تحلیل نشست سطح زمین در اثر استخراج زغال به روش جبهه کار طولانی - مطالعه موردی منطقه زغالدار طبس

نشست سطحی ایجاد شده در اثر استخراج لایه های زغالی، موجب بوجود آمدن مشکلات متعددی می شود، از آن جمله می توان به تخریب ساختمان ها و تاسیسات اشاره نمود. با افزایش نرخ مصرف منابع انرژی و ذخایر معدنی، نیازمندیهای مکانیزاسیون و همچنین افزایش نرخ استخراج مواد معدنی نیز بیشتر می شوند، لذا مسایل زیست محیطی مانند نشست سطح زمین، سلامت و امنیت جان انسانها را هر چه بیشتر تهدید می نمایند. از میان روشهای موجود برای استخراج لایه های شیب دار زغال، روش جبهه کار طولانی روشی متداول در اکثر کشورها می باشد چرا که هم شرایط مکانیزاسیون بیشتر و هم سرعت استخراج بالا را ارضا می نماید. پیش بینی نشست سطحی زمین در لایه های شیب دار زغال که در عمق کم قرار گرفته اند، به علت پیچیدگی های موجود کمتر مورد توجه قرار گرفته است، در حالیکه در بسیاری از کشورها ذخایر زغالی به صورت لایه های شیب دار و در اعماق کم می باشند. چهار روش عمده جهت پیش بینی نشست سطحی زمین ارایه گردیده است که شامل روشهای تجربی، روشهای فیزیکی، روشهای تحلیلی و روشهای عددی می باشند. در این تحقیق به بررسی نشست سطح زمین در اثر استخراج لایه های زغالی شیب دار و کم عمق به روش جبهه کار طولانی با استفاده از روشهای عددی پرداخته شده است. در این خصوص لایه زغالی ci از کارگاه استخراج 28 شرقی معدن معدنجو واقع در منطقه زغالی پروده 3 طبس مدلسازی شده است. لایه ci در کارگاه استخراج 28 در عمق متوسط 17 متری از سطح زمین و با شیب متوسط 19 درجه قرار گرفته است. برای مدلسازی عددی نشست سطح زمین از روش عددی تفاضل محدود استفاده شده است و دلیل انتخاب آن نیز توان بالای مدلسازی این روش در مسایل غیر خطی با مقادیر تغییر شکل بالا می باشد. لذا مدلسازی نشست با استفاده از نرم افزار flac 2d انجام گرفته است. پس از انجام مدلسازی نتایج با پروفیل نقشه برداری شده توسط اسدی کالیبره شد و در نهایت بر روی نتایج تحلیل حساسیت انجام گرفت. موقعیت مکانی نقطه با حداکثر نشست به سمت بالادست کارگاه و مقدار حداکثر نشست 46 cm بوده است که این مقدار در عملیات نقشه برداری 47/2 cm گزارش شده است. میزان خطای حاصل معادل 5/2 درصد می باشد که درصد خطای مجاز در مسایل نشست به حساب می آید. این خطا می تواند ناشی از مقادیر پارامترهای ورودی و یا خطای نقشه برداری و یا هر دوی آنها باشد.