طراحی ابعاد پایه های سنگی در معادن زیر زمینی به وسیله منحنی عکس العمل زمین
محورهای موضوعی : فصلنامه زمین شناسی محیط زیست
کامران گشتاسبی
1
(
دانشگاه تربیت مدرس تهران
)
شبیر ارشد نژاد
2
(
دانشجوی دکترای استخراج معدن دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات
)
کلید واژه: مدلسازی عددی, معدن زیر زمینی, پایه سنگی, منحنی عکس العمل زمین,
چکیده مقاله :
روشهای استخراج مواد معدنی بستگی زیادی به ساختار فیزیکی و هندسی ذخایر معدنی دارند. روش اتاق و پایه در میان روشهای زیرزمینی دارای جایگاه ویژهای است. علت آن، میزان بالای تولید، هزینه تمام شده نسبتا پایین و سادگی اجرا میباشد. روش اتاق و پایه مجموعهای از حفریات متقاطع تونل در داخل لایه یا توده ماده معدنی است و برای پایداری این فضاها لازم است تا بخشی از ماده معدنی به صورت پایه به جای خود باقی بماند. روشن است که این بخش از ذخیره در زیر زمین باقی خواهد ماند که به آن افت ذخیره میگویند. تعیین ابعاد بهینه پایههای سنگی باعث به حداقل رسیدن افت ذخیره میگردد. بنابراین تاکنون روشهای تجربی متعددی برای طراحی این پایهها ارائه شدهاند که هر کدام از این روشها بر مبنای نتایج تعدادی تجارب خاص و محدود ارائه و توسعه داده شدهاند. پس هر یک از آنها محدودیتهای ویژهای دارند که مانع از کاربرد فراگیر آنها در سایر معادن و شرایط مختلف میشود. در این مقاله یک روش جدید برای طراحی بهینه پایههای سنگی، به منظور کاهش محدودیتهای فوق و قابل تعمیم بودن آن در شرایط گوناگون ارائه شده است. در این روش میتوان کلیه خصوصیات هندسی و ژئومکانیکی توده سنگ را برای طراحی بهینه پایهها در نظر گرفت. مبنای مورد استفاده در روش پیشنهادی، استفاده از منحنی عکسالعمل زمین برای طراحی پایه سنگی است. برای تامین دادههای اولیه جهت ترسیم منحنی، از مدلسازی عددی استفاده گردید. به این منظور 18مدل در اعماق 40 ،30و 50متری با نسبتهای گوناگون عرض به ارتفاع پایه ساخته شد. هر یک از منحنیهای حاصله در قسمت خطی خود که نشاندهنده رفتار الاستیک توده سنگ میباشد، نسبت حداقل عرض به ارتفاع پایه مطلوب را تعیین کردند. جهت تعیین اعتبار روش پیشنهادی، یک مطالعه موردی از یک معدن نمک زیرزمینی )معدن نمک سلطان آباد( انتخاب گردید. نسبت عرض به ارتفاع پایههای اجرا شده پایدار در معدن سلطان آباد از 1/3تا 1/6میباشد. نتایج بدست آمده از منحنیهای عکس العمل مقدار حداقل 1/375را نشان میدهد که حاکی از تطابق مطلوب نتایج روش پیشنهادی با واقعیت است
Mining methods are mainly depending on physical and geometrical structure of ore bodies. Room &pillar mining is very important in underground mining methods. Because of it is simplicity, highproduction and low cost of operations. Room & pillar method includes some intersecting tunnels in orebody, for stability of these tunnels, some parts of ore body must remain in the form of columns or socalled pillar. Designing of the pillars is very important for increasing of the performance anddecreasing of ore loss. Hence many empirical formulae are presented for designing of the pillars, butbased on limited data. In fact, the particular restriction of each formula limits its application in variousconditions and ore bodies. In this paper a new method is suggested for determination of optimumpillars design in various conditions by numerical modeling and ground reaction curve. By this methodall of rock mass geomechanical and geometrical characteristics can be considered for designing of thepillars. This new method is based on ground reaction curve by making 18 models in 30, 40 and 50meters depth with different width to height ratio (W/h) of the pillar. Each of the resulted curves inlinear part which states the elastic behavior of rock mass determines the desirable width to height ratio(W/h). An Underground salt rock mine (Soltan abad’s mine) was selected for validating of thesuggested method. The W/h for stable pillars in the mine is between 1.3 and 1.6. The result obtained ofground reaction curves is 1.375 for W/h which showing the accuracy of suggested method.
