نشریه مهندسی معدن

نشریه مهندسی معدن

مروری بر تغییرات پارامترهای ترموهیدرومکانیکی باطله‌های معدنی در طول زمان بهره‌برداری و بررسی عوامل تأثیرگذار

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناس ارشد معدن و محیط زیست، دانشکده مهندسی معدن، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران،
2 استاد، دانشکده مهندسی معدن، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران،
3 پژوهشگر، آزمایشگاه تحقیقاتی MEHR، دانشکده مهندسی معدن، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران،
چکیده
از مهم‌ترین سازه‌های معدنی می‌توان به توده‌های فروشویی و انباشتگاه‌های باطله اشاره کرد که همواره باید به مسایل پایداری آن‌ها در مراحل مختلف ساخت و ساز و بهره‌برداری توجه شود. بررسی پارامترهای ترموهیدرومکانیکی مواد این سازه‌ها برای ارزیابی مسایل پایداری و ژئوتکنیکی بسیار مهم است. عوامل مختلفی بر خواص ترموهیدرومکانیکی مواد تاثیرگذارند که تغییر در آن‌ها موجب تغییر در خواص ترموهیدرومکانیکی مواد و در نهایت باعث ناپایداری سازه می‌شود. به همین دلیل نیاز است مطالعاتی در مورد تاثیر عوامل مختلف مانند pH، شوری، دما، تحکیم و بارش (رطوبت) بر خواص ترموهیدرومکانیکی مواد انجام و رفتار آن‌ها در طول زمان بررسی شود. در این مقاله به چند مورد از مطالعاتی که در رابطه با تاثیر پارامترهای مختلف (pH، شوری، دما، تحکیم و بارش) بر خواص ترموهیدرومکانیکی خاک‌های مختلف انجام شده است، پرداخته می‌شود. نتایج حاصل نشان می‌دهد که تغییر در مقادیر برخی از عوامل مانند pH موجب تاثیرپذیری برخی از پارامترهای هیدرودینامیکی می‌شود که ممکن است این موضوع منتج به کاهش برخی از پارامترهای مقاومتی خاک شود. با بررسی خواص هیدرودینامیکی مواد سازه‌های معدنی و پایش آن‌ها در طول زمان می‌توان به درک مطلوبی از رفتار سازه رسید و همچنین رفتار آن را تا حدودی پیش‌بینی کرد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

A review on the thermo-hydro-mechanical parameters changes in the mine wastes during the operational time: Investigating the influencing factors

نویسندگان English

Amirreza Pourverdi 1
Faramarz Doulati Ardejani 2
Soroush Maghsoudy 3
1 Master of Mine and Environment, School of Mining, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Professor, School of Mining, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Researcher, Mine Environment and Hydrogeology Research Laboratory (MEHR Lab), University of Tehran, Tehran
چکیده English

Heap leaching structures and waste dumps are the most important mining structures, and paying attention to their stability issues at different stages of construction and operation is important. Investigating the thermo-hydromechanical parameters of the materials of these structures is very important to evaluate stability and geotechnical issues. Various factors affect the thermo-hydromechanical properties of materials, which can change the aforementioned properties and ultimately cause structural instability. Therefore, it is necessary to study the effect of various factors such as pH, salinity, temperature, consolidation, and precipitation (moisture) on the thermo-hydromechanical properties of materials and to investigate their behavior over time. This paper reviews some studies to investigate the effect of the mentioned factors on the thermo-hydromechanical properties of different soils. The results show that the change of some factors like pH affects the hydrodynamic properties of materials, which reduces soil strength parameters. Finally, one may conclude that by examining the hydrodynamic properties of the materials of mining structures and monitoring them over time, a favorable understanding of the behavior of the structure can be achieved, and its behavior can be predicted to some extent.

