طراحی پایه‌های هیدرولیکی به منظور نگهداری سقف کارگاه‌های استخراج جبهه کار طولانی سنتی با استفاده از مدل‌سازی عددی، مطالعه موردی: معدن زغال‌سنگ شماره 5 ممرادکو

در معادن نیمه مکانیزه به ازای هرتن زغال‌سنگ استخراجی حدود 35 کیلوگرم چوب مصرف می‌شود و اگر تولید روزانه هر کارگاه استخراج برابر 250 تن باشد مصرف چوب آن 8.75 تن خواهد بود. در همین راستا در جهت توسعه معادن و جهش تولید زغال‌سنگ، استخراج به روش نیمه مکانیزه در برنامه تولید شرکت‌ها قرار گرفته است که برای نگهداری سقف کارگاه استخراج بجای چوب از پایه‌های هیدرولیکی (پراپ هیدرولیکی) استفاده شود. هدف اصلی این تحقیق، طراحی پایه‌های هیدرولیکی به منظور نگهداری سقف کارگاه استخراج جبهه‌کار طولانی معدن زغال‌سنگ شماره 5 ممرادکو است. ابزار مورد نیاز مورد استفاده در این تحقیق نرم افزار flac3d می‌باشد. برای این منظور سناریوهای مختلف از فواصل طولی و عرضی پایه‌های هیدرولیکی 125 و 167 کیلونیوتنی در کارگاه استخراج مدل‌سازی شده است. در مجموع در مدل‌سازی سه بعدی 12 سناریو با در نظر گرفتن ضریب ایمنی 2 لحاظ شده است. نتایج مدل‌سازی عددی نشان داد که هرچه از پایه‌های هیدرولیکی قوی‌تر با چگالی بیشتر استفاده شود، جابجایی سقف کمتر می‌شود ولی هزینه‌ها افزایش می‌یابد. در نهایت بررسی‌های انجام شده از میزان جابجایی‌های صورت گرفته استفاده از پایه هیدرولیکی‌ 167 با فاصله طولی و عرضی به ترتیب 1.3 و 1.5 متر مناسب‌ترین گزینه برای معدن پیشنهاد شده است.

design of hydraulic prop in longwall mining using numerical modeling, a case study: memradco coal mine no. 5

in semi-mechanized mines, about 35 kg of wood is consumed for each ton of extracted coal, and if the daily production of each stope is equal to 250 tons, its wood consumption will be 8.75 tons. in the same direction, in order to develop mines and increase coal production, semi-mechanized mining has been included in the production plan of companies to use hydraulic props (hydraulic props) to support the roof of the stope instead of using wood. hydraulic props consist of a cylinder inside where a piston is placed, and by moving the piston inside the cylinder, different lengths are obtained for the prop. the opening and closing of the valve causes the fluid to move between the internal and external parts, lowering and stopping the base according to the load from the roof. this valve is set so that the base can be fixed under different loads. the main goal of this research is to design hydraulic props in order to support the roof of the long working front stope of memradco coal mine no. 5. in this research, flac3d software has been used. for this purpose, different scenarios of 125 and 167 kn hydraulic props have been modeled. in total, 12 scenarios have been considered in three-dimensional (3d) modeling and 7 scenarios in two-dimensional (2d) modeling, considering a safety factor of 2.introductionunderground coal mining is a hazardous activity that requires the implementation of various safety measures. one of the most critical aspects of underground coal mining is the support and stabilization of the rock formations in the mining area. the hydraulic prop is a crucial device used for this purpose. the main role of the single hydraulic prop in underground coal mines is to support and stabilize the roof and floor of the mine. it is placed strategically along the working face of the mine, and its length can be adjusted to fit the height of the mine. when coal is mined from the working face, the weight of the roof and floor increases, and the single hydraulic prop is used to support the added weight. the hydraulic pressure can be adjusted to ensure that the prop provides the necessary support, while also allowing for easy removal of the coal.methodology and approachesin this research, the flac3d software has been used. for this purpose, different scenarios of 125 and 167 kn hydraulic props have been modeled. in total, 12 scenarios have been considered in 3d modeling and 7 scenarios in 2d modeling, considering a safety factor of 2. results and conclusions numerical modeling results showed that the more powerful hydraulic props with higher densities are used, the lower the displacement of the roof, but the costs increase. finally, the investigation carried out on the amount of displacements made, the use of hydraulic prop 167 kn in longitudinal and transverse distances of 1.3 and 1.5 meters, is respectively, suggested as the most suitable option for this mine.