X بستن تبلیغات
X بستن تبلیغات
header
متن مورد نظر

زمین شناسی سنگ ها

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

عوامل موثر بر قابلیت مکانیزاسیون لایه های زغال سنگ
برای نمایش کمی قابلیت مکانیزاسیون لایه، ابتدا باید عواملی را که می توانند تأثیر عمده ای روی آن بگذارند، شناسایی کرده و هر یک از آنها را بصورت یک کمیت بیان نمود.  بنابراین برای رسیدن به اهداف فوق شناسایی نسبتاً دقیق لایه زغال سنگ و کسب اطلاعات از خصوصیات فیزیکی و پارامترهای ژئومکانیکی زغال سنگ و سنگ های پیرامون آن ضروری می باشد. طبق مطالعات انجام شده، عمده ترین عوامل موثر بر قابلیت مکانیزه کردن استخراج لایه های زغال سنگ به ترتیب زیر می باشند.

کیفیت سنگ سقف
از ابتدای ابداع روش جبهه کار طولانی تاکنون پیش بینی کیفیت سنگ سقف و تشخیص نوع سیستم نگهداری در مجاورت جبهه کار، یکی از عوامل موفقیت این روش بوده است. صحت این پیش بینی در مرحله اول به مطالعه دقیق زمین شناسی سنگ سقف بستگی دارد.

زمین شناسی سنگ سقف
مشخصات زمین شناسی سنگ سقف از مهمترین عوامل در انتخاب روش استخراج زغال سنگ و تعیین سرعت پیشروی جبهه کار می باشد. در روش های پرتولیدی از قبیل جبهه کار طولانی و اتاق و پایه، وجود یک سقف قابل تخریب مهمترین عامل در موفقیت عملیات استخراج می باشد. از جمله سقف های قابل تخریب می توان به سقف هایی از جنس شیل یا ماسه سنگ سست اشاره نمود که می توانند ضخامتی در حدود ۵ تا ۱۰ برابر ضخامت لایه زغال سنگ داشته باشند.
بنابراین باید مشخص شود که آیا بار قائم ناشی از وزن لایه های سقف بیش از استحکام سنگ سقف است یا خیر؟ در این صورت می توان گفت که شرط اصلی مناسب بودن سنگ سقف برای انجام عملیات استخراج جبهه کار طولانی، بیشتر بودن بار قائم ناشی از وزن لایه های سنگی سقف نسبت به استحکام سقف می باشد.
با توجه به مطالعات رسوب شناسی انجام شده روی لایه های زغال سنگ در نقاط مختلف جهان، سنگ آهک، ماسه سنگ، لای سنگ، شیل ماسه ای و شیل از عمده ترین سنگ هایی هستند که بعنوان لایه فوقانی لایه زغال سنگ (سقف لایه) مشاهده شده اند. و مقاومت آنها بترتیب از سنگ آهک تا شیل کاهش می یابد.

شاخص کیفیت سنگ سقف
مطالعات اولیه در مورد ارزیابی کیفیت سنگ سقف در روش استخراج جبهه کار طولانی، با توجه به سختی جهشی سنگ ها انجام شد. اساس این روش را با مثالی ساده می توان توضیح داد. اگر جسم صلبی را از ارتفاع معینی بر روی سطح زمین رها کنیم، پس از برخورد با زمین اندکی بسمت بالا جهش می کند. حال اگر همین جسم از همان ارتفاع بر روی سطح نرمتری انداخته شود، میزان جهش جسم به مراتب کمتر خواهد بود.
بنابراین با توجه به رابطه مستقیم بین میزان جهش جسم وسختی سطح برخورد، می توان از این روش برای اندازه گیری سختی سنگ ها استفاده نمود. یکی از وسایلی که سختی سنگ را
اندازه گیری می کند چکش جهشی اشمیت است که در شکل ۴ ـ ۱ نشان داده شده است.
داخل چکش اشمیت فنری تعبیه شده که وقتی با این چکش به سنگ ضربه وارد می شود، حرکت می کند و میزان حرکت عقربه، نشان دهنده سختی سنگ است. بر اساس تقسیم بندی اشمیت سختی سنگ ها به ۶۰ رده (از ۰ تا ۶۰) تقسیم شده و این درجه سختی عدد جهش نام دارد و با R  نشان داده می شود. شکل ۴ ـ ۲ تقسیم بندی فوق و رابطه عدد جهش با مقاومت فشاری تک محوری سنگ را نشان می دهد.
با انجام آزمایش چکش اشمیت و قرائت عدد جهش، از روابط زیر نیز می توان مقاومت فشاری تک محوری سنگ را محاسبه کرد.
 

R : سختی اشمیت   : مقاومت فشاری تک محوری سنگ برحسب مگاپاسکال
محققین برای دستیابی به طبقه بندی سنگ سقف جبهه کار، ابتدا با انجام آزمایش چکش اسمیت، استحکام انواع سنگ های سقف جهت کار را مورد بررسی قرار داده و با محاسبه معیارهایی از قبیل همگرایی عرض جبهه کار حداکثر سطح سقف نگهداری نشده و حجم سنگ پوسته شده، به رابطه بین این پارامترها و استحکام سنگ سقف در قالب طبقه بندی اولیه کیفیت سنگ سقف دست یافتند. جدول ۴ ـ ۱ این طبقه بندی را نشان می دهد.
مهمترین پارامتری که در طبقه بندی اولیه کیفیت سنگ سقف مورد توجه قرار گرفته، همگرایی سقف جبهه کار می باشد که جهت انتخاب سیستم نگهداری مورد استفاده قرار می گیرد. در شرایط مطلوب معدنکاری، میزان همگرایی سقف به ازای هر متر از ضخامت لایه های سنگی سقف بلافاصل ۴۰ تا ۶۰ میلی متر می باشد. رابطه تجربی زیر میزان همگرایی سقف جبهه کار را محاسبه می کند.
 

C : میزان همگرایی سقف جبهه کار برحسب میلی متر بر متر
 : ضریب همگرایی (معمولاً برای نگهدارندههای هیدرولیکی  
 : ضریب همگرایی در رابطه با ارتفاع معدنکاری (شکل ۴ ـ ۳)
 : ضریب همگرایی در رابطه با پهنای جبهه کار (شکل ۴ ـ ۴)

برای رسیدن به یک رابطه ریاضی جهت محاسبه شاخص کیفیت سنگ سقف بایستی علاوه بر همگرایی سقف، ویژگیهای دیگر سنگ سقف بلافاصله مورد بررسی قرار می گرفت. از این رو در سال ۱۹۸۴ پنگ و چیانگ مطالعاتی درباره کیفیت سنگ سقف، سقف بلافاصل را به سه گروه ناپایدار، نیمه پایدا و پایدار طبقه بندی کردند. جدول ۴ـ ۲ طبقه بندی پیشنهادی پنگ و چیانگ را نشان
می دهد.
سرانجام درسال ۱۹۸۶، آنراج واسویلسکی با استفاده از تجربیات پنگ و چیانگ طبقه بندی ارائه کردند که در آن کیفیت سنگ سقف بلافاصل براساس مقدار شاخص کیفیت سنگ سقف بلافاصل ( ) به ۶ گروه ضعیف، کمی پایدار، نیمه پایدار، پایدار، خیلی محکم و نامناسب برای تخریب
تقسیم بندی می شد (جدول ۴ـ ۳) اساس طبقه بندی پیشنهادی آنراج و اسویلسکی این است که سقفی برای انجام عملیات استخراج جبهه کار طولانی مناسب می باشد که بار قائم وارد بر آن از استحکامش به مقداری بیشتر باشد که پس از پیشروی جبهه کار، بطور پیوسته و یکنواخت ریزش کرده و تمرکز تنش ایجاد شده را خنثی نماید. به این ترتیب با توجه به طبقه بندی کیفیت سنگ سقف، سقف هایی که شاخص کیفیتشان بین ۵/۳ تا ۱۳ تن بر متر می باشد، بعنوان مناسب ترین سقف برای انجام عملیات استخراج جبهه کار طولانی انتخاب گردید.
مقدار عددی شاخص کیفیت سنگ سقف به پارامترهایی از قبیل مقاومت فشاری سنگ سقف در حالت برجا و ضخامت سقف بلافاصل بستگی دارد واز رابطه ۴ ـ ۳ محاسبه می گردد
(۴ـ۳)                         
 : مقاومت فشاری سنگ سقف بلافاصل در حالت برجا برحسب کیلوگرم بر سانتی متر مربع
 : ضخامت سقف بلافاصل برحسب سانتی متر
 : شاخص کیفیت سنگ سقف برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر

بعلت اینکه اندازه گیری مقدار   در محل، کار نسبتاً سختی است، برای سهولت می توان از رابطه زیر برای محاسبه این پارامتر استفاده کرد.
(۴ـ۴)                         
 : مقاومت فشاری تک محوری سنگ سقف برحسب کیلوگرم بر سانتی متر مربع
 : ضریب مقاومت برجا
 : ضریب خزش
 : ضریب رطوبت
ضرایب    به جنس سنگ سقف و خصوصیات آن بستگی دارند و با استفاده از جدول های ۴ـ۴ و ۴ـ۵ و ۴ـ۶ مشخص می گردند.
ضخامت سقف بلافاصل نیز از رابطه زیر قابل محاسبه است.
(۴ـ۵)                     
 : ارتفاع معدنکاری برحسب متر
 : ضریب تورم سنگ سقف بلافاصل (معمولاً ۵/۱)

با توجه به مطالب فوق، می توان رابطه ۴ـ۳ را برای محاسبه کیفیت سنگ سقف مبنی قرار داده و در مدلسازی قابلیت مکانیزاسیون لایه های زغالسنگ از آن استفاده کرد.

۴ـ۲ـ کیفیت سنگ کف
۴ـ۲ـ۱ـ زمین شناسی سنگ کف
تاکنون خصوصیات سنگ کف به اندازه خصوصیات سنگ سقف مورد مطالعه قرار نگرفته اند. برای انجام عملیات معدنکاری به روش استخراج جبهه کار طولانی، باید ۳ متر اولیه لایه های سنگی کف که لایه زغال سنگ روی آن نهشته شده است، با دقت مورد بررسی قرار گیرد. این بررسی ها، اطلاعات لازم برای انتخاب ماشین آلات، طراحی پایه ها و اطمینان از میزان بهره وری مطلوب را فراهم می کند. بعنوان مثال کف نرم و ضعیف اندازه پایه ها را محدود کرده و کاربرد نگهدارنده های قدرتی ظرفیت بالا را با مشکل مواجه می کند. به این ترتیب پیشروی جبهه کار مختل شده که این امر تأثیر نامطلوبی بر میزان بهره وری خواهد داشت. خصوصیاتی از سنگ کف دانستن آنها برای انتخاب ماشین آلات، در روش استخراج جبهه کار طولانی ضروری است، عبارتند از:
ـ سنگ شناسی سنگ کف
ـ موقعیت و تمرکز شکستگی ها
ـ مقاومت فشاری تک محوری
ـ شکنندگی
ـ وجود رس در سنگ کف

۴ـ۲ـ۲ـ عوامل موثر بر کیفیت سنگ کف
بطور کلی در روش جبهه کار طولانی، سنگ کف باید بگونه ای باشد که وقتی نگهدارنده قدرتی روی آن قرار می گیرد و بار قائم باشد که وقتی نگهدارنده قدرتی روی آن قرار می گیرد و بار قائم سقف از طریق نگهدارنده به آن وارد می شود، پایه های نگهدارنده در آن فرو نرود و پیشروی جبهه کار مختل نشود. بنابراین برای پیش بینی کیفیت سنگ کف، عوامل اصلی که باید مورد توجه قرار گیرند عبارتند از:
۱ـ توان باربری سنگ کف
۲ـ بار قائم ناشی از وزن لایه های سقف که توسط پایه های نگهدارنده به سنگ کف اعمال می شود.
هنگام پیشروی تجهیزات در روش استخراج جبهه کار طولانی، یکی از پارامترهای مهمی که می تواند روی سرعت پیشروی تأثیرگذار باشد، توان باربری سنگ کف است.
توان باربری معرف حداکثر باری است که سنگ کف می تواند تحمل کند، بدون اینکه در آن شکستی روی دهد. بار قائم اعمال شده از طرف لایه های سنگی سقف، همانطور که قبلاً گفته شد، توسط نگهدارنده های قدرتی به سنگ کف اعمال می شود. حال اگر توان باربری سنگ کف بیشتر از بار قائم وارد بر واحد سطح آن باشد، پایه های نگهدارنده هنگام پیشروی در سنگ کف فرو رفته و عملیات با مشکل مواجه نخواهد گردید. اما اگر توان باربری سنگ کف با بار قائم وارد بر سطح آن مساوی شود، سنگ کف در آستانه شکست قرار می گیرد. در مواقعی که مقدار توان باربری سنگ کف به میزان تقریبی ۴/۱ تن بر متر کمتر از بار قائم وارد بر سطح ان باشد، شکست سنگ آغاز شده و
پایه های نگهدارنده در کف فرو می روند.

