failure
در نشریات گروه مهندسی معدن-
شکل گسیختگیها در شیب های سنگی به شرایط مقاومتی لایه ها، شیب لایه ها، جهت داری ناپیوستگی ها، شرایط ناپیوستگی ها (پرشدگی، زبری، فاصله داری و هوازدگی)، هندسه پله و شرایط آب و هوایی منطقه بستگی دارد. شیب ها را می توان ازلحاظ ساختاری به دو دسته کلی همگن و ناهمگن تقسیم بندی کرد. در شیب های همگن غالبا شکست های قاشقی رخ می دهد و در شیبهای ناهمگن معمولا شکست به صورت صفحه ای، گوه ای، واژگونی یا ترکیبی از چند نوع شکست است. این مطالعه باهدف بررسی پایداری دیواره دولومیتی معدن گلبینی 7 انجام شد. دیواره کمرپایین این معدن به شدت گسل خورده است، امتداد عمده گسل های معدن گلبینی 7 تقریبا عمود بر جهت لایه بندی و جهت شیب عمده آنها به جز چند گسل معکوس امتدادی، خلاف جهت شیب لایه بندی است و پتانسیل ریزش های واژگونی وجود دارد. یکی از روشهای اساسی جهت تحلیل پایداری دیواره دولومیتی به خصوص در شیب های سنگی، روش ارزیابی خطر سقوط سنگ است. در این ارزیابی، با استفاده از روش مشاهده ای بلوک های ناپایدار تشخیص داده شده و ریسک خطر ناپایداری آنها در سه سطح کم، متوسط و زیاد ارزیابی شد. در بررسی انجام شده، دیواره دولومیتی به 13 زون مختلف تقسیم بندی و در هر زون، بلوک های مستعد ناپایداری مشخص شد. مجموع بلوک های ارزیابی شده، 46 مورد است. با توجه به نتایج، بلوک های مربوط به زون 8 دارای سطح خطر متوسط تا زیاد بوده و بلوک های مربوط به زون 13 تماما دارای سطح خطر زیاد هستند. هیچ بلوکی در سطح خطر کم قرار ندارد و تنها 2 درصد بلوک های ارزیابی شده در سطح خطر کم تا متوسط هستند. 9 درصد در سطح خطر متوسط، 50 درصد در سطح خطر متوسط تا زیاد و 39 درصد در سطح خطر زیاد قرار دارند. فاصله سقوط از پای دیواره با روش ارزیابی خطر سقوط سنگ تعیین و نتایج آن با نتایج مدل سازی توسط نرم افزار Rocfall مقایسه شد و حداکثر اختلاف بین نتایج 25 درصد است. به همین دلیل این روش می تواند برای تعیین وضعیت خطر دیواره ها روش مناسبی بوده و در افزایش ایمنی محیط کار و نیروها در معدن موثر باشد.
کلید واژگان: گسیختگی، دیواره های دولومیتی، خطر سقوط سنگ، شیب های سنگی، ارزیابی خطرJournal of Aalytical and Numerical Methods in Mining Engineering, Volume:12 Issue: 32, 2022, PP 53 -64IntroductionOver the last three decades, several methods have been proposed to assess the rockfall hazard in the highways and mines. In open-pit mines, rockfalls threaten not only human lives, but also machinery and portal structures located at the toe of highwalls. Therefore, rockfalls are one of the major hazards in open-pit mines. Qualitative or quantitative procedures can be used to distinguish between hazard classes.
Methodology and Approaches:
One of the basic methods for stability analysis of the dolomite wall, especially on rock slopes, is to assess the rockfall hazard. In this paper, a qualitative rockfall hazard assessment method, named qualitative Evolving Rockfall Hazard Assessment (ERHA) and RocFall software which is specifically developed for the assessment of rockfall hazards, is used. In this method, based on the visual monitoring system, unstable blocks are recognized and Rockfall hazard is evaluated. In the study, the dolomite wall Golbini 7 Mine was divided into 13 different zones and in each zone, blocks prone to instability were identified. The total number of the evaluated blocks is 46 cases. All blocks analyzed by qualitative rockfall hazard assessment method and RocFall software.
