Овоошлын торны үүрэг түр засвар, мөнхийн самбарын дэмжлэгт

Уул уурхайн торны технологийн талаарх ойлголт ба геотехникийн үүргийг ойлгох

Уул уурхайн торнууд нь газрын доорх барилга дахь хөрс, чулуулагийн бүтцийг тогтворжуулах зориулалттай инженерчлэлийн геосинтетик материал юм. Гурван хэмжээстэй бэхэлгээний системүүд нь туннелийн хананууд, уурхайн шахтуудад чухал үүрэгтэй налуугийн стрессийг багасган, бүтцийн ачааллыг хажуу чиглэлд тараана.

Уул уурхайн тор гэж юу вэ? Геотехникийн хэрэглээнд хэрхэн ажилладаг вэ?

Орчин үеийн уул уурхайн торнуудыг ихэвчлэн модуль хэлбэртэй болгосон өндөр нягатын полиэтилен (HDPE) эсвэл цагаан тугалган сплаваас үйлдвэрлэдэг. Тэдгээрийн үндсэн үүрэгт орно:

• Ачааллын дахин тараалт : Хүчтэй цэгийн стрессыг хүчтэй бус хөрсөнөөс харьцуулахад хүртэл 40%-иар бууруулна
• Хаишлын эсэргүүцэл нэмэгдэх : Хагарсан чулуун масс дахь гадаргуугийн үрэлтийн өнцгийг 12-15°-иар нэмэгдүүлдэг
• Ус зайлуулах боломжийг хангах : Нээлттэй бүтэц нь усны урсгалыг хянах боломжийг олгох бөгөөд гидростатик даралт бий болохоос сэргийлдэг

Агуулын барьцааны торны технологийн хөгжлийн түүх

Эртний модон шахмайгаас эхлээд өнөөгийн полимер суурьтай системүүд хүртэл агуулын торны технологи нь идэвхтэй орчны (pH <3) коррозийн эсрэг тэсвэрт чанар, механизирован тоннелийн хам совхит байдал, удаан хугацаанд (>50 МРа) ачаалал үйлчлэх үеийн ползелтийн эсэргүүцэл зэрэг тогтмол асуудлуудыг шийдвэрлэх зорилгоор хөгжиж ирсэн. Сүүлийн үеийн хөгжилд хурдан цагаар 25 жилийн турш таталтын хүчийг 95% хадгалдаг цацрагийн гэрэлд тэсвэртэй полимерүүд орно.

Бүтцийн бат бөхийг сайжруулах агуулын торны гол шинж чанарууд

Лабораторийн болон талын өгөгдлүүд дөрвөн чухал ажиллагааны шинжийг онцолсон:

Эдгээр шинж чанарууд нь 2023 оны шүдэнзэн чулуун давхаргад байрлах тоннелийн судалгаанд илрээснээр х Reinforcement хийгээгүй хэсгүүдтэй харьцуулахад деформацийн хурд 28%-иар буурахад хувь нэмэр болдог.

Түр тоннелийн дэмжлэгийн тулд уурхайн тор: Механизм ба хэрэглээ

Тоннель ухах үед тогтвортой байдлыг хадгалахад тулгардаг бэрхшээл

Тоннелийн барилга угтварын шалтгаанаар хүндийн төвлөрөл нэн даруй дахин хуваарилагдах бөгөөд барилгын саатлын 72% нь төлөвлөгөөгүй чулуулагийн деформаци эсвэл гэнэт хөндий болохтой холбоотой байдаг. Уурхайны тор нь гэмтлийн бүсэд орших чулуулагийн уналтыг удирдах, нүхтэй давхрагад ус орохыг хянах, мөн трещины нягтыг хүртэл 40%-иар доод талын түвшинд үнэлж болох геологийн судалгааны нарийн мэдээллийн алдааг засахад тусалдаг.

