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By C. Tan, C. Detournay

Wellbore stability is a major concern for drilling in naturally fractured formations. The infiltration of drilling mud into the fractures is a factor, which may compromise wellbore integrity due to the loss of strength experienced by the fractures. The reduction in the fracture frictional and cohesive properties is attributed to weakening of the infill materials and lubrication of fracture asperities by the mud filtrate. One way to investigate the influence of mud infiltration on wellbore stability in fractured formations is to use a numerical modeling approach. A requirement for the numerical model is the ability to predict the region of mud infiltration. This paper describes a numerical technique to model the extent of mud infiltration for application in coupled fluid-mechanical simulations in densely fractured rock masses using the computer code, UDEC. Several factors are considered including fracture pattern, in-situ stresses, reduction in joint frictional angle and cohesion, viscosity of the mud filtrate and fracture plugging. Results of numerical simulations are presented to illustrate the technique and show the influence of these factors on the extent of mud infiltration. Un des problèmes importants posés par le forage en milieu fissuré saturé, est celui du maintient de la stabilité du puit. L’infiltration de boue de forage dans le massif peut avoir pour effet de réduire les propriétés frictionnelles et cohésives des fractures et de compromettre ainsi la stabilité du puit de forage. Le radoucissement des propriétés des fractures est attribué à la dégradation du materiau de remplissage et au pouvoir lubrifiant des boues. L’analyse numérique offre un moyen d’investiguer l’influence jouée par l’infiltration de boue sur la stabilité du puit. Un des critères de sélection du modèle numérique sera son pouvoir de prédiction du domaine d’infiltration de boue. Cet article décrit une technique numérique permettant de modéliser l’infiltration de boue de forage dans le cadre de simulations hydro-mécaniques, en milieu à haute densité de fractures, effectuées avec le logiciel de calcul UDEC. Parmis les facteurs tenus en compte, on trouvera la nature du réseau de fractures, les contraintes in-situ, le radoucissement en friction et cohésion des joints, la viscosité de la boue et le bourrage des fractures. Des résultats de simulations sont présentés pour illustrer la technique et montrer l’influence de ces facteurs sur la taille du domaine d’infiltration de boue. Bohrlochstabilität ist ein wichtiger Aspekt für das Bohren in geklüfteten Gebirgsformationen. Das Eindringen der Bohrlochstützflüssigkeit in die Klüfte kann die Bohrlochintegrität wegen des Verlustes der Festigkeit des Kluftsystems gefährden. Die Reduktion der Reibung und kohäsiven Eigenschaften ist der Schwächung der Kluftfüllung und der Schmierwirkung der eingerungenen Stützflüssigkeit in Bezug auf die Kluft-Asperities geschuldet. Numerische Berechnungen sind ein Weg zur Untersuchung des Einflusses der Infiltration der Bohrlochstützflüssigkeit auf die Bohrlochstabilität in geklüfteten Gebirgsformationen. Eine Voraussetzung für numerische Modelle ist die Fähigkeit den Bereich der Infiltration der Stützflüssigkeit zu prognostizieren. Diese Publikation beschreibt ein numerisches Verfahren, um die Reichweite der Infiltration von Stützflüssigkeiten mittels fluid-mechanisch gekoppelter Simulationen im engständig geklüfteten Gebirge mit dem Programm UDEC zu modellieren. Verschiedene Faktoren, wie Kluftmuster, Gebirgsspannungszustand, Reduktion von Kluftreibungswinkel- und kohäsion, Viskosität der Stützflüssigkeit und Rissabdichtung wurden untersucht. Ergebnisse numerischer Simulationen werden präsentiert, um die Vorgehensweise zu illu

Jan 1, 2003

By U. Singh, E. T. Brown, J. Coxon

The rapid fracturing and deformation that occurs around excavations during rock bursts demand that support and reinforcement systems have both deformability and damping capabilities. The energy demand and supply approach currently used in design is considered to be too simplified to represent adequately the rock burst process and the support and reinforcement system requirements. Momentum change may be a necessary second criterion for the analysis of dynamic loading situations. At the St Ives Gold Mining Company, DE plates made from conveyor belt rubber, and dynamic cables with sliding anchors have been developed and used to improve the dynamic performance of support and reinforcement systems. La fracturation rapide et la déformation qui se produisent autour des excavations lors de coups de terrain demandent que les systèmes d’armature et de support soient déformables et aient une capacité d’amortissement. L’approche basée sur l’énergie actuellement utilisée pour la conception est considérée être trop simplificatrice pour représenter adéquatement les coups de terrain et les paramètres de conception des systèmes d’armature et de support requis. Le changement de quantité de mouvement pourrait être un second critère nécessaire pour l’analyse des cas de charge dynamnique. St Ives Gold Mining Company a développé et utilisé des plaques « DE » constituées de caoutchouc de courroie de convoyeur et des câbles dynamiques avec ancrage coulissant afin d’améliorer la performance dynamique des systèmes d’armature et de support. Die ploetzliche Rissbildung und Verformung, die sich in Baugruben waehrend eines Felseinbruchs ereignet, verlangt Stuetz- und Verstaerkungssysteme, welche verformbare und mildernde Eigenschaften aufweisen. Die derzeitlich gebraeuchliche Methode den Entwurf auf den Energiebedarf und dessen Abdeckung zu basieren, wird als eine unannehmbare Vereinfachung betrachtet, da sie den Felseinbruch und die benoetigten Unterstuetzungs– und Verstaerkungssysteme unzulaenglich darstellt. Die Aenderung der Umstaende kann einen zweiten Ansatz fuer die Analyse der Lastsituation erforderlich machen. Die St.Ives Gold Mining Company hat DE Platten aus Foerderband-Gummi und elastischen Kabeln mit verschiebbaren Verankerung entwickelt und dazu verwendet, die dynamische Kapazitaet der Unterstuetzungs- und Verstaerkungssysteme zu verbessern.

Jan 1, 2003

By D. Boshoff

The ability of an explosive to break rock is influenced considerably by the extent of confinement in the blasthole. It is believed that confinement is improved by the use of adequate stemming. The aim of this paper is to present the results of the first and second stages of developing a stemming performance testing rig for small diameter boreholes. The rig was used to compare and contrast the performance of different designs of products. The results showed that different stemming products have differences in terms of their functionality, which can have a major impact on the efficiency of rock breaking. Two test procedures were used, one through the exclusive use of compressed air and the second using a purpose-built high pressure test rig with small quantities of explosives. Both tests were used to identify and evaluate the ability of various stemming products to resist the escape of explosive gas through the collar of a blasthole. An investigation was done to determine the types of stemming products most commonly used in South African underground hard rock mines, and these products were used during the tests. The first stage of tests using compressed air only did not prove adequate to predict with certainty the pressure behaviour in the borehole of a particular product under high pressure conditions. The purpose-built high pressure test rig also did not prove to be a very effective tool to test stemming products under high pressure conditions. The test rig incorporated only the effect of gas pressure on the stemming product, and excluded the effect of the shock wave. This study therefore proved that to take into account only the gas pressure generated in the blasthole is not sufficient to effectively test stemming product performance.

Jan 1, 2011

By J. Xiao, Y. Jiang, Y. Tanabashi, Z. Song

Modelling the effect of blasting-caused damage, anisotropy of rock masses and excavation sequence on deformational behaviour and stability of large-scale underground caverns is important in the design and information-oriented construction of the pumped storage power plant. A powerful three-dimensional numerical method that can be applied for that purpose is presented in this paper. Damaged range caused by blasting and mechanical properties of rock masses near to the walls of caverns are determined by using the back analysis approach in which three lines of the measurement results during the arch part excavation process were used to verified the simulations. Finally, applying the improved model and properties of rocks, the cavern stability and reinforcement effect of the preliminarily designed support system are also estimated for the safety in the bench excavation process. La création de modèles des effets relatifs aux dommages résultant des explosions, à l’anisotropie des masses rocheuses et à la séquence d’excavation quant au comportement à la déformation et à la stabilité des cavernes souterraines de grandes dimensions est une étape importante dans l’étude et la construction sur ordinateur de centrales hydrauliques à accumulation par pompage. Cet article traite d’une méthode numérique tri-dimensionnelle puissante applicable à cet effet. La gravité des dommages résultant des explosions et les propriétés mécaniques des roches à proximité des parois de la caverne sont déterminées par une analyse du fond dans laquelle les simulations sont vérifiées à l’aide de trois lignes de résultats de mesures prises durant le processus d’excavation de la partie arche. Finalement, la stabilité de la caverne et les effets du renforcement du système de support préalablement conçu sont estimés par application du modèle amélioré et des propriétés de la roche, pour application à la sécurité durant le processus d’excavation en gradins. Nachahmung der Wirkungen von durch Explosionen hervorgerufenen Schäden, Anisotropie der Gesteinsmassen und der Ausschachtungssequenz auf das Verformungsverhalten und die Stabilität großräumiger Untergrundhöhlen ist für das Design und den informationsorientierten Bau von Pumpenkraftwerken wichtig. Entsprechend der Vorgaben in dieser Arbeit kann ein leistungsfähiges, dreidimensionales numerisches Verfahren für diesen Zweck eingesetzt werden. Der durch Explosionen und die mechanischen Eigenschaften des Gesteins bedingte Schadensumfang im Bereich der Höhlenwände kann mit Hilfe eines retroversen Analyseansatzes bestimmt werden, bei dem die drei bei der Ausschachtung resultierenden Messlinien dazu genutzt wurden, die Simulationen zu bestätigen. Abschließend wurde außerdem durch Einsatz verbesserter Modelle und Gesteinseigenschaften die Auswirkungen vorläufig entworfener Unterstützungssystem auf die Höhlenstabilität und Verstärkungswirkungen hinsichtlich der Sicherheit bei Böschungsausschachtung abgeschätzt.

Jan 1, 2003

By C. Erichsen, J. Werfling

ABSTRACT: A three-dimensional elastic constitutive model for rock salt is proposed. This stress strain law takes into account the three phases of creep (transient, steady state and accelerated creep), dilatancy, as well as the failure and post failure behaviour. The model was implemented into a finite element program and validated on the results of laboratory tests and in situ measurements. A good qualitative and quantitative agreement with the test and measurement results is achieved. A stability analysis for an underground repository in rock salt is presented. ZUSAMMENFASSUNG: Es wird ein dreidimensionales elastisch-viskoplastisches Stoffgesetz für Steinsalz vorgestellt. Mit diesem Stoffgesetz können die drei Kriechphasen (primäres, sekundäres und tertiäres Kriechen), Dilatanz sowie das Bruch- und Nachbruchverhalten erfaßt werden. Dieses Modell wurde in ein Rechenprogramm, das auf der Methode der finiten Elemente basiert, implementiert und an Ergebnissen von Laborversuchen und in-situ-Messungen validiert. Die Versuchs- und Meßergebnisse lassen sich mit diesem Stoffgesetz qualitativ und quantitativ gut nachvollziehen. Als Anwendungsbeispiel wird der Standsicherheitsnachweis für eine Untertagedeponie im Steinsalz erläutert. RÉSUMÉ: Cet article présente un modéle constitutive élastique/viscoplastique à trois dimensions pour sel gemme. Ce modéle comprend les trois stade de fluage (fluage primaire, secondaire et tertiaire), la dilatation, le comportement de défaillance et d'après défaillance. Il est implanté dans un programme de calcul aux éléments finis. À l'aide des essais laboratoire et des mésures in situ, le modéle a été validé. Les résultats des essais et des mesures concordent qualitatifs et quantitatifs aux résultats des calculations.

Jan 1, 2003

By T. van Heerden

A range of supported gold catalysts was prepared by ion exchange, varying many of the preparation variables, including concentration in the precursor solution, washing procedure, as well as drying and calcination procedures. These catalysts have been characterized extensively. TEM images show essentially the same crystallite size distributions, between 2?5 nm, for almost all catalysts, the only exception being catalysts not washed in ammonia, which did not show any small crystallites. Additional characterization with SEM yielded an interesting discovery. Catalysts that appear identical on the TEM also contain some large crystallites in the range of 50?500 nm. Differences in dispersion due to the drying procedure not seen on the TEM can now be observed. Oxygen chemisorption is being investigated as an additional method to characterize gold based catalysts to complement the typically used electron microscope techniques.

Jan 1, 2012

By K. J. Oliver, A. G. Meyers, S. P. Hunt

Deformation Rate Analysis (DRA) and porosimetry have been used to demonstrate the “stress memory” effect in rock and to estimate the vertical in-situ stress in samples of fine-coarse grained sandstone and carbonaceous mudstone. The results of this study indicate that the stresses predicted using both methods are similar to those determined from depth and density of the overburden rocks. The results confirmed that DRA was still applicable even when the core had been sampled 18 months prior to testing. Additionally, the DRA results were modelled using the software PFC2D. A uniaxial test was modelled using the same rock parameters as those observed for the actual core samples. This numerical technique can be used as an aid for DRA results analysis, and can also be used to predict the minimum stress level at which the DRA technique is applicable. The results confirm that any rock mechanics laboratory having standard test equipment could apply the DRA method combined with standard UCS testwork to determine the in-situ stress. Mit der Analyse der Deformationsrate (DRA) und der Anwendung der Porosimetrie wird der Spannungsgedaechtnisseffekts (Stress Memory Effect) im Fels demonstriert, und es werden Abschaetzungen fuer die vertikale in-situ Spannung einer Probe aus mittelgrobem Sandstein und carbonierten Lehmstein getroffen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, dass die mit Hilfe dieser beiden Methoden ermittelten Spannungen sind vergleichbar. Die Ergebnisse bestaetigen, dass DRA noch anwendbar ist, wenn die Proben schon 18 Monate vor Untersuchungsbeginn gesammelt worden sind. Darueber hinaus wurden die DRA Ergebnisse mit Hilfe des Sofwarepakets PFC modelliert. Ein einaxialer Test wurde mit genau die gleichen Felsparametern, die fuer die eigentliche Probe gelten, modelliert. Diese numerische Methode kann sowohl als eine Unterstuetzung fuer DRA Ergebnisanalyse als auch zur Ermittlung der minimalen Spannung, bei dem die DRA Methode noch anwendbar ist, herangezogen werden. Die Ergebnisse bestaetigen, dass jedes Felsmechaniklabor, das mit den ueblichen Testgeraeten ausgestattet ist, die DRA Methode in Kombination mit dem Standard UCS Testarbeit zur Bestimmung der in-situ Spannungen anwenden kann. L'Analyse du Taux de la difformité (DRA) et les porosimetry ont été utilisés démontrer le " effet de la mémoire " du stress dans roc et estimer le stress dans - situ vertical dans échantillons de grès du grained fin grossier et mudstone carbonifère. Les résultats de cette étude indiquent que les insistances ont prédit utiliser les deux methods est semblable à ceux déterminés de profondeur et densité du surchargez des rocs. Les résultats ont confirmé ce DRA était encore même applicable quand le coeur avait été goûté 18 mois avant tester. En outre, les résultats DRA étaient des modelled qui utilisent le logiciel PFC2D. Une épreuve de l'uniaxial était modelled qui utilise les mêmes paramètres du roc comme ceux observé pour les réels échantillons du coeur. Cette technique numérique peut être utilisée comme une aide pour DRA résulte analyse, et peut aussi être utilisé pour prédire le niveau du stress minimum à que la technique DRA est applicable. Les résultats confirment que tout laboratoire des mécaniques du roc qui a le matériel de l'épreuve standard pourrait appliquer la méthode DRA combinée avec testwork UCS standard pour déterminer le stress dans - situ.

Jan 1, 2003

By K. Sugawara, Y. Hirakawa, A. Sato

The rock mass properties such as deformability and permeability are highly dependent on the existence of cracks. The Ratio of Crack Opening Dependency (RCOD) was proposed as a new index to evaluate the deformability of infinite jointed rock mass. The RCOD is defined as the ratio of total amount of crack opening and the total deformation of jointed rock mass. The theoretical relation between the RCOD and the effective compliance of jointed rock mass is discussed and confirmed through two-dimensional numerical analysis by the SC-DDM, together with the applicability to the rock engineering. Les propriétés de masse rocheuse telles que la déformabilité et la perméabilité sont très dépendantes de l'existence de fissures. Le rapport de dépendance d'ouverture des fissures a été proposé comme un nouvel index d'évaluation de la déformabilité de masse rocheuse à assemblage infini. Le rapport de dépendance d'ouverture des fissures est défini comme étant le pourcentage de quantité totale d'ouverture des fissures et de déformation totale de la masse rocheuse assemblée. Le rapport théorique entre le rapport de dépendance d'ouverture des fissures et la compliance efficace de masse rocheuse assemblée sont traités et confirmés au travers d'une analyse numérique à deux dimensions par SC-DDM en même temps que l'applicabilité à l'ingénierie des roches. Die Felsmasseneigenschaften wie Verformbarkeit und Durchlässigkeit sind hochgradig abhängig von dem Vorhandensein von Rissen. Das Verhältnis der Riss-Öffnungsabhängigkeit (RCOD) wurde als neuer Index der Verformbargkeit von infinit zerklüfteter Felsmasse vorgeschlagen. Der RCOD wird als Verhältnis der Gesamtmenge der Rissöffnungen und der Gesamtverformung der zerklüfteten Felsmasse definiert. Die theoretische Beziehung zwischen RCOD und der effektiven Verformbarkeit von zerklüfteter Felsmasse wird diskutiert und durch zweidimensionale numerische Analyse mit SC-DDM bestätigt, zusammen mit der Anwendbarkeit auf Bergbautechnik.

Jan 1, 2003

By J. Trckova, P. Prochazka

Physical models from equivalent materials satisfying geometrical and physical similarity have been constructed. A special technology of simulating the excavation of an opening at the front part of a tunnel and of measuring the deformation at the tunnel face was applied. The results yielded by the physical models were used to formulate constitution relations in the numerical solution. This coupled modelling enables us to predict the behaviour of tunnel structures more accurately. On a construit des modèles physiques, réalisés en matériaux équivalents et répondant aux conditions de ressemblance géométrique et physique. Sur ces modèles, on a utilisé une technologie intéressante de simulation du forage du tunnel et de la mesure de déformation du front de taille pendant le forage en progression. Les résultats donnés par les modèles physiques ont été utilisés pour formuler les relations de constitution dans la solution numérique. Une telle construction de modèles combinés permet de prévoir plus précisément le comportement de la structure du tunnel. Es wurden physikalische Simulierungsmodelle aus äquivalenten Werkstoffen konstruiert, welche die Bedingungen der geometrischen und physikalischen Ähnlichkeiten erfüllen. Bei diesen Modellen hat man die interessante Simulationstechnologie des Tunnelvortriebs sowie die Verformungsmessung beim Tunnelabbaustoß während des Vortriebsvorgangs eingesetzt. Die Ergebnisse der physikalischen Simulation wurden zur Formulierung von Konstitutionsrelationen in der numerischen Lösung genützt. So eine kombinierte Simulation erlaubt eine genauere Prognose des Benehmens der Tunnelstruktur.

Jan 1, 2003

By Marco Barla, Mariacristina Bonini, Giovanni Barla

ABSTRACT: The paper describes the characterisation studies of Tectonised Clay Shales at laboratory and in situ scale. The interest relates to tunnelling under squeezing and swelling conditions, in Italy, along the Apennines. The results of monitoring during full face excavation are presented in conjunction with numerical modelling. RESUME: Cet article présente la caractérisation, à l'échelle du laboratoire et in situ, des Argiles Chaotiques. L'attention est portée sur le creusement, dans ces milieux gonflants, des tunnels, dans les zones montagneuses des Appennini, en Italie. Enfin, on présentera les résultats de la modélisation numérique et la comparaison de ces derniers avec les mesures effectuées in situ. KURZFASSUNG: Die Arbeit beschreibt die Charakterisierungsstudien von tektonisierten Schiefertonen, sowohl im Labor als auch vor Ort. Das Interesse gilt dem Tunnelbau unter Quetsch- und Schwellbedingungen in Italien entlang der Apenninen. Die Überwachungsergebnisse des ganzflächigen Ausbruchs werden mit numerischen Modellen präsentiert.

Jan 1, 2003

By A. Fahimifar, H. Soroush

Abstract: In order to develop non-destructive methods in studying physical and mechanical properties of rock and replacing them with difficult and expensive static methods, several ultrasonic tests were carried out on cylindrical rock specimens in accordance with the ISRM suggested methods and velocity of P and S waves were determined. Also, density, porosity, water absorption, uniaxial compressive strength and indirect tensile strength were determined for each specimen in accordance with ISRM suggested methods. According to above tests static and dynamic elastic constants were calculated After statistical analysis of data obtained from tests, the relationships between velocity of elastic waves and physical or mechanical parameters were determined and some equations were obtained. Also similar analyses were performed on static and dynamic constants and some equations were extracted. Using these equations, the physical and mechanical parameters of rock and also static elastic constants can be estimated by conducting simple and quick tests (i.e. ultrasonic tests). Abriß: Um zu entwickeln, die zerstörungsfreien Methoden für Studieren die physischen und mechanischen Eigentümer von Steinen und auch ist für Ersetzen diese Methoden mit schwierigen teuren statischen Methoden, mehrere altrasonic Prüfungen auf zylindrischen Steinproben gemäß ISRM anregenden Methoden und den Geschwindigkeiten von S und P Wellen bestimmt worden sind durchgeführt worden. Außer der Dichtheit und der Porosität betonen Wasser Aufnahme und monoaxial Widerstand und dehnbaren indirekten Widerstand jeder Probe betreffend der erhaltenen Ergebnisse die atmosphärische Aufladung sind bestimmt worden und die dynamischen Faktoren der Steine sind kalkuliert worden. Nachdem statistische Analyse die Korrelation der Ergebnisse zwischen der Geschwindigkeit elastischer Wellen und mechanischer und physischer Eigentümer der Steine erhalten worden ist, und mehrere Verhältnisse sind vorgeschlagen worden. Eine ähnliche Analyse ist auf atmosphärischer Aufladung und dynamischen Faktoren durchgeführt worden und einige Verhältnisse sind erhalten worden. Mit Hilfe dieser Verhältnisse die physischen und mathematischen Eigentümer von Steinen und auch können die Statistik Faktoren durch einfachen und schnellen altrasonic Prüfungen erhalten werden. Resume: Puor le development des method non-destructive et evaluuation des propietes physical et mechanical des rock et superseding avec les methods dificzle et cher statique, c‘ est fait plusieur essayes ultrasonique sur les echantillons cylinrique et par a port le proposale TSRM et le vittesse des ondes P et S et densite et porosite et absorption des eaux le resistant de pression uniaxial et resistance de chaque echantillon est determinee. A la fin en base des resultat obtenue les constant statique et dynamique des roches sont calcule. Apres les analyses statistiquc sur les resultat obtenue du les essaybs, c‘ etait produit les relation entre les viptesse les ondes elastique et les proprietes physic et mechanicue des roches et c est propose quelque relations. Aussi le meme enterpretation sur les constant statique etdinamique. En possezon de ces relations, les spesificatio physique, aussi on peut trouver leur constant statique, avel les essayes sample et raptid a d ultrasonique.

Jan 1, 2003

By K. -C. Han, S. -Y. Kim

This study was carried out in a bid to survey Ganboke gold mine in Pala, Mayo-Kebbi Province, southwestern Chad. The Ganboke mine is now being prepared for investigation and development, and the research sought to perform rock properties tests of relevant rocks through its geological survey, rock mass evaluation, and in-situ and laboratory tests and analyze the stability by the means of limit equilibrium method, thereby suggest appropriate methods to design the pit slope and individual benches in Ganboke mine. Targenting GS1-GS1' section with the depth of 180 m and GS2-GS2' section with the depth of 150 m in the survey area, we set the height of the bench at 10 m and 15 m, and the angle of bench at 60o and 70o, respectively, and then reviewed the stability for dried condition and saturated condition. The result of examination indicated that it would be appropriate to set the bench height at 10m and the bench angle at 60o in developing the mine slopes concerned. Cette étude est réalisé dans le but de faire des recherches sur Ganboke mine d'or dans Pala, Mayo-Kebbi Provence, Tchad sud-ouest. La Ganboke mine est actuellement en train de étre disposé à la investigation et le développement, et la recherche a cherché à accomplir les tests de la propriétè des roches par l'intermédiaire de la étude géologique, la évaluation de la masse rocheuse, et in-situ et les tests de laboratoire et à faire l'analyse de la stabilité au moyen de la méthode d'équilibre limite, de ce fait à proposer le methodes propres à faire le plan de la pente et les gradins individuels dans la Ganboke mine. Concernant la section de GS1-GS1' avec la profondeur de 180 m et la section de GS2-GS2' avec la profondeur de 150 m dans l'aire d'étude, nous mîmes l'hauteur du gradin à 10 m et 15 m, et l'angle du gradin à 60o and 70o, respectivement, et alors nous avon reconsidéré la stabilité pour la condition sèche et la condition saturé. Le résultat d'examen a indiqué que il pourrait être propre de mettre l'hauteur du gradin à 10m et l'angle du gradin à 60o en développant les pentes de la mine concerné. Diese Forschung wurde um das Gold Bergwerk zu überschauen in Pala, Mayo-Kebbi Provinz, der Südwesten Chad ausgeführen. Das Ganboke Bergwerk ist jetzt zur Erforschung und Entwicklung vorgebereiten worden, und die Forschung suchte zu ausführen die Prüfungen der Felseigenschaft durch geologischen Überblick, Felsmassewertbestimmung, und In-situ und Lavorversuch auf, und analysieren die Stabilität mittelst der Grenzegleichgewichtsmethode, da-durch schlug die angemes-sen Methoden zu entwerfen die Böschungen und die einzelnen Bänke im Ganboke Bergwerk vor. Für den Abschnitt GS1-GS1' mit der Tiefe von 180 m und GS2-GS2' mit der Tiefe von 150 m in der Überblickfläche, wir setzten die Bankhöhe an 10 m und 15 m, und das Bankwinkel an 60o und 70o, beziehungsweise, und dann zurückblickten die Stabilität für die getrockneten Bedingungen und die gesättigten Bedingungen. Das Ergebnis der Untersuchung anzeigte daß es würde angemessen sein zu setzen die Bqnkhöhe an 10m und das Bankwinkel an 60o in der Entwickelungen vom Bergwerk be-teiligt.

Jan 1, 2003

By H. Willenberg, J. S. Coggan

ABSTRACT: Although individually both continuum and discontinuum numerical analyses provide useful means to analyze rock slope stability problems, complex failures typically involve mechanisms related to both existing discontinuities (i.e. discontinuum) and deformation and brittle fracture of intact rock (i.e. continuum). One such example is the 1991 Randa rockslide in the southwestern Swiss Alps, where failure involved several complex mechanisms, which require the consideration of progressive failure and rock mass strength degradation. This paper presents results from a series of hybrid finite-/discrete-element models directed towards the explicit modelling of brittle fracturing in natural rock slopes, enabling the modelling of progressive failure, from initiation, through to the development of catastrophic failure, transport and deposition. RÉSUMÉ: Si les modélisations numériques de type continu ou discontinu fournissent des outils utiles pour l’analyse de problèmes de stabilité de pentes rocheuses, elles montrent de sérieuses limitations lorsque des mécanismes de rupture complexes impliquent des processus liés autant aux discontinuités préexistantes qu’au développement progressif de nouvelles fractures. Ceci se retrouve typiquement dans l’exemple de l’éboulement de 1991 à Randa dans les Alpes suisses du sud-ouest, où la rupture a impliqué plusieurs mécanismes complexes nécessitant la prise en considération de la fracturation progressive ainsi que de la dégradation de la résistance des masses rocheuses. Cet article présente des résultats provisoires d'une série de modèles hybrides orientés vers la modélisation explicite de la fracturation de pentes naturelles, permettant la modélisation de fractures progressive de leur initiation jusqu’à leur développement, leur rupture catastrophique, leur transport et leur déposition. ZUSAMMENFASSUNG: Obwohl numerische Kontinuum- und Diskontinuum-Berechnungen einzeln nützliche Ergebnisse zur Stabilitätsanalyse von Felshängen liefern, sind komplexe Felsrutschungen typischerweise mit Mechanismen verbunden, die sowohl durch bestehende Trennflächen (s.a. Diskontinuum-Ansatz) als auch durch die Deformation und das Versagen intakter Felsbereiche (s.a. Kontinuum-Ansatz) bedingt werden. Ein Beispiel für einen solchen Sachverhalt ist der Bergsturz von Randa 1991 im südwestlichen Teil der Schweizer Alpen, bei dem die Rutschung mehrere komplexe Mechanismen umfasste, so dass “progressive failure” und Verminderung der Gebirgsfestigkeit in Betracht gezogen werden müssen. Dieser Artikel beschreibt vorläufige Ergebnisse einer Reihe von hybriden Modellrechnungen (Finite-/Diskrete-Elemente). Diese haben zum Ziel, explizit das bruchhafte Versagen natürlicher Felshänge zu modellieren, wobei das progressives Versagen im ganzen modelliert wird, von der Anfangsphase über die Entwicklung zum katastrophalen Versagen und den Transport und die Ablagerung der Rutschmassen.

Jan 1, 2003

By R. M. Spang

Abstract Between the German city of Dresden and the Czech capital Prague a 4-lane highway is under con-struction. At the outskirts of Dresden it will cross the narrow and deeply eroded Weißeritz Valley by a bridge. Two twin tube tunnels under oblique angles join the bridge out of the rocky valley flanks. The different geotechnical conditions of these 4 tunnel portals, their design and construction are described within this publication. The two southern portals of the tunnel Dölzschen are situated within a vertical 65 m high former quarry slope, 25 m above the valley floor. The slope proved instable due to toppling failure and exposed serious rockfall risks. Systematic anchoring, scaling, rock bolting, netting and filling under extreme access conditions eliminated these risks. Tunnel excavation started from the slope surface without any pre-cut or conventional portal construction. The opposite northern portals of the tunnel Coschütz are situated in more gentle rock slopes. After removal of debris, excavation of the eastern tunnel started in a 30° slope striking oblique to the driving direction, without any precut, too. Because of the gentle slope inclination the cross section was not earlier completely covered by rock than 30 m behind. The western tunnel started from an optimized short, narrow and steep precut. Its flanks were stabilized by reinforced shotcrete and rock bolts. Because of the small distance between the tubes rock bolts were drilled into the cross section of the neighboring tunnel. Tunnel excavation was made by drill and blast operation, preliminary support consisted of steel arches, reinforced shotcrete and radial rock bolts. Thorough survey of the bolt’s coordinates and direction prevented them from meeting each other. Rock bolts were of the permanent type to prevent the final lining from being obliquely loaded. Systematically arrayed measuring devices checked deformations of slopes and tunnels. Zusammenfassung Der Neubau der Bundesautobahn A 17 wird Dresden und Prag miteinander verbinden. Die vierspurige Autobahn quert westlich von Dresden das enge und tief eingeschnittene Tal der Wilden Weißeritz mit einer Brücke. An beide Brückenwiderlager schließen mit schiefwinkligem Anschnitt doppelröhrige Tunnel an, deren Portale in den felsigen Talflanken liegen. Die unterschiedlichen geotechnischen Verhältnisse, die Überlegungen für einen jeweils optimalen Entwurf und der Bau der portalnahen bergmännischen Tunnelabschnitte sind Gegenstand dieser Veröffentlichung. Die Südportale des Tunnels Dölzschen liegen in einer vertikalen, 65 m hohen Felswand, 25 m über dem Talgrund. Die Felswand erwies sich als global kippgefährdet, außerdem lagen flächig verteilte erhebliche Steinschlag- und Felssturzrisiken für Bau und Betrieb vor. Die Kippgefahr wurde durch ein Systemraster aus vorgespannten Felsankern, die Steinschlag- und Felssturzrisiken durch bergsteigerisches Beräumen mit dem Brecheisen, Felsnägel und Steinschlagschutznetze eliminiert. Der Tunnelausbruch begann von einer Vorschüttung direkt in der Felswand ohne Voreinschnitt im Schutz einer kurzen Luftbogenstrecke. Die gegenüberliegenden Nordportale des Tunnels Coschütz befinden sich in wesentlich flacheren Hängen. Nach dem Aushub einer mehrere Meter dicken Abraumhalde begann der Tunnelausbruch der östlichen Röhre asymmetrisch mit einer Luftbogenstrecke in einer spitzwinklig zur Vortriebsrichtung streichenden, 30° mit dem Vortrieb steigenden Felsfläche, ebenfalls ohne Voreinschnitt. Wegen der flachen Neigung der Böschung war der Tunnelquerschnitt erst nach 30 m vollständig überdeckt. Für den Vortrieb der westlichen Tunnelröhre mussten erst eine zwischen den Röhren vorhandene Felsnase teilweise abgetragen, die westlich anschließende zurückspringende Felswand vertikal gestellt und gesichert und Felsaushub in der rechten Flanke getätigt werden. Der damit entstehende Voreinschnitt wurde so kurz wie möglich und ohne seitliche Arbeitsräume ausgeführt. Die Sicherung der Böschungen erfolgte mit bewehrtem Spritzbeton und Felsnägeln. Wegen des geringen Abstands der beiden Röhren wurden die unteren Lagen der radialen Ausbruchsicherung durchgeankert. Der Tunnelvortrieb begann im Schutz eines geankerten Portalkranzes und ebenfalls von einer Luftbogenstrecke aus.

Jan 1, 2003

By J. P. Josien, J. F. Noirel, F. Lahaie, P. Bigarre, M. Al Heib

ABSTRACT: In June 2001, a fatal rockburst affected a longwall face in the Houillères du Bassin de Lorraine (HBL), France. Subsequently, a large operation of in situ stress measurements by overcoring was carried out with two main objectives: providing input data for the back analysis of the dynamic event and characterising the stress field in the next panels to be mined for identifying other potential high-risk zones. This paper makes a synthesis of the results of the overcoring tests performed and discusses those results in connection with the mining context, numerical model predictions, laboratory rock test results and microseismic activity. KEY WORDS: Mine, rockburst, stress, overcoring, measurement. ZUSAMMENFASSUNG: Im Juni 2001 hat ein Bergschlag eine Kohlengrube des Houillères du Bassin de Lorraine (HBL, Lothringen, Frankreich) schwer beschädigt. Nach diesem Unfall sind Spannungsmessugen durch Überborung durchegeführt worden, mit zwei Hauptziele : 1/ Daten zu liefern für die Retro-analyse des dynamischen Gebirgsschlag und 2/ die Spannungen in den zukünftigen Ausbauen so gut wie möglich zu charakterisieren, um eventuele andere Risikozonen festzustellen. Dieser Artikel stellt eine Synthese der erzielten Ergebnisse vor. Er diskutiert diese Ergebnisse in Verbindung mit dem gesamten Kohlengruben Zusammenhang, mit den Ergebnissen von numerischen Modellierungen, mit der Labor-Charakterisierung und mit der microsismische Überwachung. SCHLÜSSEL-WÖRTER: Kohlengruben, Bergschlag, Spannung, Überborung, Messung. RESUME: En Juin 2001, un coup de terrain a gravement affecté une longue taille aux Houillères du Bassin de Lorraine (HBL) en France. A la suite de cet accident, une importante campagne de mesures de contraintes par surcarottage a été réalisée, avec deux objectifs majeurs : fournir des données d’entrée permettant la rétroanalyse du phénomène dynamique et caractériser au mieux le champ de contraintes dans les futurs panneaux exploités afin de détecter d’éventuelles autres zones à risque. Cet article présente une synthèse des résultats obtenus, et discute ces résultats en liaison avec le contexte d’exploitation, les résultats de modélisation numérique, de caractérisation en laboratoire et de surveillance microsismique. MOTS CLES: Mine, coup de terrain, contrainte, surcarottage, mesure.

Jan 1, 2003

By S. Burks

This paper develops the themes explored by the authors at the Fourth International Platinum Conference,. Optimization techniques can be used to significantly increase the value of mining businesses by enabling better long-term planning decisions. Open pit and underground mine design, mine scheduling, cut-off grade and blending, stockpiling, and the linking of these to flexible elements of the metallurgical recovery processes are all evaluated together. Transport or sale of intermediate products and the requirements of the product metal markets can also be considered. Experience shows that net present value (NPV) can potentially be increased by 5-35 per cent or more, usually even before the expenditure of significant amounts of project capital. The case studies presented include: > An existing operation with multiple open pits and PGM concentrators linked to offsite downstream processing facilities, and with infrastructure constraints for which the scheduling of current operations and the potential for expansion were investigated > An existing operation with an integrated portfolio of mines, concentrators, smelter, and refinery, for which the various possible sources of ore for processing were prioritized to match the downstream process plant constraints and the product markets > An underground operation in Zimbabwe for which the optimum mining width was calculated and expansion plans were evaluated > An underground mine with many separate mining sections, for which a revised schedule was developed aiming to keep the shaft system and processing plant at capacity with the highest net value material available at any time throughout the life of mine. In the concluding section of the paper, a few brief notes are included suggesting how the strategic recommendations from enterprise optimization studies may be implemented by the owner's team.

