پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک > مقطع کارشناسی ارشد > سال 1404
پدیدآورندگان:
رویا نادری پور [پدیدآور اصلی]، شکراله زارع[استاد راهنما]، مرتضی جوادی اصطهباناتی[استاد راهنما]
چکیده: پایداری شیب‌های معادن روباز از عوامل کلیدی در تضمین ایمنی و بهینه‌سازی بهره‌برداری معدن به شمار می‌رود. حضور آب زیرزمینی و تأثیرات فشار منفذی آن بر رفتار مکانیکی توده‌سنگ، از مهم‌ترین عوامل کاهش ضریب ایمنی شیب‌ها است که در مطالعات سنتی اغلب به صورت غیرکوپل و تفکیک شده بررسی شده است. در این پژوهش، با هدف ارائه مدلی جامع و دقیق، اثرات هیدرومکانیکی جریان و فشار آب زیرزمینی بر پایداری شیب‌های معدن مس میدوک با رویکرد کوپل جریان–مکانیکی بررسی شده است. با استفاده از نرم‌افزار تفاضل محدود FLAC2D تحلیل‌های عددی بر روی هفت مقطع پراکنده از دیواره‌های معدن انجام شد که تعاملات پیچیده بین فشار منفذی، نفوذپذیری و تنش‌های مکانیکی را به صورت دقیق شبیه‌سازی کرد. چهار حالت اصلی تحلیل شامل شرایط خشک (بدون حضور آب)، شرایط با فشار منفذی بدون نفوذپذیری، حالت با نفوذپذیری در محیط زهکشی نشده و مدل کوپل هیدرومکانیکی تمام ‌عیار بودند. همچنین تحلیل حساسیت نسبت به پارامترهای کلیدی فشار منفذی و ضریب نفوذپذیری صورت گرفت تا تاثیر هر کدام بر ضریب ایمنی شناسایی شود. نتایج نشان داد که در شرایط کوپل هیدرومکانیکی، ضریب ایمنی کاهش معناداری دارد که در مقایسه با حالت خشک به طور میانگین تا ۲۰ درصد کمتر گزارش شده است. این کاهش ناشی از اثرات فشار آب منفذی و افزایش بار هیدرواستاتیک در توده‌سنگ است که بر چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی تاثیر می‌گذارد و منجر به کاهش مقاومت مؤثر می‌شود. مقایسه نتایج مدل عددی کوپل با روش‌های تعادل حدی (Slide) بیانگر محافظه‌کارانه‌تر بودن مدل کوپل در پیش‌بینی شرایط بحرانی است. به طور متوسط ضریب ایمنی استخراج شده از روش تعادل حدی حدود ۱۸ درصد بیشتر از مدل کوپل بود، که این اختلاف می‌تواند منجر به کمتربودن برآورد ریسک‌های واقعی و برنامه‌ریزی نادرست بهره‌برداری شود. آنالیزهای حساسیت همچنین مشخص کردند که فشار منفذی پارامتر تأثیرگذار اصلی در تغییرات ضریب ایمنی بوده و نفوذپذیری نقش کنترل‌کننده سرعت جریان آب و در نتیجه تمایل به ناپایداری را دارد. این یافته‌ها تأکید می‌کنند که صرف نظر از حضور یا غیاب آب، مدل‌سازی کوپل جریان و تنش برای طراحی‌های ایمن در معادن روباز ضروری است. علاوه بر این، این پژوهش نشان داد که اثرات پیچیده فشار آب و تغییرات پارامترهای هیدرومکانیکی می‌توانند نقاط ضعف و حساسیت شیب‌ها را به صورت موضعی و کلی تغییر دهند و استفاده از مدل‌های عددی با قابلیت شبیه‌سازی کوپل شرایط واقعی را دقیق‌تر بازتاب می‌دهد. به این ترتیب، این تحقیق نه تنها به ارتقاء دانش فنی در زمینه تحلیل هیدرومکانیکی معادن کمک می‌کند بلکه راهکارهایی برای بهبود سیستم‌های زهکشی و کاهش خطر ریزش‌های ناگهانی ارائه می‌دهد. در نهایت، بررسی‌های میدانی و نتایج تحلیلی مدل‌ها هم‌راستا با یکدیگر بوده و نشان‌دهنده ضرورت انطباق روش‌های مهندسی با شرایط دقیق هیدرومکانیکی موجود در معادن بزرگ کشور از جمله معدن مس میدوک است. میزان کاهش ضریب ایمنی در شرایط کوپل نسبت به شرایط خشک، با مقادیر عددی بین ۱۵ تا ۲۰ درصد تأکید می‌کند که نادیده گرفتن فشار منفذی و اثرات هیدرولیکی می‌تواند منجر به تصمیمات نادرست و حوادث جبران‌ناپذیر شود.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#معدن مس میدوک #پایداری شیب #روش های تحلیل عددی #آب های زیرزمینی #FACL2D
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده:
پایان نامه های مرتبط (بر اساس کلیدواژه ها)