فرهنگ لغت استخراج معدن
+ نوشته شده در چهارشنبه نوزدهم بهمن 1390ساعت 3:14 توسط یاسرپوراسمعیل
|
X
وبلاگ مهندسی معدن دانشگاه صنعتی سهند
شیوه تونلسازی گسترشی
مختصری در مورد روش تونل سازی سپری
در ابتدا این روش برای ایجاد و حفر تونل در زمینی نرم و از زیر رودخانه استفاده شد شیوه عملیات مبتنی بود بر فشار و فرو بردن استوانه ای فلزی و انعطاف ناپذیر در داخل خاک و سپس ایجاد ساختار تونل به طورکل عملیات شامل فرو راندن سپر در داخل خاک و ایجاد لاینینگ از پشت سر سپربود به این طریق تونل در آن شرایط و بدون ریزش و تخریب در سطوح بالایی تونل مورد نظر حفر شد که البته رانش سپر در داخل توده خاک توسط جکهایی قابل اجراست . این کار در 1823 در زیر رودخانه thames لندن اجرا شد که سطح مقطع سپر به کار رفته نیز مستطیل شکل بود طراحی مقطع دایروی برای سپرهای مذکور در سال 1869 و از جانب Greathead James Henry مهندس انگلیسی ارائه شد استفاده از سگمنتهای فولادی خاکریزی ونیز تزریق از سوی او در پروه اش به کار برده شد
همانگونه که گفته شد سپر جسمياست فولادي معمولاًبه شكل استوانه كه از ريزش مواد به داخل تونل جلوگيري كرده و خود را به جلو و داخل زمين ميراند. انواع سپرها عبارتند از :
سپرهاي باز
سپرهاي كور
سپرهاي تعادل فشار خاك
سپرهاي گل آبي
میتوان گفت که کشور ژاپن نقشی عمده در توسعه این روش داشته است در تونلهای احداث شده در شهرهای بزرگ ژاپن به دلیل اینکه اکثرا در زمینهای سست بوده و همچنین به دلیل تراکم رفت و آمد در مناطق پر ترافیک و شلوغ بیشتر به روش سپری حفر شده اند . این کشور همچنین در امر طراحی و ساخت انواع سپرها و ماشین آلات سپری بسیار پیشرفته میباشد.
از روش تونل سازی سپری در اواخر دهه شصت قرن نوزدهم و برای احداث تونلهای زهکشی و فاضلاب استفاده شد و بعد از آن نیز برای ساخت انواع دیگر تونلها نظیر تونلهای کابلهای انتقال برق و همچنین برای احداث تونلهای زیرزمینی و مترو که از آن به عنوان روش ایجاد تونل در مناطق شهری یاد میشود تعمیم یافت.
دلایل استفاده از این روش
با استفاده از روش تونلسازی گسترشی یا همان روش توسعه ی تونلهای ایجاد شده به روش سپری ما میتوانیم قطر تونل موجود را افزایش دهیم .
در روش تونلسازی سپری متعارف و معمولی قطر تونل از ابتدا تا به انتها ثابت میماند ولی با این حال مواردی است که مانیاز مند افزایش قطر موجود در نواحی خاصی از تونل میباشیم در چنین مواردی قبل از معرفی روش گسترشی ما مجبور به ایجاد مقطع با استفاده از کند و آکند و یا روش ناتم بودیم که البته آن هم باید پس از بهسازی توده سنگ در مقیاس بزرگ انجام میگرفت.
ولی با توجه به مشکلات عدیده آبهای زیر زمینی به خصوص در مناطق سست ضعف روشها بارز بود و منجر به توسعه روش گسترشی شد البته در مورد تغییرات جزیی قطر .
متن کلی مقاله به زودی در وبلاگ قرار داده خواهد شد
DAM BASICS
With the exception of the Great Wall of China, dams are the largest structures ever built. Throughout history, big dams have prevented flooding, irrigated farmland, and generated tremendous amounts of electricity. Without dams, modern life as we know it would simply not be the same
Since the first large-scale dam was built in Egypt more than 5,000 years ago, engineers have devised various types of dams to withstand the forces of a raging river
Arch dams
are good for narrow, rocky locations. They are curved, and the natural shape of the arch holds back the water in the reservoir. Arch dams, like the El Atazar Dam in Spain, are thin and require less material than any other type of dam
ARCH DAM - ELATAZAR DAM - MADRID SPAIN
Arch Dam: Forces
The arch squeezes together as the water pushes against it. The weight of the dam also pushes the structure down into the ground
Buttress dams
may be flat or curved, but one thing is certain: a series of supports, or buttresses, brace the dam on the downstream side. Most buttress dams, like the Bartlett Dam in Arizona, are made of reinforced concrete
, BUTTRESS DAM - BARTLETT DAM - ARIZONA
Buttress Dam: Forces
Water pushes against the buttress dam, but the buttresses push back and prevent the dam from toppling over. The weight of the buttress dam also pushes down into the ground
Embankment dams
are the most commonly built dams in the United States. They are massive dams made of earth and rock. Like gravity dams, embankment dams rely on their heavy weight to resist the force of the water. But embankment dams are also armed with a dense, waterproof core that prevents water from seeping through the structure. Tailings dams -- large structures that hold back mining waste -- are a type of embankment dam
Embankment Dam - NEW WADDELL DAM - MARICOPA COUNTY - ARIZONA
Embankment Dam: Forces
Water pushes against the embankment dam, but the heavy weight of the dam pushes down into the ground and prevents the structure from falling over
Gravity dams
are massive dams that resist the thrust of water entirely by their own weight. Most gravity dams, like the grand coulee dam in Washington, are expensive to build because they require so much concrete. Still, many people prefer its solid appearance to the thinner arch and buttress dams
Gravity Dam
Grand Coulee Dam
Grand Coulee, Washington
Gravity Dam: Forces
Water pushes against the gravity dam, but the heavy weight of the dam pushes down into the ground and prevents the structure from falling over
Aerial view of the Grand Coulee Dam, Grand Coulee, Washington
All dams -- whether they're embankment, buttress, arch, or gravity -- must be maintained as they get older. Without proper maintenance, spillways can clog and concrete can crack. Some dams are even removed because they block the migration of fish
When should dams be taken down? When should they be repaired? Engineers must consider the services that each dam provides and the environmental impact that each dam creates before they make this decision -- and this isn't easy. Oftentimes, there is no right answer
TO BE CONTINUED >>>
|
Coal Types The degree of change undergone by a coal as it matures from peat to anthracite – known as coalification – has an important bearing on its physical and chemical properties and is referred to as the ‘rank’ of the coal Low rank coals, such as lignite and sub-bituminous coals are typically softer, friable materials with a dull, earthy appearance. They are characterised by high moisture levels and low carbon content, and therefore a low energy content. Higher rank coals are generally harder and stronger and often have a black vitreous lustre. They contain more carbon, have lower moisture content, and produce more energy. Anthracite is at the top of the rank scale and has a correspondingly higher carbon and energy content and a lower level of moisture. |
|
How Coal is Created Coal is the altered remains of prehistoric vegetation that originally accumulated in swamps and peat bogs. |
Where is Coal Found
It has been estimated that there are over 909 billion tonnes of proven coal reserves worldwide. This means that there is enough coal to last us over 155 years. Coal is located worldwide - it can be found on every continent in over 70 countries, with the biggest reserves in the USA, Russia, China and India
All fossil fuels will eventually run oعt and it is essential that we use them as efficiently as possible. While it is estimated that there is enough coal to last us 155 years, this could extend still further through a number of developments including
|
How is Coal Found
Coal reserves are discovered through exploration activities. The process usually involves creating a geological map of the area, then carrying out geochemical and geophysical surveys, followed by exploration drilling. This allows an accurate picture of the area to be developed. The area will only ever become a mine if it is large enough and of sufficient quality that the coal can be economically recovered. Once this has been confirmed, mining operations begin. |
... to be continued
Construction
Tunnels are dug in various types of materials, from soft clays to hard rocks, and the method of excavation heavily depends on the ground conditions
Cut-and-cover
Cut-and-cover is a simple method of construction for shallow tunnels where atrench is excavated and roofed over. Strong supporting beams are necessary to avoid the danger of the tunnel collapsing.
Two basic forms of cut-and-cover tunnelling are available
Bottom-up method: A trench is excavated, with ground support as necessary, and the tunnel is constructed within this. The tunnel may be of insitu concrete, precast concrete, precast arches, corrugated steel arches, etc. (Early examples used brickwork.) The trench is then backfilled, with suitable precautions regarding balancing compaction of the backfill material, and the surface is reinstated.
******
Shallow tunnels are often of the cut-and-cover type (if under water, of the immersed-tube type), while deep tunnels are excavated, often using a tunnelling shield. For intermediate levels, both methods are possible
Boring machines
tunnel boring machine (TBMs) can be used to automate the entire tunneling process. There are a variety of TBMs that can operate in a variety of conditions, from hard rock to soft water-bearing ground. Some types, (bentonite slurry and earth-pressure balance machines), have pressurised compartments at the front, allowing them to be used in difficult conditions below the water table. This pressurizes the ground ahead of the TBM cutter head in order to balance the water pressure. The operators work in normal air pressure behind the pressurised compartment, but may occasionally have to enter that compartment to renew or repair the cutters; this requires special precautions, such as local ground treatment or halting the TBM at a position locally free from water. Despite these difficulties, TBMs are now preferred to the older method of tunneling in compressed air, with an air lock/decompression chamber some way back from the TBM, which required operators to work in high pressure and go through decompression procedures at the end of their shifts, much like divers
Until recently the biggest TBM built was used to bore the Green Heart Tunnel (Dutch: Tunnel Groene Hart) as part of the HSL-ZUID in the Netherlands. Its diameter is 14.87 m
Nowadays 4 even larger machines exist: 2 for the M30 ringroad in Madrid, Spain, 2 for the Chong Ming tunnels in Shanghai, China. These machines are 15,2m and 15,4m in diameter respectively. The two machines for Spain were built by Mitsubishi/Dura Fuelgo and Herrenknecht
A tunnel boring machine (TBM) typically consists of one or two shields (large metal cylinders) and trailing support mechanisms.
