Optimization of Trench Dimensions to Reduce Blast-Induced Ground Vibration in Gol-Gohar Sirjan Mine Using Numerical Modeling

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی معدن و عمران، دانشکده مهندسی، مجتمع آموزش عالی گناباد

2 استادیار گروه مهندسی معدن و عمران، دانشکده فنی و مهندسی، مجتمع آموزش عالی گناباد

3 دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه آزاد اسلامی، کیش، ایران

4 رئیس تحقیقات معدن و زمین شناسی، مدیریت تحقیقات و فناوری، معدن گلگهر سیرجان

10.22034/anm.2024.21376.1630

چکیده

لرزش زمین، یکی از آثار مخرب همراه انفجار است که می ‏تواند به محیط اطراف و سازه ‏های مجاور خسارت وارد نماید. در معدن گلگهر سیرجان به واسطه گسترش سطحی، فاصله سازه‏ ها از بلوک‏ های انفجاری کاهش پیدا کرده و موجب رسیدن ارتعاشات به مجموعه کارخانه فرآوری می ‏شود. این ارتعاشات با تحریک حسگر نصب شده بر روی آسیاها، موجب قطع برق مدار شده و هزینه ‏های تولید را افزایش می ‏دهد. یکی از راه کارهای کاهش امواج رسیده به مجموعه کارخانه فرآوری، حفر ترانشه‏ در مسیر امواج است. این ترانشه‏ با ایجاد شرایط مشابه سطح آزاد و انعکاس امواج، سهم انرژی انتقالی موج را کاهش داده و می ‏تواند فرآیند قطع غیر ضروری مدار تغلیظ به واسطه افزایش دامنه ارتعاشات جلوگیری نماید. در این بررسی به کمک نرم ‏افزار المان مجزای UDEC ابتدا نتایج یک عملیات میدانی انفجار صحت سنجی شده و با تکیه بر اعتبار مدل، تأثیر حفر ترانشه‏ بر انتشار امواج انفجار تحلیل شده است. نهایتا ابعاد بهینه ترانشه‏ که به واسطه آن حداکثر جذب انرژی صورت می ‏پذیرد تعیین شده است. بر اساس نتایج تحلیل عددی، ترانشه‏ حفاری شده از هر طرف سازه باید بیش از 2 متر بزرگتر بوده و در فواصل بیشتر از 3 متری از سازه حفر شده باشد. این در حالی است که ضخامت (پهنای ترانشه‏) تأثیر قابل ملاحظه ‏ای بر میرایی امواج نداشته است. این ترانشه‏ می ‏تواند حدودا 60 درصد امواج انفجار را منعکس کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimization of Trench Dimensions to Reduce Blast-Induced Ground Vibration in Gol-Gohar Sirjan Mine Using Numerical Modeling

نویسندگان [English]

  • Moein Bahadori 1
  • Mahdi Bemani 2
  • Iman Atighi 3
  • Mohammad Amiri Hosseini 4
1 Assistant Professor, Department of Mining and Civil Engineering, Faculty of Engineering, ,University of Gonabad
2 Assistant Professor, Department of Mining and Civil Engineering, Faculty of Engineering, ,University of Gonabad
3 Department of Industrial engineering, Islamic Azad University, Kish,, Iran
4 Head of Mining and Geology Research, Research and Technology Management, Golgohar Sirjan Mine
چکیده [English]

Ground vibration is one of the destructive effects associated with blasting operation, which can cause damage to the surrounding environment and adjacent structures. In Golgohar Sirjan Mine, due to surface expansion, the distance between structures and blasting blocks has decreased, leading to vibrations reaching the processing plant complex. These vibrations, triggered by sensors installed on the structures, result in circuit interruptions and increase production costs. One solution to reduce waves reaching the processing plant complex is to dig trenches along the wave path. By creating conditions similar to a free surface and wave reflection, these trenches reduce the energy transmission of the wave and can prevent unnecessary circuit interruptions due to increased vibration amplitudes. In this study, using the UDEC software, first the results of a field blasting operation are validated, and based on the model's credibility, the effect of trench excavation on blast wave propagation is analyzed. Ultimately, the optimal dimensions of the trench, which allow for maximum energy absorption, are determined. According to the numerical analysis results, the excavated trench on each side of the structure should be more than 2 meters wider and at distances greater than 3 meters from the structure. This is while the thickness (width of the trench) has had a considerable impact on wave attenuation. This trench can reflect approximately 60% of the explosion waves. These results have been validated by excavating a trench on the periphery of the mine, and its effectiveness has been demonstrated in practice by a field experiment of blasting operation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Blasting
  • Ground vibration
  • Numerical modeling
  • UDEC
  • Trenching