Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Mahdavi,Ebrahim Ghasemivarnosfaderani
سعيد مهدوي (استاد مشاور) ابراهيم قاسمي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shayan Imanlou
شايان ايمانلو

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 يکي از مهم¬ترين مواد معدني است که منبع توليد انرژي در بسياري از صنايع مي-باشد. از اين رو استخراج اين ماده معدني از اهميت ويژه¬اي برخوردار است. مهم¬ترين روش¬هاي استخراج زيرزميني اين ماده معدني، روش اتاق و پايه و روش جبهه کار طولاني مي¬باشند که تمرکز اين تحقيق بر روش اتاق و پايه است. طراحي و پايداري پايه¬ها مسئله¬اي پيچيده در زمينه¬ي کنترل زمين در روش معدن¬کاري اتاق و پايه است. وظيفه اصلي پايه، تحمل وزن بار روباره است. پايه¬هاي موجود در معدن¬کاري اتاق و پايه را مي¬توان به دو دسته پايه¬هاي توليدي (پهنه¬اي) و پايه¬هاي حائل تقسيم¬بندي کرد که پايداري اين پايه¬ها، تعيين کننده پايداري سراسري در پهنه¬هاي استخراجي مي¬باشند. روش¬هاي گوناگوني براي طراحي پايه¬هاي توليدي توسط محققين ارائه شده و پايداري آن¬ها بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در نقطه مقابل هيچ روش سيستماتيکي براي طراحي پايه¬هاي حائل تا کنون ارائه نشده است و تنها چندين رابطه تجربي که هر يک از آن¬ها مختص به يک منطقه خاص هستند، پيشنهاد شده است. در هيچ يک از اين روابط مقاومت پايه و بار وارد بر پايه طي فرآيند معدنکاري اتاق و پايه در نظر گرفته نشده است. در اين پايان¬نامه هدف اصلي توسعه روشي تحليلي-تجربي براي طراحي پايه¬هاي حائل مي¬باشد؛ به گونه¬اي که در اين روش، بارهاي وارد بر پايه و مقاومت آن طي فرآيند معدن¬کاري منظور شود. لذا با در نظر گرفتن اينکه پايه ممکن است در زمان عمليات معدنکاري چه نوع بارهايي را تحمل کند، يک روش پيشنهادي براي طراحي پايه‌هاي حائل در طي هشت گام ارائه شده است. در اين روش مقاومت پايه با استفاده از رابطه تجربي مارک-بينياوسکي تخمين زده مي¬شود. بارهايي که به پايه‌هاي حائل اعمال مي‌شوند شامل دو نوع بار توسعه‌اي و بارهاي پايه¬هاي جانبي مي¬باشد که بارهاي توسعه¬اي با استفاده از تئوري سطح تأثير و بارهاي جانبي با در نظر گرفتن تئوري تخريب با استفاده از روابط ساده رياضي تخمين زده مي‌شوند. همچنين ضريب ايمني به منظور طراحي اوليه پايه¬هاي حائل 5/1 و در مرحله بازيابي 8/0 در نظر گرفته شده است. در آخر روش پيشنهادي در معدن مرکزي زغال‌سنگ طبس (پهنه¬هاي P5 و P6) به کار گرفته شد و عرض اوليه پايه حائل 4/21 متر و عرض آن در مرحله بازيابي 8/14 متر بدست آمد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی