Stability assessment of post pillars in cut-and-fill stoping method at trepça underground mine
- Global styles
- Apa
- Bibtex
- Chicago Fullnote
- Help
Abstract
Sert kaya madenciliğinde, derin yeraltı açıklığı duraylılığının belirlenmesi kaya mekaniği tasarımlarında en önemli hususlardan biridir. Çok derin yeraltı ocaklarındaki madencilikle ilişkili duraylılık kavramı, maden mühendisleri ve araştırmacılar için daima bir araştırma konusu olmuştur. Bu durum, yerindeki arazi gerilmelerinin oldukça yüksek olmasından ve kaya kütlelerinin jeolojik anlamda oldukça karmaşık bir yapıya sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Derin yeraltı kazılarında da (cevher üretimi yapıldıktan sonra açılan boşluklar gibi), açıklıkların etrafını çevreleyen kaya kütlelerindeki gerilmelerin neden olduğu duraysızlık problemleri ile karşılaşılabilmesi oldukça muhtemeldir. Söz konusu gerilmeler kaya kütlesinin dayanımını aştığında yenilmeler, kaya düşmeleri ve kavlaklanma gibi duraysızlık problemleri ile karşılaşılmaktadır. Bu nedenle; topukların üretilmesinde karşılaşılabilecek bu tür problemler, iş sağlığı ve güvenliği anlamında tehlikeli bir çalışma ortamının meydana gelmesine neden olmakta ve madencilik faaliyetlerinin aksamasına, yeraltı ekipmanlarının ve makinaların hasarlanmasına ve istenmeyen ölümcül olayların meydana gelmesine yol açmaktadır.Bu çalışma kapsamında; üç boyutlu sayısal modelleme ve analiz sonuçları dikkate alınarak, değişen kazı yüksekliğine bağlı olarak en fazla kazı yüksekliğinin ve en düşük üretim topuğu boyutlarının belirlenmesi konusu araştırılmıştır. Tavan arınlı ayak ya da `kes ve doldur (cut-and-fill)` yeraltı üretim yönteminde tavan kontrolü genellikle üretim topukları yardımıyla sağlanır. Kalın cevher damarlarında uygulanan bu yeraltı üretim yönteminde, üretim topukları ocağın genel duraylılığında oldukça büyük bir öneme sahiptir. Bu araştırmada, kazı yüksekliği ve derinliğine göre statik yükleme koşulları altında üretim topuklarının duraylılıklarının belirlenmesi ve topuk davranışlarının anlaşılması üzerine yoğunlaşılmıştır. Kes-doldur yeraltı üretim yönteminin sayısal modeli FLAC3D yazılımı kullanılarak oluşturulmuş, açılan açıklıkların etrafında ve üretim topuklarında meydana gelen en büyük asal gerilmelerin dağılımları ile yenilme zonları incelenmiştir. Üretim topuklarının, ilk kazı aşamasında geniş yenilme zonları oluşmayacak şekilde tasarlanması gerektiği sonucuna varılmıştır. Ayrıca, üretim topuklarının duraylılıklarının belirlenmesinde kullanılabilecek Topuk Yenilme Oranı (PYR) gibi yeni bir indeks ile birlikte Topuk Duraylılık Grafiği (PSG) geliştirilmiştir. Önerilen bu yeni indeks ve grafik kullanılarak; Trepça Yeraltı Ocağındaki üretim topuklarının duraylılıkları ile ilgili duraylı, potansiyel olarak duraysız ve yenilmiş topuk durumları arasındaki sınır çizgi belirlenebilmektedir. Stability assessment of deep underground excavations in hard rock mines is one of the most important issues in rock engineering design. Stability issues correlated with mining at great depth below the ground surface has become a challenge for researchers and engineers due to presence of high in situ stress state and complexity of geological rock mass conditions. Deep underground excavations (e.g. stopes) are more likely to suffer from ground falls since disturbed rock mass induce stresses which are usually high enough to exceed the strength of the rock mass causing failures which might be manifested in the form of rock fall and spalling. Hence, rock falling and/or spalling might affect the overall safety in production stopes causing of fatalities, damage of underground equipment and machinery, and cause delays to mining operations. Within the scope of this thesis, the maximum mine excavation height and minimum required dimensions of post-pillar have been investigated varying mine excavation depth based on 3D numerical modeling and analysis. The support of overhand cut-and-fill stoping method is mainly provided by post-pillars. Post-pillars have great influence on overall stope stability in thick ore bodies. This research focuses on post-pillar stability assessment under static loading conditions to understand pillar behavior with respect to mine excavation height and depth. Numerical modeling of the whole mining method is simulated using FLAC3D code, investigating extent of failure zones and distribution of maximum principal stresses around excavated stopes and in post-pillars. Design of post-pillars should be done in such a way that failure does not take place at the first excavation stage. A new assessment index i.e. Pillar Yield Ratio (PYR) and Pillar Stability Graph (PSG) investigating stability of post-pillars has been developed. Here, the objective is to determine a border line between stable, potentially unstable, and failed state of post-pillars at a specific mine site (e.g. Trepça Underground Mine).
Collections