Estimating volume of roof fall in the face of longwall mining by using numerical methods

• Autorzy: Saeedi G. , Shahriar K. , Rezai B.

Warianty tytułu

PL

Estymacja objętości zawału stropu w rejonie przodka ścianowego w oparciu o metody numeryczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Dilution is one of many challenges confronting professionals in mining and milling, and is perhaps one of the oldest. Longwall mining is one of the mining methods that is often affected by out-of-seam dilution (OSD). In this method, roof falls play a significant role in increasing OSD in the prop-free front of the face area. Thus, estimating the volume of roof fall can be extremely helpful to assess dilution of the run of mine coal without a sampling process. This paper presents the effect of exposed area geometry on potential roof falls using the 2D numerical modelling program FLAC. In this respect, a half-prolate ellipsoid was considered as the low stress level or plasticity zone under yield tension which roof material fall. Since FLAC software does not show roof falls in prop-free front of the face, a series of two-dimensional numerical models are developed using UDEC software. The comparison of the results of two numerical models clearly indicates that volumes of roof fall obtained by means of these methods are in good agreement with each other.

PL

Ścienianie warstw jest jednym z najpoważniejszych wyzwań stojących przed inżynierami górnikami i specjalistami z zakresu obróbki - jest to też jeden z najstarszych problemów. Wybieranie ścianowe jest metodą urabiania, w której często mamy do czynienia ze ścienianiem warstwy złoża. W metodzie tej strop odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu stabilności w tych rejonach przodka, gdzie nie zastosowano obudów. Dlatego też estymacja objętości zawału stropu może być pomocna przy obliczaniu ścieniania warstwy węgla bez konieczności próbkowania. W artykule tym przeanalizowano wpływ geometrii powierzchni odkrytych na potencjalny zawał stropu przy użyciu metod modelowania numerycznego z wykorzystaniem oprogramowania FLAC. Uzyskano wydłużoną elipsoidę jako model strefy niskich naprężeń lub strefę plastyczności przed zawałem stropu. Ponieważ oprogramowanie FLAC nie pokazuje zawałów stropu w strefie przodka, gdzie nie ma obudów, opracowano serię dwuwymiarowych modeli numerycznych, z wykorzystaniem oprogramowania UDEC. Porównanie wyników uzyskanych przy zastosowaniu obydwu modeli numerycznych wykazało, że objętości materiału stropu po zawale obliczone za pomocą tych dwóch metod wykazują dużą zgodność.

Słowa kluczowe

EN

dilution; numerical modelling; longwall mining; Tabas Coal Mine

PL

ścienianie warstwy; modelowanie numeryczne; wybieranie ścianowe; kopalnia węgla Tabas

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, no. 3
• Strony: 767--778
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Saeedi G.

• Department of Mining, Shahid Bahonar University, Iran

autor

Shahriar K.

• Department of Mining and Metallurgical Engineering, Amirkabir University of Technology, Iran

autor

Rezai B.

• Department of Mining and Metallurgical Engineering, Amirkabir University of Technology, Iran

Bibliografia

• Agoshkov M., Borisov S., Boyarsky V., 1988. Mining of ores and non-metallic minerals. Mir Publishers Moscow.
• Chugh Y.P., Moharana A., Patwardhan A., 2004. An analysis of the effect of out-of-seam dilution on coal utilization. Proceedings of the VI International Conference on Clean Technologies for the Mining Industry, University of Concepción, Chile, 18-21 April.
• Henning J.G., Mitri H.S., 2007. Numerical modeling of ore dilution in blasthole stoping. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 44, p. 692-703.
• Kaiser P.K., Yazici S., Maloney S., 2001. Mining-induced stress change and consequences of stress path on excavationstability-a case study. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 38, p 167-80.
• Kidybiński A., 2010. The role of geo-mechanical modeling in solving problems of safety and effectiveness of miningproduction. Arch. Min. Sci., Vol. 55, No 2, p. 263-278.
• Noppe M., 2003. The Measurement and Control of Dilution in an Underground Coal Operation. 5th International Mining Geology Coference, 17-19 November, Bendigo, p. 243-249.
• Pakalnis R.C., 1986. Empirical stope design in Canada. PhD thesis, University of British Columbia, Vancouver, 276 p.
• Pakalnis R., Sandhu M., Clark L., 1998. Development of stope design guidelines for narrow vein open stope mining interms of minimizing dilution. Final report by Echo Bay Mines Ltd. - Lupin Mine in association with Pakalnis and Associates. CANMET Project Number: 5-1228, 314 p.
• Popov G., 1971. The working of mineral deposits. Translated: V. Shiffer, Mir Publishers Moscow.
• Saeedi G., Rezai B., Shareiar K., Karpuz C., 2010. Numerical modelling of out-of-seam dilution in longwall retreatmining. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., doi:10.1016/j.ijrmms.
• Saeedi G., Rezai B., Shareiar K., Oraee K., 2008. Quantifying level of out-of-seam dilution for longwall mining methodand its impact on yield of coal washing plant in Tabas coal mine. International Seminar on Mineral Processing Technology, p. 370-373.
• Saeedi G., Rezai B., Shareiar K., Oraee K., Karpuz C., 2009. A statistical method to evaluate parameters influencingout-of-seam dilution in longwall coal mines. Journal of Applied Sciences.
• Thomas L.J., 1978. An introduction to mining. Methuen of Australia, Sydney.
• Wang J., 2004. Influence of Stress, Undercutting, Blasting, and Time on Open Stope Stability and Dilution. PhD thesis, University of Saskatchewan, Saskatoon, August.