تحلیل پایداری جبهه‌کار در روش جبهه‌کار طولانی مکانیزه با استفاده از مدل‌سازی عددی، مطالعه موردی: معدن زغال سنگ طبس

برقراری پایداری جبهه‌کار در زمان استخراج زغالسنگ به روش استخراج جبهه‌کار طولانی، از جمله مهم‌ترین عوامل موثر در اقتصادی بودن اجرای این روش است. پارامترهای متعددی در پایداری جبهه‌کار موثرند. بنابراین لزوم شناخت و بررسی تاثیر آن‌ها بر یک معدنکاری ایمن و اقتصادی امری ضروری است. در این پژوهش، پایداری جبهه‌کار یک پهنه‌ استخراجی در ابعاد واقعی برای بررسی تاثیر معدنکاری و جابه‌جایی لایه‌ها بر پایداری جبهه‌کار با استفاده از یک مدل عددی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا پارامتر‌های موثر بر پایداری جبهه‌کار دسته‌بندی و بررسی شده است. سپس با استفاده از نرم‌افزار flac3d پایداری جبهه‌کار پهنه e3 از معدن زغالسنگ پرورده‌ طبس در زمان استخراج شبیه‌سازی و بررسی شد. از معیارهای ساکورایی برای بررسی پایداری دیواره‌ها و جبهه‌کار پهنه e3 با محاسبه‌ مقادیر تنجش برشی در این نواحی استفاده شد. با انجام شبیه‌سازی تاثیر گام نخست و دوره‌ای معدنکاری بر پایداری جبهه‌کار استخراجی در زمان استخراج زغالسنگ مورد بررسی قرار گرفت. گام نخست و دوره‌ای تخریب به ترتیب در حدود 11.5 و 2.5 متر محاسبه شد. تخریب اولیه سقف پس از استخراج برش چهارم رخ می‌دهد. بر اساس نتایج به دست آمده از مدل‌سازی عددی، احتمال رخداد ناپایداری و پوسته‌ شدن جبهه‌کار در فاصله  6 تا 10 متری پس از پیشروی در جبهه‌کار، همزمان با تخریب اولیه و دوره‌ای سقف وجود دارد. بطور کلی جبهه‌کار در پهنه ‌e3 معدن زغالسنگ پروده‌ طبس در حالت بینابینی ریزش و پایداری قرار دارد ولی سقف بالای آن بعد از استخراج 6 برش زغال‌سنگ مستعد ریزش است. فشار وارد بر بازکننده ته‌میله به دلیل شیب لایه‌های سقف و انتقال نیروی وزن لایه‌های بالایی در جهت شیب و عمق قرارگیری بیشتر به نسب سرمیله به مراتب بیشتر از فشار وارده در سمت سر‌میله است. جبهه‌کار در طول فرایند استخراج زغال‌سنگ در نزدیکی بازکننده‌های اصلی فرو خواهد ریخت. برای جلوگیری از ریزش جبهه‌کار و سقف از پیچ‌سنگ‌های برش‌پذیر پیشنهاد شده است.

numerical analysis of the mechanized mining face stability in parvadeh no.1 coal mine, tabas

ensuring the stability of the working face in longwall coal extraction is a crucial factor in the economic viability of this method. numerous parameters influence working face stability, necessitating a comprehensive understanding of their impact on safe and economical mining. this study investigates the stability of a mining face in the actual extraction area, focusing on the e3 panel of the tabas parvade coal mine. a numerical model is employed to examine the effects of mining and layer displacement on working face stability.initially, the influential parameters for working face stability are categorized and analyzed. subsequently, using flac3d software, the stability of the e3 panel working face in the tabas parvade coal mine is simulated and evaluated. sakurai criteria are applied to assess wall and working face stability by calculating shear strain values in these areas.the simulation explores the impact of initial and periodic wall weighting effects on the stability of the extraction face during coal extraction. initial and periodic collapses are predicted to occur at approximately 11.5 and 2.5 meters, respectively, with the initial roof collapse following the extraction of the fourth coal seam. results from numerical modeling indicate a likelihood of instability within 6 to 10 meters after progressing in the working face, coinciding with initial and periodic roof collapses.in summary, the working face in the e3 panel of the tabas parvade coal mine is described as transitioning between slippage and stability, with the upper roof prone to sloughing after extracting six coal seams. pressure on the mine openings is notably higher on the tailgate side, and there's a risk of the working face collapsing near the main cutters during the coal extraction process. cuttable rock bolts are recommended to prevent roof and face falls.