بخشی از مقاله
چکیده
تحلیل پایداری شیروانی ها یکی از مسائل بسیار مهم در امر طراحی و بررسی فنی و اقتصادی پروژه های معدن کاری وعمرانی است. معدن سنگآهن چغارت یکی معدن روباز با حجم گودبرداری زیاد است. بنابراین تعیین شیب بهینه جهت استخراج آن ضروری است. زیرا در غیر این صورت، اگر شیب کمتر از شیب بهینه باشد میزان باطلهبرداری زیاد میشود و اگر بیشتر از شیب بهینه باشد ریزش اتفاق می افتد.
جهت تحلیل پایداری باید مدلسازی ژئوتکنیکی صورت گیرد که مدل سازی ژئوتکنیکی شامل مدل هندسی، مکانیکی و احتمالاتی است. در این مقاله، بلوک III تکتونیکی معدن چغارت مورد بررسی قرار گرفته است. به این صورت که به صورت دوبعدی دو مقطع 310 و 320 با استفاه از روش های تعادل حدی با نرم افزار Slide و روش عددی با نرم افزار FLAC SLOPE تحلیل شده و ضریب اطمینان دیواره به دست امده است.
به علت محتمل بودن ریزش در این مقاطع، با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو، قابلیت اطمینان این دیواره ها مورد بررسی قرار گرفته است. نهایتاً این نتیجه حاصل شده است که در این بلوک تکتونیکی، احتمال ریزش های موضعی بسیار بالا است اما ریسک ریزش ها به علت کم بودن حجم خاک جابه جا شده زیاد نیست.
.1 مقدمه
تحلیل پایداری شیروانیها یکی از مسائل بسیار مهم در امر طراحی و بررسی فنی و اقتصادی پروژههای معدنکاری و عمرانی است. بنابراین تجزیه و تحلیل پایداری آن امری اجتنابناپذیر است. زیرا ناپایدار بودن آن به معنای پذیرفتن خسارتهای جانی و مالی فراوانی است.
از طرفی تثبیت مطمئن شیبها بهطور معمول پرهزینه است ، بنابراین در بیشتر موارد مشخص شدن نسبتا دقیق پایداری یا عدم پایداری - میزان ضریب اطمینان - میتواند پاسخگوی منطقی و تعیین کننده باشد، به عبارت دیگر اگر ضریب اطمینان پایداری در حد قابل قبول به دست آید نیاز به هزینه های اضافه نیست، ولی اگر ضریب اطمینان عدم پایداری را نشان دهد، در صورتی که پروژه صرفه اقتصادی داشته باشد هزینههای تثبیت شیب امری ضروری است.
معدن سنگ آهن چغارت یکی معدن روباز با حجم گودبرداری زیاد است. بنابراین تعیین شیب بهینه جهت استخراج آن ضروری است. زیرا در غیر این صورت، اگر شیب کمتر از شیب بهینه باشد میزان باطله برداری زیاد میشود و اگر بیشتر از شیب بهینه باشد ریزش اتفاق میافتد
جهت تحلیل پایداری باید مدلسازی ژئوتکنیکی صورت گیرد که مدلسازی ژئوتکنیکی شامل مدل هندسی، مکانیکی و احتمالاتی است. در مدلسازی هندسی سعی بر این است که ساختارهای زمینشناسی تودهسنگی، شناخته شده و پارمترهای هندسی ناپیوستگیهای موجود در آن اندازهگیری و با بیشترین تطابق نسبت به واقعیت مکانیابی شود. مدلسازی مکانیکی، با توسل به خصوصیات فیزیکی و مکانیکی توده و با استفاده از روابط حاکم بر مقاومت و رفتار توده، پایداری سازه ایجاد شده را تحلیل می کند. مدلسازی احتمالاتی، با هدف بررسی و تقلیل ابهامات دو مدل هندسی و مکانیکی، سومین مدل مورد نیاز در تحلیلهای ژئوتکنیکی است که در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است.
انواع روشهای تحلیل پایداری را میتوان به دو دسته اصلی روشهای عددی - دینامیکی - و روشهای تعادل حدی - استاتیکی - تقسیم کرد. تفاوت اساسی این دو گروه آن است که در روشهای دینامیکی زمان را در نظر میگیرند اما روشهای استاتیکی وابستگی به زمان ندارند. از دیگر تفاوتهای مشهود این دو دسته میتوان به سادگی نسبی روشهای استاتیکی نسبت به روشهای دینامیکی اشاره کرد بهطوری که به منظور استفاده از روشهای دینامیکی بهدلیل تعداد معادلات بسیار زیاد و همچنین تکراری بودن فرآیند،حتماً نیاز به کامپیوتر است.