At the front end of the shield a rotating cutting wheel is located. Behind the cutting wheel there is a chamber where, depending on the type of the TBM, the excavated soil is either mixed with sslurry (so-called slurry TBM) or left as-is. The choice for a certain type of TBM depends on the soil conditions. Systems for removal of the soil (or the soil mixed with slurry) are also present
Behind the chamber there is a set of hydraulic jacks supported by the finished part of the tunnel which are used to push the TBM forward. The action here is very much like an earthworm. The rear section of the TBM is braced against the tunnel walls and used to push the TBM head forward. At maximum extension the TBM head is then braced against the tunnel walls and the TBM rear is dragged forward
Behind the shield, inside the finished part of the tunnel, several support mechanisms which are part of the TBM can be found: dirt removal, slurry pipelines if applicable, control rooms, rails for transport of the precast segments, etc.
The cutting wheel will typically rotate at 1 to 10 rpm (depending on size and geology), cutting the rock face into chips or excavating soil (muck). Depending on the type of TBM, the muck will fall onto a conveyor belt system and be carried out of the tunnel, or be mixed with slurry and pumped back to the tunnel entrance.
Depending on geology and tunnel requirements, the tunnel may be cased, lined, or left unlined. This may be done by bringing in precast concrete sections that are jacked into place as the TBM moves forward, by assembling concrete forms, or in some hard rock geologies, leaving the tunnel unlined and relying on the surrounding rock to handle and distribute the load.
Shields
Modern TBMs typically have an integrated shield The choice of a single or double shielded TBM depends on the type of geology and the excavation speed required.
Double shielded TBMs are normally used in unstable geology, or where a high rate of advancement is required. Single shielded TBMs, which are less expensive, are more suitable to hard rock geology
..... TO BE CONTINUED
A tunnel may be for pedestrains or cyclists, for general road traffiic, for motor vehicles only, for rail traffic, or for a canal. Some are acqueducts, constructed purely for carrying water — for consumption, for hydroelectric purposes or as sewers — while others carry other services such as telecommunication cables. There are even tunnels designed as wild crossing for European badgers and other endengered spicies. Some secret tunnels have also been made as a method of entrance or escape from an area, such as the Cu Chi tunnels or the tunnels connecting the Gaza Stip to Egypt.
In the United Kingdom a pedestrian tunnel or other underpass beneath a road is called a subway. This term was also used in the past in the United States, but is now used to refer to underground rapid transit systems.
The longest canal tunnel is the Standedge tunnel in the United Kingdom, which stretches over three miles
The central part of a rapid transit network is usually built in tunnels. To allow non-level crossings, some lines run in deeper tunnels than others. At metro stations there are usually pedestrian tunnels from one platform to another. Often, ground-level railway station also have one or more pedestrian tunnels under the railway to enable passengers to reach the platforms without having to walk across the tracks. However, in the United Kingdom bridges are an equally popular method of pedestrian access between two or more different railway station platforms
.....TO BE CONTINUED
روش استخراج انباره ای به طور عمده در مورد کانسارهای غیر لایه ای پر شیب به کار میرود . و از این لحاظ درکنار روشهای استخراجی مانند استخراج از طبقات فرعی ٬ vcr و تخریب در طبقات فرعی قرار میگیرد. که در دسته بندی هارتمن از روش استخراج انباره ای از روش بدون نگهداری مصنوعی نام برده شده است.
اساس این روش که روشی با استخراج در جهت رو به بالا و قائم میباشد انبار نمودن حدود 3/2 از سنگ معدنی خرد شده در فضای خالی کارگاه استخراج میباشد . هدف از این کار ایجاد یک سکو برای انجام عملیات استخراج توسط کارگران و خنثی کردن نیروهای سطحی وارد بر کمر بالا و پایین ماده معدنی می باشد .
پیش روی رو به بالا در داخل کارگاهها با برشهای افقی ماده معدنی انجام میگیرد . سنگ پس از استخراج نسبت به حالت بکر خود حدود 30 الی 40 درصد افزایش حجم پیدا میکند بنا بر این باید روزانه این مقدار حجم افزایشی به بیرون منتقل گرددیده و بقیه تا پایان عملیات استخراج به صورت انبار شده در درون کارگاه باقی می ماند
این روش به طور عمده روش دستی بوده و قابلیت مکانیزاسیون آن در قیاس با سایر روشهای استخراج بسیار اندک میباشد .
به سه دلیل عمده در روش انباره ای نمی تون از ماشین آلات مکانیزه استفاده کرد :
1 )سطح ناصاف ماده معدنی و عدم استحکام آن بعد از عملیات آتشباری
2 ) کوچک بودن فضا برای ماشین آلات بزرگ مکانیزه
3 )عدم تخلیه مواد خورد شده به دلیل فشرده شدن در اثر رفت و آمد ماشین آلات
شرایط کاربرد روش استخراج انباره ای:
این روش استخراج معمولا برای کانسارهای رگه ای باریک و در بسیاری از موترد کاتنسارهایی که سایر روشهای استخراج برای آنها قابل استفاده و یا اقتصادی نباشند به کار میرود .
ویژگی های مهم برای استفاده از این روش عبارتند از :
1) شیب :
زاویه شیب ایده آل برای کاربرد این روش 90 درجه میباشد و شیب های کمتر از 90 و تا حدود 70 درجه نیز برای استفاده از این روش مطلوب است . هرچه زاویه به 90 نزدیکتر باشد شرایط بهتری ایجاد میشود
علت این امر سادگی و روان تر شدن تخلیه مواد استخراجی تحت زاویه شیب میباشد .
2) ضخامت :
ضخامت رگه ای کانسارهای مناسب برای این روش از 1 تا 3 متر متغیر میباشد اما کاتنسارهایی که ضخامت آنها بین3 الی20 مترباشد مطلوب ترند .
انتخاب ضخامت در روش انباره ای خود به شرایط زیر بستگی دارد :
الف ) پایداری کانسار ب ) پایداری کمر بالا بدون نگهداری
3) یکنواختی :
کانسار باید نسبتا یکنواخت بوده و تغییرات شیب و ضخامت آن کم باشد . چرا که در غیر این صورت جریان مواد به سمت پایین در نقاطی که ضخامت کم می باشد کند شده و مانعی در جهت تخلیه مواد خواهد بود .
4) پایداری ماده معدنی :
در روش استخراج انباره ای کانسنگ باید کاملا مقاوم ٬ پایدار و مقاوم با شد .
استحکام ماده معدنی در این روش بیشتر از سایر روشها اهمیت دارد چراکه در این روش کارهای استخراجی بالای سر کارگر قرار دارد وبه منظور ایمنی بیشتر در این روش استحکام بیشتر ماده معدنی نسبت به سنگ دیوار بسیار حائز اهمیت میباشد .
ارتعاش حاصل از ماشین آلات چالزنی نیز میتواند هرگونه مواد سست ر ا به پایین بیندازد و مشکل ایمنی برای کارگران ایجاد نماید بنابر این ماده ی معدنی باید کاملا پایدار باشد و علاوه بر این پس از عملیات آتشباری و قبل از شروع عملیات چالزنی کار لق گیری کاملا انجام شود.
5) پایداری دیواره ها :
در این روش سنگ دیوار نیز باید محکم باشد ٬البته استحکام دیواره میتواند کمی پایین تر از استحکام ماده معدنی نیز باشد .
گاهی اوقات برای استحکام بیشتر دیواره ها در داخل کار گاه پیلار باقی میگذارند تا کارگاه بسته نشود .
6) خواص فیزیکی ماده معدنی :
مادهی معدنی باید فاقد خواص فیزیکی نامطلوب از قبیل خودسوزی ٬ چسبندگی ٬ و آبداری باشد .
ادامه دارد .....
به منظور آگاهی از شرایط زمین شناسی و ژئوتکنیکی اعماق بیشتر زمین ، معمولا گمانههایی حفر میشود. گمانه در واقع چاه قائمی است که توسط وسایل مکانیکی در خاک یا سنگ حفر میشود. گمانههای کم عمق گاه توسط دستگاه سادهای به نام اوگر (auger) که طرز کار آن مانند مته بخاری است، حفر میشوند. حفاری گمانهها به صورتهای مختلف انجام میشود. در روش حفاری ضربهای پیشروی توسط ضربات پی در پی به سر مته تیغهای شکل انجام میشود و مدار کنده شده و خرد شده هر چند مدت یکبار بوسیله ابزار مخصوصی به نام گل کش از چاه خارج میشود. حفاری ضربهای بیشتر در آبرفتها و رسوبات ناپیوسته ، مخصوصا اکتشاف زیر زمینی بکار میروند. نمونههایی که به این ترتیب بدست میآید، کاملا دست خورده است.
در ادامه مطلب به تشریح موارد زیر می پردازیم :
وسایل حفر گمانه
ماشین حفاری
لولههای جدار
لولههای حفاری
مته حفاری
روش حفر گمانه
برنامه ریزی عملیات حفاری
انتخاب وسایل
فاصله بین گمانهها
عمق گمانه
جهت یابی گمانه
1) نمونه سطحی گرفته میشود.
2) لوله جدار آغازین تا عمق 1 متری رانده میشود.
3) خاکهای داخل لوله جدار تا 10 سانتیمتری پایین تر از لبه خارج میشود (از همین مواد میتوان جهت حلقه بندی مصالح استفاده کرد.)نمونه گرفته میشود.
4) حفاری چاه برای یک متر بعد ادامه مییابد. پیشروی با راندن لوله جدار و برداشتن خاکهای داخل آن (مثل مرحله 3) یا با استفاده از گل روان (جهت تثبیت دیواره چاه و بالا آوردن نمونهها) انجام میشود.
5) چرخه فوق آن اندازه ادمه مییابد تا به عمق دلخواه برسیم (در حفاری یا برنامههای حفاری تکمیلی فواصل نمونه گیری به 3 تا 6 متر افزایش مییابد.)
6) در برخورد با سنگ لبه لوله جدار را در سطح سنگ قرار داده تا بتوان مغره گیری را با آب تمیز داد. آب سر مته را خنک و تمیز نگهداشته ، از کند شدن آن جلوگیری میکند.
