>> دانشگاه بین المللی امام خمینی
>> معاونت پژوهشی و فناوری
>> نشریات دانشگاه در پرتال وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

  اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات20
تعداد شماره‌ها401
تعداد مقالات3,281
تعداد مشاهده مقاله4,653,127
تعداد دریافت فایل اصل مقاله3,158,229
مهدوری, ستار, شهریار, کورش, بهادربیگی, علیرضا. (1404). ارزیابی ریسک شکست سقف کارگاه در روش جبهه‌کار طولانی با تحلیل درخت رویداد فازی. لسان مبین, 10(1), 41-59. doi: 10.30479/jmre.2024.19507.1670
ستار مهدوری; کورش شهریار; علیرضا بهادربیگی. "ارزیابی ریسک شکست سقف کارگاه در روش جبهه‌کار طولانی با تحلیل درخت رویداد فازی". لسان مبین, 10, 1, 1404, 41-59. doi: 10.30479/jmre.2024.19507.1670
مهدوری, ستار, شهریار, کورش, بهادربیگی, علیرضا. (1404). 'ارزیابی ریسک شکست سقف کارگاه در روش جبهه‌کار طولانی با تحلیل درخت رویداد فازی', لسان مبین, 10(1), pp. 41-59. doi: 10.30479/jmre.2024.19507.1670
مهدوری, ستار, شهریار, کورش, بهادربیگی, علیرضا. ارزیابی ریسک شکست سقف کارگاه در روش جبهه‌کار طولانی با تحلیل درخت رویداد فازی. لسان مبین, 1404; 10(1): 41-59. doi: 10.30479/jmre.2024.19507.1670

ارزیابی ریسک شکست سقف کارگاه در روش جبهه‌کار طولانی با تحلیل درخت رویداد فازی

نشریه مهندسی منابع معدنی
مقاله 3، دوره 10، شماره 1 - شماره پیاپی 35، فروردین 1404، صفحه 41-59    اصل مقاله (1.04 M)
نوع مقاله: علمی-پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.30479/jmre.2024.19507.1670
نویسندگان
ستار مهدوری* 1؛ کورش شهریار2؛ علیرضا بهادربیگی3
1استادیار، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی‌تکنیک تهران)، تهران
2استاد، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی‌تکنیک تهران)، تهران
3کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی‌تکنیک تهران)، تهران
تاریخ دریافت: 04 آبان 1402،  تاریخ بازنگری: 23 اسفند 1402،  تاریخ پذیرش: 20 آذر 1402 
چکیده
در روش استخراج جبهه‌کار طولانی پس از استخراج هر برش از لایه زغال‌سنگ و پیشروی جبهه‌کار، تمرکز تنش شدیدی بلافاصله در محدوده سقف کارگاه و پیشانی جبهه‌کار به علت اغتشاش تنش و نیز تخریب سقف به وجود می‌آید که به صورت جابه‌جایی سقف، انتشار ترک‌ها و شکست سقف پدیدار می‌شود. به علت تخریب سقف بلافاصله و نیز جابه‌جایی لایه‌های روباره همزمان با پیشروی جبهه‌کار، امکان گسترش شکستگی‌ها و ناپایداری سقف کارگاه وجود دارد. شکست سقف در یک کارگاه جبهه‌کار طولانی پیامدهای نامطلوبی از جمله توقف عملیات استخراج، خسارت به تجهیزات، جراحات و مرگ‌ومیر پرسنل معدن را به همراه خواهد داشت. در این پژوهش، رویدادهای بحرانی که بر شکست سقف کارگاه E3 معدن زغال‌سنگ پروده طبس موثر هستند، شناسایی شدند و با تکمیل پرسشنامه توسط کارشناسان معدن و اساتید دانشگاه، ریسک شکست سقف کارگاه با استفاده از رویکرد تحلیل درخت رویداد فازی ارزیابی شد. به این ترتیب برای تحلیل ریسک شکست سقف کارگاه، ده سناریو برای بررسی شکست یا عدم ‌شکست سقف بررسی و احتمال وقوع رویدادهای بحرانی محاسبه شد. بر اساس نتایج حاصل، احتمال وقوع شکست سقف در سناریوهای چهارم، دهم و هفتم به ‌ترتیب 68/5، 21/4 و 70/1 درصد و مقدار ریسک در این سه سناریو به ترتیب حدود 42/28، 05/21 و 51/8 است، بنابراین بحرانی‌ترین سناریو در این کارگاه، سناریو چهارم است که باید با کنترل به موقع رویدادهای بحرانی موثر بر این سناریو، اقدامات پیشگیرانه برای کاهش ریسک یا جلوگیری از وقوع شکست سقف اتخاذ شود.
