انجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74327320231221Numerical Modeling of the Stability of Intersection Resulted from Slope Tunnel and Access Tunnel in Tabas Coal Mineمدلسازی عددی پایداری محل تقاطع تونل شیبدار و تونل دسترسی معدن زغال‌سنگ طبس11321260110.22034/IRSRM.2024.49005.1022FAعلیرضاتراکمهدانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.ستارمهدوریدانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.0000-0002-2934-9500کورششهریاردانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.Journal Article20230421Due to the complexity of the tunnel network design in underground mines, these mines usually have multiple intersections, the stability of which is of great importance. In this study, the stability of one of the junctions of the Tabas coal mine has been investigated. In this regard, the displacements at the junction of the junction have been investigated using the finite difference numerical method in the FLAC3D software environment. The inclined tunnel support system has been defined as fully injected abutments with a radial arrangement of 2.4 m in length and sliding steel frames with a spacing of 600 mm. The access tunnel support system and the trapezoidal-shaped section of the intersection have also been used with 3 and 2.7 m abutments in the roof and wall, respectively, as well as steel frames consisting of IPB260 and IPB320 beams. The results show that the maximum vertical displacement of the inclined tunnel roof before the access tunnel excavation is 29.3 cm, but after the access tunnel excavation it increases to 35.4 cm. The vertical displacement resulting from the intersection excavation in the inclined tunnel occurs mainly on the rock base side of the closed angle side. Also, with increasing distance from the intersection, the displacements decrease; so that the rate of decrease in displacement in the inclined tunnel on the open angle side is greater than that on the closed angle side.به دلیل پیچیدگی طرح شبکه تونل‌ها در معادن زیرزمینی، این معادن معمولاً دارای تقاطع‌های متعددی هستند که پایداری آنها اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش، پایداری یکی از تقاطع‌های دوشاخه معدن زغال‌سنگ طبس، بررسی شده است. در این راستا، با استفاده از روش عددی تفاضل محدود در محیط نرم‌افزار FLAC3D، جابه‌جایی‌ها در محل تقاطع دوشاخه بررسی شدند. سیستم نگهداری تونل شیبدار به صورت پیچ‌سنگ‌های تمام تزریقی با آرایش شعاعی به طول 2.4 متر و قاب‌های فولادی کشویی با فاصله‌داری 600 میلی‌متر تعریف شده است. سیستم نگهداری تونل دسترسی و مقطع ذوزنقه-شکل محل تقاطع نیز از پیچ‌سنگ‌های 3 و 2.7 متری به ترتیب در سقف و دیواره و همینطور قاب‌های فولادی متشکل از تیرهای IPB260 و IPB320 استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که بیشینه جابه‌جایی عمودی سقف تونل شیبدار قبل از حفاری تونل دسترسی 29.3 سانتی‌متر است، ولی پس از حفاری تونل دسترسی به 35.4 سانتی‌متر افزایش می‌یابد. جابه‌جایی عمودی حاصل از حفاری تقاطع، در تونل شیبدار عمدتاً در سمت پایه سنگی سمت زاویه بسته رخ می‌دهد. همچنین با افزایش فاصله از محل تقاطع، جابه‌جایی‌ها کاهش می‌یابد؛ به طوری‌که نرخ کاهش جابه‌جایی در تونل شیبدار سمت زاویه باز بیشتر از سمت زاویه بسته است.https://www.irsrmjournal.ir/article_212601_d4e6d1bd612dc2fa16a9a10c25b901e2.