این محصول در قالب پی دی اف و 150 صفحه می باشد.
این پایان نامه جهت ارائه در مقطع کارشناسی ارشد رشته معدن - استخراج طراحی و تدوین گردیده است . و شامل کلیه مباحث مورد نیاز پایان نامه ارشد این رشته می باشد.نمونه های مشابه این عنوان با قیمت های بسیار بالایی در اینترنت به فروش می رسد.گروه تخصصی ما این پایان نامه را با قیمت ناچیزی جهت استفاده دانشجویان عزیز در رابطه با منبع اطلاعاتی در اختیار شما قرار می دهند. حق مالکیت معنوی این اثر مربوط به نگارنده است. و فقط جهت استفاده ازمنابع اطلاعاتی و بالابردن سطح علمی شما در این سایت ارائه گردیده است.
فهرست
مقدمه 1
فصل اول - مکانیک سنگ کاربردی در پایداری سازه های زیرزمینی 3
1 – مقدمه 3 – 1
2 – تحلیل تنش 3 – 1
3– برآورد تنش های برجا 4 – 1
4 – ویژگی های فیزیکی و مکانیکی عنصر سنگ و توده سنگ 5 – 1
1 – ویژگی های فیزیکی 5 – 4 – 1
2 – ویژگی های مکانیکی 6 – 4 – 1
1 – ویژگی های مقاومت 6 – 2 – 4 – 1
2 – ویژگی های تغییر شکل 7 – 2 – 4 – 1
5 – واکنش سنگ ها در برابر تنش های همه جانبه مساوی 9 – 1
6 – واکنش سنگ ها در برابر تنش های نامساوی 10 – 1
فصل دوم - سابقه، نقش و روش های طراحی پیلارهای زغالی 12
1 – مقدمه 12 – 2
2 – بار فرعی در طراحی پیلار 13 – 2
1 – ویژگی های روش بار فرعی 14 – 2 – 2
2 – محدودیت های روش بار فرعی 14 – 2 – 2
3 – روش های تجربی طراحی پیلار 15 – 2
1 – مزایای فرمول های تجربی 18 – 3 – 2
2 – محدودیت های فرمول های تجربی 18 – 3 – 2
4 – دقت روش های تجربی 19 – 2
5 – شکست پایدار و ناپایدار پیلار 22 – 2
1 – امتیازات بالقوه شکست پایدار پیلار 23 – 5 – 2
2 – محدودیت های شکست پایدار پیلار 25 – 5 – 2
6 – مدل ویلسون
مزایای مدل ویلسون 27 – 6 – 2
2 – بررسی محدودیت های مدل هسته محدود ویلسون 27 – 6 – 2
7 – مدل کرنش نرمی زغال سنگ 30 – 2
1 – مزایای مدل کرنش نرمی 33 – 7 – 2
2 – محدودیت های مدل کرنش نرمی 33 – 7 – 2
8 – نتیجه گیری 34 – 2
فصل سوم - روش های طراحی پیلار در معادن جبهه کار طولانی 36
1 – تجربه معدنکاری به روش جبهه کار طولانی در اروپا 36 – 3
2 – تجربه معدنکاری به روش جبهه کار طولانی در امریکا 36 – 3
3 – روش های طراحی پیلار زنجیره ای معادن جبهه کار طولانی در امریکا 38 – 3
40 (ALPS) 4 – روش آنالیز پایداری پیلار جبهه کار طولانی – 3
1 – فرمول تجربی و مقاومت پیلار 40 – 4 – 3
2 – مدل نشست و بار اعمالی بر پیلار 41 – 4 – 3
3 – شیوه طراحی 44 – 4 – 3
4 – پذیرش سطح بالای تنش افقی 44 – 4 – 3
5 – پهنای ورودی، کیفیت سقف و کف 45 – 4 – 3
6 – کاربرد در طراحی پیلار موقت 45 – 4 – 3
5 – روش طراحی پیلار زنجیره ای کار – ویلسون 46 – 3
1 – مدل هسته محدود 48 – 5 – 3
2 – مدل نشست و بار اعمالی بر پیلار 49 – 5 – 3
3 – شیوه طراحی 52 – 5 – 3
4 – پذیرش سطح بالای تنش افقی 52 – 5 – 3
5 – پهنای ورودی، کیفیت سقف و کف 52 – 5 – 3
6 – کاربرد در طراحی پیلار موقت 53 – 5 – 3
6 – روش طراحی پیلار زنجیره ای سوینگ – پنگ 54 – 3
1 – مدل اصلی 55 – 6 – 3
2 – مکانیزم تخریب و بار اعمالی بر پیلار 55 – 6 – 3
3 – شیوه طراحی و توسعه فرمول 57 – 6 – 3
4 - پذیرش سطح بالای تنش افقی 60 – 6 – 3
5 – پهنای ورودی، کیفیت سقف و کف 61
کاربرد در طراحی پیلار موقت 61 – 6 – 3
7 – روش طراحی پیلار زنجیره ای چی – مک کین 62 – 3
1 – فرمول تجربی و مقاومت پیلار 63 – 7 – 3
2 – بار اعمالی بر پیلار، تخریب و مدل نشست 64 – 7 – 3
