جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "penetration rate" در نشریات گروه "مهندسی معدن"
تکرار جستجوی کلیدواژه «penetration rate» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
تاکنون تحقیقات زیادی در زمینه پیش بینی عملکرد ماشین حفر تونل در سنگ صورت گرفته است ولی مطالعات قبلی اغلب در شرایطی صورت گرفته اند که خردایش (Chipping) فرآیند غالب در حفاری بوده و مدل های پیش بینی عملکرد ماشین نیز در این شرایط توسعه یافته اند. در مواقعی که به هر دلیلی نیروی تراست دیسک کاتر برای نفوذ در سنگ کافی نباشد و خردایش کامل نشود، کارایی مدل های موجود کم می شود و بایستی مدل های جدیدی برای شرایط آسیاب کاری (Grinding) ارائه گردد. در این مطالعه داده های بدست آمده در حین اجرای تونل پروژه توسعه جنوبی خط 6 مترو تهران، که بخشی از مسیر آن در واحدهای سنگ آهک کرتاسه قرار داشته و به دلیل عدم کفایت نیروی تراست دیسک کاترها، آسیاب کاری فرایند غالب حفاری بوده است، مورد ارزیابی قرار گرفته است. هدف پیاده سازی الگوریتم های مختلف یادگیری ماشین برای پیش بینی پارامتر نفوذ کله حفاری در هر دور چرخش در شرایط آسیاب کاری در سنگ آهک مورد مطالعه است. به همین منظور الگوریتم های مختلف رگرسیون خطی و غیرخطی پیاده سازی و درنهایت نتایج با هم مقایسه شده است. ازآن جا که تعدادی از این الگوریتم ها جزء جدیدترین رویکردهای یادگیری ماشین هستند، خطای پیش بینی بسیار کم تر از روش های مرسوم رگرسیون می باشد.کلید واژگان: آنالیز رگرسیون, آسیاب کاری, عملکرد ماشین حفر تونل, نرخ نفوذ, یادگیری ماشینMuch research has been done so far in predicting the performance of tunnel boring machines in rock, but previous studies have often been conducted in conditions where chipping is the dominant mode, and machine performance prediction models have also been developed in these conditions. When, for any reason, the thrust force is not enough to penetrate the rock and the cutting is not complete, the efficiency of the existing models reduces, and new models should be provided for grinding conditions. In this study, the data obtained from the southern extension of Tehran subway Line 6 (SEL6), which part of its route was located in the Cretaceous limestone units and due to the insufficient disc cutter thrust, grinding was the dominant mode, was evaluated. The purpose of implementing different machine learning algorithms is to predict the penetration rate of cutterhead in studied limestone in grinding conditions. So, different linear and non-linear regression algorithms have been implemented and finally, the results have been compared. Since some of these algorithms are among the latest machine learning approaches, the prediction error is much less than in conventional regression methods.Keywords: Regression Analysis, Grinding, Performance Of TBM, Penetration Rate, Machin Learning
-
Journal of Aalytical and Numerical Methods in Mining Engineering, Volume:13 Issue: 37, Winter 2024, PP 1 -9In this study, the penetration rate of the excavation machine in Tabriz Metro Line 2 using geotechnical parameters and neural networks is estimated. For this purpose, through comprehensive analysis, including borehole drilling, field and laboratory tests, and consideration of similar projects, the geotechnical parameters for soil and rock layers have been determined. Preprocessing data techniques, such as normalization, have been applied to address challenges such as noise and bias in raw data. Also, neural networks with varying architectures were evaluated using mean square error and correlation coefficient as evaluation metrics. The architecture (1-12-8) of this research demonstrates superior performance with a mean square error of 1.630 and a correlation coefficient of 0.932. This shows a strong relationship between predicted and actual penetration rate values. The findings of this research highlight the effectiveness of neural networks in estimating the penetration rate. Accurate estimations of the non-linear penetration rate were achieved by employing a single-layer neural network with multiple neurons using appropriate transfer functions. Overall, this research contributes to the understanding of geotechnical considerations for urban train routes and demonstrates the accuracy of neural networks for penetration rate estimation. These insights have implications for the design and engineering of similar projects.Keywords: Tunnelling, Mechanized excavation, Neural networks, Geotechnical parameters, Penetration rate
