Mathematical and fuzzy logic models in prediction of geological and geomechanical properties of rock mass by excavation data on underground works

Abstract

In underground works, the continual consciousness of geological and geomechanical properties of rock mass during drilling, is of major importance to optimize the works and the equipment used. In this paper, the mathematical relationship obtained from tunnel excavations, considering percussion drilling for blasting by a drilling machine and by a tunnel boring machine (TBM) are exposed. These mathematical relationships are useful in the percussion drilling case, to adjust the drilling parameter recorder (DPR) tools, and in the case of TBM to predict the rock mass geomechanical index (RMR). Taking into account the complexity of these mathematical models obtained, as a consequence of the affected variables and their relations, a fuzzy logic model based on parameters accessible to the drilling machine has been used in tricone bit drilling.

Matematinis ir neraiškiosios logikos modeliai aprašant geologines ir geomechanines uolienos savybes, naudojant požeminio kasinėjimo duomenis

Santrauka. Atliekant požeminius uolienų gręžimo darbus ir optimizuojant darbus bei jiems naudojamą įrangą, labai svarbu prognozuoti geologines ir geomechanines uolienos savybes. Šiame darbe pateikiamos gautos matematinės išraiškos, taikant tunelių kasimo duomenis, gautus naudojant smūginio gręžimo ir tunelių gręžimo (TBM) įrangą. Šios matematinės išraiškos yra naudingos smūginio gręžimo metu koreguojant gręžimo parametro fiksavimo (DPR) duomenis, o naudojant TBM įrangą – nustatant uolienos geomechaninį indeksą (RMR). Atsižvelgiant į gautų matematinių modelių kompleksiškumą, t. y. į gautus parametrus ir jų sąryšius, naudotinas neraiškiosios logikos modelis, jungiantis parametrus, tinkamus trigalvio grąžto gręžimo įrangai.

Reikšminiai žodžiai: neraiškioji logika, tunelių gręžimo įranga, gręžimo parametro fiksavimas, trigalvis grąžtas.

Keyword : fuzzy logic, tunnel boring machine, drilling parameter recorder, tricone bit