برقراری پایداری جبهه کار در زمان استخراج زغالسنگ به روش استخراج جبهه کار طولانی، از جمله مهم ترین عوامل موثر در اقتصادی بودن اجرای این روش است. پارامترهای متعددی در پایداری جبهه کار موثرند. بنابراین لزوم شناخت و بررسی تاثیر آن ها بر یک معدنکاری ایمن و اقتصادی امری ضروری است. در این پژوهش، پایداری جبهه کار یک پهنه استخراجی در ابعاد واقعی برای بررسی تاثیر معدنکاری و جابه جایی لایه ها بر پایداری جبهه کار با استفاده از یک مدل عددی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا پارامتر های موثر بر پایداری جبهه کار دسته بندی و بررسی شده است. سپس با استفاده از نرم افزار FLAC3D پایداری جبهه کار پهنه E3 از معدن زغالسنگ پرورده طبس در زمان استخراج شبیه سازی و بررسی شد. از معیارهای ساکورایی برای بررسی پایداری دیواره ها و جبهه کار پهنه E3 با محاسبه مقادیر تنجش برشی در این نواحی استفاده شد. با انجام شبیه سازی تاثیر گام نخست و دوره ای معدنکاری بر پایداری جبهه کار استخراجی در زمان استخراج زغالسنگ مورد بررسی قرار گرفت. گام نخست و دوره ای تخریب به ترتیب در حدود 5/11 و 5/2 متر محاسبه شد. تخریب اولیه سقف پس از استخراج برش چهارم رخ می دهد. بر اساس نتایج به دست آمده از مدل سازی عددی، احتمال رخداد ناپایداری و پوسته شدن جبهه کار در فاصله  6 تا 10 متری پس از پیشروی در جبهه کار، همزمان با تخریب اولیه و دوره ای سقف وجود دارد. بطور کلی جبهه کار در پهنه E3 معدن زغالسنگ پروده طبس در حالت بینابینی ریزش و پایداری قرار دارد ولی سقف بالای آن بعد از استخراج 6 برش زغال سنگ مستعد ریزش است. فشار وارد بر بازکننده ته میله به دلیل شیب لایه های سقف و انتقال نیروی وزن لایه های بالایی در جهت شیب و عمق قرارگیری بیشتر به نسب سرمیله به مراتب بیشتر از فشار وارده در سمت سر میله است. جبهه کار در طول فرایند استخراج زغال سنگ در نزدیکی بازکننده های اصلی فرو خواهد ریخت. برای جلوگیری از ریزش جبهه کار و سقف از پیچ سنگ های برش پذیر پیشنهاد شده است.

استخراج زیرزمینی زغال سنگ همواره به عنوان یکی از پرمخاطره ترین فعالیت های معدنی شناخته می شود. خطرات ناشی از وقوع حوادث احتمالی در این معادن می تواند باعث صدمات جبران ناپذیر جانی، خرابی و از بین رفتن تجهیزات و همچنین ایجاد وقفه در فرآیند تولید معدن شود. به همین دلیل تحلیل ریسک در معادن زغال سنگ از اهمیت بالایی برخوردار است. اولین مرحله از یک فرآیند آنالیز ریسک، شناسایی مخاطرات است. در این پژوهش ابتدا مهمترین مخاطرات استخراج مکانیزه زغال سنگ، با استفاده از ترکیب روش های کتابخانه ای و قضاوت متخصصان شناسایی شد. اولویت بندی مخاطرات شناسایی شده با استفاده از فازی سازی روش تصمیم گیری TOPSIS با کاربرد معیارهای اصلی احتمال وقوع، شدت پی آمد و واکنش و همچنین زیرمعیارهای آسیب پذیری و قابلیت شناسایی انجام گرفت. نتایج نشان می دهد شدت پی آمد با وزن 0.416 و واکنش با وزن 0.293 به ترتیب دارای بیشترین و کمترین میزان تاثیر در رتبه بندی مخاطرات استخراج مکانیزه زغال سنگ است. کاربرد مدل ارایه شده در معدن طبس نشان می دهد ریزش در سقف کارگاه استخراج و ریزش در راهروهای پهنه های استخراجی با شاخص شباهت 0.832 و 0.823 به عنوان مهمترین مخاطرات این معدن شناخته می شوند. همچنین نشست سطح زمین و هجوم آب های زیرزمینی با شاخص شباهت 0.492 و 0.482 دارای کمترین شاخص شباهت در میان مخاطرات شناسایی شده است. به منظور بررسی حساسیت رتبه بندی گزینه ها به تغییرات وزن شاخص ها، یک تحلیل حساسیت نیز انجام شد. نتایج نشان دهنده عدم حساسیت مدل ارایه شده نسبت به وزن معیارهای تصمیم گیری مورد استفاده است.

