بخشی از مقاله
چکیده
از جمله مسائل مهم در مهندسی سنگ، طراحی شیب در توده سنگهاي درزه دار میباشد. پیشبینی میزان جابجایی و تغییر شکل شیروانی سنگی در طراحی شیب دیواره از اهمیت خاصی در مکانیک سنگ برخوردار است.جهت ارزیابی و تحقیق در زمینه مکانیسم شکست و پیشبینی لغزش در شیروانیها، نرم افزار UDEC یک ابزار بسیار قوي میباشد. بنابراین در این تحقیق جهت ارزیابی مقدار پتانسیل ناپایداري در دیواره غربی معدن مس سرچشمه، که بصورت ساختاري کنترل میشود، این نرم افزار مورد استفاده قرار گرفت. تطابق نتایج تئوریک با مشاهدات صحرائی نشان دهنده آنست که مدل مورد نظر رضایت بخش است و از آن میتوان در پیشبینی جابجائی ناشی از عملیات معدنکاري و گسیختگی شیروانی متاثر از آب زیرزمینی بهره گرفت.
مقدمه
رفتار مکانیکی توده سنگهاي درزه دار به میزان زیادي متأثر از رفتار ناپیوستگیها میباشد. ارزیابی پایداري معادن روباز در محیطهاي درزه دار بدون در نظر گرفتن نقش این ناپیوستگیها تحلیلی غیر واقعی خواهد بود.[1]در روش المانهاي مجزا ناپیوستگیها بعنوان شرایط مرزي بلوك عمل مینمایند، لذا به منظور مدلسازي محیطهاي با حضور انواع ناپیوستگی و تعیین وضعیت ناپایداري آنها، از آنجا که رفتار مکانیکی توده سنگها متاثر از سیستمهاي شکستگی است، اهمیت بررسی امتداد، شیب، فاصله داري و تداوم یافتگی ناپیوستگیهاي برداشت شده سطحی و عمقی که از مغزههاي حفاري توجیه شده بدست میآید، ضروري به نظر میرسد.[2] در راستاي تعیین خصوصیات مکانیکی و ذاتی سنگ بکر مقادیر چسبندگی، ضریب اصطکاك، سختی نرمال و برشی، مقاومت فشاري و برشی، مدول الاسیسته، مدول حجمی و ...، - که این خصوصیات از جمله ملزومات اصلی جهت مدلسازي با نرم افزار UDEC میباشند - [3] از طریق آزمایشهاي مربوطه اندازه گیري و محاسبه گردیدند. سرانجام با مقایسه و ارزیابی این دادهها با نتایج بدست آمده از تحقیقات قبلی انجام شده دراین محدوده معدن، دادههاي اصلی مورد نیاز انتخاب و تحلیل پایداري در مقاطع مختلف صورت پذیرفت.
روش تحقیق
جهت انجام این پروژه در ابتدا با توجه به ماهیت مسئله نیاز به تعیین مقاطعی از دیواره غربی معدن - مناطق با بحرانی ترین حالت از جهت ناپایداري - میباشد به گونه اي که در آن جنس سنگ، ناپیوستگیها و مشخصات هندسی آنها، خواص ذاتی توده سنگ مشخص شده باشد.تعیین مشخصات هندسی ناپیوستگیها ومشخصات ذاتی توده سنگ جهت تعیین مشخصات مربوط به ناپیوستگیها، از اطلاعات برداشت شده سطحی و یک سري اطلاعات مربوط به دو حلقه چاه ژئوتکنیکی حفر شده در منطقه مورد نظر استفاده گردید. مشخصات ناپیوستگیهاي سطحی و عمقی با استفاده از نرم افزار DIPS مورد ارزیابی و تحلیل قرارگرفت. نتایج تحلیل نشان میدهد در منطقه دو دسته درزه عمده وجود دارد.
به منظور بررسی وضعیت ناپیوستگیها در اعماق، مسیر برداشت درون چاهی با توجه به تغییرات سنگ، تراکم شگستگیها و مناطق خرد شده بطور مجزا مورد مطالعه قرار گرفت.بعد از تعیین تعداد و مشخصات دسته درزههاي موجود در منطقه، به تعیین خواص مکانیک سنگی ناپیوستگیها پرداخته شد. جهت انجام این کار نمونههایی به آزمایشگاه فرستاده شدند که در برگیرنده دو دسته درزه عمده بدست آمده از تحلیل مرحله اول بودند. تعداد 24 آزمایش تک محوري، 9آزمایش مقاومت کششی غیر مستقیم و 15 عدد آزمایش سه محوري در حالات مختلف خشک و اشباع انجام شد.
بحث
جهت تحلیل پایداري دیواره غربی معدن مس سرچشمه سه مقطع در جهات مختلف از دیواره تهیه گردید که در آن دایکها و گسلهاي موجود در منطقه در نظر گرفته شدند. در این تحلیل از معیار موهر-کلمب در نرم افزار UDEC بهره گرفته شد.نتایج بررسیهاي مربوط به آزمایشات انجام شده در جداول 1، 2 و 3 آورده شده است. قابل ذکر است که در تعیین دادهها مقدار سختی نرمال درزهها برابر مدول حجمی و سختی برشی برابر 0/1 سختی نرمال در نظر گرفته شده است - بر اساس معیارهاي تجربی - .
