بررسی شکست ناپایدار سنگ در شرایط استخراج زیرزمینی به روش تفاضل محدود

Abstract

پدیدهی شکست ناپایدار یا انفجار سنگ یکی از خطرناکترین مشکلات در معادن زیرزمینی عمیق است. این نوع شکست که به نحو غیر قابل کنترلی رخ میدهد، با آزادسازی انرژی کرنشی قابل ملاحظهای از جانب تودهسنگ دربرگیرنده همراه است. در این تحقیق، شبیهسازی با هدف شناسایی مواضع مستعد شروع شکست ناپایدار FLAC3D عددی شکست ناپایدار سنگ به روش تفاضل محدود توسط نرمافزار در مدل عددی انجام شده است. بر این اساس شبیهسازی در مقیاس معدنی در قالب مدلسازی پایههای معدنی با نسبتهای عرض به ارتفاع 2 و 3 انجام پذیرفته است. تحلیل شکست ناپایدار سنگ در این تحقیق با استفاده از توسعهی معیاری به منظور تعیین نواحی ،1 ،0/5 مستعد شروع شکست ناپایدار در مدل بر اساس محاسبهی انرژی کرنش الاستیک انجام شده است. نتایج حاصل از این شبیهسازی نشان داد که در سیستمهای بارگذاری نرمتر گوشهها و نواحی نزدیک به سطح آزاد ، استعداد بیشتری در شروع شکست ناپایدار دارند. همچنین مشاهده شد که شکست ناپایدار از سطوح آزاد مدل شروع شده و سپس به عمق آن گسترش مییابد. رویکرد مدلسازی ارائه شده در این تحقیق میتواند برای پیشبینی وقوع شکست ناپایدار سنگ و همچنین طراحی سیستم نگهداری در معادن زیرزمینی و تونلهای عمیق به منظور کنترل خسارات جانی و مالی حاصل از آن مورد استفاده قرار گیرد.