۴ـ ۲ـ۳ـ مطالعات انجام شده درباره رفتار سنگ کف
فریر نخستین کسی بود که در سال ۱۸۹۲ مطالعات اولیه ای روی رفتار سنگ کف، در معادن
زغال سنگ انجام داد. طبق مشاهدات او، اگر لایه های ضخیم سنگی که دارای مقدار زیادی رس بوده و مقاومت متغیر دارند، در کف تونل ها یا کارگاه های استخراج معادن زغال سنگ واقع شوند، مستعدترین سنگها برای شکست می باشند.
جونز در سال ۱۸۹۷ مشاهده کرد که پدیده شکست سنگ کف، از یک شکست جزئی در آن شروع شده و به صورت شعاعی گسترش می یابد.
با توجه به مطالعات انجام شده در زمینه رفتار سنگ کف، می توان چنین نتیجه گرفت که
عمده ترین عوامل موثر بر توان باربری کف در معادن زغال سنگ عبارتند از:
ـ میزان بار قائم وارد بر سنگ کف
ـ رطوبت و آب محتوی سنگ کف
ـ قابلیت تحمل فشار سنگ کف یا مقاومت فشاری آن
ـ توالی لایه های سنگی کف
ـ مقاومت برشی سنگ کف
ـ ضخامت رس سنگ موجود در سنگ کف و میزان یکنواختی آن
۴ـ۲ـ۴ـ تحلیل توان باربری سنگ کف
طبق تعریف توان باربری سنگ کف در اصطلاح به معنی بیشتری باری است که سنگ کف می تواند تحمل کند، بدون اینکه در آن شکست روی دهد. اولین مرحله مطالعه توان باربری سنگ کف، شناخت شیوه های سنگ کف می باشد.
طبق مطالعات ترزاقی در سال ۱۹۴۳ توان باربری سنگ کف علاوه بر وزن مخصوص به خصوصیات مقاومتی سنگ کف (Q,C) بستگی دارد.
اثر وزن مخصوص سنگ کف بر توان باربری نیز به    وابسته است. در این صورت اثر وزن مخصوص سنگ کف بر بارگذاری یکنواخت دو طرف پایه بصورت رابطه زیر مطرح می شود.
(۴ـ۶)                         
 : وزن مخصوص سنگ کف
 : عرض پایه نگهدارنده
 : فاکتور بی بعد باربری سنگ کف

۴ـ۲ـ۵ـ عوامل کنترل کننده توان باربری سنگ کف
الف ـ بارگذاری خارج از مرکز
اگر سنگ کف بطور یکنواخت بارگذاری نشده باشد، توان باربری کاهش می یابد.

ب ـ وجود آب در سنگ کف
آب مقاومت سنگ نرم و پلاستیک را بصورت قابل ملاحظه ای کاهش می دهد.

ج ـ اندازه پایه نگهدارنده
اثر عرض پایه ها بر توان باربری، با تغییر نوع سنگ تغییر می نماید. برای سنگ نرم و پلاستیک توان باربری با افزایش عرض یا قطر پایه افزایش می یابد. ولی در مورد سنگ های شکننده و کشان، این امر بستگی به نوع پایه ها دارد. برای پایه های نرم و انعطاف پذیر با توزیع فشار یکنواخت بر روی سنگ کف، توان باربری مستقل از اندازه پایه بوده، اما در مورد پایه های صلب با عرض پایه رابطه عکس دارد.
۴ـ۳ ضخامت لایه زغال سنگ
۴ـ ۳ـ ۱ـ طبقه بندی ضخامت لایه
ضخامت لایه زغال سنگ یکی از موثرترین پارامترها در تعیین قابلیت مکانیزه کردن استخراج لایه بوده و نقش عمده ای در انتخاب ماشین آلات ایفا می کند. در شرایط مختلف معدنکاری، ضخامت لایه های زغال سنگ به پنج دسته تقسیم می شوند که عبارتند از:
الف ـ لایه های خیلی نازک با ضخامت ۰ تا ۶/۰ متر که معمولاً در صورت اقتصادی بودن استخراج، با روش دستی (غیرمکانیزه) استخراج می شوند.
ب ـ لایه های نازک با ضخامت ۶/۰ تا ۵/۱ متر که معمولاً برای استخراج چنین لایه هایی دو گزینه اتاق و پایه و جبهه کار طولانی پیشنهاد می شود و در اکثر موارد روش استخراج جبهه کار طولانی بدلیل بهره وری بالا نسبت به روش استخراج اتاق و پایه، ترجیح داده می شود.
ج ـ لایه های نسبتاً ضخیم با ضخامتی حدود ۵/۱ تا ۳ متر که برای انتخاب روش استخراج این
لایه ها باید علاوه بر ضخامت لایه عواملی از قبیل شیب لایه، قابلیت تخریب سقف و توان باربری کف مورد بررسی قرار گیرند.
دـ لایه های ضخیم با ضخامت ۳ تا ۲۵ متر که با روش های تمام مقطع و چند مقطعی استخراج
می شوند. استخراج این لایه ها بدلیل ایجاد فضاهای استخراجی بزرگ، شرایط معدنکاری ناپایداری را نمایان می کند و باعث جابجایی گسترده لایه ها می گردد.
هـ ـ لایه های خیلی ضخیم با ضخامت بیش از ۲۵ متر این لایه ها معمولاً با روش های زیرزمینی استخراج نمی شوند. بلکه در صورت دارا بودن عمق اقتصادی و توپوگرافی مناسب سطح زمین، با روش روباز استخراج می شوند.
برای بررسی قابلیت مکانیزاسیون لایه های زغال سنگ عموماً لایه های زغال سنگ گروههای ب و ج مورد بررسی قرار می گیرند و این بعلت امکان استفاده از ماشین آلات استخراج مکانیزه در
ضخامت های ذکر شده می باشد.

۴ـ۳ـ۲ـ تابع پیشنهادی ضخامت لایه
پس از مشخص نمودن ضخامت های قابل کار لایه زغال سنگ، می توان رابطه ای پیشنهاد کرد که تأثیر پارامتر ضخامت لایه بر قابلیت مکانیزه کردن استخراج لایه را نشان دهد. این رابطه تابع ضخامت لایه یا F (t)  نامیده می شود.
قابلیت مکانیزه کردن استخراج لایه زغال سنگ نسبت به تغییرات ضخامت لایه حساسیت نسبتاً زیادی دارد، یعنی با تغییرات اندک ضخامت لایه، قابلیت مکانیزاسیون به مقدار قابل ملاحظه ای تغییر می کند. علت این حساسیت عدم کارایی مطلوب ماشین آلات برش زغال سنگ و نگهدارندهای قدرتی در ضخامت های غیرقابل کار لایه می باشد. بنابراین در پیشنهاد تابع ضخامت لایه باید دقت کرد که تابع پیشنهادی فقط در ضخامت های قابل کار لایه (۳ـ۶/۰متر) بر قابلیت مکانیزاسیون موثر باشد و در ضخامت های غیرقابل کار، قابلیت مکانیزاسیون لایه را صفر کند. با توجه به مطالب فوق، تابع پیشنهادی ضخامت لایه باید دارای سه مشخصه زیر باشد:
مشخصه اول: صفر کردن قابلیت مکانیزاسیون لایه در ضخامت های کمتر از ۶/۰ متر
مشخصه دوم: نمایش رابطه ای که در ضخامت های ۶/۰ تا ۳ متر لایه، تأثیر ضخامت لایه بر قابلیت مکانیزاسیون لایه را بصورت یک عدد غیرصفر نشان دهد طوری که با افزایش ضخامت لایه، قابلیت مکانیزاسیون نیز افزایش یابد.
مشخصه سوم: صفر کردن قابلیت مکانیزاسیون در ضخامت های بیش از ۳ متر
ج ـ آزمون محدوده  
در مورد مقادیر موجود در این محدوده باید گفت که این مقادیر بزرگتر از ۶/۰ هستند، در صورت آزمون آنها در تابع اصلاح شده   ، همان نتیجه  حاصل می شود. در این صورت مشخصه سوم تابع ضخامت لایه تأمین نمی گردد. بنابراین چون مقدار تابع ضخامت اصلاح شده بازای مقادیر محدوده   صفر نمی شود، بناچار باید برای این محدوده، ظابطه ای تعریف نمود و تابع ضخامت نهایی را بصورت یک تابع دو ظابطه ای نشان داد.
 

شکل ۴ـ ۱۹ نمودار تابع ضخامت لایه را نشان می دهد.

۴ـ ۴ شیب لایه زغال سنگ
۴ـ۴ـ۱ـ طبقه بندی شیب لایه
شیب لایه نیز یکی از پارامترهای مهمی است که در پایداری لایه ها و قابلیت مکانیزه کردن استخراج آنها، نقش عمده ای ایفا می کند. گستره تغییرات شیب لایه را می توان بصورت زیر طبقه بندی کرد.
الف ـ لایه های زغال سنگ مسطح (دارای شیب متوسط ۵ درجه) اگر دارای ضخامت مناسب (بین ۶/۰ تا ۳ متر) باشند، مطلوبترین گزینه برای انجام عملیات استخراج مکانیزه به روش جبهه کار طولانی محسوب می شوند. کنترل لایه های سنگی در این حالت به سادگی شکل هندسی و شرایط معدنکاری لایه بستگی دارد.
ب ـ لایه های زغال سنگ با شیب ملایم (۵ تا ۱۵ درجه) با این شیب می توان لایه های زغال سنگ را تا ضخامت ۳ متر، بصورت مکانیزه استخراج کرد. روش جبهه کار طولانی عمده ترین روشی است که برای استخراج این لایه ها مورد استفاده قرار می گیرد.
ج ـ لایه های زغال سنگ با شیب متوسط (۱۵ تا ۴۰ درجه) روش استخراج از طبقات فرعی بهترین روش استخراج این گونه لایه ها می باشد، بخصوص اگر ضخامت لایه ها هم زیاد باشد مکانیزاسیون در این روش نسبت به روش جبهه کار طولانی در سطح پایین ترین قرار دارد.
د ـ لایه های زغال سنگ پرشیب (۴۰ تا ۷۵ درجه) برای استخراج این لایه ها، بیشتر از روش استخراج هیدرولیکی استفاده می شود. کنترل ضعیف لایه در شیب زیاد، از نقاط ضعف روش های استخراج این لایه ها محسوب می شود.
هـ لایه های قائم (دارای شیب ۷۵ تا ۹۰ درجه) استخراج این لایه ها با روش مکانیزه امکانپذیر نیست، چون ماشین آلات برش زغال در این شیب به هیچ وجه قادر به انجام عملیات نیستند.
معمولاً مهندسین برای استخراج لایه های زغال سنگ، با توجه به طبقه بندی ذکر شده، چند روش استخراج را بر مبنای محدودیت های فنی انتخاب می کنند. سپس با انجام بررسی های اقتصادی در مورد روش های انتخاب شده، روشی که دارای توجیه فنی و اقتصادی باشد را برای استخراج لایه ها برمی گزینند.
قابلیت مکانیزه کردن استخراج لایه زغال سنگ با شیب آن نسبت عکس دارد بطوری که با افزایش شیب لایه ( ) ، قابلیت مکانیزاسیون لایه کاهش می یابد.

۴ـ۵ـ یکنواختی لایه زغال سنگ
گسل ها یکی از عمده ترین ساختارهای زمین شناسی در معادن زیرزمینی زغال سنگ می باشند. میزان جابجایی لایه زغال سنگ توسط گل و تعداد گسل های موجود در طول لایه از مهمترین عواملی هستند که بر چگونگی عبور جبهه کار زغال سنگ از گسل و قابلیت مکانیزاسیون لایه
تأثیر گذار می باشند. گسل هایی که لایه زغال سنگ را در طول قطع کرده و آن را جابجا می کنند، از لحاظ میزان جابجایی لایه به دو دسته تقسیم بندی می شوند که عبارتند از:
الف ـ گسل هایی که میزان جابجایی لایه توسط آنها بیش از ضخامت لایه بوده و گسل های بزرگ معروفند. در صورت برخورد جبهه کار زغال سنگ به این گونه گسل ها معمولاً دو راهکار برای عبور جبهه کار از گسل وجود دارد. یکی اینکه گسل را در یک پایه زغالی بر جای گذاشته و جبهه کار جدیدی بعد از گسل باز می شود و یا اینکه با حفر یک فضای زیرزمینی رابط، دو سر لایه زغال که توسط گسل جابجا شده به یکدیگر متصل شود که راه دوم مستلزم انجام محاسبات اقتصادی دقیق است. در مورد این دسته از گسل ها ذکر این نکته ضروری است که وقتی میزان جابجایی بیش از ۵/۱ برابر ضخامت لایه باشد، عبور جبهه کار از گسل در بیشتر موارد غیراقتصادی تشخیص داده
می شود. مشخص نمودن موقعیت دقیق این گسل ها نیز در مکان یابی پهنه های استخراجی نقش عمده ای دارد.

ب ـ گسل هایی که میزان جابجایی لایه توسط آنها کمتر از ضخامت لایه بوده و به گسل های کوچک مشهورند. وجود این گسل ها در طول لایه زغال سنگ تأثیر عمده ای بر قابلیت مکانیزاسیون لایه می گذارد.
اگر جابجایی عمودی لایه زغال سنگ که در اثر حرکت صفحات گسل صورت گرفته، کمتر از تفاضل کمترین ارتفاع نگهدارنده (ارتفاع نگهدارنده در حالت سینه) و ضخامت لایه باشد، جبهه کار زغال سنگ می تواند از طریق بعضی از روش های عبور از گسل، بدون تراشیدن کف و کندن سقف، از ناحیه گسله عبور کند. شکل های ۴ـ۶ و ۴ـ ۷ دو روش از روش های ذکر شده را نشان می دهند.
در صورتی که جابجایی لایه بیشتر از تفاضل کمترین ارتفاع نگهدارنده و ضخامت لایه باشد، ایجاد یک شیب مصنوعی از طریق تراشیدن سنگ سقف و کف جهت عبور موفق نگهدارنده ها و
ماشین برش زغال از گسل ضرورت پیدا می کند. (شکل ۴ـ۸)
رابطه قابلیت مکانیزاسیون لایه زغال سنگ با میزان یکنواختی آن یک رابطه مستقیم می باشد.
در سال ۱۹۹۳ شولز طبقه بندی پیشنهاد کرد که در آن میزان یکنواختی لایه بر حسب تغییرات شاخص جابجایی (نسبت جابجایی لایه به ضخامت آن) مشخص می شود. شاخص جابجایی () را می توان از رابطه زیر بدست آورد.

میزان جابجایی لایه توسط گسل برحسب متر
ضخامت لایه بر حسب متر
در طبقه بندی شولز، شاخص جابجایی لایه بصورت کسری از ضخامت لایه نشان داده شده و میزان یکنواختی لایه با توجه به شاخص جابجایی آن بصورت یک امتیاز به لایه اختصاص می یابد. یکنواختی لایه در این طبقه بندی نیز بین ۰ و ۱ تغییر می کند بطوری که لایه های دارای شاخص جابجایی صفر یکنواخت بوده و امتیاز یکنواختی آنها برابر با ۱ و لایه های کل دارای شاخص جابجایی بیش از ۳ می باشند، غیریکنواخت و امتیاز یکنواختی آنها صفر می باشد. جدول ۴ـ۷ وشکل ۴ـ۳۰ به ترتیب طبقه بندی پیشنهادی یکنواختی لایه شولز و توزیع امتیاز یکنواختی لایه برحسب تغییرات شاخص جابجایی را نشان می دهند.

منبع : www.padida.ir
 

ارسال نظر