علل ریزش در معدن

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
۱- تاثیر شرایط زمین شناختی بر طراحی و احداث تونل ها
هدف مطالعه و بررسی ساختگاه، نشان دادن طبیعت زمینی است که قرار است تونلسازی در آن انجام شود. این مطالعه و بررسی های مبنایی برای طراحی تونل و انتخاب روش های حفر و نگهداری به دست می دهند که این دو راه حلهای لازم برای مشکلات خاصی که ممکن است در رابطه با مسائل و جایابیهای زمین شناختی پیش بیایند را پیش بینی می کنند. به هر حال، شکل ها و جنبه های خاص زمین شناسی متعددی وجود دارند که در عملیات تونلسازی با آن مواجه می شوند. این جنبه های زمین شناسی می تواند باعث بروز مشکلاتی بویژه از جهت تاخیر انداختن در پیشرفت عملیات و یا افزایش خطرات عملیات شوند. آگاهی از تاثیر شرایط زمین شناسی بر عملیات تونلسازی، نتیجه و گسترش طبیعی مطالعه و بررسی محل می باشد.

url54645.jpg
تغییر در شرایط زمین شناسی که از کاهش مقاومت و کیفیت سنگ های فراگیری که باید حفر شوند، ناشی می شود، اغلب علاوه بر تاثیر بر جنبه های ایمنی و عملیاتی، موجب افزایش هزینه های تونلسازی می گردد. در نتیجه ارزیابی دقیق و عمیق شرایط زمین شناختی نقش مهمی در طراحی و برنامه ریزی، احداث و کارهای احتمالی و عملیات تونل بازی می کنند.


۱-۱- تغییر شکل توده سنگ بر اثر چین خوردگی
معمولترین شکل تغییر شکل توده های سنگی از چین خوردگی ناشی می شود و این امر در ساختارهای سنگی لایه ای آشکار تر است، هر چند چین خوردگی در کلیه انواع سنگها اتفاق می افتد. چین ها در طول موجهای مختلف از چند سانتیمتر تا چند کیلومتراتفاق می افتند. شدت چین خوردگی منعکس کننده میزان پیچیدگی و از شکل افتادن موضعی و لغزش یا برش نسبی بخشهای مختلف سنگی که تحت چین خوردگی قرار گرفته است، می باشد. لایه های چین خورده تشکیل تله های طبیعی می دهند که محل مناسبی برای تجمع ذخایر عظیمی از گاز طبیعی و نفت و آب می باشد.

چین های بشدت پیچیده غالباً با رفتار پلاستیک سنگ ها بویژه در رسوبات نرمتر و در سنگهای دگرگونی همراه می باشند. در چین خوردگی خمشی، در ساختارهای بشدت لایه ای، لغزش نسبی بین لایه ها اتفاق می افتد. چنین شکلهایی چون باز شدن ترکها یا شکاف های کششی در تشکیلات سنگی محکمتر علاوه بر گسترش برش در مناطق فشاری چینها نیز بوقوع می پیوندد. در سنگ هایی که بطور خمشی چین خورده اند، غالباً تمرکز تنش محلی اتفاق می افتد و در جاهایی که این تمرکز تنش به حد مناسبی برسد، چنین تنش هایی می توانند در جریان حفر باعث عمل انفجار (خودبخودی) در انواع سنگ های خاصی که در دسته بندی سنگ ها اصطلاحاً محکمتر و ترد نامیده می شوند، بشوند.

سنگهایی که به طور خمشی چین خورده اند در تونلها مناطقی با پایداری کم و کاهش یافته ایجاد می کنند. این بواسطه احتمال شکستگی زیادتر و تنشهای بالایی می باشد که ریسک رانش سنگ های بلاواسطه اطراف تونل که بر اثر حفر بتازگی باز شده اند را افزایش می دهد.


۱-۲- گسلها: مشخصات و تاثیر بر تونلسازی
ویژگی اصلی یک گسل ناشی از تاثیر تنش ایجاد شده ای است که باعث گسیختگی و جابجایی بعدی در طول صفحه گسیختگی می شود.

