برآورد نظری الگوی شکست در معادن سنگ با استفاده از اطلاعات تنش

الگوی شکست و درزه‌زایی در توده‌سنگ‌های معدنی یکی از عوامل مهم در تعیین کیفیت بلوک‌های استخراجی، پایداری دیواره‌ها و بهره‌وری عملیات استخراج است. در این پژوهش، یک رویکرد علمی و مبتنی بر تلفیق داده‌های لرزه‌زمین‌ساختی و مکانیک سنگ برای پیش‌بینی هندسه شکست‌ها در معادن سنگ ارائه شده است. میدان تنش منطقه‌ای با استفاده از تحلیل سازوکار کانونی زمین‌لرزه‌ها و وارون‌سازی تانسور تنش تعیین شده و جهت‌گیری تنش‌های اصلی (σ₁، σ₂، σ₃) استخراج گردید. سپس با بهره‌گیری از معیار گسیختگی موهر–کولمب و تحلیل هندسی دایره موهر، صفحات شکست برشی و کششی محتمل مدل‌سازی شدند. نتایج نشان می‌دهند که جهت‌گیری مجموعه درزه‌ها و شکست‌های غالب می‌تواند تا حد زیادی از رژیم تنش تکتونیکی حاکم تبعیت کند و اطلاعات تنش منطقه‌ای قابلیت پیش‌بینی اولیه الگوی شکست پیش از آغاز استخراج را فراهم می‌آورد. این رویکرد ضمن کاهش عدم قطعیت در طراحی معدن، امکان بهینه‌سازی جهت برش، کاهش پرت سنگ و افزایش ایمنی دیواره‌ها را فراهم می‌کند. نتایج پژوهش بیانگر آن است که ادغام داده‌های زلزله‌شناسی با تحلیل‌های مکانیک سنگ می‌تواند چارچوبی کارآمد برای مدیریت ریسک ژئومکانیکی در معادن سنگ ارائه دهد. این روش می‌تواند به عنوان یک ابزار مفید در برنامه‌ریزی عملیات معدنی و کاهش خطرات ایمنی در مناطق فعال زمین‌شناختی مورد استفاده قرار گیرد.

theoretical estimation of failure pattern in stone mines using stress information

fracture and jointing patterns in rock masses are critical factors influencing the quality of extracted blocks, the stability of mine walls, and the overall efficiency of mining operations. this research presents a scientific approach integrating seismological and rock mechanics data to predict the geometry of fractures in stone mines. the regional stress field was determined by analyzing earthquake focal mechanisms and inverting the stress tensor to extract the orientation of the principal stresses (σ_1, σ_2, σ_3). subsequently, using the mohr-coulomb failure criterion and geometric analysis of the mohr circle, potential shear and tensile failure planes were modeled. the results indicate that the orientation of the dominant joint and fracture sets can largely follow the prevailing tectonic stress regime, and regional stress information provides a capability for the preliminary prediction of failure patterns before mining commences. this approach, by reducing uncertainty in mine design, allows for the optimization of excavation direction, minimizes rock waste, and enhances wall stability. the study’s findings suggest that integrating seismological data with rock mechanics analyses can offer an effective framework for managing geomechanical risks in stone mines. this method can serve as a valuable tool in planning mining operations and mitigating safety hazards in seismically active regions.