Results and ConclusionsThe blocks related to zone 8 have a medium to high risk level and all blocks related to zone 13 have a high hazard level. No block is at the low hazard level. Only 2% of the assessed block are in the low to medium hazard level. 9% are in the medium hazard level, 50% are in the medium to high hazard level and 39% are in the high hazard level. The rockfall distance from the toe of the face determined by the evolving rockfall hazard assessment method and the results are compared with the modeling results by RocFall software. The maximum difference between the results is 25%.
Keywords: Failure, Dolomite walls, Rockfall hazard, Rock slopes, Hazard assessment -
The sheet piles are used below hydraulic structures to reduce seepage flow rate and hydraulic gradient at the outlet of such structures rested on permeable foundations. Up to now, for analysis of seepage under hydraulic structures much research work has been carried out in the form of numerical models. However, less field and laboratory works have been performed to study and compare boiling phenomena for evaluating of the numerical models. By simulating an experimental model of a sheet pile inserted in a sand foundation by computer code FLAC based on the finite difference method, the soil behavior mechanism flow has been investigated under seepage effect. The results indicate that computer code FLAC underestimated uplift pressures compared to the experimental data. In order to study the boiling, the soil treatment analyzed at the most critical condition as well. The numerical model presented in computer code FLAC, is properly able to simulate the soil and foundation behavior. Comparing the results obtained from numerical model with experimental data also confirms well, because this model predicts the boiling observations with reasonable accuracy and it was possible to predict heaving mechanism based on the stress analysis before performing the plan.Keywords: alluvial foundation, Boiling, Sheet pile, Failure, Computer code FLAC
-
معیارهای شکست سه محوری واقعی متعددی وجود دارند که در ابتدا برخی از آن ها بیشتر برای شکست اجسام جامدی همچون فلزات ارایه شده اند. چنین معیارهایی در محیط های سنگی برای تحلیل پایداری چاه های نفت و برخی مغار های ذخیره سازی استفاده می شوند. در این تحقیق به روشی جدید معیارهای شکست با استفاده از 12 گروه نتایج حاصل از مقاومت فشاری سه محوری واقعی سنگ های گرانیت، مونزونیت، آمفیبولیت، آندزیت، دولومیت، آهک، ماسه سنگ، مرمر به صورت جامعی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند. معیار ون مایزز و میورل به علت شکل ویژه آن ها بر نتایج انطباق نشان ندادند. همچنین معیار شکست دراکر و پراگر به علت عدم همبستگی بین پارامترهای تعریف شده آن و ویژگی مکانیکی همچون زاویه اصطکاک داخلی (φ) بر نتایج انطباق نشان نداد، چنان که خاستگاه این معیار برای محیط خاکی بوده است. با بکارگیری شکل های متعدد معیار شکست طی تحلیلی گسترده، رابطه تابع توانی بین تنش برشی هشت وجهی (τoct) و تنش عمودی هشت وجهی (σoct) دارای توان ثابت (0/7) انطباق خوبی با گروه های متعدد نتایج داشته و ضریب این معیار جدید (B) که از طریق برازش بر داده ها حاصل شد، همبستگی قابل قبولی با هر یک از پارامترهای φ، mi و σci نشان داد. رابطه بین τoct و میانگین تنش اصلی حداکثر و حداقل (2،σm) نیز به صورت تابع توانی دارای توان ثابت 75/0 انطباق خوبی با نتایج مختلف داشته است و ضریب این معیار (''B) همبستگی خوبی با هر یک از پارامترهای φ، mi و σci نشان داد. با تحلیل رابطه خطی بین تنش برشی هشت وجهی و تنش عمودی هشت وجهی برای 12 گروه نتایج سنگ های مختلف و همچنین تحلیل رابطه بین مقدار پارامتر ثابت و ضریب خط با ویژگی های مکانیکی مانند زاویه اصطکاک داخلی (φ) و مقاومت چسبندگی (C)، معیار شکست دارای انطباق خوبی بر نتایج حاصل شد. این معیار جامع و جدید خطی در عین حال ساده و مستدل می تواند به سهم خود به تحلیل پایداری صحیح سازه های سنگی مورد استفاده کمک نماید. همچنین معیار شکست خطی مگی- کولمب (رابطه خطی بین τoct و 2،σm) نیز بر نتایج انطباق خوبی نشان داد. معیارهای شکست خطی به علت داشتن مقدار پارامتر ثابت خط که به عنوان تابعی از ویژگی مکانیکی مقاومت چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی است، ترجیح داده می شوند.