تحلیل عددی تأثیر فشارآب حفره ای بر پایداری دیواره های معدن شماره یک گلگهر سیرجان

پایداری شیب به صورت مقاومت سطح شیبدار در مقابل شکست تعریف میشود. اهداف اصلی آنالیز پایداری شیب، پیدا کردن مناطق پرخطر، بررسی مکانیزم شکست احتمالی، تعیین حساسیت شیب به مکانیزم های مختلف تحریک و طراحی شیب بهینه با توجه به ایمنی، قابلیت اطمینان و اقتصاد، میباشد. برای طراحی دقیق شیب، می بایست به اطلاعات و دادههایی همچون خواص توده سنگ، هندسه شیب، شرایط آب زیرزمینی و تغییرات مواد در اثر عوامل تکتونیکی دسترسی داشت. در این تحقیق به بررسی تأثیر فشار آب حفره ای بر پایداری دیوارههای معدن شماره یک گلگهر سیرجان با استفاده از روش عددی تفاضل محدود و بهره گیری از نرم افزارهای flac2d و flac3d پرداخته شده است. در ابتدا، مدلسازی محیط به صورت خشک و کاملاً زهکشی شده انجام شد. سپس دیوارهها در حالت طبیعی مورد بررسی هیدرولیکی و مکانیکی قرار گرفت. و محاسبات مربوط به جریان نیز انجام شد. مقاطع و هندسه های مورد بررسی با توجه به آنالیزهایی که قبلاً با روشهای تعادل حدی انجام شده بود؛ انتخاب شدند. آنالیزها بر روی 9 برش دوبعدی و دو مدل سه بعدی انجام شد. نتایج نشان داد؛ که در تمامی برشها اختلاف ضریب ایمنی محیط کاملاً زهکشی شده و محیط آبدار حدوداً به 30 درصد میرسد. بیشترین ناپایداری، مربوط به دیواره جنوبی و غربی معدن برآورد شد. همچنین سطح شکست احتمالی در برشهای مختلف تعیین گردید؛ و با سطح شکست مدلهای سه بعدی هم مکان مقایسه شد. سطوح شکست دوبعدی و سه بعدی کاملاً مشابه بدست آمد. با توجه به ضریب ایمنی پائین دیوارهها، برای پایدار سازی دیوارهها از دو روش کاهش شیب و تونل زهکش، استفاده شد. همچنین، تحلیل حساسیتی برای تعیین محل دقیق حفر و ابعاد تونل زهکش انجام شد. نتایج نشان داد؛ که حفاری تونل زهکش در پائین ترین سطح ارتفاعی و نزدیکترین مکان به سطح پله، بهترین نتایج را به همراه دارد. افزایش ابعاد تونل، نسبت به حالت اولیه تأثیر چندانی بر پایداری و کاهش سطح آب نداشته و تنها زمان رسیدن به تعادل هیدرولیکی را کاهش میدهد. در این پروژه به تأثیر حذف پله ها در پایداری دیوارهها نیز پرداخته شده است؛ معلوم شد که با حذف پله ها و مدلسازی شیب به صورت سرتاسری، ضریب ایمنی در حدود 12 درصد از مقدار واقعی اختلاف نشان میدهد. این در حالی است که، سطح شکست تغییر چندانی نمیکند.