Σχεδιασμός και αξιολόγηση ευστάθειας υπόγειας εκμετάλλευσης μαρμάρων

Γεωργίου, Νικόλαος; Georgiou, Nikolaos

dc.contributor.author	Γεωργίου, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Georgiou, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2023-01-13T09:14:13Z
dc.date.available	2023-01-13T09:14:13Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56677
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24375
dc.rights	Default License
dc.subject	Μάρμαρο	el
dc.subject	Υπόγεια εκμετάλλευση	el
dc.subject	Θάλαμοι και στύλοι	el
dc.subject	Σχεδιασμός εκμετάλλευσης	el
dc.subject	Αξιολόγηση ευστάθειας	el
dc.subject	Marble	en
dc.subject	Underground exploitation	en
dc.subject	Room and pillar	en
dc.subject	Exploitation design	en
dc.subject	Stability assessment	en
dc.title	Σχεδιασμός και αξιολόγηση ευστάθειας υπόγειας εκμετάλλευσης μαρμάρων	el
dc.title	Design and stability assessment of underground marble exploitation	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μεταλλευτική τεχνολογία	el
heal.classification	Mining technology	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-10-17
heal.abstract	Την τελευταία δεκαετία η υπόγεια εκμετάλλευση μαρμάρων επιλέγεται πλέον ολοένα και περισσότερο από τις λατομικές επιχειρήσεις μαρμάρου. Εφόσον εφαρμοστεί σωστά, είναι σε θέση να προσφέρει σημαντικά συγκριτικά πλεονεκτήματα έναντι της υπαίθριας. Για τον σωστό σχεδιασμό μια υπόγειας εκμετάλλευσης μαρμάρου και την εξασφάλιση της ευστάθειάς της, είναι απαραίτητη η ενδελεχής μελέτη του λατομικού και του ευρύτερου χώρου πριν το ξεκίνημα της εκμετάλλευσης, καθώς και η συνεχής παρακολούθηση και αξιολόγηση της συμπεριφοράς της όσο λειτουργεί. Η παρούσα διπλωματική εργασία επιχειρεί να διερευνήσει την επίδραση διαφόρων παραμέτρων στην ευστάθεια στύλων μαρμάρου. Οι παράμετροι που διερευνώνται είναι ο λόγος πλάτους/ύψος (Wp/Hp) των στύλων, η αντοχή σε μονοαξονική θλίψη (UCS) άρρηκτου πετρώματος, ο γεωλογικός δείκτης GSI, η παρουσία δικτύου ασυνεχειών εντός της δομής των στύλων και το πλάτος των θαλάμων (Wr). Οι μελέτες που γίνονται είναι δύο ειδών. Η πρώτη αξιολόγηση της συμπεριφοράς των στύλων πραγματοποιείται με τη βοήθεια εμπειρικών σχέσεων και τη θεωρία της συνεισφέρουσας επιφάνειας, ενώ η δεύτερη βασίζεται σε δισδιάστατα μοντέλα πεπερασμένων στοιχείων (RS2). H μέθοδος των θαλάμων και στύλων, που αξιοποιείται στις υπόγειες εκμεταλλεύσεις μαρμάρων, είναι δύσκολο να προσομοιωθεί ικανοποιητικά σε τέτοια μοντέλα, μιας και η αρχή της μεθόδου έχει τρισδιάστατη όψη. Με σκοπό την μοντελοποίηση της τρισδιάστατης γεωμετρίας και των φορτίσεων που αναπτύσσονται, αξιοποιείται η προσεγγιστική τεχνική του εξωτερικού φορτίου q. Η επιλογή της μεταξύ άλλων τεχνικών γίνεται μετά από συγκριτική αξιολόγηση με τα αποτελέσματα του τρισδιάστατου μοντέλου (RS3). Παρά την ικανοποιητική προσέγγιση των μέγιστων κύριων τάσεων σ1 της στέψης, η τεχνική του εξωτερικού φορτίου q υποεκτιμά τις αντίστοιχες τάσεις στο μέσο του στύλου. Τα αποτελέσματα των αριθμητικών αναλύσεων αξιολογούνται τόσο ανά ομάδες όσο και στο σύνολό τους. Την μεγαλύτερη ποσοστιαία αύξηση στους συντελεστές ασφαλείας επιφέρει η αύξηση του γεωλογικού δείκτη GSI κατά 10 μονάδες, δείγμα της επίδρασής του στην αντοχή των στύλων. Στα εξεταζόμενα μοντέλα δεν παρατηρείται καμία αστοχία στη δομή των στύλων. Σε μερικά, μόνο, μοντέλα παρατηρούνται σημεία αστοχίας στους θαλάμους που τους περιβάλλουν. Από την αξιολόγηση των δύο ειδών μελέτης συμπεραίνεται η υπερεκτίμηση των συντελεστών ασφαλείας από τις εμπειρικές σχέσεις	el
heal.abstract	During the last decade, underground marble exploitation has been increasingly chosen by marble companies. If properly implemented, it can offer significant comparative advantages over open-pit exploitation. In order to properly design an underground marble exploitation and ensure its stability, a thorough study of the quarry and the surrounding area is essential before starting the operation, as well as continuous monitoring and evaluation of its behaviour during its life span. This thesis attempts to investigate the effect of various parameters on the stability of marble pillars. The parameters that are investigated are the ratio of pillar width to height (Wp/Hp), the uniaxial compressive strength (UCS) of intact rock, the Geological Strength Index (GSI), the presence of a discontinuity network within the pillar structure, and the width of rooms (Wr). The behaviour of the pillars is studied in two different manners. The first one makes use of empirical strength formulas and the tributary area method, while the second one is based on 2D finite element models (RS2). The room and pillar method, which is utilized in underground marble quarries, is difficult to simulate adequately in such models, since it has a three-dimensional aspect. In an attempt to model the 3D geometry and the loading states developed, the external load technique is used. Its selection among other techniques is made after benchmarking with the results of the 3D model (RS3). Despite the satisfactory approach of the maximum principal stresses (σ1) of the crown, the external load technique underestimates these kinds of stresses in the middle of the pillar. The results of the numerical analyses are evaluated both by groups and as a whole. The maximum percentage increase of the safety factors is achieved by increasing the GSI value by 10 points, indicating its effectiveness on the pillar strength. In the tested models there is no sight of component failure within the pillar structure. In only a few models, points of failure are observed in the surrounding rooms. From the evaluation of the two types of study, it is concluded that the empirical formulas tend to overestimate the safety factors.	en
heal.advisorName	Μπενάρδος, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Μπενάρδος, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Νομικός, Παύλος	el
heal.committeeMemberName	Ζευγώλης, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλευτικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	180 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false