-
حفاری مغزه گیری یکی از فرایندهای مهم در پروژه های ژئوتکنیکی و معدنی می باشد که بررسی عوامل موثر در آن، در پیشبرد پروژه اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش تاثیر فاکتورهای زمین شناسی مانند خصوصیات ذاتی و توده سنگهای معدن نخلک مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر آنها بر میزان نرخ نفوذ حفاری، مورد ارزیابی قرار گرفته است. طبق پژوهش های انجام گرفته بر روی چهار نمونه سنگی با تکیه بر حدود 35 هزار متر حفاری مغزه گیری مشخص شده است که با کاهش جورشدگی ذرات، میزان وزن واحد حجم و ویژگی های مهندسی سنگ افزایش و میزان تخلخل و جذب آب کاهش میابد. این امر باعث می شود که نرخ نفوذ سرمته در سنگ کاهش یافته و سنگ قابلیت حفاری کمتری داشته باشد. میزان کوارتز و سیلیس موجود در سنگ نیز شاخص مهمی در کاهش نرخ نفوذ می باشد. تاثیر سیمان دولومیتی سنگ باعث افزایش تخلخل و افزایش نرخ نفوذ می گردد. از مهمترین شاخص های ارزیابی نرخ نفوذ در توده سنگ، میزان تراکم درزه ها است که با کاهش میزان RQD، میزان نرخ نفوذ به شدت کاهش می یابد. نتایج نشان می دهد، میزان نرخ نفوذ در ازای افزایش شاخص RQD (از 60% به 80%) باعث افزایش 160% نرخ نفوذ می شود.
کلید واژگان: حفاری مغزه گیری, نرخ نفوذ, RQD, جورشدگیCore drilling is one of the most important processes in geotechnical and mining projects, and accurate of the factors affecting its efficiency is importance role in advancing the project. In this study, the effect of geological factors of Nakhlak mine samples has been investigated and their effect on drilling penetration rate has been evaluated.According to the researches on four rock types from Nakhlak mine, about 35 thousand meters of core drilling, it has been determined that by reducing sorting (well grading), unite weight and rock engineering properties (strength, durability, Seismic waves velocity ...) increase and the amount of porosity and water absorption decreases. This causes the decrease penetration rate of rocks. The amount of quartz mineral in the rock is also an important factor in reducing the penetration rate. Dolomitic matrix of rocks can increase porosity and penetration rate. One of the most important factor affecting on penetration rate in rock mass is the density of joints and RQD. The results show that the penetration rate increase as 160% in exchange RQD index from 60% to 80%.
Keywords: Core drilling, penetration rate, RQD, Sorting -
Journal of Aalytical and Numerical Methods in Mining Engineering, Volume:12 Issue: 33, Winter 2023, PP 55 -63
The performance of mechanized excavation depends on the soil abrasivity and the resistance of cutting tools against wear. The wear has a negative effect on excavation machine parameters, such as penetration rate, and reduces the machine's efficiency. Worn tools require replacement, which interrupts the project and incurs high maintenance costs. For this reason, many efforts have been made to understand the interaction between soil and cutting tools. Various wear-measuring devices have been designed and built to measure soil abrasivity and cutting tool wear. In this research, to study the mechanism of tunnel excavation in the laboratory, a tunnel boring machine laboratory simulator was designed and built, and the effect of the operating parameters of the excavation machine on the average wear of cutting tools was studied. The features of this machine are its horizontal excavation, the low rotation speed of the cutterhead, continuous contact of the cutters with fresh soil during the test, and continuous injection of materials with a specific injection pressure during the test. Using the granulation of soil prepared from Tabriz metro line 2 in three moisture content of zero, 7, and 13%, the effect of the rotation speed of the cutterhead, rotation time, and penetration rate on the wear of cutting tools was studied. The investigations showed that with the increase in the rotation speed of the cutterhead, the average wear increases. Also, the increasing rotation time has caused more friction between the cutting tools and the cutterhead with the soil, and the wear has increased. The wear decreased with the increase in the penetration rate, despite the increase in the intensity of the conflict between the soil particles and the cutting tools. The results obtained from this research by using a tunnel boring machine laboratory simulator are in good agreement with previous studies.