3 – شیوه طراحی 66 – 7 – 3
4 – پذیرش سطح بالای تنش افقی 68 – 7 – 3
5 – پهنای ورودی، کیفیت سقف و کف 68 – 7 – 3
6 – کاربرد در طراحی پیلار موقت 69 – 7 – 3
8 – نتیجه گیری 69 – 3
فصل چهارم – آنالیز مدل های کرنش نرمی 73
1 – مقدمه 73 – 4
2 – مدل کرنش نرمی هوک و براون 75 – 4
78 FLAC 3 – مدل کرنش نرمی – 4
4 – مدل کرنش نرمی گریفیث 80 – 4
5 – مدل کرنش نرمی دیست 82 – 4
6 – مقایسه مدل های اصلی کرنش نرمی 85 – 4
7 – نتیجه گیری 87 – 4
فصل پنجم – توسعه مدل عددی و شبیه سازی پیلار 88
1 – مقدمه 88 – 5
2 – مدلسازی مقدماتی 96 – 5
1 – آنالیز حساسیت ابعاد شبکه بندی 97 –2 – 5
2 – آنالیز نرخ بارگذاری 99 – 2 – 5
3 – مطالعه نسبت عرض به ارتفاع پیلار 103 – 2 – 5
4 – تاثیر سطح مشترک در محل برخورد سقف و زغال سنگ 108 – 2 – 5
5 – مکانیزم استخراج و بارگذاری 112 – 2 – 5
3 – شبیه سازی آزمایش مقاومت فشاری سه محوری 116 – 5
فصل ششم – آنالیز مدل شبیه سازی شده 123
1 – مقدمه 123 – 6
2 – آنالیز پارامتری مدل شبیه سازی شده 123 – 6
3 – آنالیز مدل شبیه سازی تسلیم شدن پیلار زغالی
– نتیجه گیری 129 – 6
فصل هفتم – نتیجه گیری 130
منابع 133
چکیده
هدف اصلی از این پایان نامه مدلسازی عددی پیلارهای سیستم معدنکاری جبهه کار طولانی، به ویژه پیلارهای
موقت می باشد . در این راستا پارامترهای اصلی از جمله نقش پیلارهای زنجیره ای اصلی و موقت، مکانیک سنگ
کاربردی در پایداری سازه های زیرزمینی، شیوه های تعیی ن خصوصیات مکانیکی و مقاومتی سنگ، تکنیک های
مدلسازی عددی و توانایی مدل عددی در شبیه سازی رفتار تسلیم شدن پیلار زغالی مطالعه شده است.
مطالعه روش های مرسوم طراحی پیلار زنجیره ای معادن جبهه کار طولانی زغال سنگ نشان داده است که این
روش ها تمام پارامترهای موثر د ر رفتار پیلار را به طور همزمان در نظر نمی گیرند. همچنین استفاده از آنها برای
طراحی پیلار موقت غیرمنطقی است.
بنابراین و بر اساس شناسایی پنج مرحله مختلف بارگذاری بر پیلار در سیستم معدنکاری جبهه کار طولانی،
روش مدلسازی عددی به عنوان راهکار مناسب طراحی پیلار ز نجیره ای، به ویژه برای پیلار موقت پیشنهاد شده
است.
با توجه به رفتار کرنش نرمی زغال سنگ در طول پروسه بارگذاری، مدل های مرسوم کرنش نرمی آنالیز و با
یکدیگر مقایسه شده اند . بر اساس مطالعه صورت گرفته و با تکیه بر شرایط پیلارهای زغالی معادن جبهه کار طولانی
برای مدلسازی پیلار انتخاب شده است. FLAC و نیز داده های میدانی قابل دسترس، مدل کرنش نرمی
در مدلسازی مقدماتی با استفاده از شبیه سازی های متعدد، پارامترهای فیزیکی و مجازی موثر بر رفتار پیلار
شناسایی شده اند . همچنین با شبیه سازی تست مقاومت فشاری سه محوری، پتانس یل مدل ایجاد شده در شبیه
سازی رفتار تسلیم شدن زغال سنگ ارزیابی شده است . نتایج این مطالعه نشان می ده د که مدل عددی می تواند
رفتار پیلار زغالی تحت اعمال بارهای گوناگون را شبیه سازی نماید . مقایسه نتایج مدل عددی با برآورد روابط مرسوم
طراحی پیلار بیانگر قابلی ت اعتماد بالای مدل عددی می باشد ؛ البته به شرطی که مدل عددی به صورت موردی با
داده های میدانی تنظیم شود . بدین ترتیب، طراحی پیلار با استفاده از روش شبیه سازی ارائه شده در کنار مقایسه
نتایج آن با برآورد روابط مرسوم طراحی می تواند میزان ریسک عملیات را کاهش دهد؛ به نحوی که امکان پرهیز از
شکست غیر کنترل شده و فاجعه آمیز پیلار زغالی فراهم آید.
مقدمه
روش استخراج جبهه کار طولانی، یک روش کاملا پر تولید با قابلیت مکانیزاسیون بـالا مـی باشـد کـه از
اوایل قرن هفدهم میلادی در معادن زغال سنگ اروپا رواج یافت و پـس از آن نیـز در اوایـل دهـه 1960 بـا
توسعه وسایل نگهداری خود پیشرو در معادن امریکا به کار گرفته شد.
در طول دهه 1990 سهم تولید معادن جبهه کار طولانی از کل تولیدات زیرزمینی زغال سنگ تقریبا دو
برابر شده است و این روند همچنان ادامه دارد. دلایل اصلی این توسعه قابلیت بالای مکانیزه شـدن در کنـار
شرایط ایمنی مطلوب بوده و لازمه ایمنی مطلوب، طراحی مناسب پانل ها و سیستم تهویه است.
طراحی مناسب پانل ها، شامل راه های دسترسی دو طرف آنها می باشـد کـه عـلاوه بـر داشـتن شـرایط
تهویه مناسب، لازم است تا از ایمنی کافی برای رفت و آمد کارگران، دسترسی به سـینه کـار و نیـز ترابـری
زغال سنگ برخوردار باشند.
ارتفاع معمول روباره (عمق معدن) در روش جبهه کار طولانی بین 200 تا 2700 فوت (60 تا 820 متـر)
بوده و هر چه عمق معدن افزایش یابد، طراحی راه های دسترسی دو طرف پانل و حفظ شرایط پایداری آنهـا
مشکل تر می شود. در نتیجه برای نگهداری ایمن، لازم است تعداد و عـرض پیلارهـای زنجیـره ای افـزایش
یابد که این امر باعث می شود بازیابی استخراج زغال سنگ کاهش یافته، هزینه ها افزایش یابنـد. همچنـین
وجود پیلارهای زیاد و پهن، به عنوان مانع در برابر جریان تهویه عمل نموده، افزایش هزینه های تهویه را بـه
دنبال دارد.
راه کار مناسب برای این شرایط استفاده از پیلارهای موقت می باشد که ضمن اقتـصادی بـودن، شـرایط
پایداری راه های دسترسی دو طرف پانل را نیز در معادن عمیـق تـامین مـی نماینـد. اسـتفاده از پیلارهـای
موقت که پهنای کمتری دارند، شرایط توزیـع تـنش بـر راه هـای دسترسـی دو طـرف پانـل را تغییـر داده،
وضعیت ایمنی عملیات بهبود می یابد. همچنین بازیابی زغال سنگ را به طور مـوثری افـزایش مـی دهـد و
مانع کمتری در برابر جریان هوای تهویه ایجاد نموده، تهویه راحت تر صورت می گیرد.
2
استفاده از پیلارهای موقت که باعث پیشگیری از افت بازیابی شـده و هزینـه هـای نگهـداری در معـادن
عمیق جبهه کار طولانی را کاهش می دهد، راهکار جدیدی بوده و هنوز تئوری هـای مناسـب طراحـی آنهـا
ارائه نشده است. به طوریکه تمام پیلارهای موقت توسط معدنکاران و با تکیه بر دانـش تجربـی و اسـتفاده از
روش کوشش و خطا طراحی شده اند.
هدف این پایان نامه بررسی پیلارهای اصلی و روش های طراحی آنها و نیز ارائـه روش طراحـی مناسـب
برای پیلارهای موقت می باشد. این مطالعه با استفاده از روش های پیشرفته عددی به دنبال راهکاری بـرای
شبیه سازی انواع پیلارها، به خصوص پیلارهای موقت است و در ایـن راسـتا نتـایج حاصـل از بـرآورد هـای
تجربی را با نتایج روش های شبیه سازی عددی مقایسه نموده، در نهایت با شرایط واقعی تطبیق می دهد.
پایان نامه کارشناسی ارشد معدن مدل سازی پیلار ها در روش جبهه کار طولانی با استفاده از تکنیک های پیشرفته عددی
