معدن مکانیزه زغال سنگ طبس در85 کیلومتری شهر طبس در استان یزد واقع شده است.این معدن با دو روش استخراج زیرزمینی جبهه کار طولانی پسرو و اتاق و پایه برای تولید سالیانه1/5 میلیون تن زغال سنگ طراحی شده است. در این تحقیق پایداری قسمتی از گالری دنبال لایه در معدن زغال سنگ طبس که به گسلی از نوع نرمال برخوردکرده است، مورد بررسی قرارگرفته است. برای مدل کردن حالت برگشت کارگاه و اثر جبهه کار طولانی با افزایش تنش چندین درصدی (200%-250%) مواجه هستیم.درهنگام پیشروی گالری،نگهداری و تقویت در این قسمت بایدآن چنان مطمئن باشدکه درگالری، در جلوی کارگاه ریزشی اتفاق نیافتد. لذا در این تحقیق، به منظور تعیین دقیق سیستم نگهداری و تحلیل پایداری گالری در هنگام برگشت کارگاه با استفاده از روش های عددی و نرم افزارflac 2d انجام و الگوی جدید نصب پیچ سنگ ارائه شده است .

لرزه های ناشی از انفجار یکی از مسائل اساسی در صنعت معدنکاری هستند و ممکن است باعث خسارت شدید به ساختمان ها، دیواره ها و یا تجهیزات نزدیک معدن شوند. بنابراین کنترل لرزه های تولیدی نقشی مهم در حداقل کردن اثرات زیست محیطی انفجار دارد. تخمین میزان سرعت و شتاب زمین حاصل از انفجار و چگونگی استهلاک موج در عبور از توده سنگ به طراحان کمک می کند تا در محاسبات پایداری شیب نقش نیروهای دینامیکی را در نظر بگیرند. این تحقیق نتایج اندازه گیری و تحلیل لرزش زمین ناشی از انفجار در معدن سنگ آهن گل گهر را ارائه می دهد. هدف، پیش بینی حداکثر سرعت و شتاب ذرات زمین و به دست آوردن قانون استهلاک موج در این معدن است. بدین منظور لرزه های 70 انفجار اندازه گیری و مورد تحلیل قرار گرفتند. بر اساس اندازه گیری های انجام شده، قانون استهلاک موج برای معدن گل گهر تعیین شد که می توان سرعت حرکت زمین را در هر فاصله ای از انفجار تخمین زد. محتوی فرکانسی لرزه های تولیدی نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. همچنین نمودار پیش بینی حداکثر مقدار خرج مجاز بر تأخیر، با استفاده از استاندارد های مختلف تهیه شد.

عدمقطعیت در مسائل زمینشناسی و شرایط پیشبینی نشده زمین همیشه به عنوان مشکلات اساسی در صنعت تونلزنی مطرح بودهاند. با افزایش تقاضا برای توسعه و ساخت سازههای زیرزمینی حتی در شرایط دشوار زمین، ملاحظات مربوط به مخاطرات احتمالی در روشهای مختلف تونلزنی از اهمیت بیشتری برخوردار شده است. در این تحقیق ارزیابی ریسک در قطعه 6 متر و / دو?م تونل بلند زاگرس که به طول تقریبی 26 کیلومتر با مقطع دایرهای، با قطر حفاری 73 قطر تمام شده 6 متر که با استفاده از ماشین تونلزنی سپر تلسکوپی در حال حفاری است با استفاده از منطق فازی، مورد بررسی قرار گرفت. مهمترین مخاطرات ژئوتکنیکی در ارزیابی ریسک در هجوم آب زیرزمینی، پدیده مچالهشوندگی، ،h2s و ch تونل بلند زاگرس شامل: نشت گازهای 4 نواحی گسلی و ریزش در تونل است. جهت اعتبارسنجی روش منطق فازی، نتایج حاصله از کاربرد این روش درتونل بلند زاگرس با نرخ پیشروی و برداشتهای واقعی ریسک در حفر تونل مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که بیشترین ریسک ناشی tbm بلند زاگرس با از مخاطرات ژئوتکنیکی در قطعه دوّم تونل بلند زاگرس در زون های گسله و خردشده اتفاق میافتد که بیشترین میزان اندیس آسیبپذیری فازی در این زونها ?? است که در سطح بالای ریسک قرار دارد. این میزان ریسک متناسب با نرخ پیشروی واقعی ?? روز/متر است که کمترین نرخ پیشروی ثبت شده است و نشان دهند? عملکرد خوب مدل ارائه شده است.

عملیات انفجار یکی از مخاطره آمیزترین عملیات در معادن روباز است که مستقیماً بر هزینه های تولید، بارگیری، باربری، و حتی سنگ شکنی تاثیرگذار است. برنامه ریزی انفجار ترکیبی از جنبه های ایمنی، بهینه سازی هزینه ها و کنترل اثرات محیطی است. قبل از اجرای هر پروژه شناخت مخاطرات پیش رو و تخمین سطح ریسک آن ها می تواند تا حد زیادی از ایجاد خسارت و عوارض نامطلوب، تحمیل هزینه های جانی و مالی و حتی توقف عملیات جلوگیری کند. هدف از اجرای این تحقیق شناخت مخاطرات اصلی پیش رو در عملیات آتشکاری در معادن روباز و ارزیابی سطوح ریسک به روش ماتریس اندرکنش- اندیس آسیب پذیری بوده است. مهمترین ریسک های تشخیص داده شده در یک عملیات انفجاری در معادن روباز عبارتند از: عقب زدگی، خردایش سنگ، لرزش زمین، لرزش هوا و پرتاب سنگ. در این تحقیق هر یک از پنج مورد ریسک شناخته شده، به صورت جداگانه و با بهره گیری از مفهوم سیستم مهندسی سنگ مورد بررسی قرار گرفته اند. کد گذاری ماتریس ها و بازه بندی پیشنهادی بنابر نظر متخصصین خبره صورت گرفته است. برای اعتبارسنجی مدل از داده های انفجاری برداشت شده از معدن روباز مس سونگون استفاده شده است و اندیس آسیب پذیری برای هر یک از پنج مورد مخاطره تشخیص داده شده در این معدن تعیین شده است. در نهایت پیش بینی بر اساس مدل، برای عقب زدگی، خردایش سنگ و پرتاب سنگ انجام شده است. نتایج حاصل از این تحقیق قابلیت کاربرد مفاهیم پایه ای سیستم مهندسی سنگ را در زمینه های غیر مکانیک سنگی به خوبی نشان می دهد. همچنین به دلیل انعطاف پذیری بالای روش، استفاده از روش ماتریس اندرکنش در زمینه انفجار، امکان دستیابی به نتایج بهینه را در انفجار بر اساس اصول تئوری- تجربی فراهم آورد. در نهایت، پیش بینی لرزش زمین و لرزش هوا با استفاده از فاصله مقیاس شده انجام شده است و این دو مخاطره طبق استانداردهای موجود مورد بررسی قرار گرفته اند.

پیش بینی عملکرد دستگاههای حفاری تمام مقطع به منظور تعیین زمان نهایی تکمیل پروژه امری ضروری است. جهت پیش بینی عملکرد دستگاه های حفاری تمام مقطع مدل های مختلفی ارائه شده است. در این تقیق بعد از معرفی پارامترهای زمین شناسی موثر بر نرخ پیشروی دستگاه حفاری، بررسی شرایط مدیریتی و محلی، عملکرد دستگاه حفاری تمام مقطع در 11 کیلومتر ابتدایی قطعه دوم تونل انتقال آب زاگرس، مقطع دایره ای، با روش سیستم های مهندسی سنگ بررسی شد. بر اساس روش res یک اندیس زمین شناسی و مدیریتی معرفی شد و رابطه ای بین این اندیس ها و نرخ نفوذ (پیشروی) به دست آمد. این بررسی با در نظر گرفتن حالتهای متفاوت امتیاز دهی به صورت معمولی و فازی به پارامترهای موثر در روش سیستم مهندسی سنگ و همچنین کدگذاری ماتریس اندرکنش در دو حالت معمولی و فازی (روش cqc و توابع عضویت) انجام گرفته و در نهایت نتایج حاصل از res معمولی و res-fuzzy مقایسه می شوند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که ضریب همبستگی بین اندیس زمین شناسی و نرخ نفوذ (نرخ پیشروی) در حالت res-fuzzy نسبت به حالت معمولی بیشتر است.

پایداری جبهه کار تونل یکی از فاکتورهای اساسی و ضروری درحفاری تونل در محیط های نرم است. این مهم بویژه برای حفاری مکانیزه و ماشین های حفاری تونل (tbm) مد نظر است بطوریکه در دهه های اخیر این مسئله در سپرهای epb و سپرهای اسلاری به شدت گسترش یافته است. در عمل روش های مختلفی برای ارزیابی شرایط پایداری جبهه کار و دستیابی به فشار پایدارکننده مورد نیاز به کار گرفته شده است. این روش ها شامل روش های تحلیلی تعادل حدی و تئوری های حد بالا و پایین و مدل سازی سه بعدی با روش های عددی هستند. در این تحقیق پارامترهای موثر بر فشار جبهه کار بررسی شده و مدلی با استفاده از منطق فازی برای برآورد فشار پایدارکننده جبهه کار در سپرهای epb ارائه شده است. نتایج بدست آمده از مدل سازی فازی با روش های تحلیلی و عددی و داده های واقعی مقایسه شده است که تطابق خوبی را نشان می دهد.مدل فازی ارائه شده با توجه به سادگی، سرعت عمل بیشتر و دقت قابل توجه، نسبت به این روش ها ارجحیت دارد.

پایداری جبهه کار تونل یکی از فاکتورهای ضروری در حفاری تونل در محیط های نرم است. این مهم به ویژه برای حفاری مکانیزه و ماشین های حفاری تونل (epb) مدنظر است به طوری که در دهه های اخیر این مسأله در سپرهای epb و سپرهای اسلاری به شدت گسترش یافته است. در عمل روش های مختلفی برای ارزیابی شرایط پایداری جبهه کار و دستیابی به فشار پایدارکننده مورد نیاز به کار گرفته شده است. این روش ها شامل روش های تجربی، تحلیلی حدی و تئوری های حد بالا و پایین هستند. در این تحقیق براساس خواص مکانیکی و موقعیت هندسی تونل، مدل سازی عددی با نرم افزار flac3d انجام گرفت. با توجه به میزان جابجایی سینه کار مقدار فشار لازم جهت پایداری جبهه کار محاسبه شد، مقدار فشار پایدارکننده ی سینه کار با روش های تجربی ترزاقی و تحلیلی کراس تخمین زده شد که این مقادیر با مقادیر واقعی در خط 2 مترو مشهد مقایسه شد، مقدار فشار سینه کار با روش های عددی، ترزاقی، کراس و انجمن زیرزمینی هلند به ترتیب با ضرایب تعیین 7/0، 3/0، 2/0 و 2/0 نشان می دهد که روش عددی تطابق و نزدیکی خوبی با مقادیر واقعی دارد.

موضوع نشست در تونل های شهری حائز اهمیت بیشتری است زیرا این تونل ها در زیر سازه های عمرانی و ساختمان های درون شهرها قرار دارند و نشست زمین سبب خسارات مالی فراوان به آن ها می شود. یکی از روش های پیش بینی نشست سطح زمین روش رگرسیونی است که با تکیه بر آمار و ریاضیات ابزار قدرتمندی جهت پیش بینی نشست محسوب می شود. در این تحقیق از روش رگرسیون خطی چندگانه و چهارمدل از روش رگرسیون غیرخطی چندگانه استفاده شد. بنابر نتایج بدست آمده مدل رگرسیون خطی، ضریب همبستگی بالاتری نسبت به سایر مدل ها نشان داد، که بیان کننده بهتربودن این مدل جهت پیش بینی نشست در این تحقیق می باشد. الگوریتم svm یکی از معروف ترین الگوریتم های مبتنی بر بهینه سازی ریاضی و بر پایه تئوری یادگیری آماری می باشد. ماشین بردار پشتیبان (svm) الگوریتم موثری برای مدل سازی داده ها است و امکان مقایسه بین مدل ها را به وجود می آورد. نتایج حاصل از بکارگیری الگوریتم svmنشان داد که ابزاری مناسب برای پیش بینی نشست سطح زمین است و با ضریب تعیین بالاتر (91/0 در مقایسه با 84/0) و جذر میانگین مربعات خطای کمتر (26/9 در مقایسه با 52/9) نتایج بهتری نسبت به مدل رگرسیونی به دست می دهد.

هدف اصلی از انجام عملیات انفجار در معادن، خردایش سنگ و حصول ابعاد سنگ خرد شده ی مورد نیاز است که در نهایت به بهینه سازی هزینه های کلی می انجامد. به منظور انجام برنامه ریزی مناسب تولید و همچنین انجام فرآیند بهینه سازی حین استخراج معدن، آگاهی از توزیع ابعادی مواد خردشده حاصل از انفجار، پیش از انجام انفجار، لازم و ضروری است. بدین منظور تاکنون مدل های پیش بینی متعددی از جمله مدل های تجربی ارائه شده است. هدف از این تحقیق بررسی کارایی دو مدل تجربی "کاز-رام" اصلاح شده و "kco" برای پیش بینی خردایش در معدن مس سرچشمه است. در راستای تحقق این هدف، برای بدست آوردن مقدار توزیع خردایش ناشی از انفجارها، ابتدا از توده سنگ خرد شده عکس برداری و سپس با استفاده از نرم افزار آنالیز تصویری split-desktop منحنی دانه بندی بدست آمد. منحنی های بدست آمده با منحنی های حاصل از دو مدل "کاز-رام" اصلاح شده و "kco" مقایسه شدند. با توجه به مقادیر ضریب تعیین (r2) و جذر میانگین مربع خطا (rmse) به دست آمده درحالت های مختلف مدل "کاز-رام" اصلاح شده به عنوان مدل پیش بینی گر مناسب در معدن مس سرچشمه انتخاب شد و براساس نتایج آنالیز تصویری مدل فوق کالیبره و اعتبارسنجی گردید.

امروزه مشخص شده است که میزان خردایش سنگ حاصل از انفجار نه تنها بر عملیات بارگیری و باربری تاثیرگذار است، بلکه بر فرآیندهای پایین دستی نظیر سنگ شکنی و آسیاکنی هم تاثیر مستقیم می گذارد. دراین تحقیق تاثیر خردایش ناشی از انفجار بر عملکرد آسیا ها در معدن شماره 1 سنگ آهن گل گهر مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا وضعیت خردایش انفجارهای معمول این معدن در سنگ آهن (الگوی 6×5 متر) با روش آنالیز تصویری مورد مطالعه قرار گرفت. سپس با بررسی 20 الگوی قابل اجرا در معدن، الگوی جدید 5×4 متر بر اساس میزان خردایش، هزینه و عملکرد سیستم بارگیری انتخاب و جایگزین الگوی معمول شد. بررسی عملکرد آسیاها در معدن نشان داد که اجرای این الگوی پیشنهادی باعث افزایش 5 الی 30 درصدی ظرفیت آسیاها نسبت به ماه قبل از اجرا و هم چنین افزایش 3 الی 11 درصدی ظرفیت نسبت به میانگین چهار ماهه اول سال 1393 در این معدن شده است.

یکی از روش های نوین و متداول در تعیین توزیع خردشدگی سنگ، روش آنالیز تصویری است. این روش بعنوان یک روش غیر مستقیم در تعیین دانه بندی جبهه کار شناخته می شود. در این روش تصاویر عکس برداری شده از سطح سنگ هایی که آتشکاری شده اند برداشـت می شوند و بصورت دستی یا از طریق روش آنـالیز تصویری و با اسـتفاده از رایـانه تـوزیع خردشدگی سـنگ تعیین می شود.