عنوان پایان‌نامه
تحلیل پایداری پله های معدن سنگ ساختمانی نی ریز با نگرشی خاص بر پدیده پوسته شدگی
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن-استخـراج معدن
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1890;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 47515
- تاریخ دفاع
- ۳۰ بهمن ۱۳۸۹
- دانشجو
- حسن میرزائی دوقزلو
- استاد راهنما
- مهدی موسوی
- چکیده
- مجتمع معادن سنگ چینی نی ریز از بزرگترین معادن سنگ ساختمانی در ایران می باشد. در پی استخراج متوالی و افزایش عمق معادن، پدیده ی شبیه پوسته شدگی و رشد ترک در یکی از پله های معدن تنگ حنا مشاهده شده است. پوسته شدگی و ترک برداشتن دیواره های سنگ چینی از لحاظ اقتصادی و ایمنی بسیار مهم می باشند. یکی از عواملی که می تواند باعث ایجاد این پدیده شود، تنش وارد بر پله های سنگی می باشد. عوامل دیگری نظیر آنیزتروپی سنگ و اثر تغییرات دما نیز از عوامل موثر بر این پدیده می باشند. برای تعیین تنش وارد بر پله ها ی معدن تنگ حنا از روش زیر مغزه گیری استفاده شده است. نتایج تکنیک زیر مغزهگیری نشان داد که تنش وارد بر پله ها به مراتب کمتر از مقاومت فشاری تک محوره سنگ چینی می باشد. در مجتمع معادن سنگ چینی نی ریز در طول شبانه روز اختلاف دمای زیادی مشاهده می شود. با توجه به اینکه معدن تنگ حنا از یکپارچگی نسبتاً خوبی برخوردار است، تغییر دما می تواند تنش وارد بر پله ها را به مقدار زیادی افزایش دهد. کانی کلیست (کانی اصلی سنگ چینی) به تغییر دما حساس می باشد و دارای آنیزتروپی کرنشی در جهت های مختلف کریستا لو گرافی بلورهای کلسیت در اثر تغییر دما می باشد. آنیزتروپی کرنشی باعث ایجاد ریز ترک در مرز بلور های کلسیت میشود. با تهیه مقاطع میکروسکوپی، ریز ترک های ایجاد شده در مرز بلور های کانی کلسیت در معدن تنگ حنا مشاهده شده است. لذا این عامل نیز می تواند در وقوع این پدیده موثر باشد. آزمایش های فشاری تک محوره نشان داد که سنگ چینی معدن تنگ حنا از تردی نسبتاً زیادی برخوردار است. مکانیزم شکست سنگ های ترد بر اساس رشد ریز ترک ها در تنش هایی کمتر از مقاومت فشاری سنگ استوار است. بنابراین ترد بودن سنگ چینی و حساس بودن آن به تغییر دما کمک می کند که رشد ترک در تنش هایی به مراتب کمتر از مقاومت فشاری سنگ چینی تنگ حنا مشاهده شود. تنها فاکتور کنترلی برای جلوگیری از بروز این پدیده، پارامتر تنش مکانیکی می باشد. بنابراین باید از ایجاد شرایطی که باعث ایجاد تمرکز تنش در پله ها میشود ( ایجاد کارگاه های قوسی شکل مخصوصاً در جهت تنشهای اصلی منطقه و حفر پله هایی با ارتفاع و شیب زیاد)، خودداری کرد.
- Abstract
- Neyriz Marble mine is one of the biggest complex quarry mines in Iran. When the mine’s depth increases, Spalling phenomenon occurred in one of the benches of Tange Hana Mine. Spalling and occurrence of cracks are of great importance from the viewpoint of economy and safety. This can happen due to some reasons, but the most important reason is high stress concentration in the rock. Some other causes such as anisotropy and changing in the temperature can also boost it. For stress measurement in those cracked benches, the Under Coring Method (UCM) was implemented. The results of UCM showed that the amount of stress in the benches of the mine is a lot less than the uniaxial compressive strength of the Marble. Since the Marble of Tange Hana is a massive rock, changing temperature can considerably increase the stress concentration in the benches. Calcite mineral (the major mineral of marble) is sensitive to change of temperature. Strain anisotropy causes some cracks in the border of the crystals of Calcite. Observation of microscopic sections showed that these cracks existed in the crystals of calcite in the rocks of above-mentioned mine; therefore this also can contribute to spalling phenomenon. The UCS test proved that the observed marble is brittle, and the mechanism of failure in these kinds of rocks is micro-cracks growth under lower stress than the UCS. Thus, the brittleness of the rock and its sensitivity to temperature contribute to occurrence of crack growth under lower stress than the UCS of the marble at mentioned mine. The only factor that can be changed is mechanical stress. So some conditions that can cause stress concentration should be avoided (such as developing curved stops, particularly parallel to maximum principle stress, and having tall and steep benches).
