NUMERICAL SIMULATION of STRESS CONCENTRATIONS on PILLARS in a TYPICAL LONGWALL MINE

Ahmet Güneş Yardımcı

Makale detayları

NUMERICAL SIMULATION of STRESS CONCENTRATIONS on PILLARS in a TYPICAL LONGWALL MINE

Yazarlar:

Ahmet Güneş Yardımcı

Yayıncı:

Süleyman Demirel University

Ana Başlıklar:

Yer Bilimleri ve Jeoloji Mühendisliği (Diğer)

Dergi:

Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi Vol.11 Issue 2, pp.729-742

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

6/2023

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001291993

pISSN:

1308-6693

Anahtar kelimeler:

Özet:

 Coal is still the major resource to meet the expanding energy demand and widely used in coal-fired thermal power plants taking the advantage of rich reserves and cost-effective production. Longwall mining is a method that is widely used in Türkiye, 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.

 Coal is still the major resource to meet the expanding energy demand and widely used in coal-fired thermal power plants taking the advantage of rich reserves and cost-effective production. Longwall mining is a method that is widely used in Türkiye, 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.

 Coal is still the major resource to meet the expanding energy demand and widely used in coal-fired thermal power plants taking the advantage of rich reserves and cost-effective production. Longwall mining is a method that is widely used in Türkiye, 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.

 Kömür, zengin kaynaklar ve maliyet etkin üretim avantajları sunması nedeniyle günümüzde halen en sık kullanılan ve genişleyen enerji talebini karşılamak üzere termik santrallerde değerlendirilen bir yakıttır. 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.

Makale detayları

NUMERICAL SIMULATION of STRESS CONCENTRATIONS on PILLARS in a TYPICAL LONGWALL MINE

Yazarlar:

Ahmet Güneş Yardımcı

Yayıncı:

Süleyman Demirel University

Ana Başlıklar:

Yer Bilimleri ve Jeoloji Mühendisliği (Diğer)

Dergi:

Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi Vol.11 Issue 2, pp.729-742

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

6/2023

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001291993

pISSN:

1308-6693

Underground Coal Mining

Longwall Mining

Distinct Element Method

Stress AnalysisYeraltı Kömür Madenciliği

Uzunayak Madenciliği

Ayrık Eleman Yöntemi

Gerilim Çözümlemesi

Sayı

Makale detayları

Yazarlar: Ahmet Güneş Yardımcı

Yayıncı: Süleyman Demirel University

Ana Başlıklar: Yer Bilimleri ve Jeoloji Mühendisliği (Diğer)

Dergi: Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi Vol.11 Issue 2, pp.729-742

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 6/2023

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2001291993

pISSN: 1308-6693

Sayı

Yazarlar:

Ahmet Güneş Yardımcı

Yayıncı:

Süleyman Demirel University

Ana Başlıklar:

Yer Bilimleri ve Jeoloji Mühendisliği (Diğer)

Dergi:

Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi Vol.11 Issue 2, pp.729-742

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

6/2023

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001291993

pISSN:

1308-6693