کلیدواژه‌ها
ریسک شکست سقف؛ تحلیل درخت رویداد فازی؛ روش استخراج جبهه‌کار طولانی؛ معدن زغال‌سنگ طبس
عنوان مقاله [English]
Roof Failure Risk Assessment in Longwall Mining Using Fuzzy Event Tree Analysis
نویسندگان [English]
S. Mahdevari1؛ K. Shahriar2؛ A. Bahadorbeigi3
1Assistant professor, Dept. of Mining Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
2Professor, Dept. of Mining Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
3M.Sc, Dept. of Mining Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]
In longwall mining, after extracting each slice from the coal seam and advancing the face, a severe stress concentration is formed in the vicinity of the roof and coalface due to the stress disturbance and also the caving of the immediate roof, which resulted in roof displacement, cracks propagation, and roof failure. Due to the caving of the immediate roof and the displacement of the overburden layers by face advancement, there is a possibility of propagating the fractures and instability of the roof in the coalface. The roof failure in a longwall face will bring adverse consequences such as the stoppage of mining operations, damage to equipment, injuries, and fatalities. In this research, the critical events that are effective on the roof failure in the E3 panel at the Tabas coal mine were identified, and the risk of roof failure was evaluated using the fuzzy event tree analysis approach through filling out the questionnaire by the mining experts and faculties. In this way, ten scenarios were examined to analyze the risk of roof failure by checking the roof failure or non-failure, and then the probability of critical events was calculated. Based on the results, the probabilities of roof failure in the fourth, tenth, and seventh scenarios are respectively 5.68, 4.21, and 1.70 percent, and the risk values in these three scenarios are respectively 28.42, 21.05, and 8.51. Therefore, the most critical scenario in this research is the fourth one, in which the preventive measures should be taken through the timely control of critical events to reduce or prevent the risk of roof failure.
کلیدواژه‌ها [English]
Roof failure risk, Fuzzy event tree analysis, Longwall mining method, Tabas coal mine
سایر فایل های مرتبط با مقاله
مراجع
  1. Molinda, G., and Mark, C. (2010). “Ground failures in coal mines with weak roof”. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 15: 1-42.
  2. مهدوری، س.، شهریار، ک.، شریف‌زاده، م.؛ 1396؛ "ارزیابی مکانیزم شکست سقف کارگاه‌های جبهه‌کار طولانی با تجزیه و تحلیل امواج لرزه‌ای القایی". نشریه مهندسی معدن، دوره 12، شماره 37، ص 52-39.
  3. مهدوری، س.، شهریار، ک.، شریف‌زاده، م.؛ 1398؛ "تخمین تنش‌های اصلی القایی در کارگاه‌های جبهه‌کار طولانی از طریق وارونه‌سازی تانسور گشتاور لرزه‌ای". روش‌های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن، دوره 18، ص 47-31.
  4. Feng Ren, H., Cao, P., and Wen Zhao, X. (2021). “Strata movement and fracture evolution characteristics in adjacent seam mining”. Arabian Journal of Geosciences, 14(6): 1-14.
  5. Mahdevari, S., and Hayati, M. (2021). “Finite-difference based response surface methodology to optimize tailgate support systems in longwall coal mining”. Scientific Reports, 11(1): 2321.
  6. Cao, J., Su, H., Li, J., Wu, X., and Wang, E. (2023). “Research on Development Mechanism and Criterion of Upward Fractures in Longwall Face Mining”. Mathematical Problems in Engineering, 2023: 1-11.
  7. Xu, T., Hong Yang, T., Feng Chen, C., Lei Liu, H., and Lei Yu, Q. (2015). “Mining induced strata movement and roof behavior in underground coal mine”. Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources, 1(3-4): 79-89.
