岩盤・開発機械システム工学研究室の紹介

岩盤・開発機械システム工学研究室の紹介

研究方針（目指すもの）

当研究室では、これまで主に石炭鉱山、石灰石鉱山等における岩盤工学の諸問題を対象とした実用的な研究に取り組んできたが、国内資源産業の斜陽化に伴い、 これまでの研究を基礎として海外への展開、すなわち海外の研究機関、大学、企業との共同研究をはじめ、都市ライフラインの開発やそれに伴う環境問題などに も研究対象を拡げている。

最新の研究トピックス

CO2 の岩盤及び深海底隔離処分におけるフライアッシュセメントによるキャッピングレイアーの流動・固化特性

１．研究開発の背景と目的

副次的に生産される石炭火力発電所からのフライアッシュの有 効利用の観点から土木分野での利用拡大の研究を行ってきたが、今後年間400万トン程度のフライアッシュが未利用のまま管理処分せざるを得ない状況を考慮 するとこれらの大量の未利用フライアッシュを積極的に利用する分野の開拓が必要である。

　また、石炭火力発電による大量の CO2の必然的な排出についても、地球環境保護の観点からCO2の未採掘石炭層や石油：天然ガスの既採掘層、あるいは苦鉄質岩盤中への処分の可能性につい て検討してきたが、残念ながら技術的な面及び処分場の確保の観点から実現性はほとんど困難であると予測される。そこで、CO2の岩盤中への処分場としては ほとんど制約が無く、深海底隔離処分においてはメタンハイドレートの既採掘箇所を利用することで隔離場所の問題もなく、さらにフライアッシュセメントによ るキャッピングレイアー形成によりCO2の周辺岩盤への浸透や海水中への熔解を長期的に完全に防止することで、地下環境や海洋環境の破壊を抑制することが できる 方法を提案する。

２．研究開発の内容

CO2を岩盤中や深海底に隔離処分する方法の実現性は極めて大きく、このような場合、天然の環境条件を利用するだけでなく、石炭火力発電所 からの大量のフライアッシュを利用してCO2を安定的に岩盤中や深海底に隔離処分するためのフライアッシュセメントによるキャッピングレイアー形成技術を 開発するための基礎研究を行う。

• 岩盤処分：地下岩盤中に人工的に破砕帯を形成し、CO2 を圧入して貯留層をつくり、周辺岩盤への拡散を防止するためにフライアッシュセメントの注入によるキャッピングレイアーを貯留層周辺に形成する。
• 深海底処分：海底下のメタンハイドレートの採掘により生じた海底の窪地やもともとの窪地にCO2 ハイドレートを沈積させ、CO2の海水への溶解を抑制するために、その上にフライアッシュセメントでキャッピングレイアーを形成し、長期にわたって安定に貯留させる。

共同研究

海外の大学	インドネシア・バンドン工科大学、インドネシア科学院、チェコ・オストラバ工科大学、インド・岩盤工学研究所、オーストラリア・カーティン大学
海外の企業	三井松島オーストラリア
国内の研究所	産業技術総合研究所
国内の企業	三井松島産業、九州電力、九電産業、NTTアクセスサービス研究所、協和エクシオ、花王、テルナイト　 その他推進技術関連会社　など

岩盤・開発機械システム工学研究室学生の国際活動（2000-2005）

• オーストラリア・マッセルブルック炭鉱におけるオーガーマイニングのケーススタディ
• オーストラリア・ワンボ炭鉱におけるオーガーマシンのカッティングビット摩耗解析
• オーストラリア・カーティン大学における岩盤応力のＡＥ解析
• インドネシア露天掘り鉱山におけるリハビリテーションモニタリング、発破振動計測
• インドネシアPongkor金鉱山における岩盤亀裂の観察
• インドネシア・KPC炭鉱およびTanjung Enim炭鉱における酸性排水のモニタリング
• バンドン工科大学における石炭鉱山岩石試料の力学的特性値の解析など