معدن سنگ آهک رشکان با تولید حدود سه میلیون تن، تامین کننده خوراک سنگ آهک کارخانه سیمان ارومیه است. نزدیکی این معدن به راه-آهن ارومیه و هم چنین جاده اصلی ارومیه-مهاباد، به همراه آثار مخرب لرزش و صدای ناشی از انفجارهای معدن بر مناطق مسکونی و محیط زیست اطراف سبب شده است تا استفاده از ماشین های استخراج پیوسته سطحی، یکی از گزینه های ادامه عملیات استخراج این معدن باشد. در این تحقیق با استفاده از شاخص قابلیت استخراج و بر اساس ویژگی های ژئومکانیکی توده سنگ آهک معدن رشکان، امکان استخراج مکانیزه این معدن بررسی شده است. برای انجام این پژوهش، در 18 سینه کار مختلف از مجموع 8 زون ژئومکانیکی معدن سنگ آهک رشکان، پارامترهای ژئومکانیکی شامل هوازدگی، مقاومت سنگ، فاصله داری درزه ها و فاصله سطوح لایه بندی، با برداشت های صحرایی و آزمایشگاهی اندازه گیری و تعیین شده اند. براساس روش امتیازدهی شاخص قابلیت استخراج، زون های (7)، (1 و 6)، (8)، (3 و 5) به ترتیب در طبقات قابلیت استخراج حاشیه ای، خیلی سخت، سخت و نسبتاً سخت قرار می گیرند. در ادامه با توجه به عدم قطعیت های محتمل در نتایج حاصل از سیستم طبقه بندی، یکی از آخرین روش های طبقه بندی کاربردی مبتنی بر امتیازدهی پیوسته، مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می دهد که برآورد هر دو روش امتیازدهی پیوسته و مرسوم برای سه زون 1، 6 و 8 مشابه بوده و برای زون های 3، 5 و 7 روش امتیازدهی پیوسته حاکی از شرایط استخراج آسان تری است. بر اساس نتایج این تحقیق شرایط ژئومکانیکی توده سنگ معدن آهک رشکان برای استخراج مکانیزه و استفاده از ماشین های استخراج پیوسته سطحی مساعد بوده و پیشنهاد می شود برای انتخاب صحیح نوع و توان ماشین استخراجی، تحلیل فنی-اقتصادی بر اساس هزینه سرمایه گذاری و عملیاتی هریک از گزینه های مختلف انواع ماشین آلات نسبت به هم و شرایط فعلی معدن صورت گیرد.

پیش بینی قابلیت تخریب توده سنگ، یکی از عوامل مهم در موفقیت روش تخریب توده ای است. مقاومت ماده سنگو ویژگی های مقاومتی و هندسی ناپیوستگی ها از ویژگی های طبیعی موثر بر قابلیت تخریب توده سنگ هستند. علاوه بر این، عوامل محیطی، هندسی و عملیاتی نیز تاثیر قابل توجهی بر قابلیت تخریب توده سنگ دارند. بررسی کارهای انجام شده نشان می دهد که روش های موجود کلیه عوامل موثر در روند تخریب را در نظر نگرفته اند. در مقابل با کاربرد روش های سیستمی نظیر روش سیستم های مهندسی سنگ (RES) می توان تأثیرتعداد بیشتری از عوامل موثر را در نظرگرفت. این مطالعه کاربرد روش RES را برای تعیین قابلیت تخریب توده سنگ ارائه می کند. به منظور اعتبارسنجی روش ارائه شده، نتایج حاصل از روش های تجربی و روش RES در سه معدن التنینت (Elteniente)، کمث (Kemes) و آیرون-کپ (Ironcap) مقایسه شده است. در این تحقیق، در گام اول قابلیت تخریب معادن التنینت، کمث، آیرون کپ، با استفاده از روش های تجربی لابسچر، نمودار پایداری توسعه یافته ی ماتیوس و روش های استوارت و فورسیت بررسی شده و در گام بعد پس از پیاده سازی سیستم مهندسی سنگ، مهمترین عوامل تاثیرگذار بر سیستم شناسایی و شاخص قابلیت تخریب برای این معادن محاسبه و نتایج آن با نتایج روش های تجربی مقایسه شده است. بررسی نتایج نشان می دهد، عوامل ژئومکانیکی بالاترین سهم اثرگذاری و عوامل هندسی بالاترین سهم اثرپذیری را در سیستم دارا هستند. همچنین عوامل ژئومکانیکی و محیطی به ترتیب بالاترین و کمترین اندرکنش ب سیستم را دارند. گرچه شعاع هیدرولیکی محاسبه شده در روش های تجربی با یکدیگر اختلاف دارد ولی روند یکسانی را دنبال می کنند و همچنین همخوانی خوبی بین نتایج روش سیستم های مهندسی سنگ و روش های تجربی وجود دارد.

انجام عملیات استخراج در معادن روباز مستلزم شناخت خواص هیدرولیکی توده سنگ به ویژه هدایت هیدرولیکی است. هدایت هیدرولیکی، میزان توانایی توده سنگ برای انتقال سیالات است که در بررسی مشکلات نشت، زهکشی و پایداری دیواره های کاواک معادن روباز اهمیت زیادی دارد. از این رو، محققان در جستجوی روش مناسبی برای تعیین هدایت هیدرولیکی توده سنگ تشکیل دهنده مناطق معدنی اند. در این مطالعه، برای تعیین رابطه تجربی هدایت هیدرولیکی بر اساس پارامترهای حاصل از گمانه های اکتشافی و ژئوتکنیکی شامل شاخص کیفی توده سنگ (RQD)، فاصله داری درزه ها و مقاومت فشاری، ابتدا تصویر مغزه های گمانه های ژئوتکنیکی حفر شده در آنومالی A کانسار غربی معدن سنگ آهن سنگان بررسی و با نمودارنگاری مجدد مقدار RQD برای هر نوبت حفاری محاسبه شد و با بررسی تصاویر مغزه های حفاری، هدایت هیدرولیکی هر ران حفاری در طول گمانه با متغیرهای کیفی ارزیابی شد. سپس با استفاده از روابط تجربی با شرایط زمین شناسی مشابه و ضرایب هدایت هیدرولیکی ارایه شده بر اساس جنس سنگ متغیرهای کیفی به کمی تبدیل شدند. در نهایت نمودار پراکندگی تغییرات هدایت هیدرولیکی نسبت به هر یک از فاکتورهای RQD، عمق، فاصله داری درزه ها و مقاومت فشاری سنگ رسم و منحنی رگرسیون بر هر یک از نمودارها برازش شده و مشخص شد با افزایش هر یک از فاکتورهای عمق، فاصله داری درزه ها و مقاومت فشاری سنگ، هدایت هیدرولیکی کاهش می یابد اما همبستگی بالایی بین تغییرات هدایت هیدرولیکی با هر یک از این فاکتورها وجود ندارد. نتایج نشان می دهد که رابطه هدایت هیدرولیکی بر اساس RQD ضریب تعیین بسیار بالایی دارد (R2=0.8247)، بنابراین این رابطه تجربی می تواند برای تخمین هدایت هیدرولیکی محدوده مورد مطالعه بسیار مفید واقع شود.

یک عامل بسیار مهم در معادن تخریب بزرگ، تعیین قابلیت تخریب کانسنگ و سنگ فراگیر است که تخریب پذیری آن ها شرط اصلی به کارگیری این روش است. تخمین و ارزیابی نامناسب این متغیر می تواند منجر به ایجاد مشکلاتی در تولید و فرآوری شود. در این مقاله قابلیت تخریب توده سنگ با استفاده از نرم افزار UDEC(نسخه 5) بررسی شده است. با توجه به زیاد بودن عوامل موثر بر قابلیت تخریب، ابتدا از طریق مدلسازی دو بعدی در نرم افزار UDECو بررسی روند تغییرات حداقل دهانه تخریب بر حسب هر پارامتر با ثابت نگه داشتن سایر پارامترها (بررسی تک عاملی)، مهم ترین عوامل شامل عمق، شیب دسته درزه ها، تعداد دسته درزه ها، زاویه اصطکاک سطح درزه و فاصله داری درزه ها برای بررسی نهایی انتخاب شدند. در مرحله بعد، تغییرات حداقل دهانه تخریب برای هر پارامتر در دامنه تغییرات تعریف شده مطالعه شد. نتایج حاصل از تحلیل حساسیت نشان داد که با افزایش عمق و تعداد دسته درزه وکاهش زاویه اصطکاک سطح درزه و فاصله داری درزه ها، قابلیت تخریب کاهش و حداقل دهانه تخریب افزایش می یابد. بیش ترین احتمال تخریب در حالت درزه داری با شیب 60 درجه نسبت به افق اتفاق می افتد. به ازای سایر مقادیر، قابلیت تخریب کاهش و حداقل دهانه تخریب افزایش می یابد.

از جمله گزینه های محتمل برای احداث فونداسیون سازه های عظیم می توان به پی های واقع بر روی توده سنگ اشاره کرد. ظرفیت باربری این نوع از فونداسیون ها از جمله مسائل مهم مورد توجه مهندسین است که بواسطه ماهیت غیر همگن توده سنگ و عدم قطعیت پارامترهای آن، ضریب اطمینان نمی تواند منطقا و تنهایی در تجزیه و تحلیل این گونه مسائل مورد اتکا قرار گیرد. از طرفی مطالعات جدید نشان می دهد که قضاوت بهتر در مورد پایداری سازه بایستی متکی بر ضریب اطمینان و احتمال شکست به طور توام باشد. این مساله ضرورت استفاده از روش های قابلیت اعتماد پذیری را نشان می دهد. در این مقاله با در نظر گرفتن یک پی روی توده سنگ به عنوان مطالعه موردی و نسبت دادن دامنه ای از مقادیر محتمل برای پارامترهای موثر، قابلیت اطمینان ظرفیت باربری فونداسیون بررسی شده است. نتایج مطالعات، نشان دهنده این موضوع است که در صورت استفاده از روش های اطمینان پذیری، خروجی طراحی قابل اعتمادتر و سازه ها علاوه بر حفظ پایداری و ایمنی از نظر اقتصادی به صرفه تر خواهد شد.

یکی از مولفه های اساسی به منظور ارزیابی قابلیت تخریب پذیری توده سنگ در روش های استخراج تخریبی، برآورد خردشوندگی برجا در مراحل پیشامکان سنجی است. برآورد ضعیف این مولفه می تواند اثر بسیار نامطلوبی را بر فرآیند تخریب داشته باشد. در سال های اخیر ناپیوستگی ها به عنوان عامل اصلی خردشوندگی برجا با استفاده از روش های جدید امکان شبیه سازی دقیق تری یافته اند. گسترش و ابعاد ناپیوستگی ها به عنوان یکی از پارامترهای هندسی در سیستم های شبیه سازی نامحدود مورد توجه قرار نمی گیرد در صورتی که تاثیر زیادی بر میزان تخریب پذیری کانسار در روش های استخراج تخریبی، به ویژه روش تخریب توده ای دارد. در آخرین روش های مدل سازی هندسی به نام شبکه ناپیوستگی های گسسته (DFN) ناپیوستگی ها به صورت ناپایا در نظر گرفته می شود که این امر از افزایش چگالی درزه داری جلوگیری کرده و با واقعیت تطابق بیشتری دارد. در این تحقیق با توجه به قابلیت های خوب محاسباتی و نمایه های بصری از نرم افزار Mathematica برای نوشتن کد شبکه ناپیوستگی گسسته دوبعدی (DFN2D) استفاده شد. از قابلیت های کد نوشته شده می توان به تولید خروجی رقومی، نمایه های بصری، در نظر گرفتن تسلسل درزه داری، ساخت مدل درزه های پایا و ناپایا، تعیین بلوک های کامل حاصل از برخورد درزه ها با محاسبه مساحت آن ها، ایجاد خروجی مناسب برای استفاده در نرم افزارهای تحلیل عددی UDEC و PFC2D و خروجی آماری هریک از مشخصه های هندسی مدل اشاره کرد. با استفاده از برداشت های انجام شده از ترانشه های موجود در یک معدن مس و برآورد بهترین توابع توزیع احتمالاتی ویژگی های هندسی دسته درزه های موجود در این منطقه، مدل هندسی شبکه درزه ها تهیه شد. خروجی های حاصل از مدل از جمله چگالی و شدت در زهداری با واقعیت موجود تطابق بسیار خوبی را نشان داد. میزان خردشوندگی برجای حاصل از درزه های ناپایا و همچنین نسبت سطح بلوکی شده به سطح کل مدل محاسبه شد.

