تاثير فاصله و آرايش‌هاي مختلف تونل‌هاي چندگانه بر پايداري آن‌ها و نشست

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي معدن

كارشناسي ارشد

معادن زيرزميني كه به روش استخراج از طبقات فرعي پيشروي مي‌كنند، در اغلب موارد نياز به استفاده حداكثر از فضاهاي زيرزميني را دارند. در بعضي از موارد لازم است چند فضاي زيرزميني با آرايش مختلف در كنار هم قرار گيرد، كه تاثير آن‌‌‌ها بر هم‌ديگر باعث اختلال در پايداريشان مي‌شود و علاوه بر اين حفر اين فضاها منجر به ايجاد نشست بر روي سطح زمين مي‌شود، در نتيجه ممكن است به ساختار‌‌هاي سطحي و زيرسطحي آسيب وارد شود. در اين تحقيق بررسي پايداري فضاهاي زيرزميني و نشست حاصل از حفاري تونل‌ها و ماده معدني در معدن سرب و روي فيض‌آباد نائين از پنج سناريو استفاده شد؛ سناريو اول، طرح اصلي خود معدن مي‌باشد، در سناريو دوم فاصله افقي ميان تونل‌هاي باربري عمود برلايه نسبت به سناريو اول افزايش يافته است، در سناريو سوم نسبت به سناريو اول فاصله افقي ميان تونل‌هاي باربري كاهش پيدا كرده، در سناريو چهارم فاصله افقي ميان تونل‌هاي باربري نسبت به سناريو اول باز كاهش مي‌يابد تا حالت بحراني‌تري شود و در سناريو پنجم آرايش تونل‌هاي دسترسي از حالت موازي به صورت مورب تنظيم مي‌شود، كه طي اين تغييرات فاصله افقي ميان تونل‌هاي باربري نيز عوض شد. در تحقيق حاضر با استفاده از روش عددي تفاضل محدود توسط نرم‌افزار فلك سه‌بعدي پايداري فضاهاي زيرزميني اعم از كمربالا، تونل‌هاي دسترسي و باربري عمود برلايه به همراه نشست حاصل از حفاري آن‌ها تحليل شد. هندسه مدل توسط نرم‌افزار راينو طراحي شد و خروجي گرفتن از آن توسط نرم‌افزار گريدل استفاده شد. تحليل پايداري كمربالا در تمام سناريوها انجام شد، كه سناريو پنجم پس از اتمام حفاري با دارا بودن مقدار 11 ميلي‌متر جابه‌جايي از ديگر سناريوها ناپايدارتر است. در بررسي تاثيرآرايش تونل‌هاي دسترسي عمود برلايه سناريو اول و پنجم نسبت به هم مقايسه شد، بيشترين مقدار جابه‌جايي متعلق به سناريو اول بود كه در تاج تونل دسترسي تراز سوم با مقدارتقريبا 2 ميلي‌متر اتفاق افتاد، به طور كلي مي‌توان گفت تونل‌هاي دسترسي با آرايش مورب پايدارترند. در تحليل پايداري تونل‌هاي باربري عمود برلايه تحت تاثير فاصله افقي ميان آن‌ها تمام سناريوها بررسي شد كه سناريو پنجم با مقدار 3 ميلي‌متر جابه‌جايي در تاج تونل‌هاي باربري نسبت به ديگر سناريوها پايداري كمتري دارد. سناريو دوم بيشترين پايداري را در تاج تونل‌هاي باربري داشت؛ هر چقدر فاصله افقي ميان تونل‌هاي باربري بيشتر شود، پايداري آن‌ها نيز افزايش مي‌يابد. نشست سطحي زمين در سناريوهاي مختلف بررسي شد، اما به طور ميانگين تفاوت معناداري ميان مقدار نشست آن‌ها نبود، بنابرين فقط ميزان نشست در سناريو اول آورده شد. پس از اتمام حفاري در سطح زميني كه بالاي سر ماده معدني قرار داشت، بيشترين نشست رخ داد؛ مقدار آن برابر 36/1 ميلي‌متر بود. در نهايت پايداري كلي سناريوها با استفاده از ضرايب ايمني كنترل شد، كه با توجه به آن سناريو پنجم با ضريب ايمني 52/2 داري كمترين مقدار بود و سناريو اصلي معدن به همراه سناريو دوم نسبت به ديگر سناريوها پايدارتر بودند.

214633

مكانيك سنگ

مهندسي معدن

دانشگاه صنعتي اصفهان

عليرضا باغبانان

لهراسب فرامرزي، ابراهيم قاسمي

امين ازهري