کلید واژگان: معیار شکست سه محوری واقعی، تنش برشی، عمودی، هشت وجهی، سنگThere are various failure criteria for true triaxial stresses, which have initially been developed for the fracture of solid material such as metals. These criteria are applied for the stability analysis of wellbores and some storage caverns in rock media. In this research, true triaxial failure criteria has been investigated comprehensively by a new method using 12 groups of true triaxial strength test results of rocks including granite, monzonite, amphibolite, andesite, dolomite, Limestone, trachyte, marble, sandstone and shale. The Von Mises and Murrell criteria would not fit the test results due to their particular forms. Neither, Drucker and Prager criterion would fit the test results because of non-correlation between its defined parameters and the mechanical properties such as internal friction angle (ϕ). The relationship between octahedral shear stress (toct) and octahedral normal stress (σoct) having a constant exponent is shown to fit well the various groups of test results. The coefficient of this new criterion (B) that has been obtained by functional fitting is in good correlation with the parameters of ϕ, mi and σci. The power function relationship between toct and the mean of minimum and maximum principal stresses (σm,2) is found to be have a constant exponent also showing a good correlation with the various test results. The coefficient of this criterion (B') showed a good correlation with the parameters of ϕ, mi and σci., too. The linear relationship between toct and σoct of true triaxial strength test results was analyzed. A linear failure criterion was obtained to fit the 12 groups of results, as acceptable correlations have been obtained between the constant and coefficient of this new criterion with the mechanical properties such as internal friction angle (ϕ) and cohesive strength (C). Mogi-Coulomb linear criterion (relationship between toct and σm,2) also fitted the results and an acceptable correlation has been obtained between the defined constant and coefficient parameters of this criterion with the mechanical properties. The linear failure criteria are preferred that is because of having the constant parameter which is a function of mechanical properties of internal friction angle (ϕ) and cohesive strength (C).Keywords: Failure, Criteria, True triaxial, Rock
-
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 زیان های جبران ناپذیر اقتصادی و جانی می شود. عوامل زیادی در ناپایداری شیب در معادن اثرگذارند. آنچه که در این تحقیق از آن با نام ریزش سنگین یاد می شود، ریزش های بالای 5 الی 6 میلیون تن است که چندین پله از معدن را شامل شده و روند استخراج در معدن را با مشکل مواجه می سازد. نمونه ای از این ریزش های 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 هزینه های محتمل امری ضروری است.برای بررسی و مطالعه دقیقتر خواص ژئومکانیکی معدن انگوران، درزه های اصلی و گسل های موجود در معدن از نزدیک مورد مطالعه قرار گرفت وتعدادی نمونه از بخش آهکی معدن برای انجام آزمایش های مکانیک سنگی جهت تعیین خصوصیات ژئومکانیکی برداشت شد. پس از انجام آزمایشات مکانیک سنگی،با استفاده از نرم افزار 3DEC مدل سه بعدی معدن ساخته شد و ارزیابی های اولیه برروی آن انجام گرفت. با توجه به جابجایی های اولیه به دست آمده از نرم افزار و خواص ژئومکانیکی دیواره شرقی و شکل مقعر معدن در دیواره شمالی، این دیواره ها 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 جابجایی ها در پای دیواره بیشتر است. لذا بر روی جابجایی های صورت گرفته در پای دیواره تحلیل آماری صورت گرفت و احتمال ریزش سنگین مجدد در معدن بر اساس جابجایی های حاصل، 2/35 درصد به دست آمد.کلید واژگان: پایداری شیب، ریزش سنگین، معدن روباز انگوران، 3DECJournal of Aalytical and Numerical Methods in Mining Engineering, Volume:6 Issue: 12, 2017, PP 33 -45Summary: 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.IntroductionSlope 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 andConclusionsIn 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:Keywords: Slope stability, Failure, Angooran open-pit mine, 3DEC -