.2 بلوک تکتونیکی III معدن چغارت
معدن سنگ آهن چغارت درطول جغرافیایی55 درجه و 28 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 31درجه و42 دقیقه شمالی قرار دارد. ارتفاع متوسط آن از سطح دریا 1150 متر است. منظور از بلوکهای تکتونیکی، شناسایی واحدها یا بلوکهایی است که از نظر ساختاری از یکدیگر تفکیک شده و هر کدام دارای شرایط ژئومکانیکی تقریبا یکنواختی باشد و از نظر آماری نیز دارای همگونی قابل قبولی باشند. شکل 1 بلوک های تکتونیکی را نشان می دهد.
همانطور که در شکل 1 مشخص است، بلوک III تکتونیکی در بخش جنوبی معدن قرار داشته و به موازات آن گسترش یافته است. بنابراین در این مقاله، دیواره هایی مورد بررسی قرار می گیرد که در بلوک تکتونیکی III واقع شده اند. این دیواره ها شامل دیواره های حاصل از مقطع 310 و 320 هستند. شکل 2 مقاطع مذکور را جهت تحلیل نشان می دهد.
مطابق نتایج بهدست آمده از گزارش کاوشگران این بلوک در راستای قائم به دو بخش تقسیم و این تقسیم بندی بر اساس طبقه بندی مهندسی سنگ انجام شده بر روی اطلاعات چاه ژئوتکنیکی شماره 5K بنا نهاده شده است. جدول 1 مشخصات ژئوتکنیکی حاصل از این مطالعات را نشان میدهد
با مطالعه نتایج حاصل از گمانههای حفر شده در این بلوک مشخص گریده است که سینه کار این بلوک از لحاظ سنگشناسی، سنگ دگرگونی - آمفیبولیت - خردشده و به طور متوسط دارای 60-50 درصد بازیابی مغزه و خرد شدگی آن بسیار زیاد است. شواهد و برداشتهای انجام شده در این منطقه حاکی از آن است که حداقل تا افق 1000، این دیواره خرد شده محسوب گردیده و امکان شبیه سازی عوامل ساختاری وجود ندارد، لذا میتوان رفتاری مشابه یک تودهسنگ همگن و ایزوتروپ برای آن در نظر گرفت.
شکل .1 بلوک های تکتونیکی معدن چغارت شکل .2 مقطع جهت تحلیل بلوک III تکتونیکی معدن چغارت
جدول .1 تقسیم بلوک تکتونیکی III به دو بخش بر اساس طبقه بندی مهندسی سنگ - RMR -
در تحلیل پایداری دیواره III معدن، تنشهای برجا به علت ماهیت سازه و اینکه خطوط جریان و هم پتانسیل تنش از جبهه کار یا رخساره دور شده و در پای پله متمرکز می شود لذا در محدوده مورد مطالعه قابل صرفنظر کردن است و تنها تنشهای در نظر گرفته شده در تحلیل، تنشهای ناشی از وزن بلوکهای سنگی است.
.3 تحلیل به روش تعادل حدی روش تعادل حدی1 معمولا برای تحلیل لغزشهایی به کار میرود که حرکات چرخشی یا انتقالی، در سطح گسیختگی مشخصی رخ میدهند. این روش معمولترین روش در تحلیل پایداری شیبهای سنگی میباشد و برای تحلیل گسیختگی بلوکهای منفرد در امتداد ناپیوستگیها و یا شیبهای سنگی به شدت هوازده و یا درزهدار بهکار میرود.
این روش به بررسی رابطه بین تنشها و مقاومت، در شرایط بحرانی یا حدی میپردازد و این مرز بحرانی برای جسمی که تحت اثر بارهای مختلف قرار گرفته است، در واقع نقطهای است که در آن برآیند تمام نیروهای وارده در سطح لغزش یا حرکت با مقاومت جسم در برابر لغزش یا حرکت برابر باشد. در این صورت جسم در شرایط تعادل حدی قرار دارد. بنابراین ضریبی به نام »ضریب پایداری« تعریف میشود که بیان کننده نسبت مقاومت موجود جسم به مقاومت جسم در شرایط تعادل حدی میباشد. بر طبق این تعریف ضریب پایداری در شرایط تعادل حدی برابر واحد میباشد و بنابراین ضرایب بزرگتر از واحد نشان دهنده پایداری و ضرایب کوچکتر از واحد نشان دهنده نا پایداری جسم هستند