Keywords: TBM, Rotation speed, Penetration rate, Wear of cutting tools -
International Journal of Mining & Geo-Engineering, Volume:55 Issue: 2, Summer-Autumn 2021, PP 145 -150Nowadays, Tunnel Boring Machines (TBM) are widely used around the world on account of their high rate of excavation, little impact on the surrounding rock and their high safety standards. The rock mass boreability is considered as one of the main parameters in evaluating the TBMs performance in jointed rock masses .Boreability is a parameter reflecting the interaction between the rock mass and cutting tools. This paper aims to render an account of the effect of Joints Geometrical Parameters on the boreability by use of a database prepared utilizing the data (TBM operation and geological parameters) collected from Kerman Water Conveyance Tunnel projects in Iran. For this purpose, the joint parameters (orientation, spacing, persistence) affecting the boreability have initially been investigated. Then, the total fracturing factors (Bruland) and Persistence classification were used to investigate the effects of all three parameters on the borability. The results showed that the boreability is also increased by increasing the joint persistency. Besides, the effect of fracturing factor ( ) on boreability increases by increasing the joint persistency. In this paper, a new parameter called "Rock Joint Index"(RJI) is also presented according to the analysis performed on the database. The boreability value estimated based on the RJI shows a good agreement with the actual penetration rates.Keywords: Joint Geometrical Parameters, Jointed rock mass, Penetration Rate, Rock Mass Boreability, Tunnel Boring Machines (TBM)
-
بهبود عملکرد ماشین حفار TBM در حفاری تونل همواره مورد توجه بوده است. در این مقاله به بررسی تاثیر تغییر تعدادی از دیسک های TBM با ابزار خراشی بر پارامترهای عملیاتی تراست، گشتاور و نرخ نفوذ در خط 6 مترو تهران پرداخته شده است. بدین منظور مقادیر پارامترهای عملیاتی در بخش های مختلفی از خط 6، قبل و بعد از تغییر ابزار برشی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد تغییر نوع ابزار برشی به طور میانگین مقدار تراست را 44 درصد نسبت به حالت قبل از تغییر ابزار برشی کاهش می دهد و بازه کاهش میانگین تراست بین حداقل 28 درصد تا حداکثر 57 درصد بوده است. همچنین الگوی جدید، میانگین گشتاور را به اندازه حداقل 9 درصد و حداکثر 58 درصد و به طور میانگین 40 درصد کاهش داده است. وجود بخش های ریزدانه در طول مسیر که موجب گل گرفتگی دیسک ها شده است، می تواند دلیل بالا رفتن مقادیر تراست و گشتاور در بخش های قبل از تغییر ابزار برشی باشد. در عین حالی که مقادیر میانگین تراست و گشتاور با تغییر ابزار برشی کاهش یافته است، مقادیر نرخ نفوذ نه تنها کاهش نیافته است، بلکه در بیشتر موارد بین 5 تا 23 درصد افزایش داشته است. نتایج نشان می دهد که تغییر نوع ابزار برشی در شرایط آبرفت تهران موجب بهبود عملکرد ماشین TBM شده است.
کلید واژگان: عملکرد TBM, ابزار برشی, تراست, گشتاور, نرخ نفوذ, ابزار خراشی, خط 6 مترو تهرانJournal of Aalytical and Numerical Methods in Mining Engineering, Volume:10 Issue: 24, 2020, PP 63 -76Summary:
In this paper, the effect of replacing disc cutters with ripper tools on the performance of a TBM in Tehran Metro Line 6 is investigated by comparing the value of operating parameters of TBM before and after the replacement. The results show that this replacement has a positive impact on the TBM performance.
IntroductionImprovement of the performance of the TBM machine in tunneling has always been in the spotlight of research and development. The type of cutting tool, which is selected based on the mechanical properties of the formations along the tunnel route, could affect the efficiency and production rate in tunneling. In Tehran Metro Line 6, the consumption of disc cutters increased with decreasing the efficiency of disc cutters, along with increasing the value of thrust and torque. Hence, some of the disc cutters of the TBM were replaced with ripper tools in order to improve the TBM performance.
Methodology and Approaches:
In this paper, the effect of this replacement on the performance of the TBM is examined by statistical analysis of the field measurements. The value of operational parameters- thrust, torque, and penetration rate of the TBM- in different sections before and after the replacement is investigated.
Results and ConclusionsThe statistical analysis shows that the mean value of both thrust and torque as well as their standard deviations after the replacement have considerably decreased in comparison with the figures for before the replacement, while the mean value of penetration rate has been approximately identical in both before and after the replacement of cutting tools. The results show that this replacement of disc cutters with ripper tools in alluvial conditions of Tehran has improved the performance of the TBM machine.
