طراحی ابعاد پایه های سنگی در معادن زیر زمینی به وسیله منحنی عکس العمل زمین

فصلنامه زمین شناسی محیط زیست

مقاله 2، دوره 1، شماره 3، مهر 1386، صفحه 17-30   

نویسندگان

کامران گشتاسبی¹؛ شبیر ارشد نژاد²

¹دانشگاه تربیت مدرس تهران

²دانشجوی دکترای استخراج معدن دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

چکیده

روشهای استخراج مواد معدنی بستگی زیادی به ساختار فیزیکی و هندسی ذخایر معدنی دارند. روش اتاق و پایه در میان
روشهای زیرزمینی دارای جایگاه ویژهای است. علت آن، میزان بالای تولید، هزینه تمام شده نسبتا پایین و سادگی اجرا میباشد.
روش اتاق و پایه مجموعهای از حفریات متقاطع تونل در داخل لایه یا توده ماده معدنی است و برای پایداری این فضاها لازم است
تا بخشی از ماده معدنی به صورت پایه به جای خود باقی بماند. روشن است که این بخش از ذخیره در زیر زمین باقی خواهد ماند
که به آن افت ذخیره میگویند. تعیین ابعاد بهینه پایههای سنگی باعث به حداقل رسیدن افت ذخیره میگردد. بنابراین تاکنون
روشهای تجربی متعددی برای طراحی این پایهها ارائه شدهاند که هر کدام از این روشها بر مبنای نتایج تعدادی تجارب خاص و
محدود ارائه و توسعه داده شدهاند. پس هر یک از آنها محدودیتهای ویژهای دارند که مانع از کاربرد فراگیر آنها در سایر معادن و
شرایط مختلف میشود. در این مقاله یک روش جدید برای طراحی بهینه پایههای سنگی، به منظور کاهش محدودیتهای فوق و
قابل تعمیم بودن آن در شرایط گوناگون ارائه شده است. در این روش میتوان کلیه خصوصیات هندسی و ژئومکانیکی توده سنگ را
برای طراحی بهینه پایهها در نظر گرفت. مبنای مورد استفاده در روش پیشنهادی، استفاده از منحنی عکسالعمل زمین برای طراحی
پایه سنگی است. برای تامین دادههای اولیه جهت ترسیم منحنی، از مدلسازی عددی استفاده گردید. به این منظور  18مدل در اعماق
 40 ،30و 50متری با نسبتهای گوناگون عرض به ارتفاع پایه ساخته شد. هر یک از منحنیهای حاصله در قسمت خطی خود که
نشاندهنده رفتار الاستیک توده سنگ میباشد، نسبت حداقل عرض به ارتفاع پایه مطلوب را تعیین کردند. جهت تعیین اعتبار روش
پیشنهادی، یک مطالعه موردی از یک معدن نمک زیرزمینی )معدن نمک سلطان آباد( انتخاب گردید. نسبت عرض به ارتفاع پایههای
اجرا شده پایدار در معدن سلطان آباد از  1/3تا  1/6میباشد. نتایج بدست آمده از منحنیهای عکس العمل مقدار حداقل  1/375را
نشان میدهد که حاکی از تطابق مطلوب نتایج روش پیشنهادی با واقعیت است

کلیدواژه‌ها

معدن زیر زمینی؛ پایه سنگی؛ منحنی عکس العمل زمین؛ مدلسازی عددی