Analytical and Numerical Stability Analysis of Underground Pillars Subjected to Shear Loading: A Case Study of the Chaabet El Hamra Zinc Mine, Algeria

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 121

فایل این مقاله در 20 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JMAE-17-3_006

تاریخ نمایه سازی: 1 تیر 1405

چکیده مقاله:

This study aims to investigate the stability of rooms and pillars along the inclined zinc orebody at the Chaabet El Hamra underground mine (Setif, Algeria). Stability was initially assessed using an analytical shear strength model, with the results subsequently validated through numerical modeling. Geomechanical characterization revealed low interstitial porosity, strong to very strong uniaxial compressive strengths ranging from ۵۰.۴ MPa to ۱۲۹ MPa, and significant fracture-related secondary porosity. Rock Mass Rating (RMR۸۹) and Geological Strength Index (GSI) values suggest fair to good rock quality. The mine design features square pillars inclined at ۱۰°, with walls originally oriented perpendicular to the orebody dip, measuring ۵ m in width and ۳ m in height. The rooms, situated under a cover depth of ۱۴۵.۳ m, are ۹ m wide. This configuration yielded an effective extraction rate of ۸۷.۲۴% and a safety factor of ۱.۶۳, indicating stable mining conditions. Phase ۲D finite-element simulation confirmed these findings, showing a maximum displacement of ۳.۹۶ mm, surface subsidence of ۰.۵۷ mm, and a safety factor of ۱.۶۶, suggesting minimal environmental impact and long-term stability. Shear/compressive stress results from tributary area theory, aligning with numerical results and validating both approaches for inclined orebodies. Finally, the pillar walls, originally perpendicular to the orebody dip, were modified to be vertical relative to the horizontal plane, while maintaining the same pillar and room dimensions and cover depth. This adjustment improved stability by enhancing stress distribution and pillar core confinement, increasing the safety factor to ۱.۸۵.

نویسندگان

Samia Chaoui

Environmental Laboratory, Department of Mining and Geotechnology, Mining Institute, Echahid Cheikh Larbi Tebessi University, Tebessa, Algeria.

Adel Djellali

Environmental Laboratory, Department of Mining and Geotechnology, Mining Institute, Echahid Cheikh Larbi Tebessi University, Tebessa, Algeria.

Benghazi Zied

Environmental Laboratory, Department of Mining and Geotechnology, Mining Institute, Echahid Cheikh Larbi Tebessi University, Tebessa, Algeria.

Sarker Debojit

HNTB, ۹ Entin Rd, Parsippany, New Jersey ۰۷۰۵۴, USA

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 :
  • . Dzimunya, N. Z., & Fujii, Y. (۲۰۲۴). A proposed ...
  • . Toderas, M. (۲۰۲۴). Stability analysis of the exploitation system ...
  • . Cano Nunez, A. E., Arroyo Ortiz, C. E., & ...
  • . Pariseau, W.G. (۲۰۱۱). Design Analysis in Rock Mechanics, ۲nd ...
  • . Luo, B., Ye, Y., Li, Y., Luo, J., Chen, ...
  • . Cai, Y., Jin, Y., Wang, Z., Chen, T., Wang, ...
  • . Kvapil, R.L., Beaza, J.R., Flores, G. (۱۹۸۹). Block caving ...
  • . Ardehjani, E. A., Ataei, M., Sereshki, F., Mirzaghorbanali, A., ...
  • . Ardehjani, E. A., Ataei, M., Sereshki, F., Mirzaghorbanali, A., ...
  • . Sarfarazi, V., Haeri, H., & Khaloo, A. (۲۰۱۶). The ...
  • . Hedley, D. G. F., & Grant, F. (۱۹۷۲). Stope-and-pillar ...
  • . Krauland, N., & Soder, P. E. (۱۹۸۷). Determining pillar ...
  • . Lunder, P. J., & Pakalnis, R. C. (۱۹۹۷). Determination ...
  • . Ghasemi, E., Ataei, M., & Shahriar, K. (۲۰۱۴). An ...
  • . Ghasemi, E., Ataei, M., & Shahriar, K. (۲۰۱۴). Prediction ...
  • Investigating the Applicability of Stacked Generalization Technique for the Prediction of Hard Rock Pillar Stability Status [مقاله ژورنالی]
  • . Abdollahi, M. S., Najafi, M., Yarahamdi Bafghi, A., & ...
  • . Najafi, M., Jalali, S. M., Sereshki, F., & Yarahmadi, ...
  • Failure Mechanism of Rock Pillar Containing Two Edge Notches: Experimental Test and Numerical Simulation [مقاله ژورنالی]
  • . Sarfarazi, V., Karimi Javid, H., & Asgari, K. (۲۰۲۱). ...
  • . Sarfarazi, V., Fu, J., Haeri, H., Abharian, S., Rasekh, ...
  • . Fu, J., Haeri, H., Sarfarazi, V., Babanouri, N., Rezaei, ...
  • . Jessu, K. V., Spearing, A. J., & Sharifzadeh, M. ...
  • . He, Q., Li, Y., & She, S. (۲۰۱۹). Mechanical ...
  • . He, Q., Li, Y., Xu, J., & Zhang, C. ...
  • . Xu, S., Huang, J., Wang, P., Zhang, C., Zhou, ...
  • . Jessu, K. V., & Spearing, A. J. S. (۲۰۱۸). ...
  • . Lorig, L. J., & Cabrera, A. (۲۰۱۳). Pillar strength ...
  • . Ma, T., Wang, L., Suorineni, F. T., & Tang, ...
  • . Garza-Cruz, T., Pierce, M., & Board, M. (۲۰۱۹). Effect ...
  • . Suorineni, F. T., Mgumbwa, J. J., Kaiser, P. K., ...
  • . Rashed, G., Slaker, B., Sears, M. M., & Murphy, ...
  • . Das, A. J., Mandal, P. K., Bhattacharjee, R., Tiwari, ...
  • . Das, A. J., Mandal, P. K., Paul, P. S., ...
  • . Das, A. J., Mandal, P. K., Paul, P. S., ...
  • . Sun, L., Ye, Y., Luo, B., Hu, N., & ...
  • . ENOF, (۲۰۲۴). Geological report of the Chaabet El Hamra ...
  • . AFNOR, (۲۰۰۰). NF P۹۴-۴۲۰. Determination of uniaxial compressive strength. ...
  • . Bieniawski, Z. T. (۱۹۸۹). Engineering rock mass classifications: a complete ...
  • . Hoek, E., & Marinos, P. (۲۰۰۰). Predicting tunnel squeezing ...
  • . Hoek, E., Carranza-Torres, C., & Corkum, B. (۲۰۰۲). Hoek-Brown ...
  • . Aydan, Ö., Akagi, T., & Kawamoto, T. (۱۹۹۶). The ...
  • . Pariseau, W. G. (۱۹۸۲). Shear stability of mine pillars ...
  • . Kumar, R., Mandal, P. K., Ghosh, N., Das, A. ...
  • . Giafferi, J. L. (۲۰۰۳). Characterisation of rock masses useful ...
  • . Woessner, W. W., & Poeter, E. P. (۲۰۲۰). Hydrogeologic properties ...
  • . Schöpfer, M. P., Abe, S., Childs, C., & Walsh, ...
  • . Radouane, N., Boukelloul, M., & Fredj, M. (۲۰۱۵). Stability ...
  • . Monsalve Valencia, J. J. (۲۰۲۲). A Risk-Based Pillar Design ...
  • نمایش کامل مراجع