مدل‌سازی عددی جانمایی افقی تونل نسبت به لایه‌ی زغال در تونل های معدنی

میزان تونل های حفر شده در امتداد توده های سنگی لایه ای رسوبی در معادن زغال سنگ به تدریج در حال افزایش است. رفتار توده های سنگی لایه بندی شده اطراف تونل ها هم به سنگ دست نخورده و هم بسترهای بین لایه های سنگ بستگی دارد، خصوصیات اصلی توده های سنگ لایه ای که باید مورد توجه قرار گیرد، ناهمگنی و ناهمسانگردی آن ها است. بسته به زاویه شیب لایه های سنگ، حرکات و ناحیه شکست ایجاد شده در اطراف تونل ها می توانند بر محور عمودی تونل نامتقارن باشند، این عدم تقارن باعث رفتارهای نامطلوب سازه های تونل می شود. هدف از این مطالعه برجسته سازی جابجایی ها و ناحیه تسلیم در توده های سنگی اطراف تونل های غیر دایره ای در معادن زغال سنگ با استفاده از روش المان محدود است. در این مقاله، تاثیر جانمایی افقی تونل نسبت به لایه زغال در عمق 300 متری مورد بررسی قرار گرفت، پنج نقطه مرجع در محیط تونل برای نظارت بر وضعیت جابجایی کل، ناحیه تسلیم و جابجایی عمودی در توده سنگ اطراف تونل تعیین شد. باتوجه به کمترین جابجایی کل و جابجایی عمودی در تاج تونل براساس نتایج مدل‌سازی عددی بهترین الگوی جانمایی برای تونل l200 است، همچنین کمترین ناحیه‌ی گسیختگی از مرکز تونل نسبت به نقطه شاخص دو مربوط به همین جانمایی تونل است.

numerical modeling of the horizontal location of the tunnel relative to the coal layer in mining tunnels

the amount of tunnels excavated along stratified-sedimentary rock masses in coal mines is gradually increasing. the behavior of stratified rock masses surrounding the tunnel depends on both the intact rock and the bedding between rock layers. the main characteristics of stratified rock masses that need to be considered are their heterogeneity and anisotropy. depending on the dip angle of rock layers, movements and failure zones developed surrounding the tunnels can be asymmetrical over the vertical axis of tunnel. this asymmetry causes adverse behaviors of the tunnel structures. the objective of this study is to highlight displacements and yielded zones developed in rock masses surrounding noncircular tunnels in coal mine area using a finite element method. in this article, the horizontal location of the tunnel in relation to the coal layer at a depth of 300 meters was investigated. five reference points around the tunnel were determined to monitor the total displacement, yield zone and vertical displacement in the rock mass around the tunnel. due to the lowest total displacement and vertical displacement in the crown of the tunnel based on the results of numerical modeling is the best location for the l200 tunnel. also, lowest the yielded zone from the center of the tunnel relative to point 2 is related to the same tunnel.