Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Baghbanan,Ebrahim Ghasemivarnosfaderani
علیرضا باغبانان (استاد راهنما) ابراهیم قاسمی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammad Amin Kaviani
محمدامین کاویانی جزی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Numerical Modeling to Investigate the Behavior of Caving Zone In Coal Mining Using Longwall Method
طی سالیان گذشته به خصوص در قرن نوزدهم و بیستم میلادی، استفاده از روش استخراج جبهه کار طولانی به عنوان یکی از مرسوم-ترین و پرکاربردترین روش¬های استخراج زیرزمینی مطرح بوده است. همواره یک زمین استخراج نشده و ساکن، از نظر شرایط تنش و جابجایی در تعادل قرار دارد و کلیه ویژگی¬های آن ثابت است. اما به محض استخراج و خالی کردن فضایی که قبلاً ماده معدنی در آن قرار داشته است، تعادل زمین برهم خورده و در نقاط مختلفی از نواحی استخراجی ممکن است تمرکز و یا آزادسازی تنش و به تبع آن جابجایی¬هایی رخ دهد. هدف از این مطالعه دقیقاً بررسی همین برهم¬خوردگی تنش در اطراف محیط استخراجی و شرایط و چگونگی توزیع مجدد تنش در پشت و جلوی سینه¬کار جبهه کار طولانی می¬باشد. همچنین مهم¬ترین هدف در این پژوهش بررسی چگونگی رفتار زمین در ناحیه استخراج شده، پس از تخریب و پرشدن مجدد می¬باشد. به علاوه، مهم¬ترین پارامترهای تاثیرگذار بر رفتار ناحیه تخریب انتخاب شده و نحوه تاثیر آن¬ها مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور در ابتدا با مطالعه¬ی تحقیقات قبلی صورت گرفته در این زمینه اقدام به انتخاب پارامترهای پراهمیت موثر شده و سپس به بررسی معادن معروف زغال¬سنگ دنیا که به روش جبهه کار طولانی استخراج می¬شوند پرداخته شده است. پس از انتخاب پارامترها و مقادیر عددی منصوب به آن¬ها، از روش طراحی آزمایش تاگوچی به عنوان روش آماری مد نظر جهت شکل¬دهی آزمایش¬های مورد نیاز جهت رسیدن به نتایج مطلوب و تحلیل آن¬ها استفاده شده و نرم¬افزار Minitab به عنوان بستر انجام عملیات¬های آماری مربوطه انتخاب شده است. سپس مدل¬ها یا اصطلاحاً آزمایش¬های پیشنهادی توسط نرم¬افزار Minitab در نرم¬افزار FLAC3D ساخته شده و نتایج مربوط به مولفه¬های Szz و جابجایی نقاط شاهد برداشت شده¬اند. لازم به ذکر است که به جهت دشواری دسترسی به پارامترهای ژئومکانیکی ناحیه تخریب و پارامترهای مربوط به مدل¬های رفتاری با رفتار کرنش سخت شونده، از مدل رفتاری موهر-کلمب برای مدل¬سازی ناحیه تخریب استفاده شده، با این فرض که برای نزدیک¬ترین قسمت به سینه¬کار ضعیف ترین خصوصیات از جمله مدول حجمی و برشی، و برای دورترین قسمت، قوی ترین خصوصیات در نظر گرفته شده است. برای امر تضعیف خصوصیات سنگ سقف جهت پرکردن ناحیه استخراجی، از فاکتور آشفتگی سنگ(DF) اسنفاده شده است. نتایج بررسی¬ها حاکی از آن است که در تمامی مدل¬ها میزان تنش عمودی از 20 متری پشت جبهه کار نسبت به میزان اولیه آن یک روند صعودی با شیب بسیار زیاد را پیش میگیرد و در 1تا3 متری پشت سینه¬کار به اوج خود می-رسد و نسبت به عمق لایه زغال از 5/1 تا 8 مگاپاسکال افزایش دارد. اما سریعاً با یک کاهش شدید مواجه شده و تا میزان 1تا 9 مگاپاسکال نسبت به میزان تنش قائم اولیه کم می¬شود و سپس با پیش گرفتن یک روند صعودی به میزان اولیه خود می¬رسد. همچنین نتایج این مطالعه نشان می¬دهند که هنگامی که DF برابر با 3/0 می¬شود، مقدار تنش اولیه در ناحیه تخریب بازیابی می¬شود و به میزان اولیه خود می¬رسد. در انتهای تحقیق روابطی برای پیش¬بینی مقدار جابجایی و تنش عمودی در ناحیه تخریب، با تحلیل آماری نتایج مدل-سازی¬های عددی ارائه شده¬ است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی