پیش بینی دقیق نرخ نفوذماشین حفاردر پروژه های حفاری در سنگ سخت تأثیر زیادی در تخمین میزان هزینه و مدت زمان اجرای پروژه دارد. تا کنون مدل های بسیاری برای پیش بینی نرخ نفوذماشین حفار ارائه شده است؛ کههر کدام دارای مزایا و معایب خاص خود بوده اند. طی بررسی های انجام شده بهترین مدل به منظور پیش بینی نرخ نفوذ،مدل های امتیازدهی می باشند. در تجربیات گذشته نشان داده شده است که اصلاح شاخص های رده بندی توده سنگ به تنهایی نمی تواند شاخص خوبی به منظور پیش بینی نرخ نفوذ باشد. در نتیجه نیاز به معرفی یک شاخص جدید که دربرگیرنده پارامتر های ماشین حفار به همراه شرایط زمین باشند احساس می شد. در این تحقیق با استفاده از ابزار تطبیقی جعبه ابزار شبکه عصبی نرم افزارmatlab سعی شد پارامترهای موثر بر نرخ نفوذ ماشین حفار تونلبا کمترین همپوشانی و بیش ترین تأثیر انتخاب شوند؛ اینپارامترهاعبارت اند از سرعت چرخش سر حفار، نیروی پیشران به ازای هر کاتر، امتیازرده بندی توده سنگ اصلاح شده، مقاومت کششی؛همچنین برای وزن دهی به پارامترها با استفاده از نظر متخصصان و به وسیله تحلیل سلسله مراتبی فازی دلفی وزن هر یک از پارامترها به دست آمد تا مدل جدید از وابستگی کمتری به داده ها وجامعیت بیشتری برخوردار باشد. با توجه به اهمیت نسبی پارامترهای مورد استفاده مجموع امتیازات،100 در نظر گرفته شده است. همچنین در طبقه بندی جدید هر چهار پارامتر به تنهایی طبقه بندی و مورد امتیازدهی به صورت غیرخطی قرار گرفتند، در مرحله بعد برای اعتبارسنجی سیستم،امتیازدهی جدید برای برداشت های به دست آمده از 18 قطعه با خصوصیات ژئومکانیکی مختلف در پروژه تونل انتقال آب زاگرساعمال شد.سپس به کمک تحلیل رگرسیونی رابطه ریاضی y = 0.0621x - 0.8098بین امتیاز به دست آمده از مدل جدید با مقادیر واقعی نرخ نفوذ با ضریب تعیین r² = 0.9191به دست آمد.در ادامه مقادیر پیش بینی شده به وسیله مدل جدید با مقادیر پیش بینی شده به وسیله مدل های دیگر و مقادیر واقعی نرخ نفوذ مقایسه و مورد تحلیل قرار گرفتند. مقادیر پیش بینی شده به وسیله مدل جدید،بیش ترین نزدیکی را با مقادیر واقعی نرخ نفوذ نسبت به مدل-های دیگر بررسی شده از خود نشان داد.

نشست سطحی ایجاد شده در اثر استخراج لایه های زغالی، موجب بوجود آمدن مشکلات متعددی می شود، از آن جمله می توان به تخریب ساختمان ها و تاسیسات اشاره نمود. با افزایش نرخ مصرف منابع انرژی و ذخایر معدنی، نیازمندیهای مکانیزاسیون و همچنین افزایش نرخ استخراج مواد معدنی نیز بیشتر می شوند، لذا مسایل زیست محیطی مانند نشست سطح زمین، سلامت و امنیت جان انسانها را هر چه بیشتر تهدید می نمایند. از میان روشهای موجود برای استخراج لایه های شیب دار زغال، روش جبهه کار طولانی روشی متداول در اکثر کشورها می باشد چرا که هم شرایط مکانیزاسیون بیشتر و هم سرعت استخراج بالا را ارضا می نماید. پیش بینی نشست سطحی زمین در لایه های شیب دار زغال که در عمق کم قرار گرفته اند، به علت پیچیدگی های موجود کمتر مورد توجه قرار گرفته است، در حالیکه در بسیاری از کشورها ذخایر زغالی به صورت لایه های شیب دار و در اعماق کم می باشند. چهار روش عمده جهت پیش بینی نشست سطحی زمین ارایه گردیده است که شامل روشهای تجربی، روشهای فیزیکی، روشهای تحلیلی و روشهای عددی می باشند. در این تحقیق به بررسی نشست سطح زمین در اثر استخراج لایه های زغالی شیب دار و کم عمق به روش جبهه کار طولانی با استفاده از روشهای عددی پرداخته شده است. در این خصوص لایه زغالی ci از کارگاه استخراج 28 شرقی معدن معدنجو واقع در منطقه زغالی پروده 3 طبس مدلسازی شده است. لایه ci در کارگاه استخراج 28 در عمق متوسط 17 متری از سطح زمین و با شیب متوسط 19 درجه قرار گرفته است. برای مدلسازی عددی نشست سطح زمین از روش عددی تفاضل محدود استفاده شده است و دلیل انتخاب آن نیز توان بالای مدلسازی این روش در مسایل غیر خطی با مقادیر تغییر شکل بالا می باشد. لذا مدلسازی نشست با استفاده از نرم افزار flac 2d انجام گرفته است. پس از انجام مدلسازی نتایج با پروفیل نقشه برداری شده توسط اسدی کالیبره شد و در نهایت بر روی نتایج تحلیل حساسیت انجام گرفت. موقعیت مکانی نقطه با حداکثر نشست به سمت بالادست کارگاه و مقدار حداکثر نشست 46 cm بوده است که این مقدار در عملیات نقشه برداری 47/2 cm گزارش شده است. میزان خطای حاصل معادل 5/2 درصد می باشد که درصد خطای مجاز در مسایل نشست به حساب می آید. این خطا می تواند ناشی از مقادیر پارامترهای ورودی و یا خطای نقشه برداری و یا هر دوی آنها باشد.

پایداری شیب های سنگی یکی از موضوعاتی است که در چند دهه اخیر توجه خیل عظیمی از پیشگامان ژئومکانیک را به خود مشغول داشته است. د رمعادن روباز، مساله پایداری شیب، از لحاظ اقتصادی یکی از مهمترین بخش های طراحی را تشکیل می دهد. از یک طرف هر چه شیب پله ها و شیب نهایی معدن بیشتر باشد هزینه باطله برداری و استخراج ماده معدنی کمتر شده و از طرف دیگر این امر احتمال وقوع شکست های بزرگ مقیاس و اثرات منفی این گونه شکست ها بر اقتصاد معدن را افزایش می دهد. معدن سرب و روی انگوران، با ظرفیت تولید 800 هزار تن ماده معدنی در سال و ذخیره باقیمانده بالغ بر 12 میلیون تن جزء معادن روباز فلزی بزرگ کشور به شمار می رود. این معدن در محدوده استان زنجان و در 125 کیلومتری جنوب غربی شهر زنجان در منطقه ای با ارتفاع متوسط 2950 متر از سطح دریا واقع شده است. در اوایل سال 1384 و با ظهور ترک های کششی در پشت دیواره شمالی پیت معدن، یکی از نشانه های مهم ناپایداری دیواره، بروز یافته و سرانجام با گسترش ترک های کششی و افزایش نرخ جابجایی های دیواره، کشت به وقوع پیوسته و توده ای بالغ بر 39 میلیون تن به درون معدن لغزید. در این رساله با استفاده از اطلاعات به دست آمده از مطالعات زمین شناسی و داده های حاصل از رفتارسنجی سطحی جابجایی ها و همچنین روش تحلیل برگشتی به کمک مدل سازی عددی، عوامل موثر بر ناپایداری دیواره شمالی پیت معدن انگوران و همچنین مکانیزم شکست آن شناسایی شده و بر این اساس، راهکارهایی که می توانستند در جلوگیری از شکست موثر باشند ارائه شدند. همچنین کارایی و قابلیت روش معکوس سرعت جهت پیش بینی زمان شکست بر اساس داده های حاصل از رفتارسنجی و تاثیر آن بر عملیات پایدارسازی مورد بررسی قرار گرفت. با بررسی های انجام گرفته مشخص شد که امتداد و شیب لایه رسی و پارامترهای مقاومتی آن، صفحات فولیاسیون هوازده شیست و شیب و امتداد آنها، پدیده انحلال در سنگ های آهکی، حضور گسل ها در پشت دیواره، اثرات مخرب آبهای نفوذ کرده و سفره آب زیرزمینی تشکیل شده در بالای لایه رسی و انفجارهای گسترده و برداشت از پای دیواره، مهمترین عوامل در شکست دیواره شمالی پیت معدن انگوران بودند. در نهایت با استفاده از تحلیل عددی بر اساس پارامترهای مقاومتی محاسبه شده در روش تحلیل برگشتی، مشخص شد که با انجام اقدامات زهکشی سطحی و زیر سطحی و همچنین کاهش زاویه شیب دیواره در باطله، فاکتور ایمنی دیواره می توانست از 1 به 32/1 ارتقا یابد. همچنین مشخص شد که منحنی های روند درجه سوم در روش معکوس سرعت جهت پیش بینی زمان شکست، در دوره های زمانی بلند مدت بسیار خوب عمل کرده و می توانستند به عنوان یک ابزار سودمند در کنار عملیات پایدارسازی مطرح شوند.

انتخاب روش معدنکاری و طراحی کانسار اکتشاف شده از مهمترین پارامترهای معدنکاری محسوب می گردد. اگر چه در مبحث انتخاب روش استخراج تجربه و دید مهندسی بسیار مهم می باشد ولیکن در صورت انتخاب روش غیر موافق با کانسار، معدنکاری و استخراج کانسار در موارد زیادی غیر سوددهی گشته و در دیگر موارد ممکن است حتی ادامه استخراج ناممکن گردد. از طرفی جبران تغییر روش استخراج با تحمل زیان بسیار زیاد، در همه موارد ممکن نیست، لذا لازم است با در نظر گرفتن موارد تجربه و دید مهندسی با کمک گرفتن از روشهای علمی روش مناسب انتخاب گردد.تعیین روش استخراج در کانسار سرب و روی مهدی آباد توسط شرکتهای متفاوتی طراحی استخراج مقدماتی گردید، ولیکن با توجه به نوع داده ها، زمان انجام طراحی و ... در هر مرحله روشهای مختلفی برای استخراج پیشنهاد شد. لذا لازم بود با توجه به آخرین داده ها روش موافق انتخاب و طراحی کارگاههای استخراج نمونه انجام گردد.پایان نامه اخیر به موضوع تعیین روش استخراج معدن سرب و روی مهدی آباد و طراحی کارگاه نمونه استخراجی پرداخته است مراحل انجام این عملیات عبارتست از:1- جمع آوری پارامترهای زمین شناسی، مکانیک سنگی، ...2- تعیین روش استخراج توسط روشهای مختلفی همچون روش نیکولاس، هارتمن و ... روش استخراج پیشنهاد گردید. لذا بعد از تقسیم بندی کانسار به سه بخش:الف) ضخامت کمتر از 12 متر و شیب کمتر از 20 درجه.ب) ضخامت بیشتر از 12 متر و شیب کمتر از 20 درجه.ج) ضخامت زیاد و شیب نزدیک به قائم (گسترش افقی ذخیره در این بخش تا حدود 200 متر و گسترش قائم آن به 180 متر می رسد).برای موارد (الف) روش اتاق و پایه، برای مورد (ب) روش استخراج بالاست و (کارگاه و پایه) و یا اتاق و پایه مرکب (پیشرفته) و برای موارد (ج) روش استخراج از طبقات فرعی پیشنهاد گردید.انتخاب روش استخراج در بعضی موارد با روشهای پیشنهاد نیکولاس، هارتمن و ... به دلیل نواقصی که ممکن است درهر روش وجود داشته باشد از مدل واقعی دور می گردد، که لازم است با تجارب عملی موجود مقایسه گردد. بعد از انتخاب روش معدنکاری با داشتن آخرین مطالعات مکانیک سنگی، مدل زمین شناسی کانسار و ... حداکثر دهانه پایدار برای کانسار معرفی و طراحی کارگاه نمونه استخراجی بر مبنای حداکثر دهانه طراحی صورت گرفت.

شبکه شکستگیها و درزه ها بعنوان کانال و مجرای اصلی عبور جریان آب زیرزمینی در توده سنگ محسوب می شوند. همچنین جریان سیال بوسیله چگونگی توزیع و گستردگی آنها مشخص می شود با استفاده از داده های حاصل از برداشت ژئومکانیکی ناپیوستگی ها علاوه بر تعیین روند عمومی آنها از این داده ها می توان در محاسبات مربوط به خواص هیدرولیکی ناپیوستگی ها و نیز در مراحل مختلف کارهای زهکشی استفاده نمود. برای برداشت ناپیوستگی در معدن سنگ آهن گل گهر از روش برداشت خطی ‏‎scanline‎‏ استفاده شد.امتداد ناپیوستگی ها با استفاده از ‏‎clino rule‎‏ و شیب آنها با شیب سنج کمپاس اندازه گیری شد. سایر خواص ناپیوستگی ها شامل فاصله داری، دهانه بازشدگی ، تداوم ، زبری، موجداری سطح و مواد پرکننده نیز مورد بررسی قرار گرفت. داده های جهتداری توسط نرم افزارهای ‏‎dips‎‏ و ‏‎stereo‎‏ مورد پردازش قرار گرفت و دو جهت عمده تقریبی ‏‎n70w‎‏ و شمالی-جنوبی برای ناپیوستگی ها بدست آمد.