امکان‌سنجی، طراحی و تحلیل پایداری پایه‌ها و راهروهای معدنکاری به روش تخریب بلوکی (مورد مطالعاتی: کانسار مس واقع در شرق اصفهان)

در این مقاله با تمرکز بر پتانسیل معدنی واقع در شرق اصفهان به عنوان مطالعه موردی، در ابتدا به انتخاب مناسب‌ترین روش استخراج با استفاده از تکنیک نیکولاس و منطق فازی پرداخته شده است. نتایج نشان داد که با توجه به ویژگی­های کانسار، روش تخریب بلوکی اقتصادی‌ترین روش برای کانسار موردنظر است. سپس بر اساس روش آنالیز مقطع موثر، محدوده معدنی موردنظر انتخاب شده است. در ادامه، طراحی زیربرش، پایه‌های اصلی و قیف‌های تخلیه انجام شده است. از آنجا که در روش تخریب بلوکی، لازم است پایه‌ها و راهروهای باربری برای مدت زمان زیادی و تا پایان عمر معدن پایدار بمانند، لذا تعیین تنش‌های القا شده و بررسی وضعیت پایداری و میزان جابجایی آنها و در نهایت ارایه یک سیستم نگهداری به منظور فراهم آوردن پایداری پایه‌ها و راهروهای باربری، بسیار ضروری و حایز اهمیت است. در این مقاله، روش عددی تفاضل محدود برای تعیین مقدار تنش‌های القا شده بر روی پایه‌ها و راهروها که به علت ایجاد زیربرش و چرخه‌های معدنکاری پس از ایجاد زیربرش به وجود می‌آید، مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج تحلیل‌های عددی نشان داد که باید از ترکیب قاب‌های فولادی و شاتکریت برای پایداری پایه‌ها و راهروهای باربری استفاده شود که در نهایت قاب فولادی ipe120 و شاتکریت با ضخامت 20 سانتی‌متر به عنوان سیستم نگهداری مناسب برای مورد مطالعاتی انتخاب شد.

Feasibility, design and stability analysis of the major apexes and haulage roads in the block caving method (Case Study: copper deposit in east of Isfahan)

SummaryIn this paper, by focusing on the deposit which is located in the in eastern of Isfahan as a case study, in the first step, by using fuzzy Nicolas method the appropriate extraction method is selected. The results showed that according to the characteristics of ore deposit, the block caving method is the most suitable method. Then, based on the effective crosssection analysis, the desired range of block caving mine was selected. In the following, the undercut plan, major apex and the drawbell were designed. Determination of induced stresses and displacement and stability analysis of a suitable support system design is vital, since in the block caving method the major apexes and haulage roads must be stable for a long time. In this paper, the finite difference method is used to determine the induced stresses on the major apex and haulage road when undercutting and drawbell extraction. The results of the numerical analysis showed that the combination of IP steel and shotcrete support system should be used for the stability of the apexes and the haulage loads. Finally, the IP 120 steel frame and 20 cm thick shotcrete is selected as the proper support system. IntroductionBlock caving is a method that is completely based on the principles of caving. This method is based on the assumption that ore fractures and breaks by itself, due to the presence of internal stresses and forces caused by the weight of the ore body and also the downward movement of the broken rocks. The deposit is divided into large blocks, usually square in shape. Each block is undercut completely by a horizontal slot. Gravity forces due to the presence of millions of tons of ore and waste, being in the block and above and around the block, act on the rock masses, and successive fracturing occurs in this way, affecting the entire block in a gradual manner. In the block caving method, the major apexes and haulage roads remain stable for a long time. Therefore, determination of induced stresses and study of their stability and displacement for suitable support system design is vital. Methodology and ApproachesIn this paper, firstly, the appropriate extraction method is selected by using fuzzy Nicolas method. Then, based on the effective cross section analysis, the desired range of block caving mine is selected. Finally, by using numerical molding method the appropriate support system is selected for major apexes and haulage road. Results and ConclusionsThe results of numerical analysis showed that the combination of steel IP and shotcrete should be used for the stability of the apexes and the haulage loads. Finally, the IP 120 steel frame and 20 cm thick shotcrete is selected as the proper support system.