Tipik Bir Uzunayak Panelinde Üç Boyutlu Gerilim Dağılımının Parametrik Analizi


Yardimci A. G.

Kayamek2022, Isparta, Türkiye, 26 - 28 Mayıs 2022, ss.1-8

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Isparta
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.1-8
  • Orta Doğu Teknik Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Enerji talebindeki genişlemeyi karşılamak üzere alternatif arz yöntemleri değerlendirildiğinde kömür yakıtlı termik santraller zengin rezervlerin maliyet etkin üretime elverişli olması avantajıyla ön plana çıkmaktadır. Uzunayak madenciliği, yeraltı kömür kaynaklarının mekanize ekipmanla ekonomik ve sürdürülebilir üretimini mümkün kılan, dünyadaki eğilim ile örtüşür şekilde ülkemizde de yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Uzunayak üretiminde kazı arını ve tavanda gelişen gerilim dağılımı ve yoğunlaşma bölgelerinin kestirimi uygun hidrolik tahkimat özelliklerinin belirlenmesi açısından kritik seviyede önemlidir. Geniş kazı aynasının ayak boyunca ilerletilmesi, kaya kütlesinde doğal gerilim akışının değişmesine ve kazıya bağlı gerilimlerin yoğunlaşmasına neden olmaktadır. Bu durum potansiyel duraysızlık olaylarını tetikleyebilecek niteliktedir. Bu çalışma, tipik bir yeraltı kömür işletmesinde uzunayak üretimine bağlı olarak topuklar üzerinde gelişen gerilimlerin topuk boyutları ve arazi yüklemeleri ile ilişkisini sayısal simülasyonlar ile incelemektedir. Üç boyutlu modeller üzerinde ayrık eleman yöntemi ile parametrik analiz yapılmıştır. Simülasyon çıktıları, alternatif topuk tasarımlarının farklı saha yükleme koşulları altında performansını üretime bağlı gelişecek gerilim dağılımı ve yoğunlaşma bölgeleri türünden karakterize etmektedir.

Comparing the alternative supply methods to meet the expansion in energy demand, coal-fired thermal power plants stand out with the advantage that rich reserves are suitable for cost-effective production. Longwall mining is a method that is widely used in our country, in line with the trend in the world, that enables the economical and sustainable production of underground coal resources with mechanized equipment. Estimation of stress distribution and concentration zones in the excavation face and roof is critically important in terms of determining the appropriate hydraulic support properties in production by longwall mining. Advancing the wide excavation face along the mining direction causes in-situ stress distribution in the rock mass to change and the stresses associated with the excavation to intensify. This may trigger potential instability events. This study investigates the relationship of stresses developed on pillars due to longwall production with pillar dimensions and field loadings in a typical underground coal mine using numerical simulations. Parametric analysis was performed on three-dimensional models using Distinct Element Method. The simulation outputs characterize the performance of alternative pillar designs under different field loading conditions, in terms of stress distribution and concentration zones that will develop due to production.