7) موقعیت لوله جدار ، لوله حفاری و سر مته یا لوله حفاری و ابزارهای نمونه گیری ، در شروع هر مرحله پیشروی به دقت اندازه گیری و یادداشت میشود. باید دقت شود که چاه ریزش نکرده باشد و سر مته درست در ته چاه قرار گرفته باشد. همچنین نمونه گیری باید در 10 سانتیمتری زیر لوله جدار یا در عمق نهایی حفاری قبل از آغاز نمونه گیری باشد.
باید توجه داشت که دستیابی به گمانه کاملا افقی با اغلب روشهای موجود امکان پذیر نیست. زیرا معمولا در آغاز حفاری ، گرانش زمین سر مته را به سمت پایین میکشد. سپس با افزایش پیشروی ، نیروی گرانش به روی وزن زیاد لولههای حفاری عمل میکند که ممکن است حرکت به سمت بالای سر مته را باعث شود. تغییرات در کیفیت سنگ نیز ممکن است در تغییر راستای گمانه تاثیر بگذارد.
1) حفاری شوئیدنی (Wash boring)
10) ماشین های حفر تونل ( نحوه تخلیه ، قیمت آنها ، اجزاء این ماشین ها )
1) حفاری شوئیدنی (Wash boring)
این حفاری برای بدست آوردن نمونههای خاک ، حفاری اکتشافی برای بررسیهای اولیه ، حفر گمانه برای برخی آزمونهای برجا از جمله آزمایش SPT بکار میرود.
روش حفاری :بالا و پایین رفتن سر مته باعث سست شدن مواد زیر لوله تزریق آب میشود. آب با فشار زیاد از سوراخ سر مته خارج و خردهها را به خارج هدایت میکند.
مزایا : نیاز به کارگری با مهارت کم دارد. در همه نقاطی که برای وسایل سبک قابل دسترس باشند، قابل اجرا است.
محدودیتها : اجرای عملیات ، مخصوصا در عمق بیش از 10 متر کند است. نفوذ در خاک مقاوم مشکل و در سنگ غیر ممکن است. خارج کردن گراول از لوله جدار مشکل است و منجر به کاهش کیفیت نمونهها میشود. گرفتن نمونه دست نخورده مشکل است.
^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^
این روش هم نمونههای خاک و سنگ را بدست میدهد و هم نمونههایی برای انواع آزمایشهای برجا ایجاد میکند. این روش در حفر گمانههای غیر قائم برای زهکشی افقی یا ایجاد مهار کاربرد دارد. امروزه کاربرد دستگاههای حفاری چرخشی بسیار متداول شده است. این دستگاهها را میتوان در هر نوع زمین بکار برد. ولی برتری کاربرد آنها در زمینهای نرم بیشتر است. پیشروی این دستگاهها در داخل سنگهای سخت به کندی صورت میگیرد. در این روش سر مته فولادی که متصل به انتهای لوله فولادی است، از سر چاه به کمک موتور ، حرکت دورانی مینماید. گل حفاری از داخل لوله به درون چاه تزریق شده و از اطراف لوله به سر چاه بر میگردد.
گل حفاری ضمن خنک کردن سر مته اعمال حمل خرده سنگهایی که بوسیله سر مته از ته چاه تراشیده شده است، به سر چاه و جلوگیری از فشار طبقات سست و ریزش آنها به داخل چاه را نیز انجام میدهد. با روش حفاری دورانی چاههای بسیار عمیق حفر میگردد. عمیق ترین چاه جهان که با این روش حفر گردیده در سال 1956 در لوئیزیانا (آمریکا) به عمق 21535 فوت بود که به نفت نرسید.
روش حفاری : پیشروی توسط سر مته برنده که در انتهای لوله حفاری قرار دارد و تحت فشار هیدرولیکی است، انجام میشود. دیواره چاه را معمولا گل نگاه میدارد.
مزایا : روشی نسبتا سریع است و میتواند در همه نوع مواد نفوذ کند. برای همه نوع نمونه گیری مناسب است.
محدودیتها : جابجا کردن وسایل در زمینهای ناهموار و باتلاقی مشکل است و محتاج راه مناسب است. همچنین محتاج سکوی تسطیح شده است. کارآیی حفاری با توجه به اندازه دستگاه متغیر است.
^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^
این دستگاه سوراخهایی به قطر کوچک تا متوسط حفر میکند و بطور پیوسته نمونههای دست خورده میگیرد. معمولا در خاکهای دارای چسبندگی ، که چاه بدون لوله جدار ریزش نمی کند، انجام میشود.
روش حفاری: حفاری با چرخاندن رشته ممتد اوگرمارپیچی صورت میگیرد.
مزایا : روش سریع در خاکهای مقاوم و سنگ نرم است. پس از خروج اوگر ، اگر چاه باز باقی بماند، امکان نمونه گیری SPT وجود دارد.
محدودیتها : پس از خروج اوگر در مواد با چسبندگی کم یا دانهای و یا بدون چسبندگی ، چاه ریزش میکند و لذا عمق حفاری تا نزدیکی سیستم ایستابی محدود میشود. روشهای نمونه گیری محدود و نمونههای بدست آمده دست خوردهاند.
^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^
این دستگاه سوراخهایی با قطر کم تا متوسط برای نمونه گیری از خاک حفر میکند.
روش حفاری: روش حفاری مشابه حالت قبل است با این تفاوت که ساقه مجوف به داخل زمین پیچانده میشود تا نقش یک لوله جدا را بازی کند.
مزایا : روش سریع خاکهای ضعیف تا نسبتا مقاوم است. گرفتن نمونههای SPT و UD امکانپذیر است. در خاکهای مقاوم حاوی لایههای شنی ، نفوذ به اعماق زیاد مشکل و به داخل قطعات سنگ غیر ممکن است. دست خوردگی قابل ملاحظهای ممکن است بر اثر مته اوگر در خاک بوجود آید.
^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^
این روش برای حفر سوراخهای با قطر زیاد (تا 10 سانتیمتر) برای کسب نمونههای دست خورده و بررسی لایهها در خاکهای دارای چسبندگی که گمانه نیاز به حایل ندارد، مورد استفاده قرار میگیرد.
روش حفاری : با چرخاندن اوگر دارای قطر زیاد خاک بریده شده و گمانه حفر میشود.
مزایا : روشی سریع بوده و بررسی شرایط خاک در زیر زمین از نزدیک را امکانپذیر میسازد.
محدودیتها : عمق حفاری توسط سطح ایستابی و شرایط سنگ محدود میشود. ماشینهای بزرگتر محتاج راه دسترسی مناسب هستند. برای خاکهای بدون چسبندگی ، رسهای نرم و خاکهای آلی مناسب نیست. نمونهها دست خورده است.
^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^
تنها در حفاری چاههای آب بکار میرود. نمونههای شسته شده توسط گلکش خارج میشود. عمق تا سنگ بستر را مشخص میکند. دستگاههای حفاری ضربهای و یا سوندوزهای ضربهای ، دستگاههای سادهای هستند که برای پژوهشهای آب یابی بسیار مناسب هستند. از این دستگاهها بیشتر برای چاههایی که در داخل سنگهای مقاوم حفر میشود، استفاده میکنند. اصول کار سوندوزهای ضربهای خردکردن سنگهاست که این عمل بوسیله متهای به نام مته حفاری یا ترپان انجام میگیرد. متهها بطور منظم از ارتفاع ثابتی روی سنگ فرود میآیند. دستگاه مجهز به یک خرک چهار قطبی و یا یک دکل است که متههای حفاری بوسیله یک قرقره برگشت روی آن آویزان میگردند.
این متهها دارای حرکت رفت و آمدی میباشند و به منظور اجرای مانورهای پائین و بالا رفتن ، از دستگاه رفت و برگشت جدا گردیده و به یک وسیلهای به نام چرخ قرقره که برای جاگذاری لولهها نیز بکار میرود، مربوط میباشند. خرکهای جدا شونده ، چوبی و یا فلزی هستند. پایهها روی دالهای سیمانی که قبل از مونتاژ دستگاه تهیه میشوند، قرار میگیرند. دکلهای خم شونده یا تلسکوپی ، سوندوزهای دستگاههای حفاری خود کار قابل حمل را مجهز مینمایند. ممکن است که این دکلها به صورت دائمی در پشت یک کامیون ثابت شده باشند. دکلها باید بوسیله کابلهای محکم روی بلوکهای سیمانی ثابت گردند .
روش حفاری : سر مته سنگین بالا آورده شده و رها میشود تا مواد شکسته شده و یک مخلوطی از خردهها و آب ایجاد شود که توسط گلکش با پمپهای ماسه کش خارج میشود. دیواره چاه توسط لوله جدار ، پابرجا نگاه داشته میشود.
مزایا : روشی نسبتا اقتصادی جهت تعبیه گمانههای با قطر زیاد (تا 60 سانتیمتر) در انواع مواد است.
محدودیتها : ابزارها بزرگ و پر زحمت است. در خاکهای قوی و سنگ به کندی انجام میشود. اغتشاشات اطراف سر مته که ناشی از ضربات پر انرژی سر مته است، به شدت بر مقادیر SPT تاثیر میگذارد. مغزه گیری و نمونه UD سنگ امکانپذیر نیست.
^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^
برای حفر چاه آب و چاههای اکتشافی در داخل قطعه سنگها مناسب است.
روش حفاری : مشابه حفاری ضربهای است. شمعی که توسط نیروی دیزل رانده میشود برای راندن لوله جدار مضاعف استفاده میشود. در حالی که جریان هوا تراشهها را از لوله داخلی خارج میکند.
مزایا : نفوذ نسبتا سریع در قطع سنگها و قلوه سنگها است.
محدودیتها : مشابه حفاری ضربهای است، با این تفاوت که پیشروی به مراتب سریعتر است.
^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^
این روش برای حفر گمانه برای آتشباری ، دوغاب زنی و مهار سنگ است. روش سریع برای حفر چالهای با قطر کم در سنگ سخت است. بهترین کاربرد را در سنگهای سخت تودهای دارد. نمونهها منحصرا به ذرات و تراشههای کوچک است. برای نمونه گیری بکار نمیرود. در سنگهای سست دارای شکستگی با لایههای رس یا شیل مرطوب ممکن است تمام لوله حفاری در سوراخ باقی بماند.