کلیدواژه‌ها English

Heap leaching
Waste dumps
Thermo-hydromechanical properties
Hydromechanical coupling
R. W. Sarsby, Environmental geotechnics. Thomas Telford, 2000.## O. Ojo and N. Brook, “The effect of moisture on some mechanical properties of rock,” Min. Sci. Technol., vol. 10, no. 2, pp. 145–156, 1990. ## J. Constantz, “Temperature dependence of unsaturated hydraulic conductivity of two soils,” Wiley Online Library, 1982. ## D. Puma Contreras, “Hydromechanical characterization of granular materials from copper mining waste,” 2017. ## Z. Ying, Y.-J. Cui, M. Duc, N. Benahmed, H. Bessaies-Bey, and B. Chen, “Salinity effect on the liquid limit of soils,” Acta Geotech., vol. 16, no. 4, pp. 1101–1111, 2021. ## Z. Ying, Y.-J. Cui, N. Benahmed, and M. Duc, “Salinity effect on the compaction behaviour, matric suction, stiffness and microstructure of a silty soil,” J. Rock Mech. Geotech. Eng., vol. 13, no. 4, pp. 855–863, 2021. ## S. Assouline, D. Tessier, and J. Tavares‐Filho, “Effect of compaction on soil physical and hydraulic properties: Experimental results and modeling,” Soil Sci. Soc. Am. J., vol. 61, no. 2, pp. 390–398, 1997. ## H. Ghasemzadeh, M. S. Pasand, and M. M. M. Shamsi, “Experimental study of sulfuric acid effects on hydro-mechanical properties of oxide copper heap soils,” Miner. Eng., vol. 117, pp. 100–107, 2018. ## O. Cuisinier, D. Deneele, F. Masrouri, A. Abdallah, and N. Conil, “Impact of high-pH fluid circulation on long term hydromechanical behaviour and microstructure of compacted clay from the laboratory of Meuse-Haute Marne (France),” Appl. Clay Sci., vol. 88, pp. 1–9, 2014. ## H. Yu, W. Chen, Z. Gong, Y. Ma, G. Chen, and X. Li, “Influence of temperature on the hydro-mechanical behavior of Boom Clay,” Int. J. Rock Mech. Min. Sci., vol. 108, pp. 189–197, 2018. ## V. Favero and L. Laloui, “Impact of CO2 injection on the hydro-mechanical behaviour of a clay-rich caprock,” Int. J. Greenh. Gas Control, vol. 71, pp. 133–141, 2018. ## S. Matsumoto, S. Ogata, H. Shimada, T. Sasaoka, A. Hamanaka, and G. J. Kusuma, “Effects of pH-induced changes in soil physical characteristics on the development of soil water erosion,” Geosciences, vol. 8, no. 4, p. 134, 2018. ## J. Abedi Koupai, M. Fatahizadeh, and M. R. Mosaddeghi, “Effect of pore water pH on mechanical properties of clay soil,” Bull. Eng. Geol. Environ., vol. 79, no. 3, pp. 1461–1469, 2020. ## G. Spagnoli, D. Rubinos, H. Stanjek, T. Fernández-Steeger, M. Feinendegen, and R. Azzam, “Undrained shear strength of clays as modified by pH variations,” Bull. Eng. Geol. Environ., vol. 71, no. 1, pp. 135–148, 2012. ## A. Mohamed, M. Hossein, and F. Hassani, “Hydro-mechanical evaluation of stabilized mine tailings,” Environ. Geol., vol. 41, no. 7, pp. 749–759, 2002. ## A. Mehenni, O. Cuisinier, F. Masrouri, and E. Lavallée, Impact of soil treatment on internal erosion resistance and hydromechanical characteristics of a silty soil. 2016. ## O. Kolditz, H. Shao, W. Wang, and S. Bauer, “Thermo-hydro-mechanical chemical processes in fractured porous media: modelling and benchmarking”, vol. 25. Springer, 2016. ## O. Kolditz et al., “OpenGeoSys: an open-source initiative for numerical simulation of thermo-hydro-mechanical/chemical (THM/C) processes in porous media,” Environ. Earth Sci., vol. 67, no. 2, pp. 589–599, 2012. ## J. Rutqvist and O. Stephansson, “The role of hydromechanical coupling in fractured rock engineering,” Hydrogeol. J., vol. 11, no. 1, pp. 7–40, 2003. ## H. F. Wang and P. University, “Theory of Linear Poroelasticity with Applications to Geomechanics and Hydrogeology”. Princeton University Press, 2000. ## T. D. Sullivan, “Hydromechanical coupling and pit slope movements,” in Slope Stability 2007: Proceedings of the 2007 International Symposium on Rock Slope Stability in Open Pit Mining and Civil Engineering, 2007, pp. 3–43. ## M. V. Villar and A. Lloret, “Influence of temperature on the hydro-mechanical behaviour of a compacted bentonite,” Appl. Clay Sci., vol. 26, no. 1–4, pp. 337–350, 2004. ## B. L. McNeal and N. T. Coleman, “Effect of solution composition on soil hydraulic conductivity,” Soil Sci. Soc. Am. J., vol. 30, no. 3, pp. 308–312, 1966. ## Liu, Naifei, Ning Li, Shuangjie Wang, Guofeng Li, and Zhanping Song. “A fully coupled thermo-hydro-mechanical model for fractured rock masses in cold regions.” Cold Regions Science and Technology 205 (2023): 103707. ## Zhang, Nanlin, Zhifeng Luo, Zhangxin Chen, Fushen Liu, Pingli Liu, Weiyu Chen, Lin Wu, and Liqiang Zhao. “Thermal–hydraulic–mechanical–chemical coupled processes and their numerical simulation: a comprehensive review.” Acta Geotechnica 18, no. 12 (2023): 6253-6274. ## صمیم‌نیا، سارا، ناصرین، امیر، دریایی، مهدی، جعفری، احمد، انصاری، محمد رضا. تاثیر شوری آب منفذی و ماسه بادی بر مقاومت تک‌محوری و مدول الاستیسیته خاک‌های رسی. تحقیقات آب و خاک ایران، 1399; 51(3): 641-658. doi: 10.22059/ijswr.2019.289980.668339. ## خدابنده، محمد علی، کرامتی، محسن، حسینی، سید مهدی، نوکنده، صابر. بررسی تاثیر pH شیرابه بر میزان فروریزش و پارامترهای مقاومت برشی خاک‌های رمبنده. نشریه مهندسی عمران امیرکبیر، 1398; 51 (1): 45-58. doi: 10.22060/ceej.2018.12963.5301. ##
دوره 19، شماره 62
بهار 1403
صفحه 94-116

  • تاریخ دریافت 30 آبان 1402
  • تاریخ بازنگری 01 فروردین 1403
  • تاریخ پذیرش 24 اردیبهشت 1403