2016 Fiscal Year Research-status Report
環境低負荷型コンパクトブラスティングシステムの開発
| Project/Area Number |
16K06928
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
笹岡 孝司 九州大学, 工学研究院, 准教授 (20444862)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島田 英樹 九州大学, 工学研究院, 教授 (70253490)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2019-03-31
|
| Keywords | ひずみ計測法 / DIC法 / 亀裂の発生・進展メカニズム / 岩盤状態 / 発破規格 / 起砕効果 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、まず亀裂の発生メカニズムを解明するため、モルタルブロック供試体による室内発破実験を実施し、供試体の変形挙動の正確な計測手法について検討するとともに、亀裂の発生および進展メカニズムおよびその特性について検討した。供試体の変形挙動の計測には、これまでひずみゲージが用いられてきたが、雷管の起爆に3、000V超の高電圧を用いるため、このノイズの影響により正確なひずみ計測が困難であることが明らかとなった。そこで、本研究では高速度カメラにより撮影した画像を基に画像相関法（Digital Image Correlation、 以下DIC）を用いたひずみ計測法を適用し、本手法の有効性を明らかにした。次に、DIC法により得られた供試体表面のひずみおよびひずみ速度の時間履歴から、発破による岩石の変形挙動には火薬の爆轟により発生する弾性波（S波）が大きな影響を与えていること、亀裂の発生および進展にはひずみのみならずひずみ速度が大きな影響を与えていることが明らかとなった。
一方、国内の露天掘り金鉱山において、岩盤状態（岩盤強度、亀裂密度、節理状態）発破規格（火薬原単位、起爆秒時差、起爆方向）を変化させて発破試験を実施し、これら発破規格の発破効果、発破振動および周辺岩盤の損傷に及ぼす影響について評価を行った。その結果、岩盤の起砕効果は岩石強度が大きいほど岩盤の亀裂状態に依存することが明らかになった。一方、発破条件によっては火薬原単位が増加しても起砕効果に顕著な変化が認められず、起砕物の飛翔距離が大きくなったことから、効率的かつ安全な発破を実施するためには、岩盤状態に基づいて適切は装薬量を決定する必要があることを確認した。さらに、地質条件や地形条件に応じて適切な起爆秒時差および起爆方向を設定することで、起砕物の粒度制御が可能になることも明らかとなった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成２８年度は、１）室内発破実験による諸条件下における亀裂発生・進展メカニズムの解明および亀裂発生制御方法に関する検討および２）現場実験による各地山条件および発破条件下での発破効果・発破振動に関する検討について当初の予定通り実施できており、また室内実験および現場実験についてその実施手順・手法についても確立できており、平成２９年度もスムーズに実験が実施できる環境作りができており、おおむね順調に進展していると考える。
|
| Strategy for Future Research Activity |
＜平成２９年度＞
平成２８年度の研究１）室内模型実験および２）現場発破実験を引き続き実施する。
さらに、項目１）の室内発破実験で得られた結果を基に、発破に伴って発生する応力波の伝播と亀裂進展過程および起砕物の破断面形成プロセスの解析から亀裂の発生・進展予測のための数値シミュレーションコードを開発する。また、項目１）および２）の室内発破実験および現場試験の結果を基に，各地山条件および発破規格における発破効果および発破振動の伝播挙動に関する予測モデルの構築を行う．さらに、露天掘り鉱山あるいは坑内掘り鉱山において発破試験を実施し、発破に伴う周辺地山の損傷領域ならびに安定性に及ぼす影響に関して検討を行う
＜平成３０年度＞
平成２８年度～２９年度の成果を基に，小規模発破により周辺地山および周辺環境への影響を抑制しつつ，高精度および高い発破効率を得ることが可能な「環境低負荷型コンパクトブラスティングシステム」の設計指針を提案する．
|
| Causes of Carryover |
次年度への繰り越し可能な助成金であり、年度始めに研究協力機関との協議の実施を検討しておりその旅費として使用を予定していたため。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成２９年度の研究協力機関との打ち合わせあるいは現場試験に必要な旅費として使用予定。
|
