تحليل عددي تاثيرات توالي معدنكاري زيرزميني بر پايداري سازه هاي زيرزميني در روش استخراج از طبقات فرعي (مطالعه موردي : معدن فيض آباد نايين)

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي معدن

كارشناسي ارشد

از جمله روش هاي استخراج معادن زيرزميني مي توان به روش استخراج از طبقات فرعي اشاره نمود كه فضاهاي زيرزميني با آرايش هاي مختلف در مجارت هم قرار مي گيرند، كه تاثير آن‌‌‌ها بر هم‌ديگر ممكن است باعث ايجاد اختلال در پايداري آن ها ‌شود. همچنين استخراج اين فضاها مي تواند باعث ايجاد نشست سطح زمين گردد، در نتيجه ممكن است به ساختار‌‌هاي سطحي و زيرسطحي آسيب وارد شود. در معادني كه به روش استخراج از طبقات فرعي پيشروي مي‌كنند، گام هاي استخراج از نظر جنبه اقتصادي و پايداري فضاي زيرزميني براي معدن از اهميت خاصي برخوردار است موضوع توالي حفاري و برهم كنش فضاهاي زيرزميني در سازه هاي عمراني به وفور مورد بررسي قرار گرفته است، ولي اين امر در معادن مورد كم توجهي قرار گرفته است. در اين پژوهش پايداري فضاهاي سطحي و زيرسطحي و نشست حاصل از استخراج كارگاه هاي استخراج و اثر آن بر رمپ، تونل‌ها و كمربالا و كمرپايين لايه ماده معدني در معدن سرب و روي فيض‌آباد نائين با توالي ها يا سكانس هاي مختلف استخراج انجام شده است. به همين منظور براي بررسي تاثيرات توالي معدنكاري زيرزميني بر پايداري سازه هاي زيرزميني در اين تحقيق دو سناريو به صورت جداگانه در نظر گرفته شد كه در سناريو اول مشخصات كمر بالا و كمر پايين و ماده معدني براي GSI = 65 محاسبه و تاثيرات گام هاي استخراج در طول هاي 10 و 15 و 20 متري مورد بررسي قرار گرفت و در سناريو دوم با استفاده از روش تاگوچي در نرم افزار MINITAB تعدادي آزمايش بر اساس پارامتر هاي مختلف كمر بالا، كمر پايين، ماده معدني و گام هاي 10 ،15 و20 متري استخراج و سه سطح مختلف 45،55،65= GSI طراحي شد و مورد بررسي قرار گرفته شد. در تحقيق حاضر با استفاده از روش عددي تفاضل محدود توسط نرم افزار FLAC3D پايداري فضاهاي زيرزميني اعم از كمربالا، تونل هاي دسترسي و باربري عمود برلايه به همراه نشست حاصل از حفاري آنها تحليل شد. هندسه مدل توسط نرم افزار كتيا و راينو طراحي شد و خروجي گرفتن از آن براي FLAC3D توسط نرم افزار گريدل انجام شد. به طور كلي در اين تحقيق نتايج حاصل از مدلسازي عددي نشان داد كه بيشترين تاثير استخراج ماده معدني بر پايداري ناحيه كمربالا مي‌باشد چون ماده معدني در زير اين ناحيه قرار مي‌گيرد و به طور مستقيم با آن در ارتباط مي‌باشد. همچنين با توجه به ميزان جابه جايي در ترازهاي مختلف براي گام هاي استخراج مختلف و همچنين روند تغيير مقادير سطح پلاستيك و نسبت تنش به مقاومت مي‌توان دريافت هرچقدرگام استخراج كمتر باشد ميزان حداكثر جابه جايي ايجاد شده كمتر و پايداري فضاي زير زميني بيشتر مي باشد و در صورت افزايش ميزان گام استخراج ميزان حداكثر جابه جايي بيشتر و پايداري فضاي زير زميني كمتر خواهد شد. درنهايت به طور كلي مي‌توان نتيجه گرفت در معدن زير زميني سرب و روي فيض آباد با توجه به مقاوم بودن سنگ در بر گيرنده تغيير در گام حفاري تاثير چنداني بر پايداري سازه‌ها و نشست ندارد. اين به گونه‌اي است كه تغيير قابل ملاحظه‌اي در جابه‌جايي‌ها درون سكانس‌هاي مختلف حفاري ماده معدني مشاهده نمي‌شود.

218832

مكانيك سنگ

مهندسي معدن

دانشگاه صنعتي اصفهان