حفر چاه در صنایع مختلف مانند نفت، گاز و معدن همواره با مشکل ناپایداری مواجه بوده و نیاز به صرف هزینه های زیاد دارد. با کنترل تغییرشکل و شکست در دیواره ی چاه می توان به حداقل ممکن ناپایداری رسید. در این مقاله، هدف بررسی تغییر شکل و نحوه گسیختگی در نمونه های استوانه ای توخالی جدارضخیم (برای مدل سازی چاه نفت) حین حفاری تحت دو شرایط تنش متفاوت است. برای این منظور، ابتدا مطالعات آزمایشگاهی با هدف تعیین خصوصیات مکانیکی بر روی نمونه های مصنوعی گچ و نمونه های طبیعی مارن، ماسه سنگ و آهک رسی انجام شده است. با توجه به محدودیت های آزمایشگاهی امکان انجام آزمایش در تنش بالا مقدور نبود بنابراین آزمایش سه محوری به کمک سلول هوک تغییر یافته فقط بر روی نمونه های استوانه ای توخالی جدار ضخیم گچ انجام شد. نتایج آزمایش های انجام شده برای ساخت و اصلاح مدل سازی عددی توسط نرم افزار ABAQUS مورد استفاده قرار گرفت و در نهایت از مدل اصلاح شده برای پیش بینی تغییرشکل و شکل شکست در نمونه های استوانه ای جدار ضخیم نمونه های طبیعی مارن، ماسه سنگ و آهک رسی تحت شرایط تنش استفاده شد. نتایج حاصل از مدل سازی نشان داد که شکل شکست در شرایط تنش ذکر شده در دیواره ی نمونه های استوانه ای جدارضخیم به صورت برشی و در دو جهت مخالف دیواره ی گمانه است. همچنین در رژیم تنش شکست با توزیع تصادفی در سه ناحیه اتفاق می افتد. در هر دو رژیم تنش، بیشترین فشار داخل گمانه در لحظه شکست برای ماسه سنگ و کمترین فشار داخل گمانه برای آهک رسی در بین نمونه های مورد مطالعه است. همچنین کمترین کرنش پلاستیک برای ماسه سنگ و بیشترین کرنش پلاستیک برای آهک رسی از نتایج مدلسازی عددی حاصل شده است. فشار داخل گمانه در لحظه شکست می تواند به عنوان فشار اولیه گل حفاری مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: استوانه ای توخالی جدار ضخیم، تغییر شکل، چاه نفت، شکست و AbaqusIn addition to high cost levels, shaft excavation in different sectors such as mining, oil and gas extraction have always been dealing with instability problems. Instability hazards can be minimized by controlling the deformation and failure of wellbore wall. The purpose of this paper is to study the deformation and failure mechanism of thick-walled hollow cylindrical specimens (for modeling of oil well) during the excavation in two different stress conditions. Laboratory tests were carried out on artificial specimens of gypsum and natural specimens of marl, sandstone and clayed limestone in order to determine the mechanical properties of the aforementioned rocks. The experiments in high stress conditions could not be carried out due to some limitations related to laboratory. Therefore, triaxial tests were done on thick-walled hollow cylindrical specimens of gypsum using modified Hoek cell. The results of tests were employed to develop and modify numerical models which were used for prediction of deformation and failure mechanisms in thick-walled hollow cylindrical natural specimens of marl, sandstone and clayed limestone in the following stress condition. It was revealed that the failure mechanism in the wall of thick-walled hollow cylindrical specimens for stress condition of is shear failure which occurs in two opposite points on the borehole wall. However, in the stress condition of the failure occurs in three points with random distribution. The maximum and minimum values of borehole pressure in the failure moment occurred for sandstone and clayed limestone respectively in both stress conditions. Also the outcome of numerical modeling revealed the maximum and minimum values of plastic strain to be in cases of clayed limestone and sandstone, respectively. Pressure within the borehole at the moment of failure could be used as initial pressure of drilling fluid.
