تحلیل بیرون زدگی ناشی از پدیده انفجار ناگهانی گاز و زغال سنگ در معدن کاری زیرزمینی با استفاده از معیار شکست ناپایدار (مطالعه موردی: معدن پروده زغال سنگ طبس)

در جریان معدنکاری زیرزمینی زغال سنگ، تنش های زمین، ناهنجاری های زمین شناسی مانند گسل ها و مناطق برشی منجر به تمرکز تنش، تغییر شکل و شکست زغال سنگ و درنهایت ایجاد مخاطراتی نظیر بیرون زدگی زغال سنگ و گاز می شوند. بیرون زدگی زغال سنگ و گاز، انتشار سریع مقدار زیادی از زغال سنگ یا سنگ ها، همراه با مقدار زیادی گاز در معادن زیرزمینی زغال سنگ است. تاکنون وقوع این پدیده منجر به از بین رفتن تجهیزات و جان بسیاری از معدنچیان در سراسر جهان شده است. ازاین رو، پیش بینی، تحلیل و کنترل آن ضرورت دارد. شبیه سازی عددی یکی از روش های توانمند برای مطالعه این پدیده پیچیده است. هدف از این مقاله، پیش بینی این پدیده در معادن زیرزمینی زغال سنگ با استفاده از روش های تحلیلی و عددی است. برای این منظور، یکی از تونل های فرعی کارگاه 4E معدن پروده یک طبس که در عمق 472 متری از سطح زمین قرار دارد، در نرم افزار Phase2 شبیه سازی و احتمال وقوع بیرون زدگی در این لایه با فرض وجود یک مخزن گاز بررسی شده است. علاوه بر این، به منظور پیش بینی وقوع بیرون زدگی از معیار شکست ناپایدار استفاده شده است. با توجه به نتایج این تحقیق، بین احتمال وقوع پدیده موردمطالعه و ضخامت لایه رابطه خاصی پیدا نشد این مطلب توسط محققان قبلی این حوزه نیز تاییدشده است، اما به طورکلی لایه ضخیم تر بیشتر در معرض این پدیده است زیرا احتمال افزایش زغال نرم تر وجود دارد و مقدار کل گاز موجود برای جابه جایی زغال سنگ بیرون زده شده بیشتر است. علاوه بر این، پارامترهای مقاومتی نظیر چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی و مدول الاستیسیته دارای تاثیر معناداری برشدت وقوع بیرون زدگی بوده درحالی که احتمال وقوع این پدیده مستقل از مقاومت کششی زغال برآورد شده است.