بخشی از مقاله
چکیده
این مقاله به بررسی آماس کف و همگرایی دیوارهها در روش استخراج اتاق و پایه در معدن زغالسنگ مرکزی پروده طبس میپردازد. این مطالعه با انتخاب شبکه به ابعاد 70*70 متر در دو حالت الاستیک و پلاستیک، با استفاده از نرمافزار FLAC2D و برای ابعاد پایه 13 و 15 متر و ابعاد اتاق 4 و 5 متر انجام شده است. با ارزیابی دادهها، مشخص شد که با ثابت نگه داشتن عرض اتاق به میزان 5 متر، هر چه ابعاد پایهها بزرگتر در نظر گرفته شود، میزان آماس هم در گوشهها و هم در مرکز کف اتاق افزایش مییابد، اما میزان مچاله شوندگی در دیوارهها نسبتاً کاهش مییابد، همچنین با در نظر گرفتن عرض پایهی 15 و عرض اتاق 4 متر، مشاهده شد که میزان آماس کمتر میشود. لذا در این مقاله، با در نظر گرفتن بازیابی زغال، پایه 13 متری با عرض اتاق 5 متری پیشنهاد گردید.
-1 مقدمه
تعیین پارامترهای هندسی پایه، از جمله مهمترین مراحل طراحی در استخراج معادن زغالسنگ محسوب میشود. نرمافزار FLAC گزینه خوبی برای طراحی ابعاد پایهها و اتاقها و محل آنها است. FLAC یک برنامه تفاضل محدود دو بعدی برای محاسبات مهندسی میباشد. از آنجائی که بیشتر سازههای زیرزمینی، شکل منظم و سادهای ندارند و از طرفی به علت وجود ناپیوستگیها و نبود شرایط ایزوتروپیک، همگن، الاستیک در توده سنگ، روشهای فرم بستهی ریاضی برای تعیین تنشها و جابهجاییها و گسیختگیها در توده سنگ با محدودیت مواجه شده است، لذا روشهای عددی برای حل این مشکل از چند دههی پیش جایگزین روشهای ریاضی شدهاند .[1] هدف از این مقاله، استفاده از نرمافزار FLAC 2Dدر آنالیز حساسیّت ابعاد پایهها، نسبت به آماس کف است که اندازه پایه در دو حالت 13 و 15 متر بررسی شده است.
-2آشنایی با معدن زغالسنگ پروده طبس
حوضه زغالی طبس- کرمان، به نواحی کرمان و مزینو در غرب، پروده و نایبند در شرق حوضه تقسیم شده است. معادن زغالسنگ طبس در فاصلهی 85 کیلومتری جنوب شهرستان طبس و در وسعتی معادل 1200 کیلومترمربع واقع هستند. بر اساس برنامهریزی انجام شده، قرار بر این است که در مرحله اول 750 هزارتن کنسانتره زغالسنگ و در مرحله دوم 1200 هزار تن کنسانتره زغالسنگ برای استفاده در صنعت فولاد از این منطقه تأمین گردد.
شکل 1 محدوده معادن پروده طبس خراسان جنوبی
-3 روش استخراج اتاق و پایه در معدن مرکزی پروده طبس
در معدن پروده طبس، تمامی پیشرویها در ورودیهای اصلی با سطح مقطع مستطیلی و به دنبال لایه بوده که سقف و دیوارهها با بولت تقویت خواهند شد. تا عمق پوششی 100 متر، اندازه پایهها با ابعاد 15/5 در 15/5 متر و فاصله دیواره تا دیوار 4/5 متر زده شده بود. این کار، ضریب ایمنی محاسبه شده 2/68 را برای ستونها فراهم میکند. این وضعیت موجب خواهد شد تا همگام با افزایش عمق به بیشتر از 100 متر، پهنای ورودیهای اصلی هم مقداری گسترش یابد. ورودیهای اصلی تا فاصله 460 متری و تراز ارتفاعی 740 متر تداوم خواهد یافت. اندازه پایهها 13 در 13 متر بوده و اتاقها با عرض 4/5 متر و فواصل مرکز به مرکز 17/5 متری زده خواهد شد تا در عمیقترین نقطه پانل دوم شرقی ضریب ایمنی 2/31 ایجاد شود.
-4مدلسازی منطقه پروده طبس
ابتدا محیط مسئله به منطقههای مستطیلی شکل تقسیم شده و ابعاد و تعداد منطقهها و نسبت شبکه به طور جداگانه برای هر بلوک مشخص میشود، به طوریکه مدل انتخاب شده یک شبکه با ابعاد 70*70 متر باشد.
-5 نمودارهای خروجی از نرمافزار، در حالت الاستیک
اولین نمودار که نرمافزار در مرحله الاستیک ارائه میدهد، نمودار نیروهای نامتعادل کننده میباشد، به طوریکه محور x نمایانگر تعداد مراحل طی شده برای تحلیل و محور Y نمایانگر نیروهای نامتعادل میباشد. بدیهی است که این نیروها پس از سپری کردن چندین مرحله به حالت پایدار و افقی میرسند - شکل. - 2
شکل2 نمودار مربوط به نیروهای نامتعادلکننده در حالت الاستیک
-6 تحلیل به صورت پلاستیک و حفاری منطقه
مرحلهی دوّم تحقیق، مربوط به تحلیل منطقه حفاری شده با مدل موهر کولمب است. بدین منظور، مدل بایستی برش داده شود تا به شکل اتاقهای معدن مرکزی پروده طبس درآید
