Αριθμητική ανάλυση της μεθόδου διαδοχικών ορόφων με κενά μέτωπα με τη μέθοδο σύγκλισης - εκτόνωσης των τάσεωνΑριθμητική ανάλυση της μεθόδου διαδοχικών ορόφων με κενά μέτωπα με τη μέθοδο σύγκλισης - εκτόνωσης των τάσεωνNumerical analysis of sublevel open stoping with the convergence - confinement method Διπλωματική Εργασία Diploma Work 2015-03-302015elΈως και σήμερα ο σχεδιασμός των υπογείων εκμεταλλεύσεων γίνεται συνήθως με εμπειρικό τρόπο, ενώ στις περιπτώσεις που εφαρμόζονται αναλυτικές μέθοδοι, ή πιο συχνά αριθμητικά μοντέλα (πρότυπα), γίνονται οι παραδοχές της επίπεδης παραμόρφωσης συνεχών και ισοτρόπων ελαστικών, και μερικές φορές ανελαστικών, πετρωμάτων. Η εφαρμογή τρισδιάστατων αριθμητικών μοντέλων είναι εξαιρετικά σπάνια, λόγω του α-παγορευτικού μεγέθους του μοντέλου, στο οποίο περιλαμβάνονται όλα τα παραγωγικά μέτωπα και η μεταβολή της γεωμετρίας της εκμετάλλευσης συν τω χρόνω, καθώς και η γεωλογική πληροφορία. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η εξαγωγή συμπερασμάτων από την εφαρμογή της θεωρίας «σύγκλισης ανοιγμάτων – εκτόνωσης των τάσεων» για την ανάλυση των τάσεων-παραμορφώσεων κατά την εφαρμογή της μεθόδου υπόγειας εκμετάλλευσης διαδοχικών ορόφων με κενά μέτωπα (sublevel open stoping). Η θεωρία (προσέγγιση) της Σύγκλισης- Εκτόνωσης (Σ-Ε) επιλέχθηκε διότι μπορεί να εφαρμοσθεί στις δύο δια-στάσεις (κατά την έννοια της επίπεδης τομής), λαμβάνοντας όμως ταυτόχρονα υπόψιν την απόσταση του μετώπου, ή των μετώπων, από την επίπεδη τομή. Στην εν λόγω τομή γίνεται ανάλυση η οποία αφορά τη δράση υποστήριξης του μετώπου (support effect) σε περιοχές εκμετάλλευσης κοντά σε αυτό. Η προσέγγιση αυτή ταιριάζει και σε συνθήκες εκμετάλλευσης, που τα μέτρα υποστήριξης δεν έχουν μόνιμο χαρακτήρα στα μέτωπα παραγωγής και εφαρμόζονται σε κάποια απόσταση πίσω από το μέτωπο. Για την εφαρ-μογή της μεθόδου Σ-Ε στη συγκεκριμένη εργασία, χρειάσθηκε να γίνει θεώρηση της έννοιας της «υδραυλικής ακτίνας» των παραγωγικών μετώπων, αντικαθιστώντας την α-κτίνα κυκλικών σηράγγων, που χρησιμοποιείται στην εφαρμογή της μεθόδου αυτής. Η εφαρμοζόμενη μέθοδος Σ-Ε μπορεί να επιτευχθεί με αναλυτικό τρόπο αλλά και αριθμη-τικό. Στο πλαίσιο αυτής της εργασίας επιλέχθηκε η δεύτερη «οδός» με τη χρήση εμπορι-κού αριθμητικού κώδικα πεπερασμένων στοιχείων που είναι προσαρμοσμένος για στα-τικές αναλύσεις προβλημάτων διάνοιξης σηράγγων και υπογείων έργων γενικότερα. Συνεπώς η προτεινόμενη μέθοδος λαμβάνει υπόψιν τα διαδοχικά στάδια εκμε-τάλλευσης του κοιτάσματος μέχρι την εξόφληση και επιτρέπει τη θεώρηση των ελαστι-κών και πλαστικών παραμέτρων που διέπουν τη στατική και κινηματική συμπεριφορά των αγόνων και του κοιτάσματος. Στη μέθοδο της Σύγκλισης- Εκτόνωσης αυτό που θέ-λουμε να εκτιμήσουμε, σε αρχικό στάδιο προ-σχεδιασμού, είναι η συμπεριφορά της α-νυποστήρικτης μάζας του πετρώματος που περιβάλλει τις εκσκαφές – και εκφράζεται ποσοτικά με την «καμπύλη αντίδρασης της βραχομάζας» (ground reaction curve) - κα-θώς και το φαινόμενο της δράσης του «ανακουφιστικού τόξου» (arching effect). Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται παράδειγμα εφαρμογής της προσαρμο-σμένης για υπόγειες εκμεταλλεύσεις μεθόδου Σ-Ε στην εκμετάλλευση κοιτάσματος τάλκη, μέτριου πάχους και μεγάλης κλίσης εντός οφιο-ασβεστολίθων. Δίνεται έμφαση στο χαρακτηρισμό των παραμέτρων ελαστικότητας και αντοχής των ασυνεχών πετρωμά-των με τη χρήση των συστημάτων ταξινόμησης βραχομαζών RMR και Q καθώς και του δείκτη αντοχής βραχόμαζας GSI, και γίνεται κριτική ανάλυση των προτεινόμενων μο-ντέλων αστοχίας, κυρίως του μοντέλου των Hoek-Brown, το οποίο προτείνεται από πολλούς ερευνητές και τείνει να αντικαταστήσει το παλιό καθιερωμένο μοντέλο των Coulomb – Mohr. Διπλωματική Εργασία που υποβλήθηκε στη σχολή Μηχανικών Ορυκτών Πόρων για τη πλήρωση των προϋποθέσεων λήψης του Προπτυχιακού Διπλώματος.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Μηχανικών Ορυκτών ΠόρωνSeferiadi_Evgenia_Dip_2015.pdfChania [Greece]Library of TUC2015-03-30application/pdf3.0 MBfree Seferiadi Evgenia Σεφεριαδη Ευγενια Exadaktylos Georgios Εξαδακτυλος Γεωργιος Agioutantis Zacharias Αγιουταντης Ζαχαριας Steiakakis Manolis Στειακακης Μανωλης Πολυτεχνείο Κρήτης Technical University of Crete Μέθοδος εκμετάλλευσης διαδοχικών ορόφων με κενά μέτωπα Σύγκλιση τοιχωμάτων - εκτόνωση τάσεων Συντελεστής εκτόνωσης Rock mechanics research rock mechanics research Engineering, Mining Mines and mining Mining mining engineering engineering mining mines and mining mining