دسته بندی های مختلفی برای گس لها وجود دارد، ولی همه آنها را می توان به طور گسترده ای تحت گسلهای نرمال یا عادی، گسلهای معکوس و گسل های امتداد لغز دسته بندی کرد. در گسل های عادی، جابجایی نسبی در طول شیبی صفحه گسل باعث می شود که لایه ها بطور افقی از یکدیگر فاصله بگیرند. در گسل های معکوس جابجایی افقی باعث همپوشانی لایه ها بر روی یکدیگر می شود و علت این امر این است که جابجایی سنگ ها در طول شیبی صفحه گسل، لایه هایی که قبلاً به هم وصل بوده اند را بر روی یکدیگر قرار می دهد. گسلهای امتداد لغز به طور عمده از طریق جابجایی نسبی افقی مشخص می شوند. نکات زیر در مورد گسلها توسط wahlstrom مورد بحث قرار گرفته است، البته صاحبنظران دیگری ملاحظاتی را در ارتباط با تونلسازی بدان اضافه کرده اند:
۱- در جاهایی متعدد بویژه جاهایی که فعالیت های آتشفشانی یا تکتونیکی هنوز وجود دارد، به طور متناوب جابجائی هایی تکراری صورت می گیرند.

۲- گسل ها غالباً به صورت مسیری برای حرکت آب های زیرزمینی عمل می کنند ولی ممکن است به عنوان دبواره آب بند نیز عمل نمایند. در نتیجه فرسایش داخلی بویژه در سنگ های خاصی نظیر سنگ آهک ها می تواند اتفاق بی افتد، در حالی که در مورد دیگر انواع سنگها مانند ماسه سنگها، فلدسپات ها و سنگ های آذرین، دگر سانی قابل توجه سنگ دیواره متحمل است.

۳- اثرات اصطکاکی جابجایی در طول صفحه گسل علاوه بر واکنش شیمیایی ناشی از چرخش آب، می تواند موجب دگرسانی سنگ دیواره گردد یا دگر سانی آن را تشدید کند.

۴- عرض منطقه گسل به سوابق تکتونیک و زمین شناسی و نوع سنگها وابسته است. حتی در جاهایی که به طور نسبی جابجایی کوچکی بین لایه اتفاق افتاده است،عرض مناطق گسله می تواند به چندین ده متر برسد و این مسئله نشان دهنده برگشتهای متعدد در جابجایی در طول دوره های زمانی متمادی می باشد.

۵- مشخصات پر شدن بین گسل ها و مواد پر کننده به طور کاملاً مشخصی متفاوت هستند و اغلب میزان تاثیر جابجایی آب زیر زمینی را منعکس می کنند.

۶- خصوصیات مواد برشی پر کننده بین صفحات گسل به خصوصیات و طبیعت قطعات و خرده سنگهایی بستگی دارد که منشاٌ آنها سنگهای نسبتاً مقاوم هستند و به آنجا حمل شده اند. فضای بین صفحات گسل می تواند فقط توسط قطعات برشی پر شود, ولی اغلب مواد دانه ریز را نیز شامل می شود.

۷- سنگهای دانه ریز و پودر و خرد شده ای که بر اثر عمل سایش ناشی از حرکت نسبی دیواره گسل در طول صفحه گسل ایجاد شده اند را اصطلاحاً گوژ می نامند. آب به تجزیه چنین سنگ هایی کمک می کند و مواد پر کننده مذکور اغلب می توانند حاوی کانی های رسی باشند که این کانی ها می توانند موجب تغییر شکل پلاستیک در درون حفرات زیرزمینی, بر اثر خواص رفتاری وابسته به زمان و اثرات فشاری آماس یا تورم شوند. در نتیجه شرایط مرطوب و تماس آب با مواد پر کننده گسل می تواند دیواره تونل را تحریک به ریزش کند. این مواد پر کننده قدرت مهار شوندگی کم یا ناچیزی دارند و زمان ایستایی آنها ضعیف است. خصوصیت دانه ریزی این مواد اغلب موجب ویژگی نفوذ ناپذیری آن بطور عمده می شود.