اندازه گام تخریب اول در روش استخراج جبهه کار طولانی به طور مستقیم با بیشینه تنش وارد شده به تجهیزات نگهداری در ارتباط بوده و در نتیجه بر روی شرایط پایداری، ایمنی و تداوم عملیات مؤثر است. این مقاله برای تخمین گام تخریب اول رویکردی مبتنی بر قابلیت تخریب لایه-های سقف ارائه می کند. برای این منظور قابلیت تخریب سقف بلاواسطه از طریق تعریف شاخص قابلیت تخریب لایه های سقف (RSCi) با هدف تجمیع پارامترهای مؤثر در فرآیند تخریب لایه های سقف تعریف شده است. این شاخص به عنوان خروجی یک سیستم طبقه بندی جدید با استفاده از یک روش ترکیبی تصمیم گیری چند معیاره فازی توسعه یافت است. سپس ارتباط بین حجم فضای استخراج شده تا زمان وقوع تأثیر وزنی اول (یعنی حاصل ضرب طول سینه کار در ارتفاع کارگاه در گام تخریب اول) با RSCi به صورت مدل های خطی و غیرخطی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور توسعه و اعتبار سنجی مدل ها از پایگاه داده ای جمع آوری شده شامل اطلاعات دوازده پهنه از شش کشور استفاده شده است. نتایج اعتبار سنجی مدل ها نشان می دهد مدل غیرخطی چندجمله ای درجه 2 دارای بهترین عملکرد در تخمین گام تخریب اول در سه پهنه هدف اعتبارسنجی بوده است. نتایج کلی حاصل از مقاله نشان می دهد رویکرد ارائه شده دارای انعطاف پذیری و دقت قابل قبولی برای تخمین گام تخریب اول پروژه های استخراج جبهه کار طولانی زغال سنگ است.

متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد. لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد، لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.   لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

موضوع رفتار سنگ سقف در معادن زغال توسط محققین زیادی مورد بررسی قرار گرفته است؛ اما این تحقیقات بیشتر در پیشروی ها و تونل های معادن زغال بوده، و به موضوع رفتار سنگ سقف در کارگاه های استخراج کمتر توجه شده است. عوامل مختلفی در رفتار سنگ سقف در معادن زغال اثرگذار می باشند. به طور کلی می توان این عوامل را به دو گروه تقسیم بندی کرد. پارامترهای مربوط به ماده سنگ و پارامترهای مربوط به توده سنگ. در این تحقیق سیستم رده بندی جدیدی برای رده بندی سنگ سقف در کارگاه های جبهه کار طولانی ارایه شده است. بدین منظور 6 پارامتر مقاومت فشاری تک محوره، مقاومت کششی، تاثیر رطوبت، درزه داری، ضخامت لایه بندی و توجیه فضایی درزه ها و کارگاه مورد بررسی قرار گرفته اند. در این رده بندی سنگ سقف یک کارگاه جبهه کار طولانی می تواند امتیازی بین 15.5 تا 100 کسب کند و براین اساس می تواند در یکی از رده های بسیار نامقاوم، نامقاوم، متوسط، پایدار و خیلی پایدار قرار گیرد. هر قدر امتیاز مربوط به تشکیلات سنگی یک سقف بیشتر باشد، از پایداری بیشتری برخوردار خواهد بود.

فرایند تخریب در روش استخراج جبهه کار طولانی به طور مستقیم بر پایداری و پیوستگی عملیات استخراج تأثیر می گذارد. از این رو پیش-بینی رفتار تخریبی سقف از دو دیدگاه گام های تخریب و مقدار تنش های القایی ایجاد شده در طی آن مسئله ای ضروری در طراحی پروژه های استخراج جبهه کار طولانی است. در این راستا فرآیند تخریب اول که در آن گام تخریب و تنش های القایی بیش از تخریب دوره ای است دارای اهمیت ویژه ای است. بر این اساس در این مقاله به بررسی تنش های القایی ناشی از فرایند تخریب اول از طریق شبیه سازی عددی گسسته پرداخته شده است. برای این منظور تأثیر تغییرات 5 پارامتر مقاومت کلی سقف بلاواسطه به صورت تابعی از مقاومت فشاری تک محوری لایه ها و ضخامت آن ها، ارتفاع سقف بلاواسطه، فاصله لایه بندی در سقف بلاواسطه، عمق معدنکاری و نسبت تنش های برجا بر روی بیشینه تنش های القایی قائم و افقی جلو و پشت جبهه کار با استفاده از نرم افزار UDEC تحلیل شده است. نتایج حاصل شده نشان می دهد که به جز برای نسبت تنش های برجا، روند تغییرات فشارهای پایه ای قائم و افقی جلویی و عقبی نسبت به تغییرات پارامترها یکسان است. همچنین رابطه تمام پارامترها با تنش-های پایه ای به جز ارتفاع سقف بلاواسطه به صورت مستقیم است.

پدیده نشست از پی آمدهای نامطلوب استخراج ذخایر زیرزمینی از جمله زغال سنگ در بسیاری از کشورهای جهان است. این پدیده می تواند موجب بروز خسارت در محیط زیست و همچنین سازه های سطحی و زیرزمینی در منطقه معدنی شود. تاکنون مدلهای زیادی برای تعیین میزان نشست در اثر استخراج ذخایر زیرزمینی در شرایط متفاوت، توسعه داده شده است ولی هیچکدام نمی توانند مقدار نشست در اثر استخراج لایه های شیب دار را به  خوبی تعیین کنند. در این مقاله یک ت بینی پروفیل های نامتقارن نشست استفاده کرد. در این تحقیق از مدل جدید به منظور محاسبه نشست در معدن لیژویزی در کشور چین استفاده شد و نتایج آن با داده های اندازه گیری شده از وقوع نشست در این منطقه مقایسه گشت. این مقایسه نشان داد که مدل جدید با ضریب همبستگی 0.997 با پروفیل واقعی نشست مطابقت دارد. به این ترتیب انتظار می رود ابع پروفیل دو ضابطه ای برای این منظور معرفی شده است که از آن می توان برای پیشبتوان از مدل جدید با دقت کافی برای پیش بینی نشست در لایه های شیب دار زغال سنگ استفاده کرد.