بخشی از مقاله
خلاصه
تاثیرات مکانیکی نگهدارنده اتصال -mesh-boltمهار در تونل عمیق با استفاده از یک شیوه عددی، مبتنی بر تکنیک های نگهداری اتصال تونل عمیق و نظریه مکانیکی تغییر شکل غیر خطی توده سنگ در عمق های زیاد مطالعه شدند.نشان داده می شود که پتانسیل یک نگهدارنده bolt صلب می تواند به طور پر بازده از طریق تاثیر اتصال بین یک نگهدارنده -boltتور و سنگ پیرامونی فعال شود.
اینگونه برداشت می شود که انرژی انباشته شده پلاستیک در توده سنگ پیرامونی می تواند برای کنترل تغییر شکل سنگ پیرامونی به وسیله ی یک پیش تنیدگی وتاثیر زمان فضای نگهدارنده ی مهار به حرکت در آید. تاثیر زیاد انتقال تنش می تواند به وسیله تاثیر اتصال مکانیکی نگهدارنده - mesh bolt مهار تشخیص داده شود، به موجب آن نیروی نگهداری وتغییر شکل سنگ تمایل دارد که یکنواخت شود که به ثبات مداوم تونل منتهی می شود.
1. مقدمه
با افزایش عمق استخراج معدن، تکنیک های نگهداری تونل از نگهدارنده تاثیر پذیر یا منفصل - که با چهار چوب فلزی ونگهدارنده الوار نشان داده می شود. - به نگهدارنده موثرتر - غیر منفعل - - که به وسیله نگهدارنده -mesh-bolt مهار توسعه یافته اند. چون که توده سنگ ویژیگی های تغییر شکل غیر خطی آشکار و بزرگ سنگ نرم یا کم استقامت در عمق زیاد را نشان می دهد، یک نگهدارنده اولیه ساده نمی تواند ثبات سنگ اطراف تونل را حفظ کند، یعنی جایی که استخراج ایمن و موثر از معادن زغال سنگ به طور جدی تحت تاثیر قرار خواهد گرفت.
کار تحقیقی بزرگی روی خصوصیات مکانیکی سنگ پیرامونی و تکنیک های کنترل ثبات تونل های استخراج معدن در عمق زیاد انجام شده است. اخیراً تشخیص داده شده است که تکنیک نگهداری -mesh-bolt مهار برای رسیدن به نتایج خوب در راه حل کنترل ثبات سنگ پیرامونی تونل ها در عمق زیاد کشف شد. اگر چه به خاطر اینکه تاثیر مقطع ارتباط بین این نگهدارنده - mesh-bolt مهارو تغییر شکل سنگ پیرامونی تشخیص داده نشد، تغییر شکل های نگهدارنده mesh-bolt و شکست کششی مهار ها اغلب آشکار شد وثبات توده سنگ به طور موثر نتوانست حفظ شود.
شکست هایی مانند سقوط سقف های طولانی در تونل ها، ممکن است گاهی اوقات ایجاد شود بناباین اجرای نگهداری اتصال بین نگهدارنده - -mesh bolt مهار و توده سنگ پیرامونی برای بالا بردن وکنترل ثبات تغییر شکل یا دگرگونی سنگ پیرامونی با استفاده از یک نگهدارنده اتصال -mesh-bolt مهار - BCS - [13-16] خیلی مهم است.
2. تکنیک BSC
از سال 1997 که نظریه نگهداری اتصال یک تونل در سنگ نرم یا کم استقامت مطرح شد، این نظریه به طور موفقیت آمیزی در اعمال مهندسی معدن وشیب های سنگ - صخره ای - بالا با تکنیک نگهداری برای سنگ کم استقامت یا نرم - 19-17 - استفاده شده است. تعداد زیادی از مشکلات کنترل تغییر شکل یا دگر ریختی تونل ها درون سنگ نرم حل شده اند. بر اساس این نتایج تحقیق تکنیک نگهداری اتصال -mesh-bolt مهار برای تونل ها در عمق زیاد برای وفق دادن ویژیگی تغییر شکل غیر خطی توده سنگ در عمق زیاد توسعه داده شده است.
نگهداری اتصال -mesh-bolt مهار برای تونل ها در عمق زیاد به معنی هماهنگ کردن تغییر شکل ها توسط اتصال میان نگهدارنده -mesh-boltمهار واتصال بین نگهدارنده و توده سنگ می باشد. همچنین باید آسیب تغییر شکل در توده سنگ را کاهش دهد، پتانسیل نگهداری توده سنگ پیرامونی را به طور موثر وپربازده فعال کند، یکپارچگی نگهداری و توزیع تنش یکنواخت را تشخیص دهد و به هدف کنترل ثبات در تونل دست یابد.
مساله کلیدی ومهم یک BCS موفق تشخیص تاثیر بالای تنش تغییر شکل از تاثیر اتصال بین نگهدارنده mesh-bolt و سنگ پیرامونی و همچنین تاثیر اتصال -mesh-bolt سینی و تاثیر پیش تنیدگی اتصال نگهدارنده مهار براساس بالا رفتن مقاومت توده سنگ پیرامونی به وسیله bolt ها به منظور به دستیابی به هدف کنترل ثبات توده سنگ پیرامونی می باشد.