۸- جابجایی نسبی توده سنگها تولید خراش, تراش و صیقل در سطوح گسل مس نماید. اینها می تواند جهت جابجایی را نشان دهند و در تونلسازی از جهت نشان دادن صفحات با اصطکاک بسیار پایین, که به سهولت تحریک به جدایش و لغزش سنگ به داخل فضای تونل می شوند, بسیار حائز اهمیت می باشند.

۹- گسل ها و ساختارهای اتصال دهنده امکان چرخش آب زمین و نفوذ آن به اعماق زیر سطح و دیواره های جانبی را میسر می سازند. این امر موجب دگرسانی سنگ های دیواره و هوازدگی عمقی می شود که با افت استحکام سنگ ها تا اعماق قابل بلاحظه ای از سطح زمین همراه است.

۱۰- جهت گسل در ارتباط با خط تونل حائز اهمیت زیادی است چون این مسئله طول تونل متاثر از گسل و محدوده ای از تونل که با منطقه گسله همراه است را مشخص می کند.​

ترزاقی اظهار داشته است که از جنبه مهندسی تونل, مقدار افت یا جابجایی قائم گسلها چندان مهم نیست, زیرا گسلهای با جابجایی قائم زیاد معمولاً فقط با لایه های نازکی از مواد پر کننده همراه هستند. بر عکس گسلهای دیگری با جابجایی قائم کوچکتر در درون همان سنگها با سنگهای خرد شده بسیار بیشتری در هر دو صفحه گسل همراه هستند. به هر حال, از جنبه تجربی در ارتباط با تونلهای زیر آبی, ترزاقی اظهار داشته است که اگر ضخامت سنگ نسبتاً محکم واقع بین تونل و بستر دریا به طور عمده ای کم باشد, افت یا جابجایی قائم گسل می تواند بسیار حائز اهمیت باشد.


۱-۳- درزه ها و ارتباط آنها با تونلسازی
در جایی که سنگ بشکند و در نتیجه آن جابجایی عمده قابل رویتی در صفحه شکستگی اتفاق نیفتد را اصطلاحاً درزه گویند. بر عکس یک گسل, یک صفحه گسیختگی یا لغزش در سنگ است که جابجایی نسبی در آن صورت می گیرد.

درزه ها بصورت دسته ای هستند. درزه های یک مجموعه درزه, موازی یکدیگرند و معمولاً بیش از دو دسته درزه وجود دارد که نسبت به هم تحت زاویه ثابتی قرار می گیرند.

ترزاقی گزارش کرده است که سیستم درزه ها در سنگهای آذرین درشت دانه زبر، بویژه گرانیت به طور معمول سه دسته هستند و ایجاد بلوکهای کم وبیش منشوری می کنند. وی اظهار داشته است که سنگ های رسوبی نیز بطور معمول دارای سه دسته درزه هستند که یک دسته معمولاً به موازات صفحات لایه بندی می باشند و دو دسته دیگر صفحات لایه بندی را با زاویه تقریباً قائمه قطع می کنند.

اصولاً آرایش درزه ها نشانگر ضعفهای ساختاری در توده سنگ هستند و به طور عمده بر زمان ایستایی انواع مختلف سنگ تاثیر می گذارند. تاثیر گذاری درزه ها و شکل آرایش آنها بر شکل ریزش یا گسیختگی سنگ و مشخصه پتانسیل ریزش آنها در جریان عملیات حفر تونل محتمل است. در نتیجه، آرایش درزه ها در جریان انتخاب و کاربرد وسائل نگهداری و بویژه برای نگهداری موقت مستلزم توجه خاص می باشد. آرایش درزه های سنگ بایستی در مرحله طراحی تونل و در زمان انتخاب سیستم نگهداری موقت مد نظر قرار گیرد.
 

Similar threads

بالا