Design of Cut-Out Distance for Underground Coal Gallery Using Time-Dependent Constitutive Model

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 6

فایل این مقاله در 15 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JMAE-17-1_008

تاریخ نمایه سازی: 17 اسفند 1404

چکیده مقاله:

The stability of underground coal galleries is critically influenced by time-dependent deformation behavior of surrounding rock masses, particularly in deep mining environments where long-term stress redistribution can lead to delayed failure. In continuous miner-based mining systems, determining an appropriate cut-out distance is essential to ensure productivity and safety, especially for weak rock mass. This study proposes a novel numerical–statistical framework for the optimal design of cut-out distance (COD) in room-and-pillar coal mining using continuous miners. A time-dependent viscoelastic-viscoplastic constitutive model was implemented in FLAC۳D to simulate roof deformation across varying geo-mining conditions, including gallery widths (۵ & ۶ m), depths (۱۰۰ to ۴۰۰ m), and COD values (۴ to ۱۲ m). The Coal Roof Index (CRI), a composite geotechnical classification parameter, was incorporated to evaluate roof integrity. Results from the numerical simulations were used to develop two empirical models, COD₁ for depths ≤ ۲۰۰ m and COD₂ for depths > ۲۰۰ m, via multivariate nonlinear regression. The models demonstrated high predictive accuracy, with R² values of ۰.۹۵ and ۰.۹۰, respectively. The results reveal a strong correlation between the cut-out distance and various influencing parameters, i.e., width, depth, and CRI classification. Statistical validation through t-tests and ANOVA confirms the significance and reliability of the proposed model. Both proposed models have been validated by two field cases of the Indian coal mine. Critical CRI thresholds were quantified for safe CODs, offering actionable insights for field implementation. The proposed design approach provides a robust framework for improving the safety and sustainability of underground coal mine development, particularly under weak roof conditions.

کلیدواژه ها:

نویسندگان

Sonu Saran

Department of Mining Engineering, IIT (BHU), Varanasi, India

Prudhvi Gadepaka

Central Institute of Mining and Fuel Research (CIMFR), Nagpur, India

Ashok Jaiswal

Department of Mining Engineering, IIT (BHU), Varanasi, India

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • . Avinash Paul, V. M. S. R. M. A. P. ...
  • . Sazid, M., & Kumar, R. (۲۰۱۰). Designing Cut Out ...
  • . Cristopher Mark. (n.d.). Application of coal mine roof rating ...
  • . Sonu, & Jaiswal, A. (۲۰۲۴). Time-Dependent Stability Assessment of ...
  • . Majdi, A. R. M. (۲۰۱۳). Application of artificial neural ...
  • . Rezaei, Mohammad. (۲۰۱۸). Development of an intelligent model to ...
  • . Rezaei, Mohammad, Farouq Hossaini, M., Majdi, A., & Najmoddini, ...
  • . Rezaei, Mohammad, Habibi, H., & Asadizadeh, M. (۲۰۲۴). Determination ...
  • . Rezaei, M. (۲۰۱۸). Long-term stability analysis of goaf area ...
  • . Ray, A. K. (۲۰۰۹). Influence of cutting sequence and ...
  • . Sonu, P. R. G. A. J. (۲۰۲۴). Estimation of ...
  • . Paul, A., Murthy, V. M. S. R., Prakash, A., ...
  • . Murmu, S., & Budi, G. (۲۰۲۲). Analysis of failure ...
  • . Kumar, S., Kumar Sinha, R., & Jawed, M. (۲۰۲۳). ...
  • . P. R. Sheorey, M. N. D. ~, S. K. ...
  • . Murali Mohan, G., Sheorey, P. R., & Kushwaha, A. ...
  • . Loui, J. P., Jhanwar, J. C., & Sheorey, P. ...
  • . Singh, A. K., Singh, R., Maiti, J., Kumar, R., ...
  • . Das, A. J., Mandal, P. K., Bhattacharjee, R., Tiwari, ...
  • . Paul, A., Singh, A. P., John, L. P., Singh, ...
  • . Ghosh, C. N., & Ghose, A. K. (۱۹۹۲). Estimation ...
  • . Mohan, G. M., Sheorey, P. R., & Kushwaha, A. ...
  • . Kumar, S., Sinha, R. K., Jawed, M., & Murmu, ...
  • . Jaiswal, A., & Shrivastva, B. K. (۲۰۰۹). Numerical simulation ...
  • . Gadepaka, P.R., Sonu, & Jaiswal, A. (۲۰۲۴). Assessment of ...
  • . Hoek, E., & Brown, E. T. (۱۹۸۰). Empirical strength ...
  • . Zhang, S., Rodriguez-Dono, A., Song, F., & Zhou, Z. ...
  • . Khoshmagham, A., Hosseini, N., Shirinabadi, R., Bangian Tabrizi, A. ...
  • . Satheesh, P. V., Lohar, G. K., & Kumar, A. ...
  • . Liu, J., Feng, Q., Wang, Y., Zhang, D., Wei, ...
  • . Goyal, P., Chan, A. T., & Jaiswal, N. (۲۰۰۶). ...
  • نمایش کامل مراجع