Keywords: Thick, Walled hollow cylinder specimens, Deformation, Oil well, Failure, Abaqus -
با توجه به اهمیت زغال سنگ در تولید انرژی، تلاش های زیادی برای افزایش استخراج این ماده معدنی انجام گرفته است. امروزه در بسیاری از معادن زیرزمینی عملیات استخراج زغال سنگ به صورت تمام مکانیزه انجام می شود. بنابراین تعیین و بهبود عملکرد ماشین آلات از مسائل مهم به شمار می رود. ماشین ناوزنجیری زرهی ([i]AFC)، یکی از پرکاربردترین ماشین آلات استخراجی در معادن زیرزمینی است که عملکرد آن با میزان تولید نقش مستقیم دارد. بنابراین تحلیل قابلیت اطمینان این ماشین بسیار مهم است. در این مقاله، قابلیت اطمینان AFC با استفاده از داده های خرابی و زمان بین خرابی های ثبت شده در طی دو سال در معدن زغال سنگ طبس، بررسی شده است. برای این دستگاه چهار زیرسیستم اصلی در نظر گرفته شده است: سیستم برق، سیستم مکانیک، سیستم کشش زنجیر، سیستم کنترل سرعت. سپس داده ها با استفاده از روش های آماری و طی دو مرحله شامل بررسی وجود روند و وجود همبستگی بررسی شدند. متناسب با نوع داده ها و با استفاده از فرآیندهای متفاوت آماری بهترین تابع توزیع برای داده های خرابی انتخاب شد. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که رفتار خرابی سیستم برق و کشش زنجیر از مدل قانون توان، سیستم مکانیک از تابع گاما 3 پارامتری و سیستم کنترل سرعت از تابع گامای عمومی 4 پارامتری تبعیت می کنندو قابلیت اطمینان کل دستگاه پس از 120 ساعت به حدود صفر می رسد. فاصله زمانی تعمیر و نگهداری پیش گیرانه بر اساس قابلیت اطمینان 80 درصد برای زیر سیستم های ناوزنجیری محاسبه شد. توصیه می شود زیر سیستم های برق، مکانیک، کشش زنجیر و کنترل سرعت به ترتیب هر1، 20، 20 و 10 ساعت کنترل و بررسی شوند.
کلید واژگان: ناوزنجیری زرهی، قابلیت اطمینان، خرابی، تعمیر و نگهداری پیش گیرانه -
In this paper, the reliability of powered supports has been discussed utilizing the gathered failure data and failure interval data from Tabas coal mine in two years. The data sets were investigated using statistical procedures and in two levels: the existence of trend and serial correlation. The results show that the powered supports follow the Gamma reliability function. The reliability of the machine decreases to almost zero after 520 operation hours and after 80 hours the probability of failure of powered supports increases to 60 percent.Powered Support’s failure rate shows an improving behavior and therefore decreasing failure rate. In the beginning of the process the failure rate is 0.021 failures per hour, which after a sudden decrease reaches the rate of 0.012, thence forward on a gently decreasing rate and after 100 hours gets to the rate of 0.01.Regarding the maintenance policy and to protect the machine’s operation continuity Preventive maintenance strategy can be chosen. The reliability of the discussed machine can be maintained on a descent level by inspecting and controlling over the parts in short term intervals. With regard to reliability plots of powered supports operation, preventive reliability-based maintenance time intervals for 80% reliability levels for powered supports is 15 hours.Keywords: powered support, Reliability, Failure, Maintenance
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.