توصيفگر ها :
پايداري فضاهاي زيرزميني , نشست زمين , آرايش‌هاي مختلف تونل‌ها , روش عددي , استخراج از طبقات فرعي
چكيده فارسي :
معادن زيرزميني كه به روش استخراج از طبقات فرعي پيشروي مي‌كنند، در اغلب موارد نياز به استفاده حداكثر از فضاهاي زيرزميني را دارند. در بعضي از موارد لازم است چند فضاي زيرزميني با آرايش مختلف در كنار هم قرار گيرد، كه تاثير آنها بر هم‌ديگر باعث اختلال در پايداريشان مي‌شود و علاوه بر اين حفر اين فضاها منجر به ايجاد نشست بر روي سطح زمين مي‌شود، در نتيجه ممكن است به ساختار‌‌هاي سطحي و زيرسطحي آسيب وارد شود. در اين تحقيق بررسي پايداري فضاهاي زيرزميني و نشست حاصل از حفاري تونل‌ها و ماده معدني در معدن سرب و روي فيض‌آباد نائين از پنج سناريو استفاده شد؛ سناريو اول، طرح اصلي خود معدن مي‌باشد، در سناريو دوم فاصله افقي ميان تونل‌هاي باربري عمود برلايه نسبت به سناريو اول افزايش يافته است، در سناريو سوم نسبت به سناريو اول فاصله افقي ميان تونل‌هاي باربري كاهش پيدا كرده، در سناريو چهارم فاصله افقي ميان تونل‌هاي باربري نسبت به سناريو اول باز كاهش مي‌يابد تا حالت بحراني‌تري شود و در سناريو پنجم آرايش تونل‌هاي دسترسي از حالت موازي به صورت مورب تنظيم مي‌شود، كه طي اين تغييرات فاصله افقي ميان تونل‌هاي باربري نيز عوض شد. در تحقيق حاضر با استفاده از روش عددي تفاضل محدود توسط نرم‌افزار فلك سه‌بعدي پايداري فضاهاي زيرزميني اعم از كمربالا، تونل‌هاي دسترسي و باربري عمود برلايه به همراه نشست حاصل از حفاري آنها تحليل شد. هندسه مدل توسط نرم‌افزار راينو طراحي شد و خروجي گرفتن از آن توسط نرم‌افزار گريدل استفاده شد. تحليل پايداري كمربالا در تمام سناريوها انجام شد، كه سناريو پنجم پس از اتمام حفاري با دارا بودن مقدار 11 ميلي‌متر جابه‌جايي از ديگر سناريوها ناپايدارتر است. در بررسي تاثيرآرايش تونل‌هاي دسترسي عمود برلايه سناريو اول و پنجم نسبت به هم مقايسه شد، بيشترين مقدار جابه‌جايي متعلق به سناريو اول بود كه در تاج تونل دسترسي تراز سوم با مقدارتقريبا 2 ميلي‌متر اتفاق افتاد، به طور كلي مي‌توان گفت تونل‌هاي دسترسي با آرايش مورب پايدارترند. در تحليل پايداري تونل‌هاي باربري عمود برلايه تحت تاثير فاصله افقي ميان آنها تمام سناريوها بررسي شد كه سناريو پنجم با مقدار 3 ميلي‌متر جابه‌جايي در تاج تونل‌هاي باربري نسبت به ديگر سناريوها پايداري كمتري دارد. سناريو دوم بيشترين پايداري را در تاج تونل‌هاي باربري داشت؛ هر چقدر فاصله افقي ميان تونل‌هاي باربري بيشتر شود، پايداري آنها نيز افزايش مي‌يابد. نشست سطحي زمين در سناريوهاي مختلف بررسي شد، اما به طور ميانگين تفاوت معناداري ميان مقدار نشست آنها نبود، بنابرين فقط ميزان نشست در سناريو اول آورده شد. پس از اتمام حفاري در سطح زميني كه بالاي سر ماده معدني قرار داشت، بيشترين نشست رخ داد؛ مقدار آن برابر 36/1 ميلي‌متر بود. در نهايت پايداري كلي سناريوها با استفاده از ضرايب ايمني كنترل شد، كه با توجه به آن سناريو پنجم با ضريب ايمني 52/2 داري كمترين مقدار بود و سناريو اصلي معدن به همراه سناريو دوم نسبت به ديگر سناريوها پايدارتر بودند.
چكيده انگليسي :
Underground sub-level stoping mines mostly include a large volume of underground spaces. In some cases, it is necessary to excavate underground spaces with different layouts together, whose influence on each other causes instability. In addition, they also lead to excessive ground settlement, a result of which may affect the surface and subsurface structures. In this research, five scenarios were formed to investigate the stability of the underground spaces and settlement of the Feyzabad lead and zinc mine. The first scenario is the original layout of the mine, in the second scenario, the horizontal distance between the haulage tunnels has increased compared to the first scenario, and in the third and fourth scenarios, this distance decreased progressively. For the fifth scenario, the arrangement of the cross-cut tunnels is changed from parallel to diagonal, during which the horizontal distance between the haulage tunnels was also changed. The finite difference numerical method is implemented to investigate the stability of underground spaces, including hanging walls, ramps, cross-cuts, drifts, and haulage tunnels, along with the settlement resulting from their excavation. The geometry and mesh generation of the models was created by Rhino and Gridel programs and the stability analyses are performed using FLAC3D numerical code. The results show the hanging wall has a maximum displacement of 10.75 mm in the fifth scenario. The cross-cuts do not show a significant stability variation in different scenarios in which the maximum displacement of 2mm is observed in the third level for the first scenario. In general, the cross-cut tunnels with the diagonal arrangement were more stable. The change in the spacing of haulage drifts form 4.5 to 12m does not significantly fluctuate the stability of tunnels. Where in the fifth scenario with the least spacing shows a vertical displacement of 3 mm in the tunnel crown. Examining the surface subsidence for the five scenarios, the maximum subsidence of 1.5 mm occurred which would not cause considerable damage to the surface structures. The stability of the scenarios was also evaluated using their safety actors, according to which the second scenario and fifth scenarios have the highest and lowest safety factors of 3.1 and 2.5, respectively. It was ultimately observed that due to the high strength of the rockmass surrounding the mines site the arrangement of the tunnels would not significantly change their stability.
