بررسي عوامل موثر بر رفتار لايه‌ها در روش جبهه‌كار طولاني با استفاده از مدل سازي عددي؛ مطالعه موردي

Investigation of the effective parameter on the roof behavior using longwall mining: Case study

شناخت و پيش‌بيني رفتار لايه‌هاي زمين در طول عمليات معدنكاري زيرزميني كمك شاياني به اجراي مناسب و ايمن عمليات استخراج خواهد كرد. از اين رو بررسي رفتار لايه‌هاي زمين و عوامل موثر بر آن طي معدنكاري زيرزميني امري ضروري است. روش‌هاي بسياري از جمله روش‌هاي تجربي، تحليلي و عددي براي پيش‌بيني رفتار لايه‌هاي زمين توسعه داده شده اند. روش‌هاي عددي بدليل دقت بيشتر و امكان شبيه‌سازي شرايط زمين با ساده‌سازي و خطاي كمتر در ميان محققين و مهندسين كاربرد بيشتري دارد. روش جبهه‌كار طولاني يك روش استخراج زيرزميني زغال‌سنگ است كه امروزه در بسياري از معادن زيرزميني زغال‌سنگ در دنيا از جمله معادن پروده‌ي طبس اجرا شده است. اين پژوهش به بررسي و پيش‌بيني رفتار لايه‌هاي زمين و عوامل و پارامترهاي موثر بر آن در طي معدنكاري جبهه‌كار طولاني با استفاده از روش مدل‌سازي عددي پرداخته است. براي شبيه‌سازي و اعتبار سنجي مدل‌هاي ساخته شده از داده‌هاي مهندسي، زمين‌شناسي و ابزار دقيق معدن زغال‌سنگ پروده‌ي طبس استفاده شده است. بر اساس مدلسازي عددي با افزايش مدول الاستيسته توده‌ي سنگ، ميزان جابه‌جايي قائم سنگ كاهش خواهد يافت، افزايش شيب لايه نيز موجب كاهش جابه‌جايي قائم سقف ناحيه استخراجي مي‌شود و تنش‌هاي القايي ناشي از معدنكاري موجب افزايش جابه‌جايي سقف در پهنه‌‌هاي مجاور شده و از ميزان تنش اعمالي بر پايه‌ها كاسته مي‌شود.

Investigation and prediction of strata behavior during underground mining are help to safe and appropriate execution of mining operations. Thus studying of strata behavior and the effective parameter on the strata behavior, during underground mining are essential. The plenty of methods including experimental, analytical and numerical methods to prediction of layers behavior have been developed. The numerical methods due to their calculation accuracy and the simplicity of simulation by less error are more widely used by researchers and engineers. The longwall method is an underground coal extraction method which has been implemented in many underground coal mines all over the world, including Tabas Parvade coal mine. In this study the effective parameter of strata behavior during longwall mining is investigated using numerical modeling. To simulation and validation of constructed block models the engineer, geological and instrumentation data of Tabas Parvade coal mine are used. According to numerical modeling by increasing the modulus of elasticity of layers and layers slope the vertical displacement of strata is decreased. Furthermore because of the induced stresses of mining, the vertical displacement of strata in adjacent panels is increased and the value of applied stress on the barrier pillar is reduced.