نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

   طراحی بهینه ابعاد پایه اهمیت زیادی در بهینه‌سازی معدن‌کاری به روش استخراج کارگاه و پایه دارد. به دلیل محدودیت‌های موجود در روش‌های طراحی‌ سنتی و تجربی، امروزه روش‌های عددی به‌طور وسیعی برای طراحی پایه به‌کار می‌روند. در این تحقیق هدف تعیین ابعاد مناسب پایه‌‌ها در بخش کارگاه و پایه معدن کرومیت فاریاب با  در نظر گرفتن ترتیب مراحل استخراج با استفاده از مدل‌سازی عددی است. نتایج حاصل ازمدلسازی عددی با در نظر گرفتن چهار مرحله استخراج ، بیانگر آن است است که پایه 9 و 12 متری در تمام مراحل استخراج پایدار می‌مانند و پایه‌های 3 و 6 متری در مرحله سوم استخراج  شکسته می‌شوند. نتایج نشان می‌دهد که عرض پایه بین 6 تا 9 متر قرار دارد. با مدل‌سازی عددی ابعاد پایه 5/7 و 8 متر مشخص شده است که در محدوده‌ای که ارتفاع کارگاه در حدود 12 متر است عرض پایه 8 متر مناسب است. نتایج این تحقیق با شرایط واقعی معدن با تقریب خوبی سازگار است چون پایه‌های معدنی که عرض آن‌ها کمتر از حدود 8 متر بوده تخریب شده‌اند یا در آستانه تخریب قرار دارند و تنها پایه‌های با ابعاد بیش از 8 مترتاکنون پایدار مانده‌اند. به‌منظور اعتبارسنجی روش استفاده شده، نتایج روش عددی با نتایج نظریه سطح تأثیر و رابطه پاکالنیس و لاندر که به ترتیب درمورد تنش متوسط وارد بر پایه و تنش افقی داخل لایه هستند مقایسه شده است. مقایسه نتایج روش عددی در مورد توزیع تنش افقی در پایه‌های عریض و باریک نشان داده است که نمی‌توان در پایه‌هایی با نسبت عرض به ارتفاع خیلی کم رابطه بین تنش قائم و افقی برقرار کرد؛ در حالی‌که در پایه‌های عریض که در وضعیت پایدار قرار دارند توزیع تنش افقی سهمی‌گون است و مقدار تنش افقی در وسط پایه بیشینه است. برای این گونه پایه‌ها، نتایج مدل‌سازی عددی در مورد تنش افقی با توجه به مراحل استخراج با نتایج رابطه پاکالنیس و لاندر به‌طور تقریبی یکسان  است.
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Optimization of Pillar Size in Faryab Chromite Mine Considering Extraction Sequences

نویسندگان [English]

  • S.M.E Jalali
  • M Njafi

Shahrood University of Technology

چکیده [English]

Optimal pillar design has an important influence on optimization of mining operations in the stope and pillar mining method. Since the existing empirical methods developed for pillar design have some limitations, the application of numerical methods is widely increasing. Applying these methods, it is possible to consider some factors as the sequence of ore extraction in stopes and the impact of confined stresses imposed on pillars. In this research, using FLAC3D Software that includes the Mohr-Coulomb Strain Softening (MCSS) failure criterion, the distribution of vertical and horizontal stresses activated on pillars were evaluated considering sequences of extraction in stopes. At the end, the obtained results were implemented on pillars in the stope and pillar part (Phase No. 1) of Faryab chromite mine. The obtained results show that the optimal pillar size in the Phase No. 1 of Faryab mine is eight meters. With the real condition of Faryab mine, pillars width less than about 8 meters have been collapsed or are instable and other pillars are stable so far. These conditions are consistent with the results of this study. Moreover, in order to validate this numerical method, Tributary area theory and Lunder and Pakalnis equation have been considered. The comparison in horizontal stress distribution case showed that there is no relation between vertical and horizontal stress in pillar with the ratio of width to height less than 2/3. But in cases that pillars are stable and the ratio of width to height is more than 2/3, the horizontal stress distribution showed a parabolic curve that the maximum stress is at the middle of pillar. In this kind of pillars the numerical modeling results for horizontal stress is the same as Lunder and Pakalnis equation results.
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stope and Pillar
  • Numerical Methods
  • Failure mechanism
  • Optimum Size
  • Faryab Choromite Mine