توسعه یک سیستم طبقه‌بندی فازی به منظور ارزیابی کیفیت سقف معادن زغالی (مطالعه موردی: معادن زغالسنگ حوضه البرز شرقی)

شبیه‌سازی روش جبهه‌کار طولانی، یکی از متداول‌ترین روش‌های استخراج لایه‌های زغالی محسوب می‌شود. بررسی گذشته معدنکاری، گویای این واقعیت است که عمده خطرات ناشی از استخراج زیرزمینی زغال‌سنگ، مربوط به ریزش‌های ناگهانی و کنترل‌نشده سقف در کارگاه‏های استخراج است. پیش‌بینی رفتار سنگ سقف و قابلیت تخریب آن، در اجرای موفقیت‌آمیز این روش و کاهش خطرات ناشی از آن، از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش، سعی شده است تا با استفاده از تئوری مجموعه‌های فازی و رویکرد فازی چندمعیاره، سیستم طبقه‌بندی فازی جدیدی به منظور ارزیابی کیفیت سقف معادن زغالی ارائه شود. در گام نخست، پس از بررسی پارامترهای تاثیرگذار بر کیفیت سقف، هشت پارامتر مشتمل بر مقاومت فشاری تک‌محوری، مقاومت کششی، حساسیت در مقابل رطوبت، فاصله‏داری و تداوم ناپیوستگی‌ها، ضخامت لایه‌بندی، شیب درزه‌ها و در نهایت اختلاف امتداد کارگاه و درزه‏های بحرانی، به‌عنوان پارامترهای موثر در سیستم طبقه‌بندی انتخاب شدند. در ادامه، پس از تعیین وزن پارامترها، سیستم طبقه‌بندی فازی ارائه شده است. این سیستم طبقه‌بندی فازی، قادر است تا کیفیت سنگ سقف معادن زغالی را در سه رده و به‌صورت کیفی در رده‌های خوب، متوسط و ضعیف مورد ارزیابی و طبقه‌بندی قرار دهد. به منظور بررسی عملکرد سیستم طبقه‌بندی فازی، داده‌های مربوط به 15 کارگاه استخراج زغال‌سنگ در حوضه البرز شرقی با توجه به میزان گام پیشروی در هر کارگاه، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از این بررسی‏ها نشان داده است که می‏توان با قابلیت بالایی کیفیت سنگ سقف را با سیستم طبقه‌بندی فازی مورد ارزیابی قرار داد.

Development of a Fuzzy Classification System to Evaluate the Quality of Coal Mines Roof (Case Study: Eastern Alborz Coal Mines)

SummaryThe longwall method is the most commonly method used in extraction of coal layers. The mining review records shows that the majority of the dangers of coal underground mines related to the sudden and uncontrolled roof fallout of the stopes. Predicting the behavior and the ability to destroy the roof rock is very important for the successful execution of longwall method and reducing its risks. In this study, we will present a new fuzzy classification system by using the theory of fuzzy sets and fuzzy multicriteria approach to evaluate the roof quality of the coal mines. IntroductionIn the first step, 8 parameters were selected as effective factors in the classification system. This selection was performed after reviewing the parameters affecting the roof quality of coal mines. The parameters include: Uniaxial Compressive Strength (UCS), Brazilian Tensile Strength (BTS), moisture sensitivity, spacing and continuity of discontinuities, thickness of layers, joints slope and difference of stopes’ and critical joints’ orientation. Methodology and ApproachesFuzzy classification system was presented after determining the parameters weight. The fuzzy classification system can evaluate and categorize the roof quality of coal mines. The classification qualitatively classified the quality of roofs in 3 classes (good, fair and poor). Results and ConclusionsIn order to evaluate the performance of the fuzzy classification system data of to 15 stopes in Eastern Alborz coal mines were evaluated. The results of this study showed that we can evaluate the quality of the roof rock with fuzzy classification system with high reliability in for coal mines roofs.