تحليل بيرون‌زدگي ناشي از پديده انفجار ناگهاني گاز و زغال‌سنگ در معدن‌كاري زيرزميني با استفاده از معيار شكست ناپايدار (مطالعه موردي: معدن پروده زغال‌سنگ طبس)

در جريان معدن كاري زيرزميني زغال‌سنگ، تنش‌هاي زمين، ناهنجاري‌هاي زمين‌شناسي مانند گسل‌ها و مناطق برشي منجر به تمركز تنش، تغيير شكل و شكست زغال‌سنگ و درنهايت ايجاد مخاطراتي نظير بيرون‌زدگي زغال‌سنگ و گاز مي‌شوند. بيرون‌زدگي زغال‌سنگ و گاز، انتشار سريع مقدار زيادي از زغال‌سنگ يا سنگ‌ها، همراه با مقدار زيادي گاز در معادن زيرزميني زغال‌سنگ است. تاكنون وقوع اين پديده منجر به از بين‌ رفتن تجهيزات و جان بسياري از معدنچيان در سراسر جهان شده ‌است. ازاين‌رو، پيش‌بيني، تحليل و كنترل آن ضرورت دارد. شبيه‌سازي عددي يكي از روش‌هاي توانمند براي مطالعه اين پديده پيچيده است. هدف از اين مقاله، پيش‌بيني اين پديده در معادن زيرزميني زغال‌سنگ با استفاده از روش‌هاي تحليلي و عددي است. براي اين منظور، يكي از تونل‌هاي فرعي كارگاه 4E معدن پروده يك طبس كه در عمق 472 متري از سطح زمين قرار دارد، در نرم‌افزار Phase2 شبيه‌سازي و احتمال وقوع بيرون‌زدگي در اين لايه با فرض وجود يك مخزن گاز بررسي‌شده است. علاوه بر اين، به‌منظور پيش‌بيني وقوع بيرون‌زدگي از معيار شكست ناپايدار استفاده‌شده است. با توجه به نتايج اين تحقيق، بين احتمال وقوع پديده موردمطالعه و ضخامت لايه رابطه خاصي پيدا نشد اين مطلب توسط محققان قبلي اين حوزه نيز تأييدشده است، اما به‌طوركلي لايه ضخيم‌تر بيشتر در معرض اين پديده است زيرا احتمال افزايش زغال نرم‌تر وجود دارد و مقدار كل گاز موجود براي جابه‌جايي زغال‌سنگ بيرون‌زده شده بيشتر است. علاوه بر اين، پارامترهاي مقاومتي نظير چسبندگي، زاويه اصطكاك داخلي و مدول الاستيسيته داراي تأثير معناداري برشدت وقوع بيرون‌زدگي بوده درحالي‌كه احتمال وقوع اين پديده مستقل از مقاومت كششي زغال برآورد شده است.