  8. Ardehjani, E. A., Ataei, M., and Rafiee, R. (2020). “Estimation of First and Periodic Roof Weighting Effect Interval in Mechanized Longwall Mining Using Numerical Modeling”. International Journal of Geomechanics, 20(2): 1-13.
  9. Mao, P., Hashikawa, H., Sasaoka, T., Shimada, H., Wan, Z., Hamanaka, A., and Oya, J. (2022). “Numerical Investigation of Roof Stability in Longwall Face Developed in Shallow Depth under Weak Geological Conditions”. Sustainability, 14(3): 1036.
  10. Xu, J. L., Qian, M. G., and Zhu, W. B. (2005). “Study on influences of primary key stratum on surface dynamic subsidence”. Yanshilixue Yu Gongcheng Xuebao/ Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 24(5): 787-791.
  11. Yang, S., Wang, J., Li, X., Ning, J., and Qiu, P. (2019). “In situ investigations into mining-induced hard main roof fracture in longwall mining: A case study”. Engineering Failure Analysis, 106: 104188.
  12. Li, Y. (2019). “Analytical examination for the stability of a competent stratum and implications for longwall coal mining”. Energy Science & Engineering, 7(2): 469-477.
  13. Gong, T., Xia, B., Lu, Y., Luo, Y., and Hu, H. (2020). “Study on the maximum pressure-causing stratum in longwall mining stope and its mechanics analysis”. Arabian Journal of Geosciences, 13: 566.
  14. Ji, S., He, H., and Karlovšek, J. (2021). “Application of superposition method to study the mechanical behaviour of overlying strata in longwall mining”. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 146: 104874.
  15. Rui, P., Meiling, F., Ruile, R., Jianming, Z., Qifeng, Z., and Zhenhua, O. (2022). “Study on the Law of Earth’s Surface Movement on Ultra-Long Working Face”. Geotechnical and Geological Engineering, 40(2): 587-603.
  16. Bai, E., Guo, W., Tan, Y., Guo, M., Wen, P., Liu, Z., Ma, Z., and Yang, W. (2022). “Regional Division and Its Criteria of Mining Fractures Based on Overburden Critical Failure”. Sustainability, 14(9): 5161.
  17. Han, P., Zhang, C., Ren, Z., He, X., and Jia, S. (2021). “The influence of advance speed on overburden movement characteristics in longwall coal mining: insight from theoretical analysis and physical simulation”. Journal of Geophysics and Engineering, 18(1): 163-176.
  18. Shi, X., and Zhang, J. (2021). “Characteristics of overburden failure and fracture evolution in shallow buried working face with large mining height”. Sustainability, 13(24): 13775.
  19. Ding, K., Wang, L., Wang, W., Wang, K., Ren, B., and Jiang, C. (2021). “Study on the Development Height of Overburden Water-Flowing Fracture Zone of the Working Face”. Geofluids, 2021: 5570884.
  20. Fu, B., Li, J., Tu, M., and Jin, N. (2022). “Study on the Synchronous Instability Mechanism of the Coal Wall and Direct Roof of High Soft Coal Seam”. Geofluids, 2022: 4703957.
  21. Li, C., He, Y., Sun, X., and Fu, Y. (2023). “Fracture Evolution Characteristics and Deformation Laws of Overlying Strata during the Initial Period of Longwall Mining: Case Study”. Sustainability, 15(11): 8596.
  22. Sabanov, S., Nikitin, O., and Pastarus, J. R. (2008). “Risk assessment of feasibility of roadheaders in estonian undergound mining”. Oil Shale, 25(2): 153-162.
  23. Pastarus, J., Sabanov, S., Shestakova, J., and Nikitin, O. (2009). “Risk Analysis of the Pillar Strength in the Estonia Mine”. Environment Technology Resources, Proceedings of the 7th International Scientific and Practical Conference, Vol. 1, Aug. 2009, 19-23.
  24. Wachtel, T., Quaranta, J., van Zyl, D., and Siriwardane, H. (2014). “Event tree analysis for room and pillar mining affecting permeability beneath surface bodies of water”. Georisk, 8(2): 106-116.
  25. Kumar, R., and Ghosh, A. K. (2017). “Mines Systems Safety Improvement Using an Integrated Event Tree and Fault Tree Analysis”. Journal of The Institution of Engineers (India): Series D, 98(1): 101-108.
