تعیین ابعاد بهینه پایه های سنگی بوسیله روش های تجربی و عددی بر اساس منحنی عکس العمل زمین- مطالعه موردی، معدن نمک زیرزمینی سلطان آباد

رو شهای استخراج مواد معدنی بستگی زیادی به ساختار فیزیکی و هندسی ذخایر معدنی دارند. به طور کلی م یتوان روش های استخراج در مهندسی معدن را به دو دسته روش های سطحی و روش های زیرزمینی تقسیم کرد. روش اتاق و پایه در میان روش های زیرزمینی دارای جایگاه ویژه ای است. علت آن میزان بالای تولید، هزینه تمام شده نسبتا پایین و سادگی اجرا می باشد. روش اتاق و پایه مجموعه ای از حفریات متقاطع تونل و گالری در داخل لایه یا توده ماده معدنی است. اما 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 می گویند. تعیین ابعاد بهینه پایه های سنگی باعث به حداقل رسیدن افت ذخیره می گردد. بنابراین تاکنون روش های تجربی و تحلیلی متعددی برای طراحی این پایه ها ارائه شده اند که هر کدام از این روش ها بر مبنای نتایج تعدادی تجارب خاص و محدود ارائه و توسعه داده شده اند. پس هر یک از آن ها محدودیت های ویژه ای دارند که مانع از کاربرد فراگیر آن ها در معادن و شرایط مختلف می شود. در این مقاله یک روش جدید برای طراحی بهینه پایه های سنگی، به منظور کاهش محدودیت های فوق و قابل تعمیم بودن آن در شرایط گوناگون ارائه شده است. در این روش می توان کلیه خصوصیات ژئومکانیکی توده سنگ را برای طراحی بهینه پایه ها در نظر گرفت. مبنای مورد استفاده در روش پیشنهادی، استفاده از منحنی عکس العمل زمین برای طراحی پایه سنگی است. برای 40 و 50 ، تامین داده های اولیه جهت ترسیم منحنی، از مدل سازی عددی استفاده گردید. به این منظور 18 مدل در اعماق 30 متری با نسبت های گوناگون عرض به ارتفاع پایه ساخته شد. هر یک از منحنی های حاصله در قسمت خطی خود که نشان دهنده رفتار الاستیک توده سنگ می باشد، 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) انجام پذیرفت. نسبت عرض به ارتفاع پایه های اجرا شده در معدن سلطان آباد از 1 تا 1/6 می باشد. نتایج بدست آمده از منحنی های عکس العمل مقدار 1/375 را نشان می دهد که حاکی از تطابق مطلوب نتایج روش پیشنهادی با واقعیت است. جهت انجام تحلیل های الاستو پلاستیک در مدل سازی های عددی، نیاز به آگاهی از مقدار زاویه اتساع توده سنگ می باشد.بنابراین برای تعیین آن، یک رابطه ساده دو ضابطه ای بر مبنای شاخص مقاومت زمین شناختی (GSI) و زاویه اصطکاک داخلی توده سنگ (φ ) ارائه و پیشنهاد شده است.

کلیدواژه ها:

معدن زیرزمینی ، پایه سنگی ، منحنی عکس العمل زمین ، مدل سازی عددی ، زاویه اتساع ، رگرسیون