روش حفاری : ضربات و چرخیدن سر مته ، سنگ را خرد میکند و تراشهها توسط فشار هوا خارج میشود.
^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^
بر حسب گزارشی که به چهارمین کنگره جهانی نفت در سال 1955 در رم داده شد، شوروی سابق نوعی حفاری دورانی ابداع کرده بود که در آن سر مته به جای آنکه به کمک لوله فولادی دوران نماید، بوسیله توربینی که به عنوان نیروی محرکه از گل حفاری و یا الکتریسیته استفاده مینماید، حرکت میکند. در این روش قسمت متحرک تنها سر مته در عمق چاه خواهد بود. بنابراین میتواند سرعت دورانی به مراتب بیشتری داشته باشد. از نظر سرعت عملی که این روش دارد، دارای برتری اقتصادی زیادی است. بر حسب گزارش فوق 65 درصد کل حفاریهای نفتی شوروی سابق با این روش بوده است. این روش اکنون در اروپا و آمریکا نیز مورد استفاده قرار میگیرد.
^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^
10) ماشین های حفر تونل
در این قسمت به معرفی یکی از ماشین های حفر تونل که تونل را به صورت تمام مقطع حفر می کند
می پردازم.این ماشین ها تمام مقطعهای دایره ای را یک جا حفر می کنند و معمولا آنها را به نام ماشین های تونل حفر کن می نامند و با علامت اختصاری t.b.m که حروف اول نام انگلیسی دستگاه است از آنها نام می برند .کامل و گسترش این دستگاه ها سبب شده است که آهنگ پیشروی تونل ها در حد قابل توجهی افزایش یابد.
امروزه در سنگ های نسبتا سخت نیز برای حفر تونل از این ماشین ها استفاده می کنند.بعد از سال ها تلا ش و ساخت انواعی از این نوع ماشین ها کوشش های بعدی به منظور ساخت ماشین های تمام مقطعی بود که شرایط سخت زمبن شناختی قادر به حفر تونل باشد که آهنگ پیشرفت و تکامل در این زمینه در مقایسه با پیشرفت های اولیه این ماشین ها محدود تر است.در واقع شروع این تحقیقات کوشش های رابینز در سال 1957 میلادی برای ساخت ماشین هایی بود که بتواند در سنگ های خیلی سخت نیز با راندمان معقول تونل حفر کند.
در آن زمان به تدریج این دستگاه ها سنگینتر و محکم تر شد ند و توان آنها نیز افزایش یافت اما پیشرفت آنها در زمینه حفر سنگ های محکم کند است.به عنوان مثال عملکرد نوعی از این دستگاه ها که مجهز به هر دو سیستم برش ناخنی و دسکی بود برای حفر در سنگهای آهکی سیلتی که در بین آنها لایه هایی با مقاومت 140mpa وجود داشت راضی کننده نبود. سر انجام ناخن ها به طور کلی حذف شد و حفر تونل تنها با استفاده از دیسک های حفار ادامه یافت.
تقسیم بندی ماشین های( t.b.m) tunnel boring machine به صورت زیر است :
1) open t.b.m 2) single t.b.m 3) d.s t.b.m
قسمت های اصلی این نوع ماشین ها به شرح زیر است:
1.بدنه 2.صفحه حفار 3.ابزار برش 4.چنگ زنها 5.جک های رانش صفحه حفار
نحوه تخلیه مواد حفر شده توسط ماشین : مواد حفر شده به وسیله سیستم ویزه ای که معمولا مرکب از سطل های تعبیه شده پیرامون صفحه حفار است از جلوی جبحه کار جمع آوری شده و به داخل نوار نقاله ای که از داخل دستگاه می گذرد به پشت ماشین هدایت می شود گرچه معمولا محدودیتی برای ابعاد مواد حفر شده و انتقال آنها وجود ندارد اما اگر ابعاد حفر شده خیلی زیاد باشد ممکن است گیر کنند وعمل اتقال را متوقف سازند.از طرفی مواد خیلی نرم نیز علاوه بر مشکل تهویه ممکن است مخلوتی را تولید کنند که به شدت ساینده باشند. در بعضی از این نوع ماشین ها در مجاورت صفحه حفار پرده هائی تعبیه می شود که گرد و غبار را می گیرند این ذرات در اثر اسپری آب جدا می شوند.
قیمت این ماشین ها : قیمت tbm گران است و بیشتر به نوع سفارش داده شده به کارخانه سازنده و نوع سنگ های حفر شونده بستگی دارد . ولی در کل قیمت آنها را می توان در حدود 7 یا 8 میلیارد تومان در نظر گرفت باید دوباره بگویم که حدود قیمت این است و بسته به شرایط قیمت آنها ممکن است کمتر یا بیشتر باشد.از مهم ترین سازند گان این نوع ماشین ها می توان از شرکت ویرث نام برد.
فرستاده شده توسط یوسف شجاعی
مته های سیستم حفاری ضربه ای
مته های مورد استفاده در سیستم حفاری ضربه ای
به طور کلی از سه نوع مته در سیستم حفاری ضربه ای استفاده می شود که عبارتند از :
.1. مته اسکنه ای . (Chisel bit)
.2. مته های تقاطعی (Cross bit)
.3. مته دگمه ای (Button bit)
مته های اسکنه ای غالبا در حفاری های معادن زیر زمینی به کار برده می شوند و چالزن هایی از نوع سینکر و یا چکش حفاری دارای این نوع مته هستند ولی برای چالهای با قطر و عمق زیاد مناسب نیستند و معمولاً برای چالهای با قطر کمتر از 3 اینچ استفاده می شود .
باید دانست که تا چند سال گذشته معمولاً مته های چکش های حفاری و یا دریفتر به شکل اسکنه مشابه نوک قلم خط نویسی در انتهای لوله های حفاری به طور یکپارچه ساخته می شد که در واقع غیر قابل جدا شدن و تعویض بودهند . اما در سالهای اخیر به جای این نوع ساختار ، مته ها غالبا به میله حفاری متصل می شوند . حسن این نوع مته ها آن است که به آسانی قابل تعویض اند و در ضمن در اندازه و اشکال مختلف با درجه سختی متفاوت طراحی گردیده اند . جنس این مته ها غالباً فولادی است اما به دلیل خاصیت خراش اندازی بعضی از کانیها و سنگها ، مته های فولادی گاهی به ازای هر اینچ حفاری باید تعویض گردند و چون از نظر اقتصادی و اتلاف وقت جهت عوض کردن این مته ها مشکلاتی در امر حفاری به وجود می اید ، لذا به تدریج برای ساختن این مته به جای فولاد از کربورتنگستن(WC) که مقاومت بیشتری دارد استفاده می شود . بدین جهت برای چالهای بیش از 3 اینچ مته های از این نوع به شکل دیگری توسعه داده شده که عمدتاً شباهت به حرف لاتین «X» دارد و در بعضی موارد نیز به علامت بعلاوه «+» طراحی گردیده اند .
معمولاً از مته های ضربدری جهت سنگهای متراکم و سخت ساخته می شود که در چال شیار های مارپیچی ایجاد می کند .
وزن این مته ها بین حدود 600 گرم تا حدود 8 کیلوگرم متغییر است .
مته های ضربدری (Cross)
مته دگمه ای (Button bit)
With more than six million kilometers of highways and 240,000 kilometers of railways snaking across the United States, life above ground has become increasingly congested. Tunnels provide some of the last available space for cars and trains, water and sewage, even power and communication lines. Today, it's safe to bore through mountains and burrow beneath oceans -- but it was not always this way. In fact, it took engineers thousands of years to perfect the art of digging tunnels
Before cars and trains, tunnels carried only water
Roman engineers created the most extensive network of tunnels in the ancient world. They built sloping structures, called aqueducts, to carry water from mountain springs to cities and villages. They carved underground chambers and built elegant arch structures not only to carry fresh water into the city, but to carry wastewater out
Worsely underground canal tunnel 
Inauguration of Holland Tunne l
New York, New York
With trains and cars came a tremendous expansion in tunnel construction
During the 19th and 20th centuries, the development of railroad and motor vehicle transportation led to bigger, better, and longer tunnels
Tunnel boring machine
Used to carve New York Third Water Tunnel
Today, not even mountains and oceans stand in the way.With the latest tunnel construction technology, engineers can bore through mountains, under rivers, and beneath bustling cities. Before carving a tunnel, engineers investigate ground conditions by analyzing soil and rock samples and drilling test holes
TO BE CONTINUED
Exploring : With reference to mining, the process of searching or inspecting an area for mineral deposits. Another mining term is prospecting and the person engaged in the search is a prospector.
Geology : The study of the earth's crust or surface and the materials in it.
Geophysics : Combines geology and physics.
Geochemistry : Applies chemistry to the study of the earth's features.
Magnetometer : A device for measuring the strength of the earth's magnetic field.
Geiger Counter : A device to detect radioactivity, the energy given off by unstable elements.
Core Drilling : The process of drilling with a hollow cylinder to obtain samples of subsurface materials; the samples are called cores.
Gravimeter : A device for measuring the earth's gravity.
Seismograph : A device for measuring vibrations in the earth; it can be used to detect earthquakes or to record mechanical vibrations.
Overburden : The rock or soil above a valuable mineral deposit, sometimes called burden.
Dredge : A floating barge used for excavation in shallow waters.
Nodule : A small round lump of matter; manganese is obtained from nodules recovered from the ocean.
Surface Mining : Excavating mineral deposits by methods that do not involves shafts or tunnels into the earth .
Bucket Excavator : A device with a number of bucketlike shovels on a moving belt; it can dig up and dump waste material in a continuous operation.
Open Pit Mine : A surface mine in which working levels, like terraces, are cut into the ground; sometimes called an open cut mine.
Bench : A working level in an open pit mine.
Rock Mechanics : An attempt at a mathematical analysis of the forces acting along the joint of natural rock formation.
Strip Mining : A form of surface mining in which the overburden is removed so that a vein of ore or seam of coal roughly horizontal to the surface can be removed from open pit mining in the benches are not usually used in strip mining operations.
