開発機械・岩盤力学・資源開発技術

[2501] Modeling and simulation of drilling process by the hydraulic percussive rock drill

^○安ヵ川直史¹, 福井勝則¹, 羽柴公博¹, 平野栄司², 小泉匡弘² (1.東京大学, 2.古河ロックドリル株式会社)

司会: 陳友晴(京都大学)

Keywords:さく岩機、さく孔過程、数値計算、貫入抵抗曲線

鉱山開発や土木建設などの分野において，さく岩機は火薬装填孔のさく孔など多様な目的に使用されている．さく岩機はさく孔過程で，さく岩機本体，ロッド，ビットおよび岩盤まで含めた要素が，互いに影響を及ぼしながら自励振動をしており，その挙動に関しては不明な点が多い．近年ではモデル化によってさく岩機の特性の検討が行われてきたが，簡略的なモデルに留まっており，定量的な評価を行うことはできていない．そこで本研究では，高精度のさく岩機モデルを作成してシミュレーションを行い，岩石やさく岩機の特性が，さく孔性能やさく岩機の挙動に与える影響を検討した．まず，実験結果をもとに，ビット先端での貫入抵抗曲線（荷重と貫入量の関係）の形状をより詳細なモデルとした．さらに，さく孔深さと貫入量との関係を検討し，ばらつきを考慮したモデルを作成した．擬似乱数を用いて実験結果のばらつきをシミュレーション上で再現し，貫入抵抗曲線やフィード圧などのさく孔条件が，ピストンの打撃により発生する応力波や，さく岩機の各要素の挙動に与える影響を検討した．