ارزیابی پایداری تونل دسترسی معدن انگوران به روش‌های رده‌بندی تجربی و تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP)

احمدی خونسارکی, ولی اله; ارومیه‌ای, علی; امیری, مهرداد; نیکودل, محمدرضا

doi:10.22084/nfag.2023.27215.1542

ارزیابی پایداری تونل دسترسی معدن انگوران به روش‌های رده‌بندی تجربی و تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP)

نویسندگان

¹ دانشجوی دکترا، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

² استاد گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

³ دانشجوی دکترا، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

⁴ دانشیار گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

10.22084/nfag.2023.27215.1542

چکیده

تونل دسترسی معدن سرب و روی انگوران زنجان به طول 1136 متر به‌ منظور استخراج زیرزمینی در تراز 2700 متری با سطح مقطع 5/7 مترمربع در آهک‌های مرمریتی شده حفر گردیده است. به‌منظور دسترسی کامیون‌ها به سینهکار جهت استخراج به روش کند و پوش، قرار است سطح مقطع تونل به 20 مترمربع افزایش داده شود. در این بررسی ضمن مطالعه روش‌های پایداری تونل‌ها و فضاهای زیرزمینی، شرایط پایداری تونل دسترسی معدن انگوران به روش‌های تجربی و تحلیل سلسله مراتبی فازی مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله اول با تهیه پرسشنامه‌ای از متخصصین شاغل در این زمینه نظرخواهی شده و سپس ساختار سلسله مراتبی ترسیم‌ شده است. در روش تجربی ضمن طبقه‌بندی تودهسنگ به روش‌های Q، RMR و GSI با استفاده از نتایج طبقه‌بندی Q، به دلیل تطابق بیشتر با منطقه، دو تیپ تحکیمات تعیین گردید که برای ۸۰ درصد تونل از تیپ ۱ با شاتکریت به ضخامت ۵ سانتی‌متر و میل مهار به طول 5/2 متر و فاصله 5/2 متر پیشنهاد شد. با توجه به شرایط یکسان در پارامترهای طبقه‌بندی تجربی با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی فازی، به‌عنوان یک معیار تحلیلی چندلایه اطلاعاتی بر اساس مقدار روباره، شاخص کیفی سنگ، فاصله‌داری، مقاومت سنگ و آب در پایداری تونل تعریف‌ شده و با وزندهی به لایه‌ها و هم‌پوشانی در محیط Arc GIS، نقشه پهنه‌بندی خطر ناپایداری در مسیر تونل ارائه می‌گردد که طبق نقشه به‌دست‌آمده انتهای تونل دارای بیشترین خطر ناپایداری است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Angouran mine access tunnel stability assessment using the experimental classification method and fuzzy hierarchical analysis (FAHP)

نویسندگان [English]

V. Ahmadi khounsaraki ¹
A. Uromeihy ²
M. Amiri ³
M. R. Nikudel ⁴

¹ Ph. D. student, Dept. of Geology, Faculty of sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

² Prof., Dept. of Geology, Faculty of sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

³ Ph. D. student, Dept. of Geology, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

⁴ Assoc. Prof., Dept. of Geology, Faculty of sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Zanjan Angaran lead and zinc mine access tunnel with the length of 1133 meters has been excavated for underground extraction at a level of 2700 meters with an existing cross section of 7.5 square meters. The tunnel cross-section is to be increased to 20 square meters in order to access the trucks for cut and cover extraction. In this study, while studying tunnelling and underground space stability methods, the stability conditions of Anguran mine access tunnel were investigated empirically, fuzzy hierarchical analysis. In the experimental method, while classifying rock masses by Q, RMR and GSI methods using Q classification results, two types of reinforcement were introduced, due to their greater conformity with the region, with 80% tunnelling of type 2 with 2cm shotcrete and rockbolts with 2.5 meters length and 2.5 meters spacing. According to the same conditions in the empirical classification parameters using fuzzy hierarchical analysis, as a multilayer information analytical criterion based on the amount of overburden, RQD index of rock, spacing, rock and water strength in defined tunnel stability and weighting to layers and overlap In Arc GIS environment, a hazard zoning map is presented in the tunnel, which according to the map of the end of the tunnel has the highest risk of instability.

کلیدواژه‌ها [English]

Tunnel stability
Experimental classification of rock mass
Anguran mine
Fuzzy hierarchical analysis and GIS

مراجع

Ahmadi khounsaraki, V., Uromeihy, A., Madanipour, S., Amiri, M (2022) Evaluation of geomechanical properties of argillite rocks in the region of south Makran (Chabahar-Nikshahr railway). New Findings in Applied Geology, 17 (33): 150- 168. doi: 10.22084/nfag.2022.26043.1514(in Persian).

Ajalloeian, R., Dadkhah, R., Hasan Mirzaei, Z (2009) Application of engineering geology in tunnels, Alavi Educators Publications, Iran, 334p. (in Persian).

