 دارای ارزشی برابر با 0.17 kg/m3 برای سنگ گرانیت و ارزشی بین 0.18-0.35 kg/m3 برای سایر سنگها است. برای طراحی انفجار مستقیماً ارزش C=0.4 kg/m3 در نظر گرفته میشود و برای خردایش و پرتاب سنگ مطلوب بر اساس پارامترهای طراحی و زمینشناسی نیاز به تعدیل در خرج ویژه میباشد. این تغییر ممکن است به عنوان فاکتور هندسی و یا تثبیت شده در نظر گرفته شود. فرانکل پیشنهاد کرد که برای محاسبه تجربی قابلیت انفجار سنگ، C (kg/m3) میتواند از طریق انفجار آزمایشی یک چال عمودی به قطر 33 میلی‌متر و عمق 33/1 متر و خرجی به اندازه ای که یک پله عمودی یک متری با بارسنگ یک متر، پرتاب سنگ و خردایش حداکثر یک متر داشته باشد، در نظر گرفت”. لارسون بیان کرد که به طور معمول میزان ارزش ثابت سنگ (0.4 kg/m3) میتواند تا 25% تفاوت داشته باشد[17].

1-7-5- پریلت22
پریلت در سال 1980 مقاومت تراکمی سنگ را بر اساس نرخ نفوذ، وزن پشت سرمته حفاری، سرعت دوران مته و قطر آن محاسبه و بر اساس یک معادله درجه سوم میزان بارسنگ را بر اساس تابعی از ارتفاع پله و دانسیته خرج، سرعت انفجار، طول گل گذاری، مقاومت تراکمی، اجزایی که وابسته به سایر تجهیزات بارگیری هستند، محاسبه نمود.
مزیت این روش در این است که الگوی حفاری به عنوان تابعی از پارامترهای شناخته شده به غیر از مقاومت تراکمی بدست میآید و مقاومت تراکمی نیز از پارامترهای شناخته شده حفاری محاسبه میگردد. بنا بر این به چال و انفجار آزمایشی کمتری نیاز دارد[18].

1-7-6- لیتون23
لیتون در سال 1982 شاخص کیفیت سنگ را با خرج ویژه آنفو مرتبط ساخت. وی شاخص کیفیت سنگ را از چالزنی دورانی با استفاده از رابطه زیر تعیین کرد:
RQI=E_h t/L(1-16)
در رابطه فوق RQI شاخص کیفیت سنگ، Eh فشار هیدرولیک چالزن (کیلو پاسکال)،t زمان چالزنی (دقیقه) و L طول چال به متر می‎باشد. مسئله اساسی روش وی این است که فقط برای چالزن زنجیری B.E. 40-R با قطر 229 میلی‌متر با دور سرمته و فشار پشت سرمته مشخص و ثابت قابل کاربرد است. شکل(1-8) ارتباط بین خرج ویژه و شاخص کیفی سنگ را نشان می‌دهد.[8]

شکل (1-8)ارتباط بین خرج ویژه و شاخص کیفی سنگ
1-7-7- لوپز جیمنو24
جیمنو در سال 1984روی محدودیتها و اشکالات RQI کار کرد و یک اندیس حفاری در سنگ به صورت زیر ارائه نمود:
(1-17)
بطوری VP نرخ نفوذ (متر بر ساعت)، D قطر حفاری (اینچ)، E وزن پشت سرمته (1000 پوند)، Nr دور سرمته (دور بر دقیقه) است. این فرمول تحت شرایط زیر صادق میباشد:
سر مته حفاری بایستی بهترین نوع سرمته برای حفاری باشد.
میزان هوا برای خروج قطعات حفاری شده کافی باشد.
در رابطه نرخ نفوذ خالص در نظر گرفته شود (تعویض سرمته و یا انتقال دستگاه محاسبه نگردد)
رابطه خرج ویژه (q) و اندیس حفاری (IP) به کمک رگرسیون گیری و تحلیل دادههای معادن مختلف از طریق رابطه زیر بیان شده است[8]:
(1-18)

شکل (1-9)ارتباط بین خرج ویژه و شاخص حفاری
1-7-8- گوپتا25
گوپتا و همکاران در سال 1990معادله زیر را برای تخمین خرج ویژه بر اساس مشاهدات صحرایی پیشنهاد کردند.[16و18]
q=0.278×B^(-0.407)×F^0.62(1-19)
بطوریکه B بارسنگ موثر به متر، F شاخص مقاومت پروتودیاکنف26و q خرج ویژه می‎باشد. شاخص مقاومت پروتودیاکنف را می‌توان با رابطه زیر بدست آورد.
(1-20) F=1.06×(σ_c^2)/E
در رابطه فوق σc مقاومت تراکمی تک محوره به کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و E مدول الاستیسیته به کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می‎باشد.

1-7-9- پال روی و ذر27
پال روی و ذر در سال 1996 یک مقیاس پیش‎بینی خردایش را بر اساس جهت‎یابی درزه نسبت به سطح پله پیشنهاد کردند.[19]

1-8- شاخص قابلیت انفجار
برخی از محققین حوزه آتشباری سنگ در تعیین قابلیت انفجار بیشتر به دنبال تعیین شاخصی بوده‌اند تا بر اساس آن بتوانند منطقه مورد مطالعه خود را از این نظر دسته بندی نمایند. ایشان اغلب به تعدادی از پارامتر های موثر ناشی از سیستم توده سنگ و سیستم انفجار و بعضا شرایط انفجار توجه کرده‌اند و به دلیل کم اهمیت بودن و یا حساس نبودن منطقه مورد مطالعه به دیگر پارامترها، آن‌ها را در محاسبات خود وارد ننموده‌اند. در زیر به برخی از این محققین اشاره خواهد شد.

1-8-1- فرانکل28
فرانکل سال 1954 رابطه تجربی زیر را بین طول و قطر خرج، عمق چال، ماکزیمم بارسنگ و قابلیت انفجار بیان کرد.[14]
(1-21)
بطوری که S قابلیت انفجار، Bmax ماکزیمم بارسنگ (m)، H عمق چال (m)، h طول خرج (m)، D قطر خرج (mm).

1-8-2- ساسا و ایتو29
ساسا و ایتو در سال 1974 روشی را برای بررسی قابلیت انفجار در عملیات حفاری تونل پیشنهاد کردند و ‌شاخص صحرایی شکست سنگ (RBFI )30‌ و سپس فرم نهایی شاخص آزمایشگاهی شکست سنگ (RBLI )31‌ را ارائه دادند. این اندیس‌ها به کمک رگرسیون گرفتن از خواص مکانیکی سنگ‌ها‌ که در آزمایشگاه و در سر زمین بدست می‌آیند‌،‌ محاسبه می‌گردد.[8]

1-8-3- بورکویز32
بورکویز فاکتور قابلیت انفجار (Kv)را بر اساس معادله شکست جهت محاسبه بارسنگ و بر اساس اندیس RQD که با ضریب دگرگونی تصحیح شده در سال 1981 محاسبه نمود. این ضریب تصحیح دگرگونی بر اساس مقاومت درزهها به عنوان تابعی از سختی و نسبت پرشدگی درزهها وارد شده است.
جدول (1-3)‌، ضریب دگرگونی جهت اصلاح مقدار RQD را بر اساس مقاومت درزه جهت تعیین ERQD نمایش می‌دهد[20].
(1-22)
(1-23)
به طوری که a و b ضرایب ثابت اند. شکل( 1-10)، فاکتور قابلیت انفجار را نسبت به ERQD نمایش می‌دهد.
جدول(1-3) ضریب دگرگونی جهت اصلاح مقدار RQD
مقاومت درزه
ضریب دگرگونی K
زیاد
1
متوسط
9/0
ضعیف
8/0
خیلی ضعیف
7/0

شکل (1-10)رابطه خرج ویژه با فراوانی شکستگی یا RQD اصلاح شده
1-8-4- راکیشف33
راکیشف در سال 1982 مقاومت در برابر شکستگی ایجاد شده توسط آتشباری را به عنوان قابلیت انفجار بیان کرد. که تابعی از چگالی سنگ (کیلوگرم بر متر مکعب)، سرعت موج طولی (متر بر ثانیه)، نسبت پواسون، مدول الاستیک (کیلو نیوتن بر متر مربع)، مقاومت تراکمی (σc) و کششی (σt) سنگ (کیلو نیوتن بر متر مربع)، بعد متوسط واحد ساختمانی طبیعی (dn) و یک ضریب نشان‌دهنده خصوصیات پر‎کننده و میزان بازشدگی شکستگی (k) می‌باشد. وی با استفاده پارامترهای فوق سرعت شکست بحرانی را تعریف کرد و سپس قابلیت انفجار را در پنج طبقه مطابق با مقادیر مختلف سرعت شکست بحرانی طبقه‌بندی کرد (جدول 1-4). سرعت شکست بحرانی(Vcr) را می‌توان از رابطه زیر محاسبه کرد[21]:
V_cr=k√(g×d_n )+σ_cor/(ρ_0×c)(1-24)
σ_cor=0.1 σ_c+σ_t(1-25)
در رابطه فوق g، شتاب ثقل(m/s2)، ρ0 چگالی سنگ و c سرعت موج طولی می‎باشد.
جدول(1-4) رابطه قابلیت انفجار و سرعت بحرانی شکست
سرعت شکست بحرانی (متر بر ثانیه)
قابلیت انفجار
6/3 سرعت شکست بحرانی
به آسانی منفجر میشود (EB)34
5/4-6/3
تقریباً به آسانی منفجر میشود (MB)35
4/5-5/4
به سختی منفجر میشود 36(DB)
3/6-4/5
خیلی سخت منفجر میشود 37(VDB)
3/6 سرعت شکست بحرانی
به طور ویژه سخت منفجر میشود 38(EDB)

1-9- طبقه بندی قابلیت انفجار
چنانچه گفته شد عوامل زيادي بر ظرفيت انفجار سنگ‌ها از جانب توده سنگ تأثیر می‌گذارند اين عوامل شامل مجموعه وسيع و جامعي از خصوصيات ذاتي و ساختاري سنگ‌ها هستند كه هر كدام با درجه متفاوتي بر قابليت انفجار تأثیرگذارند. بنابراين قابليت انفجار توده هاي سنگي يك خصوصيت ذاتي تركيبي به شمار می‌رود.
مسئله تعيين انفجار پذيري یا قابلیت انفجار با استفاده از تعداد زيادي از عوامل موثر، حداقل سه ويژگي شاخص دارد كه اغلب در مطالعات قبلي ناديده گرفته شده‌اند. يكي از اين ویژگی‌ها واكنش بين عوامل موثر است. ديگري درجه تأثیر هر عامل يا مجموعه عوامل و سومي نياز به بررسي مجموعه داده هاي نظري و تجربی است كه اغلب سیستم‌هایی شامل خاك، سنگ، سيالات و ناپيوستگي هاست. به دليل پيچيدگي سيستم ژئوتكنيكي، اغلب ضروري است تا از كل داده هاي موجود آن‌هایی كه سودمند هستند را بكار بنديم.
هر چند بحث ارزیابی قابلیت انفجار سنگ‌ها نسبتا جدید است اما تاريخ با ارزشي دارد و هنوز جای يك متدلوژي پيشرفته در تعیین قابليت انفجار توده

پایان نامه
Previous Entries منبع تحقیق با موضوع درصد تجمعی، دانه بندی، مواد معدنی Next Entries منبع تحقیق با موضوع رتبه بندی، و رتبه بندی، زیست محیطی