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74327320231221Determining the Orientation of Discontinuities Using the Drone Photography (A Case Study of the Bench at the 2450 Level of the West Wall of Sarchesheme Copper Mineتعیین جهت‌یافتگی ناپیوستگی‌ها با استفاده از تصاویر پهپادی (مطالعه موردی پله در تراز 2450 دیواره غربی معدن مس سرچشمه)152921622410.22034/irsrm.2023.500030.1069FAمحسنعلمیامور معدن مجتمع مس سرچشمه . رفسنجان. ایرانمسلمشاهی مریدیامور معدن مجتمع مس سرچشمه رفسنجان. ایرانمهدیمحمدیگروه مهندسی معدن، دانشگاه ولی عصر (عج) رفسنجان، رفسنجان، ایرانحسنمحمدرضاییامور تحقیق و توسعه، مجتمع مس سرچشمهعباسبنی اسدی شهربابکیامور معدن مجتمع مس سرچشمه رفسنجان. ایرانJournal Article20231002Investigating the stability of mine walls in the final range is one of the most important topics in rock mechanics. In this regard, determination of the orientation of rock mass discontinuities is inevitable. One of the new methods for scanning the discontinuities is the photogrammetric that uses camera for imaging. But in large-scale mines, due to the height of the walls and the size of the mine, imaging by camera is very time-consuming and sometimes not possible. The main purpose of this research is to improve the efficiency of the photogrammetric method using the images obtained from the drone in evaluating the discontinuities. Hence, a study is conducted on 2450 bench, Western wall, Sarchesheme copper mine. First, the considered area is captured using a drone. In the next step, Agisoft Metashape software is used to process the images and a 3D image of the desired area is made for further studies. Finally, using Sirovision software, the orientation of discontinuities in the images is determined and by Dips software, the status of discontinuities is studied. In order to evaluate the results, discontinuity scanning is done using the Window method. Investigations show that the accuracy of the obtained results appliying the photogrammetric method has increased significantly in comparison with the scan window method. In addition to higher efficiency, the proposed method reduces the time of scanning discontinuities and has a higher level of reliability.بررسی پایداری دیواره‌های معادن در محدوده نهایی، یکی از مهمترین مباحث در علم مکانیک سنگ است. در این راستا، تعیین جهت‌یافتگی ناپیوستگی‌های توده‌سنگ امری اجتناب‌ناپذیر است. یکی از روشهای نوین برای برداشت ناپیوستگی‌ها، روش فتوگرامتری است. در این روش برای تصویربرداری از دوربین استفاده میشود. اما در معادن بزرگ مقیاس، با توجه به ارتفاع دیواره‌ها و وسعت معدن، تصویربرداری با دوربین بسیار زمان‌بر و بعضا امکان‌پذیر نیست. هدف از این تحقیق بهبود کارایی روش فوتوگرامتری با استفاده از تصاویر پهپادی در ارزیابی ناپیوستگی‌ها است. برای این منظور مطالعه‌ای در معدن مس سرچشمه، دیواره غربی، پله 2450 انجام شده است. ابتدا، منطقه مورد مطالعه با استفاده از پهپاد تصویربرداری شده است. در گام بعد به منظور پردازش تصاویر از نرم افزار Agisoft Metashape استفاده شده و تصویر سه‌بعدی از ناحیه مورد نظر جهت مطالعات بعدی ساخته شده است. در نهایت با استفاده از نرم‌افزار Sirovision، جهت‌یافتگی ناپیوستگی‌های موجود در تصاویر تعیین و با استفاده از نرم‌افزار Dips وضعیت ناپیوستگی‌ها مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور ارزیابی نتایج، برداشت ناپیوستگی به روش برداشت پنجره‌ای نیز انجام شده است. بررسی‌ها نشان می‌دهد دقت نتایج با استفاده از تصاویر پهپادی نسبت به روش برداشت پنجره‌ای افزایش قابل توجهی داشته است. همچنین روش مورد نظر علاوه بر کارایی بالاتر، زمان برداشت ناپیوستگی‌ها را کاهش داده و از سطح اطمینان بالاتری برخوردار است.https://www.irsrmjournal.ir/article_216224_68a3c3c418abfa5b68ea2d6ce96f4b0d.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74327320231221Effect of Operating Parameters on TBM Disc Cutter Wearتأثیر پارامترهای عملیاتی بر سایش دیسک برشی ماشین حفاری TBM313921642810.22034/IRSRM.2023.490074.1009FAرضانیکبخت نصرآبادیدانشکده مهندسی معدن دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)ابراهیمفرخدانشکده مهندسی معدن دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)پرویزمعارف ونددانشکده مهندسی معدن دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)Journal Article20230929The disc cutter is one of the main components of TBM tunneling in hard rock; therefore, the wear of the cutting disc in TBM tunneling has a major impact on the performance of the tunneling machine, its productivity and tunneling costs. The study of cutting disc wear, especially considering the effect of operating parameters, has made the prediction of disc consumption a difficult task. The main objective of this study is to investigate the effect of operating parameters on the wear of the cutting disc of the tunnel boring machine. The key parameters affecting the wear of the cutting disc, such as rock strength, rock abrasiveness, normal force (trust force), rolling force and rotation speed (rpm) of the disc, are investigated. The expected results of the parametric study include understanding the degree of impact of operating parameters on cutting disc wear for various types of rocks and selected disc cutters. Finally, a comparison is made between the results of cutting disc wear measured by the full-scale testing machine with different operating parameters and their effects on disc wear are determined.دیسک برشی یکی از اصلی ترین اجزای حفاری با ماشین TBM در سنگ سخت است؛ از این رو سایش دیسک برشی در تونلزنی با ماشین حفاری TBM تأثیر عمده ای بر عملکرد ماشین حفاری، بهره‌وری آن و هزینه های تونل سازی دارد. بررسی سایش دیسک برشی خصوصاً با در نظر گرفتن اثر پارامترهای عملیاتی، پیشبینی مصرف دیسک را به یک کار دشوار تبدیل کرده است. هدف اصلی این پژوهش بررسی تأثیر پارامترهای عملیاتی بر سایش دیسک برشی ماشین حفاری است. پارامترهای کلیدی مؤثر بر سایش دیسک برشی مانند مقاومت سنگ، سایندگی سنگ، نیروی عمودی، نیروی چرخشی و میزان دور بر دقیقه (rpm) دیسک، بوده که مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج مورد انتظار از مطالعه پارامتری شامل درک درجه اهمیت پارامترهای عملیاتی در سایش دیسک برشی برای انواع سنگ‌ها و برش‌دهنده‌های دیسکی انتخابی است. در نهایت، بین نتایج سایش دیسک برشی اندازه‌گیری شده توسط دستگاه آزمایش تمام مقیاس با پارامترهای عملیاتی مختلف، مقایسه‌ای انجام شده و تأثیرات آن بر سایش دیسک مشخص میشود.https://www.irsrmjournal.ir/article_216428_2b47e1c8c0036ec4fb0db5669f3d58c4.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74327320231221Geomechanical unit Determination using a combination of clustering methods and laboratory test results for the Kangan and Dalan formations in the southern Iranian reservoirsتعیین واحد ژئومکانیکی با ترکیب روشهای خوشه‌بندی و نتایج آزمایشگاهی برای سازندهای کنگان و دالان در یکی از مخازن جنوب ایران414921704710.22034/IRSRM.2023.480084.1901FAمحمدعلیچمنزاددانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران0009-0009-5905-164Xمجیدنیکخواهدانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران0000-0002-5961-618Xاحمدرمضانزادهدانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود شاهرود، ایران0000-0001-5848-4229میشاپزشکیشرکت نفت و گاز پارس، تهران، ایران0000-0002-5416-206Xایماندختمصطفویشرکت نفت و گاز پارس، تهران، ایران0000-0002-5462-659XJournal Article20231007Summary<br><br>Determining geomechanical units is the first step in understanding the reservoir conditions for advancing any engineering process. In this study, geomechanical units are determined for the Kangan and Dalan formations, the main reservoirs of the Persian Gulf. To reduce errors arising from observation and engineering judgment, three clustering methods—hierarchical clustering, density-based clustering, and k-means clustering—were employed using MATLAB software to determine the geomechanical units. The petrophysical logs of density, neutron, gamma, shear sonic, and compressional sonic are used as inputs for the clustering methods. The advantage of using these data lies in their comprehensiveness and availability. Subsequently, 43 core samples were classified based on porosity and permeability, and the correspondence between the determined geomechanical units and the classification of samples was identified. Additionally, the Silhouette index was used to evaluate the clustering quality for each method. Finally, five geomechanical units were established, showing a suitable distribution and distinct differentiation in the log values along the wellbore. The hierarchical clustering algorithm provided more acceptable results compared to the k-means and density-based methods for determining the geomechanical units. The hierarchical clustering algorithm, using the standard Euclidean metric and the minimum variance linkage criterion (ward), showed the best agreement with laboratory results (94%) and a Silhouette index of 0.48.تعیین واحد ژئومکانیکی گام نخست برای درک صحیح شرایط مخزن و اجرای بهینه فرایندهای مهندسی است. در این تحقیق، واحدهای ژئومکانیکی برای دو سازند کنگان و دالان، به عنوان اصلی‌ترین مخازن هیدروکربنی خلیج فارس، تعیین شده‌اند. به‌منظور کاهش خطای ناشی از قضاوت‌های مهندسی و افزایش دقت تحلیل‌ها، از سه روش خوشه‌بندی سلسله‌مراتبی، مبتنی بر چگالی و کی-میانگین با استفاده از نرم‌افزار MATLAB برای تعیین واحدهای ژئومکانیکی بهره گرفته شد. داده‌های ورودی مدل خوشه‌بندی شامل نگاره‌های پتروفیزیکی چگالی، نوترون، گاما، و صوتی برشی و فشاری هستند که مزیت آنها در دسترسی آسان و کاربرد در ساخت مدل ژئومکانیکی می‌باشد. در ادامه، 43 نمونه مغزه براساس تخلخل و نفوذپذیری دسته‌بندی شده و میزان تطابق میان واحدهای ژئومکانیکی تعیین‌شده با این دسته‌بندی بررسی شد. علاوه‌براین، از شاخص سیلوئت (Silhouette) برای ارزیابی کیفیت خوشه‌بندی در هر یک از روش‌ها استفاده گردید. در نهایت، پنج واحد ژئومکانیکی با استفاده از الگوریتم خوشه‌بندی سلسله‌مراتبی، بر پایه معیار متریک اقلیدسی استاندارد و روش پیوند کمترین واریانس، تعیین شدند. نتایج نشان داد که روش مورد استفاده بیش از 90 درصد تطابق با داده‌های آزمایشگاهی دارد و مقدار شاخص سیلوئت برابر 48/0 به دست آمده است.https://www.irsrmjournal.ir/article_217047_35471a80f9ca8763ec330851e22e4f0f.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74327320231221The application of acoustic emission methods in the analysis and evaluation of hydraulic fracturing processes.کاربرد روش انتشارآوایی در تحلیل و ارزیابی فرآیند شکست هیدرولیکی505921731010.22034/irsrm.2023.486558.1311FAمحمد حسینعرب نژادگروه مکانیک سنگ، دانشکده معدن و مواد، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانمرتضیاحمدیگروه مکانیک سنگ، بخش معدن دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه تربیت مدرس0000-0003-0408-3272Journal Article20231009Due to the increasing use and high cost of hydraulic fracturing operations, the design of this process requires the identification and proper understanding of the extent and manner of influence of various parameters in the implementation. Various factors such as the effective stress regime, rock mechanical properties of the formation, the presence of joints and natural fractures, as well as operating parameters such as: fluid rheology (the reaction or change in the form of the fluid against the stresses applied to it), flow rate and the method of fluid injection have an impact on the pressure and geometry of the hydraulic fracture. In order to study the effects of the aforementioned parameters, the use of advanced evaluation methods in the laboratory is used. In this study, by reviewing the most important evaluation and analysis methods of hydraulic fracturing experiments, by describing the acoustic propagation method, a complete classification of acoustic data analysis methods is presented. Various aspects of design, sensor placement, determination of wave characteristic limits and implementation tips for the appropriate acquisition of acoustic data in various rock engineering experiments can be used according to the ISRM international recommendation. In the following, by reviewing the most important studies, the specific results obtained from the acoustic propagation method in the analysis of the formation and mechanism and fracture pressure, the propagation of the cracks created, the location of the events and the precise determination of the geometry of the fracture network, as well as the parametric analyses of various effective factors, have been classified and examined. Many parameters affect the type of mechanism of AE events. The results of the experiments showed that in the hydraulic fracturing process, the dominant mode of fracture is shear. However, by conducting a more detailed location and mechanism analysis, it was determined that in the initial stage of tensile fracture and in the stage of fracture propagation, shear will be observed in the events recorded.با توجه به کاربرد روزافزون و هزینه بالای عملیات شکست هیدرولیکی، طراحی این فرآیند مستلزم شناسایی و داشتن درک مناسب از میزان و نحوه اثرگذاری پارامترهای مختلف در اجرا است. عوامل مختلفی همچون رژیم تنشهای موثر، خواص مکانیک سنگی سازند، وجود درزه و شکستگی‌های طبیعی و همچنین پارامترهای عملیاتی اعم از: رئولوژی سیال(عکس‌العمل یا تغییر فرم سیال در مقابل تنشهای وارد بر آن)، شدت جریان و نحوه تزریق سیال بر روی فشار و هندسه شکست هیدرولیکی تأثیرگذار است. به منظور مطالعه تاثیرات پارامترهای مذکور، بهره‌گیری از روشهای پیشرفته ارزیابی در آزمایشگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مطالعه با مرور مهمترین روشهای ارزیابی و تحلیل آزمایش‌های شکست هیدرولیکی، با تشریح روش انتشار آوایی، تقسیم‌بندی کاملی از روشهای تحلیل داده‌های آوایی ارائه شده است. جنبه‌های مختلف طراحی، جانمایی سنسورها، تعیین حدود مشخصه امواج و نکات اجرایی برداشت مناسب داده‌ها آوایی در آزمایش‌های مختلف مهندسی سنگ را می‌توان طبق توصیه نامه انجمن بین‌المللی مکانیک سنگ بکار برد. در ادامه نیز با مرور مهمترین مطالعات انجام شده، نتایج خاص بدست آمده از روش انتشار آوایی در تحلیل شکل‌گیری و مکانیزم و فشار شکست، گسترش ترکهای ایجاد شده، مکان‌یابی رخدادها و تعیین دقیق هندسه شبکه شکستگی‌های و همچنین تحلیل‌های پارامتریک عوامل مختلف موثر، طبقه‌بندی و مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای بسیاری بر نوع مکانیزم رخدادهای آوایی موثرند. نتایج مطالعات نشان داد که در فرآیند شکست هیدرولیکی مود غالب شکست برشی است. این در حالی است که با انجام تحلیل مکان‌یابی و مکانیزم مشخص شد که در مرحله ابتدایی، شکست کششی و در مرحله گسترش شبکه شکست، حالت برش در رخدادهای برداشت شده، غالب است.https://www.irsrmjournal.ir/article_217310_6b48ef853055b1e87020dc70f2974edb.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74327320231221Modeling of Slide-Head-Toppling Failure Using Limit Equilibrium and Finite Element Methodsمدلسازی شکست لغزش-واژگونی در رأس با روش های تعادل حدی و عددی617521750810.22034/irsrm.2023.400358.1536FAحسنسرفرازدانشگاه تهران0000-0002-1100-6921محدثهسرلکدانشگاه تهرانJournal Article20230929Toppling failure is one of the most common rock slope instabilities. If the discontinuity failure is triggered by an external natural or artificial factor, it is called a secondary toppling failure. One of the most important types of secondary toppling