Contour Strip Mining : Strip mining which follows the contours (lines that separate different heights or elevations) in hilly or mountainous areas.
Alluvial Deposits : Sand, clay, and gravel deposited by flowing water.
Placer Mining : A system of mining in which heavier substances are separated from lighter ones in flowing water by the force of gravity.
Nugget : A solid lump, usually of pure gold.
Hydraulic Mining : A system of mining using a stream of water under pressure to break up alluvial deposits; the nozzle that directs the water is called a hydraulic giant.
Sluice : A channel for directing and controlling the flow of water.
Gravel : Loose material consisting small, rounded fragments of rock.
Pneumatic Drill : A drill that works by means of compressed air.
Wedge : A device with two flat sides that come together at an angle or point; it can be driven into an object to split it.
Aggregate : Crushed rock mixed with cement to produce concrete.
To be continued ...
ب) مواد معدنی طبقه دو _ که عبارتند از :
1. آهن،طلا،کرم،قلع،جیوه،سرب،روی،مس، تیتان،آنتیموان،مولیبدن، کبالت،تنگستن، کادمیوم و سایر فلزات.
2. نیتراتها،فسفاتها،براتها،نمکهای قلیایی،سولفاتها،کربناتها،کلرورها (به استثنای مواد یاد شده در طبقه یک) و نظایر آنها.
3. میکا،گرافیت،تالک، کائولن،نسوزها ،فلدسپاتها ، سنگ و ماسه سیلیسی،پرلیت، دیاتومیت،زئولیت،بوکسیت،خاک سرخ،خاک زرد،خاکهای صنعتی و نظایر آنها .
4. سنگهای قیمتی و نیمه قیمتی مانند الماس، زمرد، یاقوت،یشم، فیروزه،انواع عقیق و امثال آنها .
5. انواع سنگهای تزئینی و نما .
6. انواع زغالسنگها و شیلهای غیر نفتی .
7. مواد معدنی قابل استحصال از آبها و نیز گازهای معدنی به استثنای گازهای هیدروکربوری . (مواد معدنی طبقه دو عبارتند از مواد معدنی فلزی و غیر فلزی)
ج) مواد معدنی طبقه سه _ که عبارتند از کلیه هیدروکربورها به استثنای زغالسنگ .مانند نفت خام، گاز طبیعی، قیر پلمه سنگهای نفتی و سنگ آسفالت طبیعی و ماسه های آغشته به نفت و امثال آنها . (قیر، پلمه سنگهای نفتی و سنگ آسفالت طبیعی در صورتی که مورد عمل وزارت نفت،شرکتها و واحدهای تابعه و وابسته به آن وزارت نباشد، جزو معادن طبقه دو محسوب می شوند.
د) مواد معدنی طبقه چهار _ که عبارتند از کلیه مواد پرتوزا اعم از اولیه و ثانویه.
_تبصره: طبقه آن دسته از مواد معدنی مرتبط با محدوده طبقات یک و دو که در طبقه بندی فوق مشخص نشده یا مورد تردید باشد و نیز طبقه موادی شامل چند ماده از یک طبقه و موادی از طبقه دیگر، بر حسب نوع، اهمیت و ارزش این مواد توسط وزارت صنایع و معادن تعیین می شود.
بر اساس ماده چهار قانون معادن امور مربوط به مواد معدنی طبقات یک و دو به استثنای شن و ماسه معمولی و خاک رس معمولی در چارچوب قانون معادن در حیطه وظایف وزارت صنایع و معادن می باشد.
_تبصره: تشخیص معمولی بودن شن وماسه و خاک رس با وزارت صنایع و معادن است.
منبع: مسئولین فنی در معادن – دکتراردشیر سعد محمدی،مهندس مجید پورمقدم،مهندس علی ابراهیم زاده
گازهای معدن و عیار مجاز آنها
1. اکسیژن ( O2 )
چگالی نسبت به هوا: 1056/1
خواص فیزیکی: بی بو ، بی رنگ ، بی مزه
منابع تولید: به حالت طبیعی در هوا وجود دارد.
آثار مضر: غیر سمی
روش تشخیص: تنفس [آسان] ، دستگاههای اکسیژن سنج ، چراغ اطمینان شعله ای
علائم مشخصه: در عیار کمتر از 18 درصد باعث تسریع تنفس، در عیار کمتراز 14 درصد سبب استفراغ و ضعف ، در عیار کمتر از 10 درصد سبب کبودی رنگ بدن و حالت اغماء که ادامه تنفس منجر به مرگ تدریجی می گردد. در عیار کمتر از 5 درصد سبب مرگ آنی خواهد شد.
حداکثر عیار مجاز: (حداقل) 5/19 درصد
عیار کشنده: پایینتر از 6 درصد
2. متان یا گریزو ( CH4 )
چگالی نسبت به هوا: 5545/0
خواص فیزیکی: بی بو ، بی رنگ ، بی مزه
منابع تولید: لایه های زغال ، آتشباری ، موتورهای احتراقی ، تجزیه مواد آلی
آثار مضر: قابل انفجار ، خفه کننده
روش تشخیص: دستگاههای گازسنج (گریزومتر) ، چراغ اطمینان شعله ای
علائم مشخصه: سمی نیست اما اگر مقدار آن از حد مجاز بیشتر شود باعث کاهش درصد اکسیژن در هوا می شود.
حداکثر عیار مجاز: 1 درصد
عیار کشنده: در عیار 5 تا 15 درصد قابل انفجار
3. منواکسیدکربن ( CO )
چگالی نسبت به هوا: 9672/0
خواص فیزیکی: بی بو ، بی رنگ ، بی مزه
منابع تولید: آتشباری ، موتورهای احتراقی ، احتراق ناقص ، اکسیداسیون زغال
آثار مضر: سمی ، قابل انفجار
روش تشخیص: دستگاههای مخصوص
علائم مشخصه: در عیار 1/0 درصد باعث سردرد و مسمومیتهای جزئی ، در عیار 15/0 تا 20/0 درصد سبب مسمومیتهای خطرناک و 20 تا 30 دقیقه تنفس در عیار 5/0 درصد منجر به مرگ می گردد و در عیار 1 درصد سبب مرگ فوری خواهد شد.
حداکثر عیار مجاز: 01/0 درصد
عیار کشنده: 03/0 درصد
4. دی اکسیدکربن ( CO2 )
چگالی نسبت به هوا: 5291/1
خواص فیزیکی: بی بو ، بی رنگ ، بی مزه ، اسیدی ، اختناق آور
آثار مضر: خفه کننده
روش تشخیص: تنفس ، دستگاههای مخصوص ، چراغ اطمینان شعله ای
علائم مشخصه: در عیار 1 تا 3 درصد سبب تندی تنفس ، در عیار 5 درصد تنفس خیلی شدید و مشکل می شود. در عیار 10 درصد سبب بیهوشی و در عیار 20 تا 25 درصد منجر به مرگ می گردد.
حداکثر عیار مجاز: 5/0 درصد
عیار کشنده: 18 درصد
5. هیدروژن سولفوره ( SH2 )
چگالی نسبت به هوا: 1912/1
خواص فیزیکی: بوی تخم مرغ گندیده ، بی رنگ ، ترش مزه
منابع تولید: آب لایه ها ، گاز لایه ها ، آتشباری
آثار مضر: سمی ، قابل انفجار
روش تشخیص: بوی تخم مرغ گندیده ، دستگاههای مخصوص
علائم مشخصه: در عیار کم سبب سوزش چشم و در عیار زیاد باعث فلج شدن سیستم اعصاب و مرگ ، در عیار 01/0 درصد پس از چند ساعت سبب مسمومیت خفیف و در عیار 05/0 درصد بعد از 30 تا 60 دقیقه سبب مسمومیت خطرناک و در عیار 1/0 درصد سبب مرگ فوری می شود.
حداکثر عیار مجاز: 002/0 درصد
عیار کشنده: 1/0 درصد
6. انیدرید سولفورو ( SO2 )
چگالی نسبت به هوا: 2636/2
خواص فیزیکی: بوی مشخص ، بی رنگ ، ترش مزه
منابع تولید: احتراق کانیهای گوگرددار ، آتشباری ، موتورهای احتراقی ، آتش سوزی
آثار مضر: سمی
روش تشخیص: بوی گوگرد ، دستگاههای مخصوص
علائم مشخصه: مقدار کم آن باعث مختل شدن سیستم اعصاب به خصوص اعصاب چشم می شود و در عیار 05/0 درصد خطر مرگ را در بر دارد.
حداکثر عیار مجاز: 0005/0 درصد
عیار کشنده: 1/0 درصد
7. اکسیدهای ازت ( NO و NO2 )
چگالی نسبت به هوا: 5895/1
خواص فیزیکی: بوی مشخص ، رنگ خرمایی ، تلخ مزه
منابع تولید: آتشباری ، موتورهای احتراقی
آثار مضر: سمی
روش تشخیص: رنگ خرمایی ، بوی مشخص ، دستگاههای مخصوص ، روش شیمیایی
علائم مشخصه: سمی هستند ولی آثار آنها فوری نیست و ممکن است 20 تا 30 ساعت بعد عارض شود، تا عیار 0025/0 درصد بی خطرند ولی با افزایش عیار ، خطرناک خواهند شد و آثار مضری بر چشم ، بینی ، دهان و ششها خواهند داشت و در عیار 025/0 درصد سبب مرگ می گردند.
حداکثر عیار مجاز: 002/0 درصد
عیار کشنده: 005/0 درصد
8. هیدروژن ( H2 )
چگالی نسبت به هوا: 0694/0
خواص فیزیکی: بی بو ، بی رنگ ، بی مزه
منابع تولید: آبهای اسیدی ، آتشباری ، شارژ باتری ها
آثار مضر: سمی ، قابل انفجار
روش تشخیص: دستگاههای مخصوص
علائم مشخصه: در عیار 4 درصد مخلوط قابل انفجار با هوا را تشکیل می دهد و غالباً با هیدروکربورهای سنگین در گاز زغال دیده می شود.
حداکثر عیار مجاز: --
عیار کشنده: در عیار 4 تا 74 درصد قابل انفجار
تونل سازي پيشرفته و اتوماتيك در زير زمين اكنون به سمتي ميرود كه حـــذر از اشتبــاه در آن اجتناب ناپذير است.
تونل سازي موفق به شكل و معماري تونل و كيفيت ساخت آن ، شناخته مي شود در حاليكه در پشت آن سرمايه گذاري سنگين تكنيك هاي حفاري توسط سيستم هاي لجستيكي پيچيده قرار گرفته است.
چنين تكنيكهايي براي اجراي سريع و بدون توقف تونل سازي با قابليت محاسبه خطرات پيش رو و همچنين بالا بردن راندمان پيشرفت، طراحي مي شوند.
خطرات پنهان در تونل سازي
بستر زمين مي تواند با زونهاي خطرناك زمين ساختاري نهفته در آن همواره منبعــي از مشكـــلات غير قابل انتظار در تونل سازي باشد.
تغييرات غير قابل پيش بيني در كيفيت سنگ اغلب سبب مشكلات و هزينه هاي تاخيــر غيــر ضروري مي گردد كه امروزه هيچكس براي آن پول كافي ندارد.
بدون پيش بيني، شما با خطرات زير مواجه خواهيد شد:
| TSP203 |
GPR(Georadar) |
حفاري ضربه اي | مغزه گيري | |
| مسافت پيش بيني | 200 متر | حداكثر 50 متر | 200 متر | 200 متر |
| لزوم دسترسي به سينه كار تونل | خير | بله | بله | بله |
| زمان اندازه گيري كه موجب اخير عمليات مي شود |
1 - 5/1 ساعت | 5/1 ساعت | 45 ساعت | 240ساعت |
| اندازه گيري توسط | پرسنل عادي | متخصص | پرسنل عادي | پرسنل عادي |
| ارزيابي نتايج | 3 - 6 ساعت | 8 - 10 ساعت | 5/0 ساعت | 6 - 9 ساعت |
| اطلاعات پتروگرافيك | خير | خير | تا حدودي | خوب |
| خواص مكانيك سنگ | خوب | خير | تا حدودي | خوب ( در آزمايشگاه ) |
| اطلاعات فضائي | خوب | خير | خير | تا حدودي |
منبع: www.geotech-co.com
سالهای طولانی است که متخصصان و کارگران زحمتکش ايران زمين در صنعت تونل آثار ارزشمندی را به تمدن بشری اهدا نمودهاند بطوريکه از چند هزار سال پيش تونلهايی موسوم به قنات حفر میشده است که يکی از ابتکارات شگفتانگيز ايرانيان است. طول بعضی از اين سازه های زيرزمينی به 70 کيلومتر می رسد. تعداد قناتهای ايران بالغ بر 5000 رشته بر آورد شده و جالب توجه آن است که اين قناتهای متعدد، طويل و حساس از لحاظ جهت و شيب با وسايل بسيار ابتدايی حفر شدهاند. قديميترين آثار و قنات که در دنيا کشف شده و باستانشناسان رديابی و کاوش کردهاند، ناحيهای در شمال ايران است که قدمت آن به حدود سه هزار سال قبل يعنی دوره ورود آريايیها میرسد. در دوره معاصر و ابتدای قرن سيزدهم هجری احداث اولين تونلهای راه وراهآهن در دستور کار دولت ايران قرار گرفت.بر اساس برنامههای پنج ساله و بالاخص چشم انداز بيست ساله برنامههای توسعه کشور، نياز به ساختارهای زيربنايی در کشور بيش از پيش تجلی میکند. با توجه به شرايط اقليمی و جغرافيايی کشور و توسعه و گسترش شهرها و مراکزصنعتی ، تونل و فضاهای زيرزمينی برای استفادههای حمل و نقل داخل و خارج از شهر، انتقال آب و فاضلاب ، لوله رانی بدون حفاری سطحی برای انتقال مواد سوختنی و انرژی از قبيل نفت و گاز ، احداث فضاهای زيرزمينی استراتژيکی و دفاعی ، توليد برق ، ايستگاههای مترو و پارکينگ بهطور فزايندهای در حال مطالعه ، ساخت و يا بهرهبرداری هستند. عوامل زمينشناسی و اقتصادی در گذشته از جمله موانع توسعه فضاهای زيرزمينی بوده است. با توجه به توسعه علم و فناوری در مطالعات زمينشناسی و مهندسی ژئوتکنيک وآشنايی بهتر و بيشتر با شرايط زمين و ساخت و گسترش تجهيزات ساخت و بهرهبرداری تونلها باعث شده است که رويکرد به اين ساختار زيرزمينی بيشتر شود. اغلب شهرهای بزرگ توانايی و گنجايش داشتن حمل ونقل روی سطحی را نداشته و در نتيجه به سيستم های زير زمينی از قبيل مترو روی آورده و بدون دستخوردگی در سطح زمين ، با احداث خطوط متعدد مترو، شبکه وسيعی از حمل و نقل را در شهرها ايجاد نمودهاند. برای انتقال آب وفاضلاب نيز مشابه حمل و نقل گزينهای به جز استفاده از مجاری زيرزمينی وجود نداشته و شبکههای بزرگ و گسترده تونلهای آب و فاضلاب شهری در حال احداث می باشند. در حال حاضر در کشورهای توسعه يافته در برخی موارد، فضاهای زيرزمينی به عنوان تنها گزينه مناسب برای ايجاد فضاهای تفريحی ، فرهنگی و ورزشی مطرح میباشند. در اغلب موارد فضاهای زيرزمينی در دراز مدت با صرفه تر خواهد بود. از مزايای استفاده از فضاهای زيرزمينی و تونلها ،میتوان به موارد زير اشاره کرد
:-
حفظ محيط زيست-
تأمين ايمنی و امنيت بيشتر-
صرفهجوئی در هزينههای تأمين انرژی-
صرفهجوئی در هزينههای بهرهبرداری و نگهداری-
صرفهجوئی در هزينههای جابجائی تاسيسات شهری و هزينه تملک و خريد زميناز جمله تونلهای در حال ساخت کشور به موارد زير می توان اشاره کرد
:الف) تونلهای راه: آزاد راه تهران-شمال(تالون،البرزو...) ، امام زاده هاشم ، تهران-رودهن ، تنگه هيچان-سرخه
.ب) تونلهای راه آهن و مترو: قطعه چهار
B يزد-هرمزگان ، متروی شيراز ، متروی تبريز ، خط تهران-کرج(خط پنج) ، خط 3و4 متروی تهران ، متروی اصفهان خط A شمالی وجنوبی ، متروی مشهد .ج) تونلهای انحراف و انتقال آب: کوهرنگ3 (چارمحال وبختياری) ، گاوشان(کردستان) ، چشمه لنگان(اصفهان
) ،انتقال آب دز به قمرود ، رباط کريم تهران ، خيام و خروجی تهران ، سد کوثر(خوزستان) ، سد کرج به تهران ، نوسود کرمانشاه ، سولکان کرمان ، چشمه روزيه سمنان ، قشلاق سنندج ، سبزکوه(چهارمحال و بختياری) ، روانسر کرمانشاه ، سد نسای کرمان وآبرسانی بوشهر
د) تونلهای معدنی: ضرورت تأمين مواد معدنی در راستای برنامههای توسعه و سياست های دولت ، حفر فضاهای گسترده زير زمينی را ايجاب می نمايد که از آن جمله می توان به معدن زير زمينی زغال سنگ مرکزی طبس اشاره کرد که استخراج آن به صورت مکانيزه طراحی شده و برآورد توليد ساليانه آن 5/1ميليون تن می باشد
.دولت ايران نيز با توجه به کمبودها و نيازبه فضاهای زيرزمينی در رابطه با کاربردهای مختلف آنها ، سرمايهگذاری در بخش تونلسازی را بالاخص در سالهای اخير مورد توجه قرار داده و از جمله تحولات مهم چند سال گذشته صنعت تونل ايران احداث فضاهای زيرزمينی را با کاربردهای متفاوت در احجام و طولهای بسيار زياد می باشد. بهطورکلی امروزه دولت در قالب وزارتخانه های نيرو ، راه و ترابری ، صنايع و معادن و کشور(شهرداریها) به طور عمده و وزارتخانههای دفاع ، نفت و جهاد کشاورزی به ميزان کمتر به احداث سازههای زيرزمينی میپردازد. به تازگی در تمامی اين سازمانها با تصويب قوانين و ايجاد امکان عقد قراردادهايی با ساختارهای متنوع امکان مشارکت شرکتهای خارجی وداخلي در سرمايهگذاری و اجرای پروژه فراهم شده است. از ديگر اقدامات جديد انجام شده می توان به حضور موثر و بی سابقه متخصصان داخلی در پروژههای مختلف احداث فضاهای زيرزمينی اشاره داشت و بعضی در زمره بزرگترين سازههای زيرزمينی در دست احداث جهان می باشند که با رعايت استانداردهای جهانی و با طراحی واجرای کارشناسان ايرانی به انجام می رسد
.
◄نگهداری در معادن:
غالبا کارهای معدنی درسنگهای سست حفر میشوند و بنابر این باید برای جلوگیری از ریزش سنگها ٬ با یستی این کارها را به وسیله های مختلف نگهداری کرد .نگهداری یکی از مباحث مهم استخراج معدن است .
◄حمل و نقل:
مواد مفید کنده شده و نیز سنگهای باطله را بایستی از فضای داخلی معدن به بیرون حمل کرد حمل و نقل در داخل معدن به وسیله ناوها ٬ نوار نقاله و واگون انجام میگیرد. که در طی مطالبی که بعدا نوشته میشود توضیح خواهیم داد
◄تهویه:
برای تامین اکسیژن لازم جهت تنفس کارگران درون معدن ٬ رقیق کردن گازهای حاصل از آتشباری و رقیق کردن گازهای قابل اشتعال (مانند گازهای حاصل در معادن زغال سنگ) لازمست که هوای درون معدن دایما تعویض گردد . به جریان انداختن هوا در قسمتهای معدن به نام تهویه موسوم است .