Keywords: TBM performance, Cutting tool, Thrust, Torque, Penetration rate, Tehran metro line 6 -
برآورد نرخ نفوذ ماشین در سنگ اولین و مهم ترین گام در پیش بینی زمان اجرای حفر مکانیزه تونل است. در این تحقیق پایگاه داده ای از اطلاعات حین حفر تونل گلاب ایجاد شده است. با توجه به فرمول های متعدد پیشنهادی برای محاسبه نرخ نفوذ، عملکرد هر کدام از مدل ها در پیش بینی نفوذ ماشین در ساختگاه تونل گلاب با مقادیر واقعی مقایسه شده است. در بین مدل های موجود مدل فرخ و گانگ دقت بالاتری از سایر مدل ها داشتند. همچنین با استفاده از اطلاعات پایگاه داده ایجاد شده، میزان تاثیر پارامترهای مختلف ژئومکانیکی بررسی شد که تاثیر فاصله داری درزه ها و RQD بیشتر از سایر پارامترها بود و مقاومت فشاری تک محوری تاثیر کمی بر مقدار نفوذ داشت. با استفاده از روش های مختلف تحلیل رگرسیون روابطی برای پیش بینی نرخ نفوذ ارائه شد که با توجه به دقت بالاتر روش SMO رگرسیون، رابطه به دست آمده از این روش به عنوان مدلی برای پیش بینی عملکرد ماشین پیشنهاد شد. همچنین با کمک روش های یادگیری ماشین و ساخت درخت تصمیم و با اولویت دهی به پارامترهای ژئومکانیکی موثرتر، یک سیستم طبقه بندی برای پیش بینی نرخ نفوذ پیشنهاد شده است.کلید واژگان: عملکرد ماشین, نرخ نفوذ, مدل پیش بینی, سیستم رده بندی, تونل گلاب
-
One of the most important parameters used for determining the performance of tunnel boring machines (TBMs) is their penetration rate. The parameters affecting the penetration rate can be divided in two categories. The first category is the controllable parameters such as the TBM technical characteristics, and type and geometry of the tunnel, and the second one is the uncontrollable parameters such as the intact rock properties and characteristics of the rock mass discontinuities. The aim of this work was to investigate the effects of rock mass properties on the penetration rate, and to present a new mathematical equation based on a statistical approach to estimate the TBM performance. To achieve this aim, the Monte-Carlo (MC) simulation method was used to model the TBM performance. Accordingly, the database consisting of the rock mechanics information such as the uniaxial compressive strength, Brazilian tensile strength, toughness and hardness of rock, spacing and orientation of discontinuities, and measured TBM penetration rate in 151 points out of a water tunnel was collected. Next, using the dimensional analysis, a comprehensive mathematical equation was obtained to calculate the TBM penetration rates using the developed database. Finally, using the MC simulation method, the probability distribution function of the TBM penetration rate was studied. The validation results obtained showed that the root mean square error (RMSE) of the proposed relationship was less than 0.3. The MC simulation results showed that hardness and density had the most and least effects on the penetration rate, respectively.Keywords: TBM, Penetration Rate, Monte, Carlo (MC) Simulation, Dimensional Analysis
-
از فاکتورهای مهم در پیش بینی عملکرد TBM، تعیین نرخ نفوذ حفاری و نرخ پیشروی است. هدف اصلی از این مطالعه، بررسی استفاده از آنالیز مولفه های اصلی در پیش بینی نرخ نفوذ TBMبا استفاده از روش شبکه های عصبی مصنوعی است. یکی از بخش های مهم در استفاده از روش شبکه های عصبی به منظور پیش بینی، انتخاب پارامترهای ورودی است. آنالیز مولفه های اصلی یکی از روش هایی است که با استفاده از آن می توان پارامترهای موثر بر نرخ نفوذ را مشخص کرد. برای دستیابی به این هدف، یک پایگاه داده متشکل از خواص توده سنگ، خواص ماده سنگ و مشخصات ماشین ایجاد شده است و سپس نرخ نفوذ با منظور کردن چندین مدل ورودی با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی در 10 کیلومتر حفاری تونل زاگرس بدون آنالیز مولفه های اصلی پیش بینی شده است و سپس با توجه به تعدد پارامترهای ورودی در شبکه از آنالیز مولفه های اصلی در انتخاب بهترین پارامترهای ورودی استفاده شده است که در نهایت شبکه ای با 11 ورودی، مورد تایید قرار گرفته است. از مقایسه نتایج پیش بینی نرخ نفوذ با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی بدون آنالیز مولفه های اصلی و شبکه عصبی مصنوعی با آنالیز مولفه های اصلی این نتیجه حاصل می شود که استفاده از آنالیز مولفه های اصلی تاثیر به سزایی در انتخاب پارامترهای ورودی شبکه و همچنین نتایج پیش بینی دارد.
