عنوان پایان‌نامه
بررسی قابلیت تخریب توده سنگ در روش استخراج تخریب بزرگ با استفاده از مدلسازی عددی و فیزیکی
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن-استخـراج معدن
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3015;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69695
- تاریخ دفاع
- ۲۱ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- بهنام علی پنهانی
- استاد راهنما
- مهدی یاوری شهرضا
- چکیده
- روش استخراج تخریب بزرگ، روش استخراج زیرزمینی توده ای است که با توجه به هزینه ی عملیاتی پایین و توان تولید بالا، امکان استخراج مواد معدنی کم عیار که در عمق قرار دارند را فراهم می کند. قابلیت تخریب ماده معدنی و سنگ فراگیر شرط اصلی به¬کار¬گیری این روش به شمار می¬رود. در این پایان نامه قابلیت تخریب توده سنگ با استفاده از نرم افزار های UDEC و 3DEC بررسی شده است. از آنجا که عوامل مؤثر بر قابلیت تخریب بسیار متنوع و زیاد هستند، پس از مدل سازی دو بعدی در نرم افزار UDEC و بررسی روند تغییرات حداقل دهانه ی تخریب بر حسب هر متغیر با ثابت نگه داشتن سایر متغیرها (بررسی تک عاملی)، از میان عوامل مختلف، 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 بررسی نهایی تغییرات حداقل دهانه ی تخریب برای هر متغیر در دامنه ی تعریف شده برای فوصل مشخصی مطالعه شد. نتایج نشان داد که با افزایش عمق و تعداد دسته درزه وکاهش زاویه اصطکاک سطح درزه و فاصله داری درزه-ها، حداقل دهانه ی تخریب افزایش می یابد. حداقل دهانه ی تخریب در حالت درزه داری با شیب 60 درجه نسبت به افق اتفاق می افتد. به ازای مقادیر کم تر و بیش تر از 60 درجه، حداقل دهانه ی تخریب افزایش می-یابد. پس از تعیین حداقل دهانه برای هر متغیر، از رگرسیون گیری چند متغیره برای تعیین رابطه ی حداقل دهانه ی تخریب برحسب متغیرهای انتخابی استفاده شد. در ادامه مدل سه بعدی ساده ای از زیربرش ساخته شد. در یک مدل با شرایط مشخص از روش عددی شعاع هیدرولیکی تخریب 5/22 متر به دست آمد که با نتیجه ی حاصل از روش تجربی لابسچر (24 متر) نزدیک است. مدل سازی فیزیکی بخش دیگر این تحقیق است. مدل ساخته شده با ابعاد 1 × 5/1 متر مربع است که برای بررسی رفتار تخریب بلوک های تراورتن با ابعاد 4 × 4 سانتی متر مربع داخل آن قرار می گیرند. روند این تحقیق شامل تعیین هندسه مدل، انتخاب مواد، ساخت قاب و اجرای آزمایش است. در مدل های ساخته شده عرض دهانه تا گسترش تخریب تا سقف مدل افزایش داده شد. مکانیزم شکست در حالت دو دسته درزه با شیب قائم و افقی خمش سقف و در حالت دو دسته درزه متقاطع با شیب 45 درجه سقوط بلوک ها و خمش دیواره ها است. نتایج مدل سازی فیزیکی نشان از اهمیت کنترل تخلیه در تخریب دارد. نتایج مدل سازی فیزیکی با مدل های عددی در حالت شیب قائم و افقی همخوانی مناسبی را نشان داد. کلمات کلیدی: قابلیت تخریب، تخریب بزرگ، روش عددی، مدل سازی فیزیکی
- Abstract
- Block caving is an underground massive mining method applicable to deep low-grade orebodies, considering its low operating cost and high production. The main condition for applicability of this method is the cavability of the orebody and surrounding rock. The cavability of rock mass is investigated using UDEC/3DEC software in this study. Because of the various parameters affecting the cavability, after a series two-dimensional modeling in UDEC, the most important parameters were selected and the influence of every one on the minimum failure span was investigated. Those parameters included depth, dip of joint sets, number of joint sets, friction angle of joints surface and joint spacing. It was concluded that an increase in depth and number of joint sets leads to increasing the minimum failure span while an increase in friction angle of joints surface and joint spacing results in decreasing the minimum failure span. The minimum failure span observed for a dip angle of 60 degrees and dip angles higher or lower than this value resulted in a higher minimum failure span. After studying the influence of each parameter on the minimum failure span individually, a multivariate regression analysis was used to define the minimum failure span as a function of selected parameters. The hydraulic radius of 22.5 meter was estimated in a simple three-dimensional model which is comparable with the 24 meter estimated by Laubscher’s empirical method. Furthermore a series of physical model test were conducted in this study. A modeling container with dimensions of 100×150×5 cm3 was used were rock mass was modeled with 4×4×5 cm3 blocks of travertine. The thickness of the model was 5 cm considering a two-dimensional condition. Models were conducted for two different joint configurations. One configuration with vertical and horizontal joint sets and another one with intersecting joint sets dipping at 45 degrees. The Physical modeling showed the importance of the shrinkage control during the caving process. The results of physical modeling showed an appropriate agreement with those of numerical modeling. Keywords: cavability, block caving, minimum failure span, numerical modeling, physical modeling