3. تاثیرات مکانیکی BSC
1,3 تاثیر اتصال نگهدارنده mesh-bolt
1,1,3 بالا رفتن مقاومت سنگ پیرامونی به وسیله نگهدارنده bolt
بعد از حفاری حالت تنش توده سنگ پیرامونی تغییر کرده است، که متناظر با خصوصیات مختلف مقاومت توده ای سنگ نزدیک سطح تونل می باشد
شکل - 1 موقعیت قرارگیری تنش های فشاری و کششی
Bolt های در حال نصب ممکن است با توده سنگ پیرامونی واکنش دهند بنابراین سازه یا مولفه تنش عمودی که روی سطح عمل می کند، شکل می گیرد. که بنابراین فشار درونی آن را افزایش می دهد. این حالت تنش باید به وسیله آنالیز 3D توصیف شود.
2,1,3 تاثیر اتصال نگهدارنده mesh-bolt
در نظریه قدیمی نگهدارنده قوس ترکیب شده، ضخامت قوس ترکیب شده که توسط bolt ها شکل گرفته است، تصور می شود مربوط به ردیف و فاصله خطی bolt ها وزاویه bolt ها به سمت سنگ می باشد که به سمت گرایش دارد. اگر چه از شبیه سازی های عددی عددی lتوسط FLAC نشان داده می شود که تحت شرایط مختلف مقیاس های تازه یک توده سنگ متجانس ونگهدارنده . bolt حوزه مقاومت توده سنگ پیرامونی فراتر از حدود قدیمی می باشد حتی اگر یک اتصال صلب بین bolt وسنگ پیرامونی به کار برده شود. این شبیه سازی ها همچنین نشان می دهند که مقاومت اتصال بینbolt ها وتوده سنگ پیرامونی باید به طور جدی در طراحی نگهدارنده های bolt مورد برسی قرار گیرد.
2,3 تاثیر اتصال -mesh-bolt سینی
به خاطر نا متناجس بودن و انرژی انباشته شده تغییر شکل توده سنگ تونل های عمیق اطراف یک نگهدارنده -mesh-bolt تونل که خیلی قوی یا خیلی ضعیف است می تواند باعث تمرکز تنش نسبی نزدیک توده سنگ پیرامونی شود. برای اطمینان از یکپارچگی مقاومت نگهدارنده با ذخیره کردن و اختصاص دادن یک فضای تغییر شکل طرح شده معین بین نگهدارنده mesh-bolt و توده سنگ پیرامونی باید مشخص شود این مقداری انرژی تغییر شکل را قبل از به کار بردن توانایی نگهداری نگهدارنده mesh-bolt آزاد می کند.
نتایج کاربردی های مهندسی نشان می دهند که میله فولادی با سختی بالا - مش می تواند سختی یکپارچه و جدایی ناپذیر نگهدارنده - mesh-bolt را برای جلوگیری از تغییر شکل نسبی که می تواند مقاومت یکپارچه نگهدارنده را کاهش دهد، به عبارت دیگر کمی تغییر شکل می تواند برای قابلیت فشار یک بسته - چوب برای تغییر انرژی تغییر شکل پلاستیکی - تصویر شماره - 3 با استفاده از یک سینی کامپوزیت ترکیب شده با یک سینی آهنی روی بسته -چوب اختصاص داده شود.
شبیه سازی ها نشان می دهند که تحت شرایط اتصال -mesh-bolt سینی، تنش در توده سنگ پیرامونی از تنش بالا تا تنش پایین تغییر می کند. با bolt ها تمایل دارد که یکنواخت باشد و زمینه های تنش و کرنش در توده سنگ پیرامونی همچنین تمایل دارند که یکنواخت و یکجور باشند - تصویر 4 و 5 را ملاحضه کنید. - این نتیجه همچنین نشان می دهد که این ثبات بنیادی و جدایی ناپذیر توده سنگ پیرامونی می تواند به وسیله نگهدارنده -mesh-boltسینی کنترل شود که می تواند به اتصال بین سیستم نگهدارنده و توده سنگ پیرامونی در مقاومت و سختی هر دو دست یابد.
3,3 اتصال نگهدارنده مهار
1,3,3 نگهدارنده اتصال مهار در موقعیت های کلیدی
شکست های تغییر شکل همیشه در موقعیت های کلیدی به آن ها اشاره می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که توزیع تنش توده سنگ دارای نگهدارنده مهار بیشتر متفاوت می باشد. نتایج نشان می دهند که بعد از به کار بردن نگهدارنده مهار، ناحیه تنش برشی، گسترده می شودو تا توده سنگ تونل پخش می شود و تمرکز تنش نسبتاً کاهش می یابد تمرکز تنش کششی در توده سنگ اطراف تونل در انتهای مهار پدیدار می شود.
این پدیده ها نشان می دهند که پتانسیل توده سنگ می تواند مهار و نگهدارنده کابل به منظور کاهش تغییر شکل کلی توده سنگ پیرامونی فعال شود. باید خاطر نشان کرد که بعد از حفاری تونل مقاومت سنگ پیرامونی به طور قابل ملاحظه ای در مقایسه با مقاومت آن بدون این نگهدارنده افزایش می یابد. بنابراین پتانسیل یا توانایی توده سنگ پیرامونی را از طریق نگهدارنده مهار بر می انگیزد که موجب تاثیر نگهدارنده یکپارچه در اطراف توده سنگ تونل - شکل شماره - 2 می شود.