کلید واژگان: نرخ نفوذ, TBM, شبکه های عصبی مصنوعی, آنالیز مولفه های اصلیJournal of Aalytical and Numerical Methods in Mining Engineering, Volume:3 Issue: 6, 2014, PP 33 -43Performance analysis and accurate prediction of Penetration Rate (PR) of a TBM have been the ultimate goals of many research works. A reliable prediction of a TBM performance is necessary in budget control and also time schedule planning in underground excavation projects. This research aims to investigate the application of Principal Component Analysis (PCA) in prediction of penetration rate of TBM using Artificial Neural Networks (ANN)، which has not been used and reported in previous studies in this field of study. PCA is a statistical procedure that uses an orthogonal transformation to convert a set of observations of possibly correlated variables into a set of values of linearly uncorrelated variables called principal components. In this study، the obtained data from 10 KM of excavated Zagros tunnel project in Iran are used to predict PR of a TBM using ANN modeling. For predicting PR of TBM، mechanical properties of intact rock and rock masses and also operational parameters such as recorded values of torque and thrust are required. Various simulations with and without PCA have been conducted to achieve the optimum network for predicting PR. The obtained results of simulation show that the network with PCA is more appropriate and the network with 11 principal components as input parameters and 16 neurons in hidden layer is the optimum structure for predicting of PR in this study. The results of developed ANN method show that the optimum network is very efficient for predicting the PR in Zagros tunnel.Keywords: Tunnel Boring Machine (TBM), Penetration rate, Artificial Neural Networks, Principal Component Analysis -
عوامل متعددی بر نرخ نفوذ که بخشی از مفهوم قابلیت چال خوری است، تاثیر می گذارند. از این رو در زمان بررسی نرخ نفوذ، باید تا حد امکان با ثابت نگاه داشتن عوامل مختلف، نقش یک یا دو متغیر را مطالعه کرد. در این مقاله، 81 مورد داده نرخ نفوذ از 12 عدد دستگاه واگن دریل در کنار 14 داده از دو دستگاه روبولت به همراه برداشت های شرکت های سازنده دستگاه ها در ساختگاه سدی در حال اجرا بر روی توده سنگ کنگلومرای بختیاری گردآوری شده و مقدار آن با عوامل متفاوت تجهیزات مورد بررسی قرار گرفته است. با تحلیل داده های گردآوری شده آشکار شد که قطر سرمته به همراه توان ضربه دستگاه، از جمله موارد مربوط به اثر تجهیزات بر نرخ نفوذ هستند که البته میزان تاثیر آن ها یکسان نیست؛ به گونه ای که تاثیر توان چکش بر نرخ نفوذ سرمته ها به میزانی است که حتی تغییر در نوع دستگاه (واگن دریل، جامبو و یا روبولت) و یا نوع سنگ نیز نمی توانند تاثیر آن را کمرنگ کنند. تغییر نوع سرمته از گلوله ای به کروی اثر یکسانی بر نرخ نفوذ نداشته و تاثیر آن بستگی به نوع چکش دستگاه و طراحی آن دارد.
کلید واژگان: نرخ نفوذ, قابلیت چالخوری, چالزنی, واگن دریل, چالزن ضربه ای, توده سنگ, سرمته, آتشباریDifferent factors control penetration rate, which is an influencing part of drillability. To study penetration rate it is recommended to record and analyze the effect of one or two variables, while keeping others constant. In this study, 81 data of penetration rate from 12 drill rigs, 14 data of two Robolt rigs, and data gathered by their manufacturers, from a dam site, were analyzed to check the role of influencing parameters of equipments. Rock type of the study area is Bakhtiari conglomerate and is constant for all the studied samples. Diameter of the bit and impact power of the rig are two main influencing factors, but with different level of consequences. The effect of rig’s impact power is so pronounced that change of rig or rock type cannot highly diminish its role. Changing the bit type, from ballistic to spherical, have not the same effect on penetration rate and it is related to the type and design of the hammer.Keywords: Penetration Rate, Drillability, Drilling, Drill Wagon, Percussive drill, Rock mass, Bit, Blasting
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.