failure is slide-head-toppling. In this failure, in the crest region, rock blocks experience toppling, leading to sliding failure in soil mass due to the resulting pressures. In the case of pure flexural toppling failure at the crest, rock blocks in the upper crest section undergo tension-induced bending and toppling. Consequently, the underlying soil mass experiences sliding under imposed pressures. In instances of pure block toppling failure at the crest, due to the presence of secondary joints, the rock blocks cannot withstand tensile stresses. As a result of the pressure exerted by the overlying blocks, they undergo toppling or sliding. Similarly, in cases of pure block-flexural toppling failure at the crest, under the pressure resulting from the weight of the overlying blocks, half of the blocks experience tensile-induced flexural toppling, while the remaining half separate from the secondary joint locations, leading to block toppling. Subsequently, all blocks topple against each other, resulting in sliding within the soil mass. Using the limit equilibrium software, SLIDE software, physical models within the soil mass are analyzed as developed by Amini et al. (2018), and the obtained results are compared with the analytical method. The outcomes from this software exhibit a commendable concurrence with the results derived from physical modeling and analytical approach. Additionally, using the numerical software Phase2, the slide-head-toppling failure was numerically modeled, and the safety factor for each model was calculated. Moreover, the findings indicate that the sliding surface within block toppling is along cross joints, and the sliding surface within flexural toppling occurs at an angle ranging between 5 to 15 degrees with respect to the perpendicular to the stratification plane. The critical sliding surface within the soil mass initiates approximately from the mid-height of the rock block in contact with the soil, extending to the toe of the slope.شکست واژگونی یکی از ناپایداری‌های رایج در شیروانی‌های سنگی می‌باشد. اگر شکست واژگونی تحت تأثیر یک عامل خارجی طبیعی یا مصنوعی تحریک شود، به آن شکست واژگونی ثانویه اطلاق می‌گردد. یکی از مهمترین انواع شکست واژگونی ثانویه، شکست لغزش-واژگونی در رأس است که بخش فوقـانی شـیروانی واژگـون شـده و فشـار ناشـی از واژگونی بلوک‌های سنگی در تاج شیروانی منجر به لغزش توده خاک در پاشنه شیروانی میشود. در این تحقیق، ابتدا مروری به این شکست و مکانیزم آن پرداخته شده و سپس سطح لغزش بحرانی ایجاد شده در شکست لغزش-واژگونی در رأس در انواع مختلفی از نوع واژگونی بلوک‌ها در تاج شامل شکست بلوکی، بلوکی-خمشی و خمشی بررسی شده است. در این پژوهش، در یک مثال فرضی، سطوح لغزش‌های متفاوتی در نظر گرفته شده و سپس سطح لغزش بحرانی تعیین شده است. در ادامه نیز با استفاده از نرم افزار تعادل حدی SLIDE در بخش توده خاک، مد‌ل‌های فیزیکی انجام گرفته توسط امینی و همکاران (2018) مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج با روش تحلیلی ارائه شده توسط این محققین نیز مقایسه شد. نتایج حاصل از نرم‌افزار تعادل حدی SLIDE تطابق قابل قبولی با نتایج مدلسازی فیزیکی و روش تحلیلی دارد. همچنین با استفاده از نرم‌افزار عددی Phase2، شکست لغزش-واژگونی در رأس مدلسازی عددی صورت گرفت و فاکتور ایمنی هریک از مدل‌ها محاسبه شد. نتایج بدست آمده نشان داد که سطح لغزش در واژگونی بلوکی در امتداد درزه‌های متقاطع است و سطح لغزش در واژگونی خمشی در زاویه بین 5 تا 15 درجه نسبت به راستای عمود بر سطح لایه‌بندی است. سطح لغزش بحرانی در بخش توده خاک، تقریباً از حوالی میانه ارتفاع بلوک سنگی در تماس با توده خاک شروع و به پاشنه شیروانی ختم میشود.https://www.irsrmjournal.ir/article_217508_efdd747bc44b4af5f9aac1424f351b85.pdf