Уурхайны тор ашиглан ачааллын тараалт ба хүндийн стрессийг бууруулах

Эдгээр өндөр хатангийн полимер сүлжээнүүд нь радиал стрессыг квадрат метрт 28 кН хүртэл хяналттай руу өргөсөх замаар тэсвэрлэж, туннелийн дээд хэсгийн сул цэгүүдээс эдгээр хүчийг холдуулахад тусалдаг. 2024 онд хийсэн саяхны талбайн шинжилгээнд боргоцойн чулуулагийн бүсэд маш гайхамшигтай зүйл гарч ирсэн. Эдгээр сүлжээг ухаж эхэлснээс хойш зөвхөн хоёр цагийн дараа суурилуулахад бүс нутаг дахь трещины тархах хурд ойролцоогоор 63 хувийн бууралт үзүүлсэн. Традицион цайр болон дэмжлэгийн ялгаа нь тэдгээр нь зөвхөн хангалттай хэмжээгээр нугаламтгай байдагт оршдог. Уурхайн сүлжээний өргөст 0.2-0.5 хувьд хэлбэлзэл үзүүлдэг бөгөөд ингэснээр хугацаа өнгөрөх тутамд газрын хэвийн хөдөлгөөнийг бүрэн задрахгүйгээр тэвэрч чаддаг.

Уурхайн сүлжээг шоткрет болон чулууны болттой хослуулан хамгийн сайн түр дэмжлэгийн системийг бүрдүүлэх

Боловсон аргачлалын суурилуулалт нь дараалсан арга замыг баримтладаг:

1. Анхдагч тогтворжуулалт: ≥1.2м зайтайгаар байрлуулсан чулууны болтуудын хамт уурхайн сүлжээ
2. Хоёрдогч хүчирхийлэл: торны ирмэгийг нэвтрүүлсэн 50 мм шоткрет давхарга
   Энэ гибрид арга нь элслэг чулуулагт байгуулалт хийх 14 хоногийн шийдвэршиг үед 98,7% тогтвортой байдлыг хангаж, зөвхөн 82% тогтвортой байдалд хүрсэн уламжлалт торны системийг давав.

Туршлагын судалгаа: Эрсдэл өндөртэй түр цоолгооны орчинд хэрэглэх

2022 онд усанд насослогдсон давхрага доорх нүүрсний нэвтрэх замын цоолгоог өргөжүүлэх үеэр газрын доорхийн торнуудыг 0.8 м тутамд 200 кН/м суналтын хүчтэйгээр суурилуулав. Үр дүнд:

• ган аркны дэмжлэгтэй харьцуулахад суурилуулах хурд 40%-иар илүү
• зургаан сарын хугацаанд түр дэмжлэгийн зардлыг 30%-иар бууруулсан
• Гурван тодорхойгүй гажилтын шугамтай тулгарч байсан ч аюулгүй байдлын ямар ч хувь заяагүй болсонгүй
  Төслийн дараах шинжилгээ нь анхлан тооцоолсноос 12%-иар илүү шингэний даралт байх эд хүртэл деформаци буюу хэлбэр алдалт 5 мм-ээс бага хэмжээнд хэвээр үлдсэнийг баталсан.

Байнгын цоолгооны бэхэлгээнд газрын доорхийн тор: Бат бөх чанар ба загварчлал

Байнгын цоолгооны бүрхэвчинд удаан хугацааны элэгдэлийн эрсдэл

Тогтмол бэлхэсүүрүүд нь газрын доорх усны нэвтрэлт, хөлдөөх-хайлах мөчлөг, химийн идэвхжил зэрэгт өртөж хуримтлагдсан элэгдэлд ордог. Хүчилжих орчинд батлан хамгаалаагүй бетон сульфатын дэгдээс 15 жилийн дотор шахигдлын бат бөхийн 22% -ийг алдаж болно. Уул уурхайн тор нь гидравлик туннелийн загварчлалд харуулсан шиг трещиний тархалтыг хүртэл 40% бууруулж эдгээр эрсдэлийг бууруулдаг.

