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岩の力学 News No.069


住鉱コンサルタント


1.会社概要

 住鉱コンサルタント株式会社は、住友金属鉱山グル−プの一員として昭和38年に発足し、非鉄金属コンサルタントとして、国内外における非鉄金属資源探査·資源開発環境調査·地熱資源調査、政府による海外協力·援助のための鉱物·エネルギ−·水資源調査などを実施してまいりました。さらに建設コンサルタントとして青函トンネル、本四架橋、新幹線、高速道路など大プロジエクトに参加するとともに、道路、河川、ダム、砂防、環境などの分野において実績を重ねてまいりました。


2.資源調査本部

 資源調査本部は、資源環境調査部,工事部,試錐部,技術開発部の4部からなります。従来からの資源調査に加え、資源および建設を両輪としてそれぞれの特色を生かし、地震·火山噴火予知のための観測網の整備,活断層の深部掘削·断層構造評価、地層処分における岩盤水理構造調査などの関係業務を展開しています。


3.技術紹介

 岩盤·地質分野に関係する当本部の技術として、(1)鉱山開発計画、(2)リモートセンシング解析技術、(3)物理探査技術、(4)コントロール掘削技術を紹介します。

(1)鉱山開発計画
 探鉱からフィージビリティースタディー(F/S)に至る流れは、鉱床賦存地域の既存データの収集·整理,試錐調査による鉱床賦存状況の把握,地球統計学的手法による地質学的資源量の算出,選鉱試験による最適プロセスの検討,採鉱計画,可採鉱量の算定,操業費と起業費の積算,価格変動を考慮した経済モデルに基づく収益率の推定、となります。

 以下に国際協力調査として実施された砂岩型銅鉱床の例を示します。371孔の試錐孔からCu,Pb,Zn,Agの品位と鉱床厚に関するバリオグラムを作成し、クリギング法により地質学的資源量を計算した後、ルーム&ピラー法による採鉱計画を策定し、その可採鉱量を算定しました。

 

図-1

-1 クリギング法によるCu品位計算結果とルーム&ピラー法による採掘計画図


(2)リモートセンシング解析
 資源探査でリモートセンシング技術を適用する際に、従来型のブロードバンドや可視〜短波長赤外域の衛星センサでは詳細な鉱物分布の把握には限界があります。弊社では高スペクトル分解能の航空機搭載型ハイパースペクトル·センサ(HyMap sensor)を用いて鉱物マッピングを行っています。図2に鉱化作用に関連した白雲母の分布とそのAl組成の違いをとらえた解析図を示します。

 

図-2

-2 HyMapによる岩相抽出と白雲母の分類

 

(3)物理探査技術
 物理探査技術のうち、電気探査や電磁探査を用いた地下深部の比抵抗構造の探査·解析例について紹介します。

 図3は地上および孔内に電極を配置したトモグラフィ技術をさらに高度化し、海底にも電極を沈め、同時に計測·解析したものです。この地域は結晶質岩で低比抵抗を示すフラクチャーネットワークの構造が可視化され、海水の浸透域が局在化していることが読み取れます。

 

図-3

-3 比抵抗トモグラフィによる沿岸域地下の比抵抗構造

 

さらに弊社は古くから地震予知のために、地震計や歪計の埋設工事を手がけてきましたが、それとともに活断層の深部物性構造を明らかにする必要性が生じてきました。活断層の深部掘削としては根尾谷断層·野島断層·阿寺断層を掘削しております。野島断層の掘削は兵庫県南部地震での地震断層を地震直後に世界でも始めて掘削しました。各調査では掘削のみならず、各種物理検層·水圧破砕による初期応力測定·コア物性試験を実施し、あわせて電磁法(CSMT法(図4),MT法)による深部比抵抗構造なども実施しております。

 

図-4

-4 CSMT法による阿寺断層の比抵抗構造


土木分野では九州新幹線での長大トンネルに高密度電気探査を適用しました(図5)。測線延長9km,土被りが300mを超えるため、従来の土木分野で用いられる送信器では探査深度が浅く解析不可能です。そこで弊社の開発した大電流を流せる送信器と多チャンネル比抵抗測定器で探査し、2.5次元FEM、非線形最小二乗法により解析しました。花崗岩地域における断層帯や深部風化層などによる比抵抗構造の多様さが明らかになりました。

 

図-5

-5 トンネル縦断面での高密度電気探査解析結果


(4)コントロール掘削技術
 弊社の掘削技術として、開閉機構を有するSDS-ウエルマンシステムが既に実用化され実績を挙げています。これは、ロッド内を上下昇降できる開閉式ビットをワイヤーラインで先端に装着し、掘削するもので、ロッドを引き揚げずにビットの交換を可能にした装置です。このウエルマンシステムをコントロール掘削技術に採用し、ダウンホールモーターと組み合わせた開発を行っています。現在、(財)電力中央研究所殿のご指導のもと、スリム孔径でコアリングが可能なコントロールボーリングシステムを開発中です。

 このシステムの特徴は以下のようにまとめられます。

方位と傾斜を制御した掘削が可能

孔曲げ区間のコア採取が可能

方位や傾斜、トルクなどが連続的にリアルタイムで計測が可能(MWD)

三重管コアチューブの採用により,不撹乱コアの採取が可能

先端駆動方式/ケーシング追従方式の採用により,破砕帯区間においても保孔/コア採取が可能

 図-6にそのシステム編成の概念図を示します。

 

図-6

-6 コントロールドリリングシステムの概念図


 このような掘削技術の開発は、水平ボーリングにも活用され、さらなる長尺化が期待できます。また先端探知により情報化施工への展開にもつながってまいります。

 さらに掘削された孔井では、オーバーコアリング技術によって初期応力測定が可能となり、1000m級での初期応力測定に世界で始めて成功しました。

 掘削という基本的な技術を現代のニーズにあわせて革新することへの弊社のこだわりは今後も止むことはないでしょう。

 

4.おわりに

 私ども住鉱コンサルタント株式会社社員一同は、これらの多方面にわたる経験を基礎に、より一層技術の研鑽·開発に尽力し、建設·環境·資源分野のコンサルタントとして皆様からご信頼をいただけるよう常に努力をいたしたいと念願しております。つきましては皆様の一層のご指導·お引き立てを賜りますよう心よりお願い申しあげます。

 

(お問い合わせ)                                     
住鉱コンサルタント株式会社 資源調査本部              
〒110-0008  東京都台東区池之端2丁目9番7号          
TEL:03-3827-6135, FAX:03-3827-6145          
ホームページ : http://www.sumicon.co.jp/             
担当者E-メール :                              
(資源開発関係) 長尾尚顕 Nagao.Takaaki@sumicon.co.jp   
(物理探査関係) 千葉昭彦 Chiba.Akihiko@sumicon.co.jp   
(試 錐 関 係)   薦田靖志 Komoda.Yasushi@sumicon.co.jp 
(地層処分/CO2貯留関係)                     
          水落幸広 Mizuochi.Yukihiro@sumicon.co.jp

 


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