Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Mahdavi,Ebrahim Ghasemivarnosfaderani
سعید مهدوی (استاد مشاور) ابراهیم قاسمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shayan Imanlou
شایان ایمانلو

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1397

TITLE

Development of an Analytical-Empirical Method to Design the Barrier Pillars in Room and Pillar Coal Mines
Coal is one of the most important minerals that is the source of energy production in many industries. That is, the extraction of this mineral is of special importance. The most important methods of underground extraction of this mineral are the room and pillar method and the longwall mining method. The focus of this research is on the room and pillar method. The design and stability of the pillars is a complex issue in the field of panel control in the room and pillar mining method. The key role of the pillars is to bear the weight of the overburden load. The pillars in the room and pillar mining can be divided into two categories: production (panel) pillars and barrier pillars. The stability of these pillars determines the overall stability in the extractive panels. Various approaches have been proposed by researchers for designing production pillars which their sustainability has been highly considered. In contrast, so far, no systematic method has been proposed for designing barrier pillars; just a few experimental relationships, each specific to a specific region. While in none of them the base resistance and the load applied to the base during the room and pillar mining process has been considered. The main purpose of this thesis is to develop an analytical-empirical method to design barrier pillars. In this method, the loads on the panel and its strength during the mining process are considered. Therefore, considering what kind of loads the pillar may withstand during the mining operations, a proposed method for designing barrier pillars in eight steps is presented. In this method, the barrier strength is estimated using the Mark-Bieniawski experimental relationship. There are two different kinds of loads applied to barrier pillars: development load and side abutment loads which development load is estimated using the tributary area theory and side abutment loads are considering the theory of destruction using simple mathematical equations relatively. Also, the safety factor for the initial design of the barrier pillars is 1.5 and during the recovery-phase is 0.8. Finally, the proposed method was used in the central Tabas coal mine (zones P5 and P6), where the initial width of the barrier pillar was 21.4m and its width was 14.8m in the recovery phase.
زغال¬سنگ یکی از مهم¬ترین مواد معدنی است که منبع تولید انرژی در بسیاری از صنایع می-باشد. از این رو استخراج این ماده معدنی از اهمیت ویژه¬ای برخوردار است. مهم¬ترین روش¬های استخراج زیرزمینی این ماده معدنی، روش اتاق و پایه و روش جبهه کار طولانی می¬باشند که تمرکز این تحقیق بر روش اتاق و پایه است. طراحی و پایداری پایه¬ها مسئله¬ای پیچیده در زمینه¬ی کنترل زمین در روش معدن¬کاری اتاق و پایه است. وظیفه اصلی پایه، تحمل وزن بار روباره است. پایه¬های موجود در معدن¬کاری اتاق و پایه را می¬توان به دو دسته پایه¬های تولیدی (پهنه¬ای) و پایه¬های حائل تقسیم¬بندی کرد که پایداری این پایه¬ها، تعیین کننده پایداری سراسری در پهنه¬های استخراجی می¬باشند. روش¬های گوناگونی برای طراحی پایه¬های تولیدی توسط محققین ارائه شده و پایداری آن¬ها بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در نقطه مقابل هیچ روش سیستماتیکی برای طراحی پایه¬های حائل تا کنون ارائه نشده است و تنها چندین رابطه تجربی که هر یک از آن¬ها مختص به یک منطقه خاص هستند، پیشنهاد شده است. در هیچ یک از این روابط مقاومت پایه و بار وارد بر پایه طی فرآیند معدنکاری اتاق و پایه در نظر گرفته نشده است. در این پایان¬نامه هدف اصلی توسعه روشی تحلیلی-تجربی برای طراحی پایه¬های حائل می¬باشد؛ به گونه¬ای که در این روش، بارهای وارد بر پایه و مقاومت آن طی فرآیند معدن¬کاری منظور شود. لذا با در نظر گرفتن اینکه پایه ممکن است در زمان عملیات معدنکاری چه نوع بارهایی را تحمل کند، یک روش پیشنهادی برای طراحی پایه‌های حائل در طی هشت گام ارائه شده است. در این روش مقاومت پایه با استفاده از رابطه تجربی مارک-بینیاوسکی تخمین زده می¬شود. بارهایی که به پایه‌های حائل اعمال می‌شوند شامل دو نوع بار توسعه‌ای و بارهای پایه¬های جانبی می¬باشد که بارهای توسعه¬ای با استفاده از تئوری سطح تأثیر و بارهای جانبی با در نظر گرفتن تئوری تخریب با استفاده از روابط ساده ریاضی تخمین زده می‌شوند. همچنین ضریب ایمنی به منظور طراحی اولیه پایه¬های حائل 5/1 و در مرحله بازیابی 8/0 در نظر گرفته شده است. در آخر روش پیشنهادی در معدن مرکزی زغال‌سنگ طبس (پهنه¬های P5 و P6) به کار گرفته شد و عرض اولیه پایه حائل 4/21 متر و عرض آن در مرحله بازیابی 8/14 متر بدست آمد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی