Bányarézsűk állékonysága / Stability of open-pit mines

Erre a témakiírásra nem lehet jelentkezni.
Nyilvántartási szám: 
20/55
Témavezető neve: 
Témavezető e-mail címe:
gorog.peter@emk.bme.hu
A témavezető teljes publikációs listája az MTMT-ben:
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése: 
Külszíni bányák rézsűi a legtöbb esetben magasak, akár 100 m-t is meghaladó magasságúak. Stabilitásuk lényeges szempont a biztonságos bányászathoz, valamint a bánya felhagyása után természetes követelmény a megmaradó rézsűkkel szemben a stabilitás. A bányarézsűk anyaga a legtöbb esetben rétegzett és az egyes rétegek heterogén felépítésűek, így nem jellemezhetők biztonságosan átlagos fizikai, nyírószilárdsági paraméterekkel. Ezáltal az állékonyság determinisztikus értelmezése önmagában nem feltétlenül szolgáltat megfelelő eredményeket a stabilitás szempontjából. Fontos a rétegek tulajdonságainak statisztikai jellemzése. Sok esetben még tapasztalati úton, méretezési görbék segítségével határozzák meg a rézsűk geometriáját. Napjainkban, azonban a számítási kapacitások bővülésével, előtérbe kerültek a valószínűségalapú módszerek a rézsűállékonyság számításában, rézsűk tervezésekor.
Ilyen jellegű témák kidolgozásakor elengedhetetlen megfelelő rendelkezésre álló adat és mintaterület a vizsgálatokhoz. A Mátrai Erőmű Zrt. Geológiai és Hidrológiai Osztálya a kutatáshoz biztosítja a mintaterületet és a szükséges adatokat. A segítségükkel a kutatáshoz rendelkezésre állnak a visontai és bükkábrányi lingnitbányák rézsűinek geometriai és geológiai adatai. 
A tervezett kutatási témát a nemzetközileg már meghatározott alapoktól kezdjük, aminek a továbbfejlesztését tervezzük a fentebb bemutatott mintaterületek vizsgálataival. 
A doktorandusz hallgató feladata a téma rendelkezésre álló irodalmából kiindulva a nagy magasságú bányarézsűk állékonyság-vizsgálata, figyelembe véve a geológiai felépítésből adódó bizonytalanságokat. A vizsgálatokat többféleképpen, determinisztikus és valószínűség alapon is el kell végezni, az eredmények összehasonlításával. A numerikus vizsgálatokhoz többféle számítási módszereket lehet és kell használni pl.: egyensúlyi, végeselemes módszereket. A tanszéken rendelkezésre állnak a vizsgálatokhoz használható szoftverek. Fontos része a témának, a fentebb említett, geológiai felépítésből adódó bizonytalanságok számszerűsítése és az eredményekben való megjelenítése.
A kutatás eredménye várhatóan jól használható lesz ilyen jellegű bányarézsűk méretezéséhez és egyéb geotechnikai rézsűállékonysági feladatok megoldásához, figyelembe véve a geológiai bizonytalanságokat. 
 
***
 
The slopes of open-pit mines are mainly high, sometimes higher than 100 m. The stability of them is essential for the safety mining activities and the stability is a natural requirement for slopes of abandoned open-pit mines. These kinds of mines usually have layered geological structure. The material of individual layers is mostly heterogeneous. Therefore they cannot be described well by the mean values of physical and shear strength parameters. The deterministic interpretation of the slope stability itself is not enough for determining the safety of a slope. Therefore, the statistical interpretation of the properties of the layers is essential. There are open-pit mine slopes whose geometry was designed by experimental charts. Nowadays, the calculation capacities enable the slope stability analyses and design by statistical methods.
For the investigation of these kinds of topics, it is important to have enough appropriate data and sample site. The Geological and Hydrological Division of Mátra Power Plant Ltd. provides the sample site with the necessary data. With the help of them, the geometrical and geological data of Visonta and Bükkábrány lignite open pit mines are available for the topic.
The planned research starts from internationally described basic results which should be developed according to the data and investigation of above-described sample sites.
The task of the PhD student, starting from the available international literature of the topic, is the stability analyses of high slopes of open-pit mines, taking into consideration the geological uncertainties. The investigations should be done by deterministic and probabilistic approach as well with the comparison of the results. The numerical calculations can be done by different methods such as equilibrium and finite element methods. The department has the necessary software for the analyses. One of the most important parts of the topic is the quantification of the above mentioned geological uncertainties. 
The result of the research can be used for the design of these kinds of open-pit mines and other slope stability analysis, taking into consideration the geological uncertainties.
 
