環境保全型海底炭-電力変換に関する研究

• Project/Area Number: 12875196
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 資源開発工学
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 大久保 誠介 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (90092155)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秋山 政雄 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00011172) ; 福井 勝則 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (70251361)
• Project Period (FY): 2000 – 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2001: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2000: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 岩石 / 石炭 / 海底 / 電力 / トンネル / 掘進機 / カッタ / 掘削抵抗 / 炭坑 / ガス化 / トンネル掘進機 / ガスタービン / 自動化 / 採掘

Research Abstract

石炭の地下ガス化に関する研究には,100年を越える歴史があるが,実用化は今一歩伸び悩んており,何等かのブレイクスルーが必要と考えられる.本研究の提案は,海底下1000m程度までの炭層を狙った石炭-電力変換システムであり,低コストかつ無公害であることを目標とするが,そのため幾つかの新しい検討課題がうまれたが,種々検討を重ねた課題のうち,興味深い結果の得られたトンネル掘進機の掘削性能に関する事項に焦点を絞って報告する.
本研究の結果に基づけば,TBMの推力およびトルクは次のように予測することができる.掘削径およびトンネルに現れる岩盤強度(一軸圧縮強度)は与えられており,カッタ径およびカッタ数は掘削径に応じて決定されるとする.提案した計算式により定数c_1と定数c_2が求まる.別の計算式にc_1,c_2,岩盤強度,掘進速度を入れることによって,推力およびトルクの設計値が決定できる.当然ながら,適用範囲は本研究の扱った対象岩盤とTBM諸元の範囲内である.
TBM工法の場合,軟弱地盤に阻まれることがままあり,膨張性地山でシールドの周りを締め付けられたりした場合には,上記の方法で決定した推力では不足することも考えられる.また,切羽崩落などの場合には,カッタヘッドが土砂に埋まった場合には,トルクが不足することも考えられる.
本研究では,元となったデータは10個でありまだデータ不足の感がある.今後の課題としては,いくつもあげられるがまずはデータの量を増やすことによって,詳細な傾向を把握していきたいと考えている.