سعید مهدوی
با توجه به پژوهشها و مطالعات گذشته، میتوان دریافت که محققان همواره به پایداری معادن روباز در گذار به زیرزمینی اهمیت میدهند، اما این تحقیقات به خوبی تأثیر خصوصیات مکانیکی بر پایداری معادن را بیان نمیکردند، از این رو در این تحقیق با استفاده از روش تفاضل محدود و نرمافزار FLAC3D با معیار رفتاری موهر – کولمب مطالعهی جامعی بر پارامترهای ژئومکانیکی (زاویه اصطکاک داخلی، مدول الاستیک، چسبندگی و ضریب پوآسون) صورت گرفتهاست. معدن گوشفیل در اصفهان که به صورت روباز و زیرزمینی استخراج شده به عنوان مطالعه موردی هدف قرار گرفت. در این پزوهش هندسه معدن با استفاده از توپوگرافی معدن، هندسه پیت معدن گوشفیل استخراج و وارد نرمافزار FLAC3D شدهاست و هندسه مدل عددی شکل گرفته است. سپس مدل به تدریج حفاری شده و با توجه به مدل رفتاری الاستیک تعادل اولیه مدل بعد از ایجاد پیت فراهم شدهاست. حفاری تدریجی پیت با توجه به روش اجرا و عدم ایجاد شوک به مدل و بالاآمدگی کاذب در کف مدل اجتنابناپذیر است. بعد از شکل گیری تنشهای برجا در پیت مدل رفتاری به مدل پلاستیک موهر کولمب تغییر داده شده و مدل حل شده تا به تعادل برسد. چون هدف بررسی جابهجاییها و نشست سطحی در اثر استخراج معدن زیرزمینی است. بعد از تعادل مدل تمام جابه جاییها صفر شده تا امکان بررسی جابهجاییها بعد از استخراج معدن زیرزمینی سهلتر باشد. با توجه به عدم قطعیتی که در پارامترهای ژئومکانیکی ارزیابی شده از شیروانی های معدن وجود داشت. تحلیل حساسیتی بر روی تغییر پارامترهای ژئومکانیک شیروانی های معدن به ویژه شیروانی آهکی انجام شد. بدین منظور ترکیب 36 حالت از چسبندگی، مدول تغییر شکل، زاویه اصطکاک داخلی و ضریب پوآسون در شبیه سازی عددی مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش تأثیر پارامترهای ژئومکانیکی بر نشست محدوده اطراف پیت، نشست بیشینه درون پیت، جابجایی سقف و بالاآمدگی کارگاههای زیرزمینی بیان شدهاست. اثر این پارامترها در بخشهای مختلف، متفاوت میباشد اما در حالت کلی بیشترین تأثیر برجابجاییهای اتفاق افتاده بر اثر معدنکاری زیرزمینی را زاویه اصطکاک داخلی میگذارد. به طوری که در زاویه اصطکاک داخلی 40 درجه جابجاییهای قائم بسیار کم خواهد بود و با کاهش این پارامتر تا 20 درجه، نشست و جابجایی به طور چشمگیری افزایش خواهد داشت تا حدی که محدوده نشست مجاز مبنا در این زاویه اصطکاک 20 درجه بسیار گسترش مییابد. افزایش چسبندگی میتواند باعث کاهش نشست بیشینه تا 50 درصد شود، در صورتی که این پارامتر کارگاههای زیرزمینی را کمتر تحت تأثیر قرار میدهد، اما تأثیر مدول الاستیک بر روی کارگاههای زیرزمینی بیشتر از نشست بیشینه میباشد، این در صورتیست که تأثیر مدول الاستیک 1 گیگاپاسکال بیشتر از زمانی است که مدول الاستیک 2 یا 4 گیگاپاسکال اعمال شود. ضریب پوآسون دیگر پارامتر مورد مطالعه در این تحقیق بود که نتایج نشان داد تأثیر این پارامتر بر جا به جاییهای قائم بسیار جزئی بوده است.