A téma meghatározó irodalma: 
1. Obregon C., Mitri H. 2019. Probabilistic approach for open pit bench slope stability analysis – A mine case study, International Journal of Mining Science and Technology, 29. 629-640, https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2019.06.017
2. Amoushahi S., Grenon M., Locat J., and Turmel D. 2018. Deterministic and probabilistic stability analysis of a mining rock slope in the vicinity of a major public road — case study of the LAB Chrysotile mine in Canada. Canadian Geotechnical Journal, 55, 10, https://doi.org/10.1139/cgj-2017-0298
3. Vanneschi C., Eyre M., Burda J., Žižka L., Francioni M., Coggan J.S. 2018. Investigation of landslide failure mechanisms adjacent to lignite mining operations in North Bohemia (Czech Republic) through a limit equilibrium/finite element modelling approach, Geomorphology, Vol. 320, 1, 142-153, https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2018.08.006
4. Verma, D., Kainthola, A., Thareja, R. et al. Stability analysis of an open cut slope in Wardha valley coal field. J Geol Soc India 81, 804–812 (2013). https://doi.org/10.1007/s12594-013-0105-8
5. Görög P., Török Á. 2007. Slope stability assessment of weathered clay by using field data and computer modelling: a case study from Budapest. NATURAL HAZARDS AND EARTH SYSTEM SCIENCES (ISSN: 1561-8633) (eISSN: 1684-9981) 7: (3) pp. 417-422.
A téma hazai és nemzetközi folyóiratai: 
1. Magyar Építőipar
2. Földtani Közlöny
3. Central European Geology
4. Periodica Politechnica Civil Engineering
5. Natural Hazards and Earth System Sciences
6. Geomorphology
A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja: 
1. Ákos Török, Árpád Barsi, Gyula Bögöly, Tamás Lovas, Árpád Somogyi, Péter Görög (2018) Slope stability and rockfall assessment of volcanic tuffs using RPAS with 2-D FEM slope modelling. NATURAL HAZARDS AND EARTH SYSTEM SCIENCES 18:(2) pp. 583-597.
2. Borbély D, Megyeri T, Görög P (2015) Significance of Joint Pattern on Modelling of a Drill and Blast Tunnel in Crystalline Rock, In: Giorgio Lollino, Daniele Giordan, Kurosch Thuro, Carlos Carranza-Torres, Faquan Wu, Paul Marinos, Carlos Delgado (szerk.), Engineering Geology for Society and Territory - Volume 6: Applied Geology for Major Engineering Projects. Konferencia helye, ideje: Torino, Olaszország, 2014.09.15-2014.09.19. Cham (Németország): Springer International Publishing, 2015. pp. 905-908. (ISBN:978-3-319-09059-7)
3. Bögöly Gyula, Görög Péter (2015) Numerical Testing of a Small-Scale Stone Masonry Arch, PERIODICA POLYTECHNICA-CIVIL ENGINEERING 59:(4) pp. 567-573.
4. Barsi Ildikó, Görög Péter, Török Ákos (2012) Engineering geologic evaluation of overcompacted claystone, new metro line, Budapest, CENTRAL EUROPEAN GEOLOGY 55:(3) pp. 223-240. (2012)
5. Zenah J., Görög P., Török Á. 2020, Stability of Underground Excavation in Porous Limestone: Influence of Water Content, Acta Mountanistica Slovaca, 25, x-x. (Megjelenés alatt)
A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye: 
1. Bögöly Gy., Borbély D., Görög P. 2014. Előkészítő vizsgálatok kőboltozat laboratóriumi modellezéséhez, MAGYAR ÉPÍTŐIPAR 64: (4)
2. Görög P., Vámos M., Török Á., Vásárhelyi B. 2010. A Geológiai Szilárdsági Index (GSI) magyarországi alkalmazhatósága. FÖLDTANI KÖZLÖNY (ISSN: 0015-542X) 140: (1) pp. 89-96.
3. Barsi Ildikó, Görög Péter, Török Ákos (2012) Engineering geologic evaluation of overcompacted claystone, new metro line, Budapest, CENTRAL EUROPEAN GEOLOGY 55:(3) pp. 223-240. (2012)
4. Bögöly Gy., Görög P. (2015). Numerical Testing of a Small-Scale Stone Masonry Arch. PERIODICA POLYTECHNICA-CIVIL ENGINEERING 59:(4) pp. 567-573.
5. Ákos Török, Árpád Barsi, Gyula Bögöly, Tamás Lovas, Árpád Somogyi, Péter Görög (2018) Slope stability and rockfall assessment of volcanic tuffs using RPAS with 2-D FEM slope modelling. NATURAL HAZARDS AND EARTH SYSTEM SCIENCES 18:(2) pp. 583-597.
Hallgató: 

A témavezető eddigi doktoranduszai

Borbély Dániel (2013/2018/)
Bögöly Gyula (2012/2015/2016)
Jalal ZENAH (2017//)
Oláh Petra (2021//)
Státusz: 
elfogadott