برای ایتکه هوای تازه به تمام قسمتهای معدن برسد ٬ هوای تازه را از یک چاه و یا تونل اصلی وارد میکنند و بعد از اینکه این هوا تمام قسمتها را دور زد از چاه و یا تونل دیگری خارج میشود.
◄آبکشی در معدن:
ضمن حفر کارهای معدنی مختلف معمولا مقدار زیادی آی جمع میشود که بایستی به طزیقی آنها را به بیرون هدایت کرد . در مواردی که شبکه معدن از یک تونل اصلی تشکیل شده باشد با توجه به آنکه شیب تونل به سمت خارج معدن است ٬ آبهای جمع شده خود به خود به بیرون معدن را ه خواهند افتاد اما در صورتی که شبکه توسط چاههای قائم و یا مایل احداث شده باشد بایستی آب را به وسیله تلمبه به بیرون هدایت کرد.
◄روشنایی در معدن :
نور طبیعی به داخل معدن نفوذ نمیکند و برای تامین روشنایی باید آن را به طزیق مصنوعی روشن کرد ولی برای کار افراد در قسمت های در حال کار بایستی برای هر نفر چراغ انفرادی نیز تهیه کرد که این منظور به کمک چراغهای مخصوصی تامین میشود.
◄روشهای دسترسی به ماده معدنی:
بعد از اینکه تاسیسات بیرونی معدن نصب گردید بایدبه ماده معدنی دست یافت .درصورتی که وضعیت کانساربه گونه ای باشد که بتوان آنرا به طریق روباز استخراج کرد ابتدا سنگهای پوشاننده کانسار را بر داشته به استخراج ماده معدنی میپردازند (مانند معادن مس سرچشمه و آهن چغارت) ولی در مواردیکه ضخامت سنگهای پوشاننده کانسار زیاد باشد بایستی ابتدا به ماده معدنی دست یافت و سپس شبکه معدن را احداث نمود .انواع روشهای دست یابی به ماده معدنی عبارتند از :
الف – دسترسی با استفاده از تونل افقی
در مواردی که شیب زمین مناسب باشد میتوان با استفاده از یک تونل افقی به ماده معدنی دسترسی پیدا کرد (مانند معادن پابدنا و تزره )
ب - دسترسی با استفاده از چاه قائم
در مواردی که شیب زمین در محل کم باشد و یا به علت مسایل دیگر نتوان از تونل استفاده کرد برای دسترسی به ماده معدنی از چاه قائم استفاده میشود (مانند معدن باب نیزو واقع در حوضه زغالی کرمان) باید توجه داشت گرچه برای دسترسی یک چاه کافی است ولی برای تهویه و تامین شرایط ایمنی همیشه احداث دو چاه ضروری میباشد.
ج - دسترسی با استفاده از تونل مورب
در مواردی که نتوان از تونل افقی برای دسترسی به ماده معدنی استفاده کرد از تونلهای مورب استفاده میشود در این مورد نیز بایدبرای تهویه و تامین شرایط ایمنی دو چاه احداث کرد (مانند معدن پابدنای جنوبی در حوضه زغالی کرمان)
◄احداث شبکه معدن:
بعد از دسترسی به ماده معدنی باید آن را به وسیله تونلهای افقی به تعدادی طبقه تقسیم کرد. انتخاب فاصله بین دو طبقه از موارد بسیار مهم میباشد در مرحله بعد بایستی هر طبقه را با استفاده از کارهای معدنی که اشاره خواهیم کرد به چند قطعه تقسیم میکنیم در حقیقت هر قطعه یا بخش قسمتی از ماده معدنی است که از چهار جهت به وسیله کارهای معدنی مختلف احاطه شده باشد . بعد ازآماده شدن بخشها معدن برای استخراج آماده است و میتوان عملیات استخراج را شروع کرد .
ادامه دارد ...................... مطلب بعدی :آشنایی با کارهای معدنی
این نوشته ها از کتاب( اصول استخراج معادن/ج1/ تالیف حسن مدنی) برگرفته شده است و هدف ما از آوردن این مطالب در این قسمت دادن یک دید کلی و آشنایی مختصری به خوانندگان عزیز میباشد تا اجمالا با قسمتهای مختلف معدن آشنا شوند.این مطالب برای درک و فهم بیشتر مطالب از جانب خوانندگان در چند قسمت آورده خواهد شد(البته با تلخیص) وما به شما عزیزان توصیه میکنیم که مطالب این بخش را به خاطر اهمیتی که از نظر قرار دادن یک دید کلی در اختیار خواننده دارند پیگیری بفرمایید .
◄تاسیسات بیرونی معدن
یکی از مسائل مهمی که باید به هنگام انتخاب محوطه معدن در نظر داشت وجود فضای کافی جهت تخلیه مواد باطله معدن است
.
الف – نیروگاه یا پست توزیع برق
برای تامین روشنایی محوطه معدن ٬ شارژ چراغهای معدنی ٬ تغذیه بادبزنهای اصلی ٬ تغذیه تعمیرگاه و مسائل نظیر آن وجود نیروگاه یا پست توزیع برق الزامی میباشد.
ب - کمپرسورخانه
بسیاری از دستگاههای معدنی با هوای فشرده کار میکنند برای همین منظور کمچرسور خانه ها احداث میگردند و با توجه به صدای زیاد این بخش این تاسیسات باید دور از تاسیسات اداری ایجاد شوند.
ج – چراغ خانه
برای تامین روشنایی لازم جهت افراد هنگام کار بایستی برای هر کارگر در هر شیفت کاری یک چراغ موجود باشد وهمچنین جهت شارژاین چراغها و ... وجود این تاسیسات لازم میباشد.
د – تعمیرگاه و کارگاه فنی
برای تعمر وسایل معدنی و به منظور ساختن قطعات فلزی ٬ چوبی و بتونی و معمولادر محوطه معدن ایجاد میگردد.
ه – دکلهای معدن
در مواردی که برای دستیابی به ماده معدنی از چاه قائم استفاده میشود برای انجام عملیات باربری بالای هر چاه یک دکل احداث میگردد .
و – مرکز جرثقیلها
حمل و نقل افراد و مواد معدنی در داخل چاه به کمک تعدادی جرثقیل انجام میگیرد که معمولا همه آنها در یک محوطه مخصوص نصب شده ا ند.
ز - بادبزن اصلی
یکی از مسایل مهم در معدن تهویه هوای آن میباشد وبرای یک به جریان انداختن هوا در قسمتهای مختلف معدن معمولا یک بادبزن اصلی در محوطه معدن نصب میشود که از طریق تونل یا چاه موجود هوا را به جریان میاندازد .
ح – بونکرها
معمولا مواد معدنی از طریق واگون ها به بونکرها انتقال یافته و سپس از آنجا در کامیونها تخلیه شده و به ایستگاه بارگیری حمل میشوند.
ط – مخزن آب
برای اطفا حریق های اتفاقی در برخی معادن بخصوص معادن زغال سنگ ٬یک مخزن بزرگ آب پیش بینی شده و به وسیله لوله هایی به داخل معدن متصل میگردد که البته ایم مخزن جدا از مخزن آب برای مصارف آشامیدنی و بهداشتی میباشد.
ی – کارگاههای تغلیظ
امروزه در اکثر معادن یک کارگاه تغلیظ و شستشوی مواد معدنی وجود داردکه ماده خارج شده را پر عیار میکند .
ک – ساختمان های اداری و بهداشتی
علاوه بر تاسیسات یاد شده در محوطه هر معدن یک ساختمان اداری مرکزی ٬ حمام و ساختمان کمکهای اولیه احداث میگردد.
ادامه دارد................ مطلب بعدی:روشهای دست یابی به ماده معدنی و احداث شبکه
استخراج معدن عموما به يکي از دو طريق روباز و زيرزميني انجام مي گيرد:
الف) روش استخراج روباز(openpite)
اين روش در مورد ذخايري که داراي ضخامت قابل ملاحظه اي بوده و در قسمت سطح زمين نياز به خاک برداري و باطله برداري زيادي نداشته باشد به کار برده مي شود. براي استخراج سنگ معدن معمولا معدن را به صورت پلکاني باز مي کنند( معدن طلاي چاه خاتون موته – اصفهان ). باز کردن معدن و ايجاد پله ها در صورت نرم بودن طبقات تشکيل دهنده ي سنگ معدن به وسيله ي بلدوزر انجام مي پذيرد در اين حالت پس از آماده شدن پله ها، استخراج و بهره برداري ماده ي معدني به وسيله ي بلدوزر و ماشين آلات بارگيري و حمل و نقل کننده ي مواد معدني و در بعضي موارد به وسيله ي ماشين آلات مدرن و بهره گيري از نوار نقاله صورت مي گيرد در موادي که طبقات تشکيل دهنده ي ماده ي معدني از سنگ هاي سخت وسيليسي باشد استخراج و بهره برداري ماده ي معدني به وسيله ي حفر چال ها و آتش باري به وسيله ي مواد ناريه انجام مي گيرد. روش هاي روباز از نظر نوع و ارتفاع پله ها به انواع مختلفي تقسيم بندي مي شوند که هر يک به نام روش خاصي نامگذاري مي شوند.
(معدن سرچشمه)
ب) روش استخراج زيرزميني(underground)
اين روش در مورد ذخايري که داراي ضخامت قابل ملاحظه نبوده و در قسمت هاي عمقي زمين قرار گرفته و براي رسيدن به ماده ي معدني نياز به باطله برداري زيادي دارد به کار برده مي شود. روش هاي زيرزميني عموما به دو دسته تقسيم مي شوند، يکي روش هاي زيرزميني با استفاده از حفر تونل هاي استخراجي، دوم روش هاي استخراجي زيرزميني با استفاده از حفر چاه هاي استخراجي.
1-
استخراج با استفاده از تونل هاي استخراجي
اين روش در مواردي به کار مي رود که معدن از نظر توپوگرافي به حالت کوهستاني و تپه ماهور هاي مرتفع باشد که افراد لازم جهت حفر تونل را داشته باشد در اين حالت در افق هاي مختلف اقدام به حفر تونل هاي استخراجي مناسب مي شود، در صورت وجود تونل هاي اکتشافي در داخل ماده ي معدني و مناسب بودن آنها براي انتخاب در طرح استخراج معدن ضمن عريضتر كردن تونل ها و اقدام در مورد نگهداري آنها از وجود همين تونل ها به عنوان تونل هاي استخراجي استفاده مي شود.
