ارزیابی پارامترهای هندسی موثر بر طراحی شیب بهینه دیواره نهایی معدن طلا-مس شادان

انتخاب شیب بهینه و پایدار برای جلوگیری از اضافه باطله‌برداری و کاهش ریسک ریزش دیواره معادن روباز یک امری ضروری است. هدف اصلی این تحقیق، ارائه یک طراحی پایدار و بهینه از شیب نهایی دیواره شرقی معدن طلا-مس شادان بر مبنای محاسبه حداقل فاکتور ایمنی (1.20) به روش مدلسازی عددی و تحت شرایط مختلف مشخصات هندسی شیب است. مدلسازی عددی به روش تفاضل محدود (fdm) و با استفاده از نرم‌افزار flac3d که قابلیت محاسبه فاکتور ایمنی (fs) به روش کاهش مقاومت برشی را دارا می‌باشد، انجام گرفت. از اینرو، مجموعه‌‌ای از مدلهای عددی سه بعدی (3d) در قالب سناریوهای مختلف با تغییر در مشخصات هندسی شیب دیواره نهایی کاواک معدن (عرض، ارتفاع و شیب پله، ارتفاع پیت و زاویه کلی شیب)، مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفتند. بر اساس تحلیل‌های انجام شده در طول سناریوهای مختلف، نهایتاً سناریوی پنجم با حداقل فاکتور ایمنیِ 1.20 بعنوان طرح پیشنهادی معرفی گردید. بر اساس طرح اولیه معدن (سناریوی اول) با فاکتور ایمنی 1.39، در سناریوی پنجم با کاهش عرض پله‌ها از 6.8 متر به 5 متر و نیز افزایش ارتفاع آنها از 10 متر به 12 متر که منجر به افزایش زاویه شیب سطح پله‌ها (از 70 درجه به 73 درجه) و متعاقباً افزایش زاویه کلی شیب (از 43 درجه به 52 درجه) می‌گردد، فاکتور ایمنی شیب نهایی دیواره کاواک معدن به مقدار حداقل 1.20 کاهش یافته است. بیشترین تاثیر ناشی از تغییر فاکتور ایمنی مربوط به کرنش برشی و جابجایی افقی در مدل می‌باشد به طوریکه حداکثر کرنش برشی (2e1.12) و حداکثر جابجایی افقی (25.75 سانتی‌متر) مربوط به سناریوی پنجم با حداقل فاکتور ایمنی (1.20) است. در حالیکه بیشترین مقدار جابجایی قائم (29.63 سانتی‌متر) مربوط به مدل سناریوی اول (1.39=fs) با بیشترین ارتفاع دیواره در حدود 219 متر می‌باشد که کمترین تاثیرگذاری از مقدار فاکتور ایمنی را نشان می‌دهد.

Evaluation of geometrical parameters affecting on the optimal slope design of Shadan GoldCopper Open Pit Mine

The main objective of this research is to present a stable and optimal design of the ultimate slope of the eastern wall of Shadan GoldCopper open pit mine based on the calculation of minimum factor of safety (1.20) by numerical modeling method under different conditions of slope geometry. Numerical modeling was performed using finite difference method (FDM) and FLAC3D software which is capable of calculating the factor of safety (FOS) by shear strength reduction method. Therefore, a set of 3D numerical models in different scenarios were investigated by varying the geometrical properties of the pit slope (width, height and face angle of bench, pit depth and overall slope angle). Based on the analysis carried out during the different scenarios, finally the fifth scenario with minimum safety factor of 1.20 was introduced as the proposed pattern. According to the initial design (first scenario) with a safety factor of 1.39, in the fifth scenario by decreasing the benches width from 6.8 m to 5 m and increasing their height from 10 m to 12 m which increases the slope angle of the bench face (from 70 degrees to 73 degrees) and overall slope angle (from 43 degrees to 52 degrees), safety factor of the ultimate slope was reduced to a minimum of 1.20. The maximum impact of the change in the safety factor is related to shear strain and horizontal displacement in the model such that the maximum shear strain (1.12 e2 m) and the maximum horizontal displacement (25.75 cm) are related to the fifth scenario with minimum safety factor (1.20). Whereas, the maximum vertical displacement (29.63 cm) is related to the first scenario model (FOS = 1.39) with the maximum slope height (pit height) of about 219 m, which shows the least influence on the value of the safety factor.