تحلیل پایداری و ارزیابی ریزش سنگین مجدد در دیواره معدن روباز انگوران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر تهران

2 بخش معدن، دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

پایداری شیب یکی از پارامترهای اصلی و تعیین کننده در اقتصاد و ایمنی در معادن روباز است. شکست و به تبع آن گسیختگی شیب سبب زیان‌های جبران‌ناپذیر اقتصادی و جانی می‌شود. عوامل زیادی در ناپایداری شیب در معادن اثرگذارند. آنچه که در این تحقیق از آن با نام ریزش سنگین یاد می شود، ریزش‌های بالای 5 الی 6 میلیون تن است که چندین پله از معدن را شامل شده و روند استخراج در معدن را با مشکل مواجه می‌سازد. نمونه‌ای از این ریزش‌های بزرگ در معدن سرب و روی انگوران رخ داده است که به سبب آن حدود 40 میلیون تن باطله به درون پیت لغزید و خسارات سنگینی به اقتصاد معدن وارد کرد. لذا ارزیابی احتمال ریزش مجدد در این معدن برای جلوگیری از خسارات و هزینه‌های محتمل امری ضروری است.برای بررسی و مطالعه دقیقتر خواص ژئومکانیکی معدن انگوران، درزه‌های اصلی و گسل‌های موجود در معدن از نزدیک مورد مطالعه قرار گرفت وتعدادی نمونه از بخش آهکی معدن برای انجام آزمایش‌های مکانیک سنگی جهت تعیین خصوصیات ژئومکانیکی برداشت شد. پس از انجام آزمایشات مکانیک سنگی،با استفاده از نرم‌افزار 3DEC مدل سه بعدی معدن ساخته شد و ارزیابی‌های اولیه برروی آن انجام گرفت. با توجه به جابجایی‌های اولیه به دست آمده از نرم‌افزار و خواص ژئومکانیکی دیواره شرقی و شکل مقعر معدن در دیواره شمالی، این دیواره‌ها پایدار در نظر گرفته شد و در ادامه به ارزیابی احتمال ریزش در دیواره غربی پرداخته شده است.برای بررسی پایداری دیواره غربی، مدل با مقادیر مختلف چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی برای شیست و گسل موجود در این دیواره اجرا شد و ملاحظه شد که میزان جابجایی‌ها در پای دیواره بیشتر است. لذا بر روی جابجایی‌های صورت گرفته در پای دیواره تحلیل آماری صورت گرفت و احتمال ریزش سنگین مجدد در معدن بر اساس جابجایی‌های حاصل، 2/35 درصد به دست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Slope stability analysis and evaluation of further major failure in Angooran open-pit mine

نویسندگان [English]

  • Ebrahim Yaghoubi 1
  • Masoud Shamsadin Saeid 2
  • Parviz Maarefvand 1
چکیده [English]

Summary
In this research, stability analysis and probability assessment of the further failure for Angooran lead and zinc mine have been investigated. To investigate its geomechanical properties precisely, main joints and available faults were appraised and some samples of the mine limestone zone were prepared to determine strength properties of rocks using laboratory tests. Then, the 3DEC code was used to construct a three dimensional model. According to the initial displacements from the software and geomechanical properties of the eastern wall and its concave shape, this wall was supposed to be stable. Further analyses were focused on the western wall. For stability analysis of the western wall, the model was constructed based on different cohesions and internal friction angles. It was observed that the magnitudes of displacements were higher than in the eastern wall. So, statistical analysis was performed on the toe of the wall and the probability of the failure calculated to 35.2 percent, according to the obtained displacements.
 
Introduction
Slope stability is one of the major and determiner parameters in the economy and safety of open pit mines. Failure and consequently rupture of the slope caused no compensable economic and humanity losses. So, probability assessment of the further failure for presentation of damages and additional costs is of prime importance. In this research, stability analysis and probability assessment of the further failure for Angooran lead and zinc mine have been investigated.
 
Methodology and Approaches
To investigate geomechanical properties precisely, main joints and available faults were appraised and some samples of the mine limestone zone were prepared to determine strength properties of rocks using laboratory tests. Then, the 3DEC code was used to construct a three dimensional model. According to the initial displacements from the software and geomechanical properties of the eastern wall and its concave shape, this wall was supposed to be stable. Further analyses were focused on the western wall. For stability analysis of the western wall, the model was constructed based on different cohesions and internal friction angles.
 
Results and Conclusions
In this research, field and laboratory studies were carried out in order to achieve accurate data of Angooran lead and zinc open pit mine. According to the obtained displacements of the model, probability of heavy failure was evaluated. The results are listed below:

کلیدواژه‌ها [English]

  • Slope stability
  • Failure
  • Angooran open-pit mine
  • 3DEC
[1] Zavodni ZM.; 2000; “Time-dependant movements in open pit slopes”, In: Slope stability in surface mining, Hustrulid A., Carter MK. and Van Z.D, Littleton, Colorado, SME Inc., pp. 81-87.

[2] Rose N.D. and Hunger O; 2007; “Forecasting potential rock slope failure in open pit mines using the inverse-velocity method”, Int. J. of Rock Mechanics & Mining Science, vol. 44, pp. 308-320.

[3] Crosta G.B. and Agiliardi F.; 2008; “Failure forecast for large rock slides by surface displacement measurements”, Published on the National Research Council (NRC) Web site at: http://cgj.nrc.ca , Canadian Geotechnical Journal, Canada, pp. 176-191.

[4] Soltani. A, (1999), Estimation of geotechnical parameters of rock mass and optimal slope design in Angooran mine. M.Sc thesis, Tarbiat Modarres University of Tehran, (in Persian).

[5] Roshanghalb. M, (2007), Investigation of behavior of created failure in North wall of Angooran mine with offering solution, M.Sc thesis, Islamic Azad University of Tehran, (in Persian).

[6] Behbehani. SS, (2011), Lighten Model of mass sliding of Angooran mine, M.Sc thesis, Islamic Azad University of Tehran, (in Persian).

[7] Richard D.C., Paul F.C., Thomas M.R. and Ross C.B; 2000; “Managing and analyzing overall pit slopes”, In: Slope stability in surface mining, Littleton, Colorado, SME Inc., pp. 39-46.

[8] Pariseau W.G; 2006; “Design analysis in rock mechanic”, Balkema; pp. 15-39.

[9] Hoek, E., and Bray, J; 2004; ‘‘Rock slope engineering’’. 4th ed., London: Institution Mining and Metallurgy.

[10]Technical office of Angooran mine, (2009), Geology report of Angooran mine, (in Persian).

[11] Roger Hart & Yanhui Han., (2006), FLAC Training Course. Itasca Consulting Group Inc.