資源・素材2024(秋田)

講演情報(2024年8月7日付 確定版)

一般講演

【一般講演】 開発機械/ 岩盤工学/ 資源開発技術 [9/12(木) PM 第1会場]

2024年9月12日(木) 13:00 〜 15:15 第1会場 (一般教育2号館 1F 101)

司会:小林 和弥(京都大学)、玉村 修司(幌延地圏環境研究所)

●開発機械:資源生産や地下空間利用のために用いられる技術について、岩盤掘削・破砕やその制御など、計測や機械工学的側面を中心とした議論を行う。

●岩盤工学:岩盤の力学特性,地山応力など、地下の岩盤の状態の把握に必要な基礎的な試験技術,解析技術、そしてこうした技術を用いたケーススタディについて議論を行う。

●資源開発技術:エネルギーや金属鉱物などの資源の開発に必要な上流から下流までの開発・生産の技術に関する科学的・技術的な現状および課題について議論を行う

<発表時間20分中、講演15分、質疑応答5分/1件>

13:20 〜 13:40

[3108-13-02] 掘削切羽における新しい通気分配システムの検討

○薛 倩倩1[博士課程]、菅井 裕一1 (1. 九州大学)

司会:小林 和弥(京都大学)

キーワード:坑内通気、切羽、粉塵、メタン、シミュレーション

Based on relevant field data, with traditional ventilation measures, the dust concentration may still exceed 300 mg/m3 and the local methane concentration in the tunnel may exceed 0.8 %. Therefore, based on the traditional ventilation method, a new ventilation system was designed, including an air distribution device and a dust removal fan, while effectively controlling both dust and methane. To effectively control dust and methane in a fully mechanized tunnel face, this study uses a research method that integrates numerical simulation and orthogonal testing to determine the optimal air distribution volume, positioning, and air outlet angle of the air distribution device.
The results show that Plans 1-5 (maintaining 50 % air volume) and 6-10 (maintaining 60 % air volume) do not create an efficient spiral axial air curtain directed toward the face. Therefore, there is still some return air at the exhaust outlet that moves to the rear of the tunnel. This phenomenon results in a large dispersion distance of dust and methane, possibly extending to the rear of the tunnel. Plans 11-15 (maintaining 70 % air volume), especially Plan 11 (70 %-10 m-0°), form a comparatively extensive radial and axial spiral air curtain. The synergistic effect of these two air curtains controls high concentration dust and methane within 5m of the work surface. At the operator's workplace, the dust concentration is less than 10 mg/m3 and the methane concentration is less than 0.5 %. There are cases where a relatively complete spiral air curtain can be formed in plans 16-25. However, due to the excessive air distribution volume in Plans 16-25, there is insufficient airflow from the pressure outlet to the working face. Therefore, the airflow velocity remains inadequate, resulting in ineffective dispersion of the dust concentration near the face and making accumulation more likely. As a result, the dust accumulation concentration may exceed 300 mg/m3. Based on the above analysis, it can be concluded that the optimal combination of parameters is Scheme 11 (air distribution volume 70 %, distance from pressure outlet 10 m, air outlet angle 0°). This scheme effectively controls the diffusion distance and concentration distribution of dust and methane, thereby effectively reducing the pollution in the tunnel.

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