در ایران بخش زیادی از ذخایر زغال سنگ در عمق واقع شده و یا ضخامت کمی دارند که برای استحصال و استفاده از این منابع، فناوری گاز کردن زیرزمینی زغال سنگ (UCG) می تواند به عنوان بهترین گزینه مطرح باشد. یکی از این ذخایر زغال سنگ، زغال سنگ های منطقه مزینو طبس است. از جمله معیارها و عوامل تاثیرگذار بر امکان پذیری و اقتصادی بودن روش UCG، نشت گاز از میان درزه و شکاف های اطراف ژئوراکتور زیرزمینی و یا به عبارت دیگر عایق بودن آن است. در این مقاله، با توجه به اهمیت این موضوع، بر مدل سازی نشت گاز بر اساس مدل جریان شبکه درزه های مجزا (DFN) سه بعدی تمرکز شده است که در مطالعات پیشین تاکنون به آن پرداخته نشده است. در این راستا، با استفاده از داده های میدانی درزه های برداشت شده از منطقه مزینو، مدل هندسی-تصادفی سه بعدی شبکه ی درزه های توده سنگ با استفاده از برنامه کامپیوتری DFN-FRAC3D تهیه شده است. برای این منظور، این برنامه برای در نظر گرفتن توابع توزیع مختلف بازشدگی درزه و همچنین وابستگی بین طول و بازشدگی توسعه داده شده است. نتایج این مقاله می تواند ورودی های مفید برای مدل های عددی برای مطالعه رفتار هیدرولیکی و نشت گاز باشند.

انتخاب روش های استخراج تخریبی در معادن زیرزمینی مستلزم شناخت ویژگی های ژئومکانیکی توده سنگ است. شاخص قابلیت تخریب یک پارامتر کلیدی برای انتخاب روش های استخراج تخریبی است. برای ارزیابی این شاخص، روش های تجربی مختلفی ارایه شده که مبتنی بر طبقه بندی مهندسی توده سنگ است. روش تجربی لابسچر بر اساس طبقه بندی توده سنگ در پروژه های معدنی و شعاع هیدرولیکی فضای زیربرش، یکی از روش های قابل قبول در این زمینه است. در این مطالعه ویژگی های ژئومکانیکی موثر در قابلیت تخریب بر اساس داده های سطحی و زیرسطحی با استفاده از روش های زمین آماری مدلسازی شده اند. به این صورت که بر اساس روش طبقه بندی لابسچر قابلیت تخریب توده سنگ با انتخاب بلوکی با ابعاد 25×25×25 متر برآورد شد. از طرفی بر اساس منحنی تخریب لابسچر، روابط مورد نیاز برای بررسی این قابلیت بر اساس طبقه بندی توده سنگ در پروژه های معدنی و شعاع هیدرولیکی به دست آمده است. در این مطالعه داده های آنومالی شماره 12 معدن سه چاهون به عنوان مطالعه موردی بررسی شد و مدلسازی زمین آماری و وضعیت تخریب پذیری منطقه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این بررسی نشان می دهد که با در نظر گرفتن شعاع هیدرولیکی 12/5 متر، بیش از 80 درصد بلوک ها دارای قابلیت تخریب می شوند و بقیه بلوک ها در شرایط گذار قرار دارند، بنابراین نتیجه گیری می شود که منطقه مورد مطالعه دارای قابلیت تخریب مناسب برای به کارگیری روش های تخریبی است.