ボーリング・ビット位置でのAEと機械量データに基づく岩盤内可視化に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09555315
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 板倉 賢一 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (20168298)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 一彦 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (30002009)
• Keywords: ボーリング / ボーリングマシン / AE / アコースティック・エミッション / 機械量データ / 検層 / ロギング / 可視化

Research Abstract

本年度の計画に従い、ボーリング・ビット位置でのAE(岩盤切削音)とマシンの機械量データを計測、記録するためのハードウェア・システムの設計、製作、ならびに主要なソフトウェアの開発を行なった。ハードウェア部は、ビット位置トルク、推力、AE信号検出部、それに続く信号増幅、伝送回路部、ロッド内信号伝送中継システム部、削孔マシン本体の削孔回転数、ストローク検出部、全データの受信、記録部から成るシステムを想定している。本年度は特に、ビット位置でのAE信号並びにトルク、推力データが地層不連続面の検出に有効である事を確認するために、室内基礎実験を行った。また、小口径ボーリング用信号伝送システムについて検討した。
1、既存のボーリング・マシンのビット位置近傍に、トルク、推力検出用の歪みゲージ、ならびに回転軸方向、回転方向に感度を持つ小型加速度計を2個取り付け、き裂を有する岩石の削孔試験を行った。その結果、岩石の破砕面を重ね合わせただけのわずかなき裂であっても、その箇所にビットが達するといずれのデータにも変化が見られ、充分不連続面の検出が可能であることが確認された。
2、ボーリング・ロッド内での信号伝送方法を検討するために、水を満たした管内で、FM電波探知距離を測定した。その結果、アンテナ出力約2mWの発信器では、送受信アンテナ距離が25cm以内であれば受信可能であることがわかった。これにより、ビット位置の4チャンネルの信号をFM電波で発信し、ロッド内にアンテナを装備することで、信号伝送が可能であることを確認した。また、並行して光通信(RS232C)による方法も検討するため、信号伝送回路を設計、製作した。
3、各種機械量データならびにAEデータからニューラル・ネットワークを用いて不連続面を検出し、地層構造を推定、3次元表示するまでの手法を開発した。

Research Products

• [Publications] Ken-ichi Itakura: "Estimation of the 3-D Geostructure of Roof in Mines using a Mechanical Data Logging System for Rock-Bolt Drilling" Proc.of 4th Int.Sympo.on Mining Mechanization and Automation. V2. 65-74 (1997)
• [Publications] Ken-ichi Itakura: "Development of a Roof Logging System by Rock Bolt Drilling" J.of Coal & Safety. 10. 29-38 (1997)