طراحی کارگاه‌های استخراج اتاق و پایه در معادن سنگ ساختمانی با استفاده از روش‌های عددی مطالعه موردی معدن دره‌بادام

در برخی شرایط زمین‌شناسی و محیط‌زیستی، استخراج سطحی معادن اقتصادی نیست. معدن سنگ‌ساختمانی دره‌بادام، با مساحتی حدود 560 هزار مترمربع و ضخامت کانسار 10 متر، به دلیل مشکلات محیط‌زیستی قابلیت استخراج سطحی را ندارد. در این پژوهش، از نرم‌افزار مدلسازی عددی 3dec، برای طراحی بهینه معدن به روش زیرزمینی اتاق و پایه استفاده شده است. بدین منظور ابتدا مدلی با ابعاد پایه‌های 6 متری، عرض اتاق‌های 13 متری، ارتفاع 6 متری و مقاومت 192 مگاپاسکال در 6 گام استخراجی بر اساس مطالعات پیشین و روش‌های تجربی ساخته شد. سپس، به منظور تحلیل عدم قطعیت‌ها و بهینه‌سازی، سه دسته مدل ارائه شد: دسته اول بر اساس تغییر 10± و 20± درصدی مقاومت کانسنگ با همان ابعاد مدل مرجع، دسته دوم تنها با تغییر عرض پایه‌ها به 7، 6.5، 5.5 و 5 متر و دسته سوم نیز تنها با تغییر عرض اتاق‌ها به 14، 13.5، 12.5 و 12 متر، نسبت به مدل مرجع طراحی شد. خروجی‌ها با استفاده از روش‌های تجربی ارزیابی شد و نتایج نشان داد که تغییر مقاومت کانسنگ بیشترین تاثیر را بر جابه‌جایی سقف و کف، عرض پایه بیشترین تاثیر را بر فاکتور ایمنی، و عرض اتاق بیشترین تاثیر را بر ضخامت زون پلاستیک دارد. بیشترین و کمترین فاکتور ایمنی مدل‌ها، 1/35 و 2/45به ترتیب برای ابعاد 13×5 و 13×7 متر مشاهده شد. حداکثر بازیابی نیز 92/28 درصد برای ابعاد 13×5 و کمترین آن 87/75 درصد برای 13×7 نیز به دست آمد. بیشترین ضخامت زون پلاستیک 10/5متر برای مدل 13×6 متر با مقاومت کانسگ 153/6 مگاپاسکال و کمترین آن 7/2 متر برای ابعاد 12×6 متر مشاهده‌ شد. در نهایت، پس از ارزیابی مدل‌ها با روش‌های تجربی، ابعادی با عرض پایه 6 و عرض اتاق 13 متر، با بازیابی 90/02 درصد و فاکتور ایمنی 1/8 به‌عنوان ابعاد بهینه انتخاب شد.