  26. Mineo, S., Pappalardo, G., Urso, A. D., and Calcaterra, D. (2017). “Event tree analysis for rockfall risk assessment along a strategic mountainous transportation route”. Environmental Earth Sciences, 76(17): 1-21.
  27. Özfirat, M. K., Özkan, E., Kahraman, B., Şengün, B., and Yetkin, M. E. (2017). “Integration of risk matrix and event tree analysis: a natural stone plant case”. Sadhana-Academy Proceedings in Engineering Sciences, 42(10): 1741-1749.
  28. Wang, J., Hu, B., Dong, L., Chang, J., and Wang, W. P. (2020). “Safety pre-control of stope roof fall accidents using combined event tree and fuzzy numbers in China’s underground noncoal mines”. IEEE Access, 8: 177615-177622.
  29. Espinoza, C., Seccatore, J., and Herrera, M. (2020). “Chilean artisanal mining: a gambling scenario”. REM-International Engineering Journal, 73(2): 241-246.
  30. Momeni, E., Poormoosavian, M., Salmani Tehrani, H., and Fakher, A. (2021). “Reliability analysis and risk assessment of deep excavations using random-set finite element method and event tree technique”. Transportation Geotechnics, 29: 100560.
  31. Xie, T., and Gong, Z. (2019). “A Hesitant Soft Fuzzy Rough Set and its Applications”. IEEE Access, 7: 167766-167783.
  32. Dubois, D., and Prade, H. (1978). “Operations on fuzzy numbers”. International Journal of Systems Science, 9(6): 613-626.
  33. Jain, R. (1977). “A procedure for multiple-aspect decision making using fuzzy sets”. International Journal of Systems Science, 8(1): 1-7.
  34. Liou, T. S., and Wang, M. J. J. (1992). “Ranking fuzzy numbers with integral value”. Fuzzy Sets and Systems, 50(3): 247-255.
  35. Aven, T. (2008). “Risk Analysis: Assessing Uncertainties beyond Expected Values and Probabilities”. John Wiley & Sons, Ltd, pp. 208. DOI: 10.1002/9780470694435.
  36. Piadeh, F., Ahmadi, M., and Behzadian, K. (2018). “Reliability assessment for hybrid systems of advanced treatment units of industrial wastewater reuse using combined event tree and fuzzy fault tree analyses”. Journal of Cleaner Production, 201: 958-973.
  37. Fan, Y. W., Yu, G., Liao, X., Sun, J. J., and Xi, Y. W. (2018). “Application of fault tree analysis method in risk analysis of freezing damage in tunnels of cold regions based on fuzzy numbers”. Safe Environment Engineering, 25(6): 146-151.
  38. Li, M., Wang, H., Wang, D., Shao, Z., and He, S. (2020). “Risk assessment of gas explosion in coal mines based on fuzzy AHP and bayesian network”. Process Safety and Environmental Protection, 135: 207-218.
  39. Piantanakulchai, M., and Saengkhao, N. (2003). “Evaluation of alternatives in transportation planning using multi- stakeholders multi-objectives AHP modeling”. Proceedings of the Eastern Asia Society for Transportation Studies, Vol. 4,  October 2003, 1613-1628.
  40. Dalkey, N., and Helmer, O. (1963). “An Experimental Application of the DELPHI Method to the Use of Experts”. Management Science, 9(3): 458-467.
  41. Kang, H., Lou, J., Gao, F., Yang, J., and Li, J. (2018). “A physical and numerical investigation of sudden massive roof collapse during longwall coal retreat mining”. International Journal of Coal Geology, 188: 25-36.
  42. Arasteh, H., Esmaeili, K., Saeedi, G., and Ebrahimi Farsangi, M. A. (2022). “Discontinuous modeling of roof strata caving in a mechanized longwall mine in tabas coal mine”. International Journal of Geomechanics, 22(5): 4022040.
  43. Abad, F., and Naeni, L. M. (2020). “A hybrid framework to assess the risk of change in construction projects using fuzzy fault tree and fuzzy event tree analysis”. International Journal of Construction Management, 22(12): 2385-2397.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 511
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 132


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب