تحلیل پایداری تقاطع تونل‌های شیب‌دار و دسترسی در معدن زغال‌سنگ طبس با استفاده از روش عددی تفاضل محدود

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

3 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

doi
10.22034/anm.2025.22282.1646
چکیده

به علت پیچیدگی طرح شبکه تونل‌ها در معادن زیرزمینی معمولاً در این معادن تقاطع‌های مختلفی وجود دارد که پایداری آن‌ها اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق، پایداری یکی از تقاطع‌های دوشاخه معدن زغال‌سنگ پروده طبس که در اثر تقاطع تونل شیب‌دار شماره دو و تونل دسترسی به گالری شماره پنج ایجاد می‌شود، موردبررسی قرار گرفته است. برای این منظور توزیع تنش‌های القایی، شدت تمرکز تنش و گستردگی ناحیه پلاستیک با استفاده از روش عددی تفاضل محدود در محیط نرم‌افزار FLAC3D بررسی‌شده است. بر اساس نتایج حاصل، در محدوده بین تونل شیب‌دار و تونل دسترسی، بیشینه تنش القایی قائم معادل 5/25 مگاپاسکال در سمت چپ تقاطع دوشاخه رخ داده است. همچنین بر اساس کانتورهای تمرکز تنش در محدوده بین تونل شیب‌دار و تونل دسترسی، تمرکز تنش در سمت چپ تقاطع دوشاخه در نزدیکی تونل شیب‌دار تا 65/1 و در نزدیکی تونل دسترسی تا 71/1 افزایش می‌یابد. در سقف تونل دسترسی با دورشدن از محل تقاطع، سطح تنش‌ها روند افزایشی دارد که ناشی از سطح مقطع غیرمدور و عریض آن است. بر اساس منحنی تنش‌های برشی نیز شدت تمرکز تنش برشی در پایه سنگی سمت چپ بیشتر است. بیشینه مقدار تنش برشی در گوشه سمت چپ و راست تقاطع دوشاخه به ترتیب معادل 98/7 و 11/7 مگاپاسکال است. به علت وجود لایه‌هایی با مقاومت متفاوت، گسترش ناحیه پلاستیک در فواصل مختلف از تقاطع تقریباً نامتقارن است و وجود لایه زغال‌سنگ در کف، منجر به تشدید گستردگی ناحیه پلاستیک و به‌تبع آن ناپایداری کف و بالازدگی آن می‌شود.