Measuring displacement and contact forces among the particles in unloading of slope by PFC2D (Particle Flow Code)

When instability is observed in the walls of open pit mining, at this time, engineers are faced with a moving mass which is a combination of materials that move on each other and on the main slip surface. Modeling of this movement can have an effective assistance to mining engineers to predict the movement behavior, displacement estimate, and the moving volumes. One of the suitable software which is capable of modeling of sliding behavior is PFC (Particle Flow Code). It is based on Discrete Element Method and released by the Itasca Company. In this paper, the modeling of sliding mass and unloading it in seven stages have been done. During the seven stages of unloading the maximum displacement and maximum contact forces among the particles are obtained. Maximum displacement happened in the fifth stage of the unloading and it is equal to 134.8 meters. Maximum contact forces occurred in the first stage of the unloading after initial equilibrium stage and it is equal to 1917 kN. The model for unloading of sliding mass presented in this paper is just an example and it is not a definite model for unloading of each sliding mass. Unloading of sliding mass depends on the situation of sliding mass and its volume and also mining limitations.

W przypadku wystąpienia niestabilności ścian pochyłego wyrobiska odkrywkowego, inżynierowie mają do czynienia z przemieszczającą się masa - będącą kombinacją materiałów przesuwających się względem siebie a także zsuwających się w dół po powierzchni spadu. Modelowanie tego ruchu może znacznie pomóc inżynierom-górnikom w prognozowaniu zachowań terenu w trakcie tego ruchu, do szacowania wielkości przemieszczeń i objętości przemieszczających się mas materiału. Jednym z programów wspomagających modelowanie przemieszczeń tego typu jest oprogramowanie Particle Flow Code PFC, rozprowadzane przez firmę Itasca, wykorzystujące metodę elementów dyskretnych. W pracy tej przeprowadzono modelowanie ruchu przesuwających się mas gruntu i wybierania wyrobiska pochyłego w siedmiu etapach. We wszystkich siedmiu etapach modelowania obliczono maksymalne przemieszczenia i siły kontaktowe pomiędzy cząstkami gruntu. Maksymalne przemieszczenia zarejestrowano w etapie piątym wybierania wyrobiska pochyłego, wyniosło ono 134.8 m. Maksymalna siła kontaktowe, która wystąpiła w etapie pierwszym po ustaniu pierwotnego stanu równowagi, wyniosła 1917 kN. Model wybierania przesuwającej się masy gruntu przedstawiony w pracy jest jedynie przykładem, nie jest to ścisły model mający zastosowanie do modelowania ruchu przesuwających się mas gruntu w trakcie wybierania. Wybieranie przesuwających się mas gruntu zależy od warunków przemieszczania się masy gruntu, jej objętości a także ograniczeń narzuconych przez uwarunkowania górnicze.