Уул уурхайн тор ашиглан хугацааны дамжаар бат бөх чанар ба ачааллын эсэргүүцлийг сайжруулах

Өндөр нягтшлын политетилений уул уурхайн торнууд хурдасны эсрэг маш сайн тэсвэрлэж, хүчиллэг уурхайн усанд хагас зууны турш байршихад анхны хүч чадлын ойролцоогоор 95%-ийг хадгалдаг. Жинхэнэ нүүрсний тоннел дотор хийсэн шалгуунуудад сонирхолтой зүйл гарч ирсэн. Эдгээр торнууд дор хаяж 80 кН/м-ийн чангарлын хүчтэй байх үедээ арматурын хүчдэлгүй ердийн бетон бүрхэвчтэй харьцуулахад цаг хугацаатай хамт бүтцийн деформацийг гуравны хоёроор бууруулдаг. Тэдгээрийг ийм хүчтэй болгож буй зүйл бол газрын доорх хөдөлгөөн эсвэл жигд явдаг хүнд машин техникээс үүсэх чийгийн цэгүүдийг тархан түгээдэг явдал юм.

Бетон бүрхэвчид уул уурхайн тор суурилах загварчлалын авч үзэх зүйлс

Эдгээр техникийн шаардлагууд нь задралыг саатуулж, роботын шүршмэл бетон тавих төхөөрөмжтэй нийцэлтэй байдлыг хангана.

Тохиолдол судалгаа: Нийлэмлэг геосетээр Альпийн уурхайн үйл ажиллагааны үед уурхайн хашлага ханыг бэхжүүлэх

Европын уурхайны консорциум 2,800 м өндөрт байрлах байнгын нэвтрэх замын туннельд хоёр чиглэлтэй полипропилен геосетийг суурилуулсан. Найман жилийн туршид гарсан үр дүнгүүд бол:

• 64%-иар буурсан шинэлтийн ноёны ноёнгоос үүдэлтэй хоолойн эвдрэл
• 28% бага жил бүрийн засвар үйлчилгээний зардал нь ган бэхэлгээтэй харьцуулахад
• Бүтцийн гэмтэлгүй -40°C хүртэлх температурын хэлбэлзэл байх эдлээ
  Сетийн уян хатан чанар нь мөсөнгийн хөдөлгөөнд тохируулан зохицож, шүршмэл бетон дахь микротрещинуудаар ус орохыг саатуулсан.

Уурхайн сүлжээ ба устадсан бэхэлгээний аргуудын харьцуулах давуу тал

Хэлбэр алдалтыг хянах: Олборлолтын тор дээр тулгуурласан тор буюу ган тор - Өгөгдөлд суурилсан харьцуулалт

Хэвийн байдлаа алдахыг хянах талаар ярих үед уул уурхайн тор нь сталь торыг тодорхой давуу талтай, зөөлөн хөрсийг зэрэгцээ тооцсон тохиолдолд тоннелийн ханын хөдөлгөөнийг ойролцоогоор 42%-иар бууруулдаг. Сталь тор их хатуу байдаг бол уул уурхайн тор өөрөөр ажилладаг. Тэдгээр нь полимер торны бүтцээр тархсан чангарлыг дамжуулж газрын стрессийг шингээхэд тусалдаг. 2022 оны саяхны 14 тоннелийг судалсан өгөгдлийг харвал сонирхолтой зүйл гарч ирж байна. Торгоор бэхэлсэн хэсгүүд 25 МПа-ийн стресст ч 3 мм-ээс бага зөрүүтэй байхад сталь торны хэсэгт илүү их хөдөлгөөн гарч, ижил нөхцөлд 8 мм-ээс дээш хэмжээтэй болжээ. Энэ юуны тулд чухал бэ гэвэл газар хөдлөлтийн бүсэд сталь нь гэнэт хугарах склондой. Та гэж бодож байна уу? Бүх тоннелийн 37% нь ийм хүхэрхэг сталь хугарснаас болж буултанд ордог. Иймээс чичирхийлэлтэй бүсийн хувьд эдгээр нь илүү уян хатан торнууд нь илүү аюулгүй орон зайг санал болгодог.

10 жилийн суурилуулалт, засвар үйлчилгээний мөчлөгийн өртөг-ашиг шинжилгээ

Уул уурхайн тор нь сталь торны материаллаг өртөгөөсөө 18% илүү боловч 23 уул уурхайн төслийн хувьд хийсэн хугацааны дагуух шинжилгээгээр түүний 10 жилийн амьдралын мөчлөгийн өртөг 28% бага байдаг. Гол хэмнэлтүүд нь дараах зүйлсээс үүсдэг:

• модуль загварын дизайн нь гар аргаар хийх боолтын ажлаас хамааран хөдөлмөрийн цагийг 55%-иар бууруулдаг
• полимерийн бат бөх чанараас үүдэн коррозоор үүсэх засварын тоо 92% бага байна
• засварын интервал 40% уртасдаг

Хуучин аргачлал нь туслан дэмжих шаардлага болон бэхэлгээний гэмтлээс үүдэн гарах хуваарьт алдагдал зэрэг далд өртөгтэй байдаг.

Илүү сайн үзүүлэлттэй ч уул уурхайн тор хэт бага хэрэглэгдэж байна уу? Мэргэжлийн мэдээлэл

ASTM тестэд сталь торонтой харьцуулахад 31% илүү ачааллын багтаамжтай байсан ч уул уурхайн торыг Север Америкийн туннелийн төслүүдийн зөвхөн 22%-д ашигладаг. Энэ бага хэрэглээ нь гурван гол саадыг илтгэдэг:

1. Өв залгавар шаардлага : Нийтийн инфраструктурын гэрээний 67% нь одоог хүртэл сталь бэхэлгээ шаарддаг
2. Сургалтын хоцрогдол : Гэрээт гүйцэтгэгчдийн зөвхөн 38% нь полимер сүлжээ суурилуулах тоног төхөөрөмжтэй
3. Төсөөллийн хоцрогдол : Инженерийн 55% нь уул уурхайн сүлжээний өртгийг 200-300%-иар ихэсгэн үзэж байна

UV тогтвортой байдал болон анкерийн нийцэл зэрэг анхны асуудлыг шийдвэрлэснээр шинэчилсэн ISO 9001 сертификатжуулалттай үйлдвэрлэл нь чухал дэд бүтцийн төслүүдэд өргөнөөр нэвтрэх замыг нээж өгсөн.

Ирээдүйн туннелийн аюулгүй байдлын тулд уул уурхайн сүлжээний материалд оруулсан инновацууд

Шүлтлэг орчинд тэсвэртэй өндөр хатангид полимерээр хийсэн сүлжээнүүд

Хурдасгасан хуучралтын туршид эдгээр шинэ полимерийн найрмал нь ердийн цагаан тугалданаас ойролцоогоор 2.3 дахин илүү их хугацаанд хүчтэй pH болон далайн усны коррозид тэсвэртэй байдаг. Эдгээр торнуудыг яагаад ийм бат бөх болгодог вэ? PET ширхэг ба онцгой савангүйжүүлэх давхаргыг хольсноор хүчиллэг уурхайн усны урсгалын нөлөөг маш ихээр бууруулдаг. 2023 оны саяхны туршилтыг үзвэл, шинэ материалын жижиг хэсгүүд нь чийглэг дэд газрын туннелд таван жилийн турш байсан ч анхны хүч чадлынхаа 87%-ийг хадгалж чадсан. Ижил нөхцөлд харьцуулахад арматур тор зөвхөн ойролцоогоор 63% хүч чадлыг хадгалж чадсан бөгөөд эдгээр найрмал материал нь хугацаа өнгөрөх тусам хэр их сайн ажиллаж байгааг харуулж байна.

Бодит цагт бүтцийн хяналт тавих зориулалттай мэдрэгчид багтаасан ухаалаг уурхайн тор

Торхины бүтэцтэй холбогдсон оптик кабелын сенсорууд 0.02%-иас бага деформацийг ч мэдрэх боломжтой бөгөөд энэ нь арвин гар аргаар шалгах арга замаас ойролцоогоор 15 дахин илүү мэдрэг гэсэн үг юм. Эдгээр дэвшилтэт сенсоруудыг урьдчилан таамаглах шинжилгээний хэрэгслүүдтэй хослуулбал, засвар үйлчилгээний багийн хүрээнд хүлээгдээгүй засварын хэмжээ ойролцоогоор 40%-иар буурдаг. Систем нь харагдахуйц гэмтэл гарахаас хамаагүй өмнө асуудлын эх үүсвэрийг илрүүлдэг. Жилдэх бүрт газар 5 мм-ээс илүү шилжих магадлалтай газар хөдлөлтийн бүсүүдэд ийм түр зайлшгүй илрүүлэлт маш их ач холбогдолтой байдаг. Газрын доор юу болохыг урьдчилан мэдэх нь ирээдүйд томоохон гэмтэл гарахаас сэргийлэхэд тусалдаг.

Алт олборлох торхны үйлдвэрлэлд өртгийн үр дүнтэй байдлыг дэвшилтэт материал, шинэлэг технологитой тэнцвэржүүлэх

Гурван шинэлэг арга хэрэгсэл нь өртгийн хувьд үр дүнтэй үйлдвэрлэлийг хөдөлгөнө:

• Модуль зургийн дизайн загварчлагдсан ган торхнуудтай харьцуулахад суурилуулалтыг 22% илүү хурдан болгох боломжийг олгодог
• Үйлдвэрлэлийн дахин ашиглах материал гарцан бат бөхийг алдалгүй 45% нийлмэл агууламжийг олж авах
• Давхар үйлдвэрлэлийн арга техник тонн тутамд 18 кВтц энерги хэмнэхийн тулд экструзийг роботын цахилгаан баглахтай хослуулах

Амьдралын мөчлөгийн шинжилгээ нь эдгээр ахицууд нь эвнийн арга боловсруулалттай харьцуулахад 10 жилийн тоннелийн үйлчилгээний хугацаанд нийт эзэмших зардлыг 19% бууруулдаг болохыг баталдаг.

Түгээмэл асуулт

Уурхайн торнууд ямар материалуудаас бүрддэг вэ?

Уурхайн торнуудыг ихэвчлэн модуль хэлбэрт самбайнууд болгон эсвэл зэвэрдэггүй ган сплаваар босоно.

Уурхайн торнууд тоннелийн тогтвортой байдлыг хэрхэн дэмждэг вэ?

Уурхайн торнууд нь цэгийн стрессыг бууруулах, хагарсан чулуун масс дахь үрэлтийн өнцгийг нэмэгдүүлэх, нүх сувгийг сайжруулах замаар тоннелийн тогтвортой байдлыг сайжруулдаг.

Ихэвчлэн хэрэглэдэг бэхэлгээний арга барилаас илүү уурхайн тор ашиглах ямар давуу талууд байдаг вэ?

Уурхайн торнууд ган тортой харьцуулахад деформацийг илүү сайн удирдах, суурилуулах ажлын цагийг бууруулах, коррозоор засвар үйлчилгээ хийх шаардлагыг хамгийн бага болгох, засварын зайг уртасгах зэрэг олон давуу талуудтай.

Уурхайн торнууд түр болон байнгын тоннелийн дэмжлэгт тохиромжтой юу?

Тийм, уурхайн тор нь түр болон батлагдсан тоннелийн бэхэлгээнд хэрэглэгдэж, трещинийг тархахаас сэргийлж, ачааллын цэгийг бууруулах замаар тэсвэрт чанар ба ачааллын эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг.

Уурхайн торны ирээдүйг хөгжүүлэхэд ямар шинэчлэлтүүд нөлөөлж байна вэ?

Шинэчлэлтүүдэд коррозитой орчинд тэсвэртэй өндөр хүчтэй полимерээр хийсэн тор, бүтцийн хяналт тавих ухаалаг сенсортой тор, мөн зардал хэмнэлттэй модуль дизайн орно.