در بعضي موارد که ضخامت رگه ي طلادار حدود چند ده سانتي متر بوده اما از نظر عيار طلا به ميزاني است که استخراج و بهره بردري آن مقرون به صرفه مي باشد و از نظر مورفولوژي هم به نحوي است که استخراج آن بايستي به طريقه ي زيرزميني و با استفاده از حفر تونل هاي استخراجي صورت گيرد. اجبارا براي استخراج اين رگه ي کم ضخامت لازم است تونل هايي با سطح مقطع چند متر مربعي حفر شود تا تنها همين رگه ي كم ضخامت را استخراج کرد.
-۲ استخراج با استفاده از چاه هاي استخراجي
اين روش در مواردي به کار مي رود که معدن از نظر توپوگرافي طوري نيست که بتوان براي استخراج ماده ي معدني از حفر تونل هاي استخراجي استفاده کرد مثلا در مواقعي که ذخاير مورد نظر در زيرزمين در يک ناحيه ي مسطح (دشت) قرار گرفته و همچنين مواقعي که ذخيره ي آن قسمت از معدن که در قسمت هاي مرتفع واقع بوده استخراج شده و نوبت به ذخاير پايين تر از افق تونل هاي استخراجي رسيده است، در اين حالت ها از وجود حفر چاه هاي قائم و مورب استفاده مي شود.
در مورد چاه هاي مورب اين گونه چاه ها به نحوي طراحي مي شود که رگه يا توده ي ماده ي معدني را در اعماق قطع کرده و سپس از افق هاي مختلف تونل هاي افقي حفر مي شود که با استفاده از اين تونل ها ماده ي معدني استخراج و از طريق چاه به بيرون از معدن حمل مي شود.
در مورد چاه هاي قائم هم طراحي به نحوي صورت مي پذيرد که چاه در محل مناسبي نسبت به توده ي ماده ي معدني به صورت قائم حفر شده سپس در افق هاي مختلف از داخل چاه تونل هاي افقي استخراجي ايجاد مي شود در اين حالت هم عمل استخراج با استفاده از تونل هاي افقي انجام و ماده ي استخراج شده از طريق چاه قائم به بيرون از معدن حمل ميشود.
متناسب با چاه هاي قائم و مورب ماشين آلات استخراج و بابري معدني نصب و مورد استفاده قرار مي گيرند.
تاریخچه حفر گمانه بسیار قدیمی است و پیشینیان برای جستجوی آب در دشتها و درهها به حفر گمانه میپرداختهاند و چون تلمبه اختراع نشده بود، در اغلب موارد آب از چاه (گمانه) به صورت آرتزین خارج شده و یا چهارپایان کار آبکشی را انجام میدادند. تا آنجا که تاریخ نشان میدهد قدیمیترین گمانهها در چین حفر شده و سیستم حفاری ضربهای که امروزه در حفر گمانه مورد استفاده قرار میگیرد، همان طریقه قدیمی است که در چین متداول بوده است. برای حفر گمانه به اعماق مختلف ، اقطار و در سنگهای گوناگون ، وسایل و تجهیزات و ماشین آلات حفاری در انواع و استانداردهای مختف با تکنولوژیهای گوناگون متداول است.
انواع روشها و تکنیکهای حفاری
حفاری شوئیدنی (Wash boring)
این حفاری برای بدست آوردن نمونههای خاک ، حفاری اکتشافی برای بررسیهای اولیه ، حفر گمانه برای برخی آزمونهای برجا از جمله آزمایش SPT بکار میرود.
روش حفاری :
بالا و پایین رفتن سر مته باعث سست شدن مواد زیر لوله تزریق آب میشود. آب با فشار زیاد از سوراخ سر مته خارج و خردهها را به خارج هدایت میکند.
مزایا :
نیاز به کارگری با مهارت کم دارد. در همه نقاطی که برای وسایل سبک قابل دسترس باشند، قابل اجرا است.
محدودیتها :
اجرای عملیات ، مخصوصا در عمق بیش از 10 متر کند است. نفوذ در خاک مقاوم مشکل و در سنگ غیر ممکن است. خارج کردن گراول از لوله جدار مشکل است و منجر به کاهش کیفیت نمونهها میشود. گرفتن نمونه دست نخورده مشکل است.
مته دورانی (Ratary drill)
این روش هم نمونههای خاک و سنگ را بدست میدهد و هم نمونههایی برای انواع آزمایشهای برجا ایجاد میکند. این روش در حفر گمانههای غیر قائم برای زهکشی افقی یا ایجاد مهار کاربرد دارد.
روش حفاری :
پیشروی توسط سر مته برنده که در انتهای لوله حفاری قرار دارد و تحت فشار هیدرولیکی است، انجام میشود. دیواره چاه را معمولا گل نگاه میدارد.
مزایا :
روشی نسبتا سریع است و میتواند در همه نوع مواد نفوذ کند. برای همه نوع نمونه گیری مناسب است.
محدودیتها : جابجا کردن وسایل در زمینهای ناهموار و باتلاقی مشکل است و محتاج راه مناسب است. همچنین محتاج سکوی تسطیح شده است. کارآیی حفاری با توجه به اندازه دستگاه متغیر است.
اوگر مارپیچی ممتد
این دستگاه سوراخهایی به قطر کوچک تا متوسط حفر میکند و بطور پیوسته نمونههای دست خورده میگیرد. معمولا در خاکهای دارای چسبندگی ، که چاه بدون لوله جدار ریزش نمی کند، انجام میشود.
روش حفاری :
حفاری با چرخاندن رشته ممتد اوگرمارپیچی صورت میگیرد.
مزایا :
روش سریع در خاکهای مقاوم و سنگ نرم است. پس از خروج اوگر ، اگر چاه باز باقی بماند، امکان نمونه گیری SPT وجود دارد.
محدودیتها : پس از خروج اوگر در مواد با چسبندگی کم یا دانهای و یا بدون چسبندگی ، چاه ریزش میکند و لذا عمق حفاری تا نزدیکی سیستم ایستابی محدود میشود. روشهای نمونه گیری محدود و نمونههای بدست آمده دست خوردهاند.
اوگر میان تهی
این دستگاه سوراخهایی با قطر کم تا متوسط برای نمونه گیری از خاک حفر میکند.
روش حفاری :
روش حفاری مشابه حالت قبل است با این تفاوت که ساقه مجوف به داخل زمین پیچانده میشود تا نقش یک لوله جدا را بازی کند.
مزایا :
روش سریع خاکهای ضعیف تا نسبتا مقاوم است. گرفتن نمونههای SPT و UD امکانپذیر است. در خاکهای مقاوم حاوی لایههای شنی ، نفوذ به اعماق زیاد مشکل و به داخل قطعات سنگ غیر ممکن است. دست خوردگی قابل ملاحظهای ممکن است بر اثر مته اوگر در خاک بوجود آید.
اوگرهای با قطر زیاد
این روش برای حفر سوراخهای با قطر زیاد (تا 10 سانتیمتر) برای کسب نمونههای دست خورده و بررسی لایهها در خاکهای دارای چسبندگی که گمانه نیاز به حایل ندارد، مورد استفاده قرار میگیرد.
روش حفاری :
با چرخاندن اوگر دارای قطر زیاد خاک بریده شده و گمانه حفر میشود.
مزایا :
روشی سریع بوده و بررسی شرایط خاک در زیر زمین از نزدیک را امکانپذیر میسازد.
محدودیتها :
عمق حفاری توسط سطح ایستابی و شرایط سنگ محدود میشود. ماشینهای بزرگتر محتاج راه دسترسی مناسب هستند. برای خاکهای بدون چسبندگی ، رسهای نرم و خاکهای آلی مناسب نیست. نمونهها دست خورده است.
حفاری ضربهای
تنها در حفاری چاههای آب بکار میرود. نمونههای شسته شده توسط گلکش خارج میشود. عمق تا سنگ بستر را مشخص میکند.
روش حفاری :
سر مته سنگین بالا آورده شده و رها میشود تا مواد شکسته شده و یک مخلوطی از خردهها و آب ایجاد شود که توسط گلکش با پمپهای ماسه کش خارج میشود. دیواره چاه توسط لوله جدار ، پابرجا نگاه داشته میشود.
مزایا :
روشی نسبتا اقتصادی جهت تعبیه گمانههای با قطر زیاد (تا 60 سانتیمتر) در انواع مواد است.
محدودیتها : ابزارها بزرگ و پر زحمت است. در خاکهای قوی و سنگ به کندی انجام میشود. اغتشاشات اطراف سر مته که ناشی از ضربات پر انرژی سر مته است، به شدت بر مقادیر SPT تاثیر میگذارد. مغزه گیری و نمونه UD سنگ امکانپذیر نیست.
مته چکشی
برای حفر چاه آب و چاههای اکتشافی در داخل قطعه سنگها مناسب است.
روش حفاری :
مشابه حفاری ضربهای است. شمعی که توسط نیروی دیزل رانده میشود برای راندن لوله جدار مضاعف استفاده میشود. در حالی که جریان هوا تراشهها را از لوله داخلی خارج میکند.
مزایا :
نفوذ نسبتا سریع در قطع سنگها و قلوه سنگها است.
محدودیتها :
مشابه حفاری ضربهای است، با این تفاوت که پیشروی به مراتب سریعتر است.
مته ضربهای بادی
این روش برای حفر گمانه برای آتشباری ، دوغاب زنی و مهار سنگ است. روش سریع برای حفر چالهای با قطر کم در سنگ سخت است. بهترین کاربرد را در سنگهای سخت تودهای دارد. نمونهها منحصرا به ذرات و تراشههای کوچک است. برای نمونه گیری بکار نمیرود. در سنگهای سست دارای شکستگی با لایههای رس یا شیل مرطوب ممکن است تمام لوله حفاری در سوراخ باقی بماند.
روش حفاری :
ضربات و چرخیدن سر مته ، سنگ را خرد میکند و تراشهها توسط فشار هوا خارج میشود
