تحلیل پایداری جبهه کار طولانی زغال سنگ با استفاده از مدل سازی عددی

چکیده
 امروزه روش جبههکار طولانی یکی از رایجترین روشهای استخراج زیرزمینی بهکار رفته در معادن زغال میباشد. این روش جزو روش های تخریبی محسوب شده و بصورت استخراج قسمت مورد نظر و تخریب پشت کارگاه، اجرا می شود. تخریب باعث میشود که از فشار زیاد ناشی از وزن طبقات بالایی بر روی وسایل نگهداری کاسته شود. تخریب مطمئن و ایمن سقف بلاواسطه براساس طراحی و آماده سازی مناسب با به کارگیری اصول مکانیک سنگ صورت میپذیرد. پس از استخراج یک پهنه جبههکار طولانی، لایههای پوششی سقف صدمه دیده و این تغییرات از سقف بلاواسطه شروع و تا سطح زمین ادامه مییابد. برای کنترل سقف کارگاه باید سقف بلاواسطه را در نظر گرفت. جنس و ضخامت سقف بلاواسطه از عوامل اصلی در انتخاب روش کنترل میباشد. محاسبه قدرت تحمل یا پایداری در کارگاه استخراج، کار مشکلی است زیرا اولاً اندازه و جهت فشار معلوم نیست؛ ثانیا اندازه و فشار با گذشت زمان تغییر میکند. به همین دلیل برای تعیین فشار وارد بر کارگاه های جبههکار طولانی روشهای مختلفی ارائه میشود. از جمله این روش ها استفاده از روابط تجربی، ابزاربندی و همچنین مدل سازی های عددی است. با توجه به اینکه مدلسازی های عددی میتواند تا حد امکان عوامل مختلف را مدل کند، یکی از روش های قابل اعتماد میباشد. به استفاده شده است. کارگاه FLAC3D همین منظور در این مقاله از مدلسازی عددی توسط نرم افزار 12- 27 معدن زغال سنگ هشونی از معادن تحت پوشش شرکت زغال سنگ کرمان، برای بررسی بصورت مطالعه موردی انتخاب شده است. این معدن به روش جبههکار طولانی کار میکند. کارگاه استخراج این معدن یک کارگاه بحرانی میباشد که طول آن حدود 200 متر و ضخامت لایه حدود 2 متر با شیب 45 درجه میباشد. برای مدل سازی منطقه تخریب، با بکارگیری روش نیروهای گرهی، به سقف و کف نیرو اعمال گردید. رویکرد جدیدی که جهت اعمال نیرو صورت گرفت بکارگیری تابع تاثیر نات می باشد که یک رابطه تجربی جهت پیش بینی نشست سطح زمین است. با توجه به نتایج مگاپاسکال محاسبه شده بدست آمده از مدل سازی عددی، فشار وارد بر کارگاه استخراج حدود20/ است. در نتیجه سیستم نگهداری برای کارگاه استخراج، سه ردیف ستون با توان باربری 7 مگاپاسکال به فاصله 1 متر از یکدیگر پیشنهاد می شود. 

واژه های کلیدی:

جبه هکار طولانی، تحلیل پایداری، مد لسازی عددی، نر م افزار FLAC3D، تابع نات، معدن زغا لسنگ هشونی.

نویسندگان :

رمضان تازیکه  ، غلامرضا سعیدی ، رضا رحمان نژاد

پنجمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1393)