بررسي تغييرات پارامترهاي ژئو مكانيكي بر نشست سطحي و جابه‌جايي كارگاه‌هاي زيرزميني در گذر از معدنكاري روباز به زيرزميني: مطالعه موردي معدن گوشفيل

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي معدن

كارشناسي ارشد

با توجه به پژوهش‌ها و مطالعات گذشته، مي‌توان دريافت كه محققان همواره به پايداري معادن روباز در گذار به زيرزميني اهميت مي‌دهند، اما اين تحقيقات به خوبي تأثير خصوصيات مكانيكي بر پايداري معادن را بيان نمي‌كردند، از اين رو در اين تحقيق با استفاده از روش تفاضل محدود و نرم‌افزار FLAC3D با معيار رفتاري موهر – كولمب مطالعه‌ي جامعي بر پارامترهاي ژئومكانيكي (زاويه اصطكاك داخلي، مدول الاستيك، چسبندگي و ضريب پوآسون) صورت گرفته‌است. معدن گوشفيل در اصفهان كه به صورت روباز و زيرزميني استخراج شده به عنوان مطالعه موردي هدف قرار گرفت. در اين پزوهش هندسه معدن با استفاده از توپوگرافي معدن، هندسه پيت معدن گوشفيل استخراج و وارد نرمافزار FLAC3D شده‌است و هندسه مدل عددي شكل گرفته است. سپس مدل به تدريج حفاري شده و با توجه به مدل رفتاري الاستيك تعادل اوليه مدل بعد از ايجاد پيت فراهم شده‌است. حفاري تدريجي پيت با توجه به روش اجرا و عدم ايجاد شوك به مدل و بالاآمدگي كاذب در كف مدل اجتناب‌ناپذير است. بعد از شكل گيري تنش‌هاي برجا در پيت مدل رفتاري به مدل پلاستيك موهر كولمب تغيير داده شده و مدل حل شده تا به تعادل برسد. چون هدف بررسي جابه‌جايي‌ها و نشست سطحي در اثر استخراج معدن زيرزميني است. بعد از تعادل مدل تمام جابه جايي‌ها صفر شده تا امكان بررسي جابه‌جايي‌ها بعد از استخراج معدن زيرزميني سهل‌تر باشد. با توجه به عدم قطعيتي كه در پارامترهاي ژئومكانيكي ارزيابي شده از شيرواني هاي معدن وجود داشت. تحليل حساسيتي بر روي تغيير پارامترهاي ژئومكانيك شيرواني هاي معدن به ويژه شيرواني آهكي انجام شد. بدين منظور تركيب 36 حالت از چسبندگي، مدول تغيير شكل، زاويه اصطكاك داخلي و ضريب پوآسون در شبيه سازي عددي مورد بررسي قرار گرفت. در اين پژوهش تأثير پارامترهاي ژئومكانيكي بر نشست محدوده اطراف پيت، نشست بيشينه درون پيت، جابجايي سقف و بالاآمدگي كارگاههاي زيرزميني بيان شده‌است. اثر اين پارامترها در بخش‌هاي مختلف، متفاوت مي‌باشد اما در حالت كلي بيشترين تأثير برجابجايي‌هاي اتفاق افتاده بر اثر معدنكاري زيرزميني را زاويه اصطكاك داخلي مي‌گذارد. به طوري كه در زاويه اصطكاك داخلي 40 درجه جابجايي‌هاي قائم بسيار كم خواهد بود و با كاهش اين پارامتر تا 20 درجه، نشست و جابجايي به طور چشمگيري افزايش خواهد داشت تا حدي كه محدوده نشست مجاز مبنا در اين زاويه اصطكاك 20 درجه بسيار گسترش مي‌يابد. افزايش چسبندگي مي‌تواند باعث كاهش نشست بيشينه تا 50 درصد شود، در صورتي كه اين پارامتر كارگاه‌هاي زيرزميني را كمتر تحت تأثير قرار مي‌دهد، اما تأثير مدول الاستيك بر روي كارگاه‌هاي زيرزميني بيشتر از نشست بيشينه مي‌باشد، اين در صورتي‌ست كه تأثير مدول الاستيك 1 گيگاپاسكال بيشتر از زماني است كه مدول الاستيك 2 يا 4 گيگاپاسكال اعمال شود. ضريب پوآسون ديگر پارامتر مورد مطالعه در اين تحقيق بود كه نتايج نشان داد تأثير اين پارامتر بر جا به جايي‍هاي قائم بسيار جزئي بودهاست.

221622

استخراج

مهندسي معدن

دانشگاه صنعتي اصفهان