توصيفگر ها :
معدنكاري زغال سنگ , قابليت اطمينان , ميلمهار , مدل سازي تصادفي , شبيه سازي مونت كارلو
چكيده فارسي :
امروزه در علوم مختلف از جمله علم مهندسي معدن، استفاده از تكنيك مدلسازي تصادفي، قابليت اطمينان و شبيهسازي بسيار متداول است. هنگام مواجه شدن با پارامترهايي كه به دليل عدم قطعيت مقدار مشخصي ندارند و ميتوانند در طول يك بازه متغير باشند، استفاده از مدلسازي تصادفي براي بررسي رفتار آنها سودمند ميباشد. در علم مهندسي معدن معمولاً با مسائل و مشكلاتي در زمينههاي مختلف از جمله استخراج ماده معدني، سيستم هاي نگهداري، تهويه، آتشباري و غيره مواجه ميشويم كه به دليل وجود عدم قطعيت در پارامترهاي آنها تحليل قطعي امكان پذير نميباشد در نتيجه ميتوان گفت تحليل احتمالاتي نسبت به تحليل قطعي روش بهتري براي بررسي تاثير عدم قطعيتها در طراحي مهندسي ميباشد. تكنيك شبيهسازي نيز يك راهحل آماري قدرتمند را ايجاد كرده است كه ميتواند مسائل موجود را پيش از آنكه تبديل به مشكل شوند، شناسايي كند. شبيهسازي زماني استفاده ميشود كه بهعلت پيچيدگي مساله مورد نظر، استفاده از روشهاي تحليلي غيرعملي است.
همان¬گونه كه اشاره شد مدل¬سازي قابليت اطمينان در زمينه سيستم هاي نگهداري به ويژه در معادن زغال سنگ به دليل اهميتي كه اين سيستم¬هاي نگهداري در جلوگيري از ريزش سقف و كاهش تلفات و حوادث ناشي از ريزش سقف دارد بسيار حائز اهميت است. يكي از پر كاربرد ترين اين سيستم¬ها ، سيستم نگهداري ميل¬مهار است. با توجه به اينكه ميلمهار يك ابزار پركاربرد در نگهداري معادن زغال¬سنگ به شمار مي¬آيد و طي سالها مصرف ميلمهار در معادن رو به افزايش بوده است، لذا عملكرد آن طي عمليات معدنكاري نقش قابل ملاحظه¬اي برايمني دارد. از اين رو مهم¬ترين اهداف مورد نظر در اين تحقيق توسعه مدلي به منظور برآورد قابليت اطمينان سيستم ميلمهار در معادن زغال¬سنگ، استفاده از مدل¬سازي تصادفي به منظور ارزيابي و بررسي نقش پارامترهاي قابل كنترل و غير قابل كنترل بر عملكرد ميلمهارها و شناسايي اثر گذارترين پارامترها بر عملكرد ميلمهارها به منظور بهبود عملكرد آنها مي¬باشد. در بخش اول اين تحقيق به كمك پايگاه داده¬اي شامل 109 داده و شبيه¬سازي مونت¬كارلو بر روي معادله قابليت اطمينان سيستم ميل¬مهار، اين نتيجه حاصل شد كه تعداد مواردي كه سيستم ميل¬مهار دچار شكست شده است بسيار نزديك به واقعيت و درحدود 65 درصد بوده است. تابع قابليت اطمينان نيز متناسب با تابع توزيع lognormal با ميانگين 78/1 و انحراف معيار 08/4 مي باشد. هم¬چنين در بخش دوم اين پايان¬نامه آناليز حساسيت قابليت اطمينان سيستم ميل¬مهار نسبت به پارامترهاي ورودي انجام شد. نتيجه حاصل اين بود كه تاثيرگذارترين پارامتر از بين شش پارامتر ورودي امتياز سقف معدن زغال سنگ با تاثير 8/65 درصد مي باشد. ديگر پارامترهاي تاثير-گذار به ترتيب عمق روباره، طول ميل¬مهار، ظرفيت ميل¬مهار، عرض راهرو و در نهايت فاصله رديفي ميل¬مهارها مي¬باشد.
چكيده انگليسي :
Abstract
Today, the use of stochastic modeling, reliability and simulation techniques is very common in various sciences, including mining engineering. When dealing with parameters that do not have a definite value due to uncertainty and can vary over an interval, the use of stochastic modeling is useful to investigate their behavior. In mining engineering, we usually encounter problems in various fields such as mineral exploitation,supporting systems, ventilation, blasting, etc., which due to the uncertainty in the parameters of which definitive analysis is not possible, so we can say probabilistic analysis is a better way to investigate the impact of uncertainties on engineering design.The simulation technique has also developed a powerful statistical solution that can identify existing problems before they become problematic. Simulation is used when the use of analytical methods is impractical due to the complexity of the problem.
As mentioned, reliability modeling in the field of supporting systems, especially in coal mines, is very important because of the importance of these supporting systems in preventing roof fall and reducing casualties and accidents due to roof fall. One of the most widely used of these systems is the rockbolt system. Due to the fact that rockbolt is a widely used tool in coal mines and the use of rockbolt in mines has been increasing over the years, so its performance during mining operations has a significant role for us. Therefore, the most important objectives of this research are to develop a model to estimate the reliability of the rockbolt system in coal mines, to use stochastic modeling to evaluate and investigate the role of controllable and uncontrollable parameters on the performance of rockbolt and to identify the most effective parameters on performance. In the first part of this study, using a database of 109 data and Monte Carlo simulations on the reliability equation of the rockbolt system, it was concluded that the number of cases where the rockbolt system failed was very close to reality and about 65%. The reliability function is also proportional to the lognormal distribution function with an average of 1.78 and a standard deviation of 4.08. Also in the second part of this dissertation, the sensitivity analysis of the reliability of the rockbolt system to the input parameters was performed. The result was that the most effective parameter among the 6 input parameters is the coal mine roof rating(CMRR) with an impact of 65.8%. Other influential parameters are the depth of cover ,the bolt length ,the bolt capacity ,the entry width and finally the row spacing of rockbolts.