تحليل پايداري اوكلون اصلي در معدن بلوك 3 پروده 4 با استفاده از روش مدل­سازي عددي تفاضل محدود

Numerical stability analysis of main incline shaft of mine block 3 of Parvadeh IV coal mine using finite difference method

در اين مقاله پايداري اوكلون اصلي معدن بلوك 3 پروده 4 طبس به منظور طراحي سيستم نگهداري و همچنين تعيين زمان نصب مناسب با استفاده از روش عددي تفاضل محدود مدل­سازي شده است. در اين راستا در ابتدا شرايط پايداري سازه بر اساس روش تجربي بارتن ارزيابي شد و بر اين اساس يك سيستم نگهداري پيشنهاد شد. در مرحله بعد به منظور برآورد دقيق از عملكرد سيستم­ نگهداري پيشنهادي و همچنين تعيين زمان نصب بهينه آن از روش شبيه­سازي عددي به كمك نرم­افزار FLAC3D استفاده شد. براي اين منظور در ابتدا خصوصيات توده سنگ دربرگيرنده اكلون با استفاده از نرم افزار Roclab تعيين و سپس با اعمال تنش هاي برجا و شرايط مرزي در مدل، ارزيابي سيستم نگهداري پيشنهادي صورت گرفت. نتايج اين بخش نشان داد بهترين زمان نصب سيستم نگهداري تركيبي شامل شاتكريت با ضخامت 10 سانتي متر همراه با قاب مشبك با قطر 6 ميلي متر و فاصله 15 سانتي متر و همچنين پيچ­سنگ­هاي طراحي شده، دو گام قبل از از حفاري و نصب بولت ها با اعمال ترخيص تنش است. در مرحله پاياني به منظور ارزيابي سيستم­نگداري پيشنهادي، نمودار اندركنش (نمودار گشتاور خمشي-نيروي محوري) حاصل از نرم­افزار SAP2000 بررسي شد. نتايج اين قسمت نشان داد كه سيستم نگهداري پيشنهادي داراي عملكرد قابل قبولي در برابر نيروي محوري و گشتاور خمشي در اكلون است.

In this paper, stability of main incline shaft of mine block 3 of Parvadeh IV 4 coal mine in Tabas is modeled to design support system and to determine its optimal installation time by using finite difference numerical method. In this regard, stability condition of excavation was evaluated using the empirical method introduced by Barton and thus, a support system was proposed. After that, in order to evaluate proposed support system and its optimum installation time, numerical simulation was carried out using Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions known as FLAC 3D software. For this purpose, rock mass properties of main incline shaft were determined by incorporating RockLab software. Then, by applying in-situ stresses and boundary conditions in the model, the proposed support system was evaluated. The results showed that the best time to install a combined support system consisting of 10 cm thick shotcrete with a 6 mm diameter wire mesh and the distance of 15 cm as well as the designed rock bolts, is two steps before drilling and installing the bolts by applying stress release. Finally, in order to evaluate the proposed support system, the interaction diagram (bending moment-axial torque) obtained from SAP2000 software was investigated. The results showed that the proposed support system has acceptable performance against axial force and bending moment in the incline.