برآورد خردشوندگی سنگ از دیدگاه هندسی

امامی میبدی, عنایت الله; جلالی, سید محمد اسماعیل

doi:10.17383/S2251-6565(15)940915-X

برآورد خردشوندگی سنگ از دیدگاه هندسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی معدن نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه شاهرود

10.17383/S2251-6565(15)940915-X

چکیده

تخریبپذیری و خردشوندگی تودهسنگ در روشهای تخریبی دارای سه مرحله خردشوندگی برجا، اولیه و ثانویه است. خردشوندگی برجا ناشی از درزههای بالفعل موجود در توده‌سنگ با مقاومت کششی صفر است. اما خردشوندگی اولیه و ثانویه، ناشی از خردشدن بلوکهای سنگی به ظاهر بدون درزه است. در این بلوکها سطوح ضعف از جمله پلهای سنگی، رگچهها، سطوح تورق و غیره گزینههای اصلی برای جدایش و شکست در اثر تنشهای القایی ایجاد شده، هستند. بنابراین لازم است فراوانی و پراکندگی این سطوح در توده‌سنگ با استفاده از روشهایی شبیه برداشت ناپیوستگیهای بالفعل، قابل برداشت باشد. هدف، طراحی روشی است تا میزان دقت تشخیص درزههای بالقوه به صورت چشمی مشخص شود و در مرحله بعد برمبنای انرژی لازم برای شکست، این ناپیوستگیها تفکیک و دستهبندی شود. با طراحی و اجرای یک روش جدید، درزههای موجود در یک بلوک سنگی از دیدگاه هندسی تقسیمبندی و کمیسازی شد، نمونههای موزاییکی به ابعاد تقریبی 60×60 و ضخامت تقریبی 5/3 سانتی‌متری ازتعدادی بلوک سنگی از یک نوع تهیه شد. سپس به صورت چشمی براساس یک سری از شاخصها از قبیل گسترش، بازشدگی و جهت غالب، سطوح ضعف بالقوه بر روی نمونهها قبل از شکست مشخص و علامت‌گذاری شد. پس از شکست نمونه میزان درستی تشخیص درزههای بالقوه، کنترل شده و براساس سطح انرژی مورد نیاز برای شکست تقسیمبندی صورت گرفت. آن بخش از درزهها که پتانسیل بودن بصورت ناپیوستگی را دارند اما به صورت برجا ناپیوستگی به شمار نمیآیند، به عنوان ناپیوستگی نوع 2 در نظر گرفته شد و درزههایی که پس از جابجایی بزرگ مقیاس به وجود میآیند، نوع 3 دستهبندی شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مکانیک سنگ

عنوان مقاله [English]

Estimation of Fragmentation on Geometrical Viewpoint

نویسندگان [English]

Enayatallah Emami Meybodi
Seyyed Mohammad Esmaeil Jalali

Dept. of Mining, Petroleum and Geophysics, Shahrood University

چکیده [English]

Good estimation of fragmentation potential is very important topic before selection of caving extraction methods. In-situ fragmentation is result of discontinuities with zero tension strength but primary and secondary fragmentations happen in rock blocks that seem intact and without any discontinuity. In reality in these blocks when induced stresses (due to under cutting) or shock and stress (due to transition of rock mass) affect the blocks, weak surfaces such as rock bridges, veinlet and schistose surfaces (surfaces with tension strength) are first candidates for breakage and slice. Thus it is necessary to quantify these discontinuities in a rock mass. The purpose is to construct a way for prediction of potential discontinuities. In the next step based on necessary energy for breakage, potential discontinuities are classified. We try to design and construct a new method for quantifying and classifying discontinuities in rock mass. This method helps us to have an initial estimate of fragmentation when induced stress and large scale displacement affect rock blocks. Rock bridges, veinlet and weak surfaces in rock like as schistose surfaces (surfaces with tension strength) are potential discontinuity. Those joints that have potential of being counted as discontinuities but are not considered discontinuity in in-situ form are put in class No,2 versus in situ fractures (surfaces without tension strength) are classified No,1. fractures which are created after large scale displacements are known class No, 3.

کلیدواژه‌ها [English]

Fragmentation
caving extraction methods
Potential fractures
In situ fracture
fracture Class No 2&3

مراجع

[1] Pine R.J., Coggan, J. S., Flynn, Z., & Elmo, D. (2006). The development of a comprehensive numerical modelling approach for pre-fractured rock masses. Rock Mechanics and Rock Engineering. 39. 5: 395- 419.

[2] Rogers, S. F., Kennard, D. K., Dershowitz, W. S., & vanas, A. (2007). Characterising the in situ fragmentation of a fractured rock mass using a discrete fracture network approach, Rock Mechanics: Meeting Society's Challenges and Demands - Eberhardt, Stead & Morrison (eds) Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-0-415-44401-9.

[3] Piteau, D. R. (1972). Engineering geology considerations and approach in assessing the stability of rock slopes. Bulletin of the Association of Engineering Geologists IX, 301–320.

[4] Piteau, D. R., & Martin, D. C. (1977). Slope stability analysis and design based on probability techniques at Cassiar Mine. CIM Bulletin, pp.139–150.

[5] Wanga, C., Tannant, D. D., & Lilly, P. A. (2003). Numerical analysis of the stability of heavily jointed Rock slopes using PFC2D. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences (40), 415–424.

[6] Tollenaar R. N. (2008). Characterization of discrete fracture networks and their influence on caveability and fragmentation. (Master of Applied Science) The University of British Colombia.

[7] Brown, E.T. (2003). Block Caving Geomechanics, The International Caving Study Stage I 1997-2000, Julius Kruttschnitt Mineral Research Centre, Brisbane, Australia.

[8] Laubscher, D.H. (2003). Cave Mining Handbook, De Beers, p. 138.

[9] El-Ramly, H., Morgenstern, N. R., & Cruden, D. M. (2002). Probabilistic slope stability analysis for practice. Can. Geotech. J. 39, 665–683.

[10] Price D.G. (2009). Engineering Geology: Principles and Practice, Edited and compiled: M.H.de Freitas, Springer,.

[11] MINITAB QUALITY COMPANION™, (2009), http://www.minitab.com