Asgharpour, M (2008) Multi-criteria decision making, Tehran University Publications, Iran, 400p (in Persian).

Barton, N., Lien, R., And Lunde, J (1974) Engineering classification of rock masses for the design of tunnel support. Rock mechanics, 6(4): 189-236.‏

Bieniawski, Z. T (1973) Engineering classification of jointed rock masses. Trans S Afr Inst Civ Eng, 15(12): 335–344.

Bieniawski, Z. T (1974) Estimating the strength of rock materials. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 74(8): 312-320.‏

Burnol, L (1968) Contribution à l'étude des gisements de plomb et zinc del' Iran. essais de classification paragenetiqne [sic] (No. 11), Geological Survey of Iran.‏

Baynes, F. J., Fookes, P. G., Kennedy, J. F (2005) The total engineering geology approach applied to railwaysin the Pilbara. Western Australia, Bull Eng Geol Environ, 64: 67–94.

Bakhshndeh Amieh, H., Taei Semiromi, S., Rahimi, M., Pirmoradian, H (2014) Stability analysis of the support system for Sardasht long tunnel using convergence -confinement and Hoek-Brown criteria. Scientific Quarterly Journal of Iranian Association of Engineering Geology, 7: 83-92 (in Persian).

Babazadeh, R., Asghari Kaljahi, E (2022) Instability risk assessment of open cut trenches of Sungun copper mine by FAHP. Scientific Quarterly Journal of Iranian Association of Engineering Geology, 15(2): 91-112 (in Persian).

Feizi, A., Hezarkhani, A (2013) The Seperation of Geochemical Anomalies from Background by Concentration-Area Fractal Method (Angouran Area, Northwestern Iran). Advanced Applied Geology, 3(3): 43-53 (in Persian).

Hoek, E., Brown, E (1977) practical estimates off rock mass strength. rock mech and mine, 34(8): 1165-1186.

Javadi, M (2011) Selection of extraction method and stability analysis of Angoran underground lead and zinc mine. Master's thesis, Faculty of Mining. Tarbiat Modarres University of Tehran, (in Persian).

Jiang, L., Kong, P., Shu, J., Fan, K (2019) Numerical analysis of support designs based on a case study of a longwall entry. Rock Mechanics and Rock Engineering, 52(9): 3373-3384.

Momeni, M (2006) New topics of research in operations. Tehran, Tehran University Press, 252p (in Persian).

Marinos, M., Hoek, E (2001) Estimating the geological properties of heterogeneous rock masses such as flysh. Bulletin of the engineering geology and the environment, 60: 85-92.

OECD (1973) Optimization of Road Alignment by the Use of Computers. Paris.

Roshanghalb, M (2007) Investigation of behavior of created failure in North wall of Angooran mine with offering solution. M. Sc. thesis, Islamic Azad University of Tehran (in Persian).

Soltani, A (1999) Estimation of geotechnical parameters of rock mass and optimal slope design in Angooran mine. M. Sc. thesis, Tarbiat Modarres University of Tehran (in Persian).

Sabzevari, B., Fallah, A., Moshrefifar, M., Emami, E (2018) Sustainability Analysis and Design of water tunnel Maintenance system on Mashoorh Dam. Scientific Quarterly Journal of Iranian Association of Engineering Geology, 10: 97-111 (in Persian).

Trinh, N., Jonsson, K., (2013) Design considerations for an underground room in a hard rock subjected to a high horizontal stress field at Rana Gruber, Norway. Tunnelling and underground space technology, 38: 205-212.

Technical office of Angooran mine (2009) Geology report of Angooran mine (in Persian).

Torkamanjo, K., Najafi, M., Ghelijzadeh, J., Mehrnahad, H (2018) Estimation of Minimum Heterogeneous Face Support Pressure in Mechanized Tunneling Using Numerical and Analytical Methods, Case Study: Tehran Metro Line 7. Scientific Quarterly Journal of Iranian Association of Engineering Geology, 11(3): 47-60 (in Persian).

Uromeihy, A., Sadat Razavi, E., Baghri, V (2017) Evaluation of liquefaction hazard along Line 2 of Rasht Metro by the use of AHP fuzzy method. Scientific Quarterly Journal of Geosciences, 26 (103): 227-236. doi: 10.22071/gsj.2017.46612 (in Persian).

Uromeihy, A (2014) Advanced engineering geology. Tarbiat Modares University (in Persian).

Yaghoubi, E., Shamsadin Saeid, M., Maarefvand, P (2017) Slope stability analysis and evaluation of further major failure in Angooran open-pit mine. Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering, 6 (12): 33-45 (in Persian).

Zarei, H. R., Uromeihy, A. Sharifzadeh, M (2013) A new tunnel inflow classification system through sedimentary rock masses. Tunneling and underground space technology, 34: 1–12.