بررسی امکان پایدارسازی دیواره معدن روباز عمیق مهدی‌آباد یزد با استفاده از روش شمع برجا

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه مکانیک سنگ، دانشگاه یزد

2 دانشیار، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد

3 استادیار، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد

چکیده

هدف اصلی این تحقیق بررسی اثر استفاده از شمع برجا بر پایداری دیواره‌ نهایی بخش غربی معدن سرب، روی و باریت مهدی‌آباد برای افزایش پایداری و کاهش باطله‌برداری است. بنابراین، ابتدا برداشت‌های صحرایی در معدن انجام و هندسه دیواره معدن یاد شده در نرم‌افزار FLAC2D مدلسازی و دیواره در حالت‌های مختلف دیواره بدون اجرای شمع و با یک تا سه ردیف شمع تحلیل پایداری شده است. نتایج بررسی‌های انجام‌شده از مدلسازی دیواره در حالت بدون اجرای شمع و در زوایای مختلف نشانگر آن است که شیب 42 درجه، شیب پایدار معدن است. در مرحله بعد، 10 محل شمع با 4 طول مختلف و به فواصل 50 متر مدلسازی شده و فاکتور ایمنی دیواره محاسبه شده است. نتایج حاصل‌شده بیانگر آن است که اجرای شمع با طول عبوری 30 متر از پایین‌ترین سطح لغزش و در میانه‌ شیب دیواره نهایی بهترین ضریب ایمنی را دارد و سبب می‌شود که زاویه پایدار دیواره از 42 درجه به 45/3 درجه افزایش یابد. در مرحله بعد مدلسازی ردیف دوم و سوم شمع نشان داده است که زاویه شیب دیواره نهایی با دو ردیف شمع به 46/3 درجه رسیده و با سه ردیف شمع تغییر چندانی در زاویه پایداری شیب دیواره حاصل نشده است. همچنین بررسی اثر فاصله‌داری شمع‌ها نشان داده است که با افزایش فاصله‌داری آن‌ها پایداری شیب نهایی معدن کاهش می‌یابد. با توجه به این‌که بیشتر هزینه شمع مربوط به بخش حفاری عمیق است، بررسی فنی و اقتصادی نشان داد که هزینه باطله‌برداری در معادن عمیق نسبت به شمع‌کوبی مقدار کمتری است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the possibility of slope stability in Mehdi Aabad deep open pit mine using in-situ piles

نویسندگان [English]

  • A. Zafari 1
  • J. Gholamnejad 2
  • M. Najafi 3
  • M. Fatehi Marji 2
1 M.Sc Graduated Rock Mechanic, Dept. of Mining and Metallurgical Engineering, Yazd University, Yazd
2 Associate Professor, Dept. of Mining and Metallurgical Engineering, Yazd University, Yazd
3 Assistant Professor, Dept. of Mining and Metallurgical Engineering, Yazd University, Yazd
چکیده [English]

The aim of this paper is to evaluate the effect of using in-situ pile for the stabilization of slope in west Mehdiabad lead, znic and barite mine, which will leads to an increase in mine stability and a reduction in stripping ratio. Therefore, field observations have been done in this mine and a finite difference code (FLAC2D software) is used for the simulation. Slop stability was done both in-situ piles and without in-situ piles using slop geometry data collected. At the first stage, the numerical results show that the final slope of mine without applying the pile is 42 degree. At the next stage, ten piles with four different lengths at 50 m distances was modeled and the safety factors have been calculated. The results show that the pile with 30 m passing length from the sliding surface at the middle of the final slope have the maximum safety factor and brings about an increase from 42 to 45.3 degree in the final slope. At the next stage, the numerical modeling result with two and three rows show that by using two rows of piles the final slope will increase to 46.43 while using three rows of piles have no significant effect on the final slope considering a safety factor in order of 1.3. In addition, the effect of pile spacing on the stability analysis was also considered and the results show that by increasing the pile spacing the final slope stability will decrease. Feasibility studies showed that the cost of striping in open pit mine is less than that of implementing in-situ piles.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Slope stability
  • In situ pile
  • FLAC2D software
  • Deep open pit mine
[1]     Fukuoka, M. (1977). “The effects of horizontal loadson piles due to landslide”. In Proceedings of the Specialty Session 10, the 9th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Tokyo, The Japanese Society of Soil Mechanics and Foundation Engineering, Specialty Session 10, Tokyo, 77-80.

[2]     وزارت صنایع و معادن؛ 1390؛ "دستورالعمل تحلیل پایداری و پایدارسازی شیب در معادن روباز". نشریه معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهوری، شماره 538، ص 35.

[3]     قزوینیان،ع.؛ 1382؛"تعادل حدی روش مناسب جهت تحلیل پایداری سطوح شیبدار". دوره آموزشی تحلیل و پایدارسازی شیب‌ها، ص 130-99.

[4]   اصانلو، م.؛ 1389؛"روشهای استخراج معادن سطحی". انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران،چاپ اول،جلد دوم،ص 600.

[5]      Ho, I. (2009). “Optimization of pile reinforced slopes using finite element analyses”. Graduate Theses and Dissertations, 11130: 297.

[6]     Lee, C. Y., Hull, T. S., and Poulos, H. G. (1995). “Simplified pile-slope stability analysis”. Computers and Geotechnics, 17(1): 1-16.

[7]     Hassiotis, S., Chameau, J. L., and Gunaratne, M. (1997). “Design method for stabilization of slopes with piles”. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 123(4): 314–23.

[8]     Cai, F., and Ugai, K. (2000). “Numerical analysis of the stability of a slope reinforced with piles”. Soils Found, Japan Geotech Society, 40(1): 73–84.

[9]     Ausilio, E., Conte, E., and Dente, G. (2001). “Stability analysis of slopes reinforced with piles”. Computers and Geotechnics, 28(8): 591-611.

[10]  Poulos, H. G. (1995). “Design of reinforcing piles to increase slope stability”. Canadian Geotechnical Journal, 32: 808-818.

[11]  Li, X., Pei, X., Gutierrez, M., and He, S. (2012). “Optimal location of piles in slope stabilization by limit analysis”. Acta Geotechnica, 7(3): 253-259.

[12]  Chow, Y. K. (1996). “Analysis of piles used for slope stabilization”. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 20: 635-646.

[13]  Nian, T. K., Chen, G. Q., Luan, M. T., and Zheng, D. F. (2008). “Limit analysis of the stability of slopes reinforced with piles against landslide in non-homogeneous and anisotropic soils”. Canadian Geotechnics Journal, 45: 1092-1103.

[14]  Yang, S., Ren, X., and Zhang, J. (2011). “Study on embedded length of piles for slope reinforced with one row of piles”. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 3(2): 167-178.

[15]  Ashour, M., and Ardalan, H. (2012). “Analysis of pile stabilized slopes based on soil–pile interaction”. Computers and Geotechnics, 39: 85-97.

[16]  Salem, T. N., Mashhour, M., and Hassan, R. (2012). “Stabilizing Piles of Soft Cohesive Slopes: A Case History”. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 17: 3803-3820.

[17]  Gullu, H. (2013). “A numerical study on pile application for slope stability”. In 2nd International Balkans Conference on Challenges of Civil Engineering, BCCCE, Epoka University, Tirana, Albania, 810-816.

[18]  Shooshpasha, I., and Amirdehi, H. A. (2014). “Evaluating the stability of slope reinforced with one row of free head piles”. Arabian Journal of Geosciences, 8(4): 2131-2141.

[19]  Ho, I. H. (2014). “Numerical Study of Slope-Stabilizing Piles in Undrained Clayey Slopes with a Weak Thin Layer”. International Journal of Geomechanics, 15(5): 06014025.

[20]  خواجه‌پور،پ.؛ حسام مقدم،ع.؛ 1386؛"تحلیل پایداری دیواره شمال غربی معدن سرب و روی انگوران با استفاده از نرمافزار FLAC.". سومین کنفرانس مکانیک سنگ ایران، تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر،ص 3.

[21]  حاجی عزیزی، م.؛ باولی، م.؛ 1393؛"بهینهیابی مکان شمع در پایدارسازی شیبهای خاکی". مدرس عمران، دوره چهارده، شماره 3، ص 61-69.

[22]  مصطفوی مقدم،ا.؛ آشتیانی،م.؛ 1391؛"بررسی و مقایسه روشهای نوین پایدارسازی شیروانیهای خاکی در شرایط گوناگون". مرکزمطالعاتوبرنامه‌ریزیشهرتهران،ص 39.

[23]  عبدالهی،ا.؛ 1388؛"نکاتی در خصوص اجرای شمع درجا ریز". انتشارات قرارگاه خاتم‌الانبیاء (ص)، قرب نوح (ع)، چاپ اول،ص 20-10.

[24]  Itasca Consulting Group Inc, “FLAC User Guide”. version 7.0.

[25]  http://www.mehdiabadmine.com.

[26]  BRGM, (2014). “Mehdiabad lead-zinc deposit pre-feasibility study Geological assessment report N1392”. May ,BRGM Department Exploration BP 600945060 Orleans Cedex, France.

[27] Palmström, A. (1995). “Characterizing rock burst and squeezing by the rock mass index”. International conference in design and construction of underground structures. 10: 10.

[28] Duncan, C. W., and Christopher, W. M. (2005). “Rock Slope Engineering”. Civil and Mining- 4th edition, pp. 431.