Jan 1, 2013

By N. Kumar, A. K. Dhawan, A. Varughese, S. K. Khullar

Abstract The in-situ stress field is one of the primary parameters influencing the performance of underground structures particularly in the Himalayas where there is strong influence of topography and geology on in-situ stresses. It is always advisable to measure the in-situ stresses, in whatever best way possible. Hydrofracturing is one of the methods by which in-situ stress can be measured. This paper briefly describes details of the concept of Hydrofracturing in arriving at the in-situ stresses of the rock mass at Pancheswar Project. The data obtained from the tests has been analysed, interpreted and the results are presented in this paper. Kurzfassung Das Spannungsfeld an Ort und Stelle ist einer der wichtigsten Parameter, die das Verhalten der Untergrund-Struktur beeinflussen, insbesondere in den Himalayas, wo die Topografie und die Geologie einen grossen Einfluss auf die oertlichen Spannungen ausueben. Es empfiehlt sich stets die Spannungen an Ort und Stelle so gut wie moeglich zu erfassen. Die Hydrofraktur bzw hydrografisches Zerstueckeln ist eine der Methoden, die bei den Messungen der oertlichen Spannungen verwendet werden koennen. Diese Abhandlung beschreibt kurz Einzelheiten ueber das Konzept von Hydrofraktur bei der Bestimmung der Spannungen an Ort und Stelle von der Felsmasse bezueglich des Projekts Pancheshwar. Die gewonnenen Daten aus den Messungen wurden analysieret und ausgewertet. Die Ergebnisse werden dabei vorgelegt. Sommaire Le champ de contraintes in-situ est un des paramèters principaux influencant l’exécution des structures souterraines particulierèment en Himalaya où les forces in-situ sont fortement influencées par les caractéristiques topographiques et géologiques de la région. La fracturation hydraulique est une technique qui permet de mesurer des forces in-situ des massifs rocheux. Cet article décrit brièvement le mécanisme de fracturation hydraulique et présente les résultats de mesure des forces in-situ des roches au site du projet hydroélectrique de Pancheswar.

Jan 1, 2003

By W. Wittke

SUMMARY: Geotechnical problems often lead to an increase of construction time and costs for large highway and railway projects. Some reasons, which have led to failures and thus to a delay of construction works as well as to increasing costs, are demonstrated by means of case histories, in which the author was involved as expert or planner. Proposals are made how to identify the reasons and to avoid repetitions. ZUSAMMENFASSUNG: Bei Großprojekten der Verkehrsinfrastruktur stehen häufig geotechnische Aufgabenstellungen im Vordergrund. Wegen geotechnischer Probleme kam und kommt es häufig zu Termin- und Kostenüberschreitungen. Anhand einiger Beispiele, bei denen der Autor als Gutachter und Planer beteiligt war, wird gezeigt, welche Ursachen zu Schadensfällen und damit auch zu Termin- und Kostenüberschreitungen geführt haben. Es werden Hinweise und Anregungen gegeben, wie die Ursachen erkannt und Wiederholungen von Schadensfällen vermieden werden können. RÉSUMÉ: À grands projets de l'infrastructure de la circulation, souvent des tâches géotechniques sont au premier plan. Par suite de problèmes géotechniques, souvent des dates et frais ont été dépassés. Au moyen de quelques exemples, à lesquels l'auteur participait comme expert et planificateur, les causes sont mises en vue qui menaient à des cas de dommage et par cela aussi à des dépassements de dates et frais. Des indications et suggestions sont données pour s'apercevoir des causes et éviter des répétitions de cas de dommages.

Jan 1, 2003

By C. A. Garzonio, A. M. G. Affuso

The paper describes the analyses and the tests carried out on representative slabs of white Carrara marble which have highlighted the correlation between the micro fabrics and physical and mechanical parameters. The aim is to determine the conditions which indicate the triggering and evolution of the deformation phenomena. La note écrit l’analyse et les epreuves effectuée sur un echantillon représentatif de nombreuses dalles en marbrede Carrara. Les études montrent la correlation entre la minéralogie et les paramètres physiques et mecaniques. Le but est déterminer les conditions qui indiquent l’amorçage et l’evolutions des phénomènes de déformation. Diese Arbeit gibt eine Beschreibung der experimentalen Untersuchungen und der Analysen über die Marmorplatten von Carrara. Daraus resultiert, dass die Charakterisierung der Mineralogie und die Porosität der Gesteinsmaterialien die physikalische mechanische Degradation beurteilen und die Krümmungen bestimmen.

Jan 1, 2003

By D. A. Spencer, L. J. Gardner

In light of the apparent productivity benefits provided by mechanised stoping, Impala Platinum Limited commissioned a study to investigate its possible implementation for mining reserves located 1200 – 1700 m below surface. This paper records the methodology employed for designing a support system for such mechanised mining, as well as initial conclusions of the work done. Preliminary results show the concept to be technically feasible; work was however stopped due to financial non-viability. En considération des bénéfices de production apparents que donne l’exploitation par gradins mécanisée, Impala Platinum Limited a commissionné une étude visant à examiner sa mise en œuvre possible pour des réserves minières situées à 1200 – 1700 m sous la surface. L’étude présente rapporte la méthodologie employée pour créer un système de support pour ce genre d’exploitation mécanisée, ainsi que les conclusions initiales de ce projet. Les résultats préliminaires montrent que le concept est techniquement faisable ; cependant le travail fut arrêté à cause de difficultés de rentabilité. Im Licht des offensichtlichen Produktivitätsnutzens auf Grund mechanisierten Stossbaus, kommissionierte Impala Platinum Limited eine Studie, die dessen mögliche Implementierung für den Abbau von Reserven 1200 - 1700 m unterhalb der Oberfläche untersuchen soll. Dieses Elaborat dokumentiert sowohl die Methode die für das Design eines Unterstützungssystems für eine derartige mechanisierte Abbauweise angewendet wird als auch die anfänglichen Konklusionen der geleisteten Arbeit. Anfängliche Resultate zeigen daß das Konzept technisch durchführbar ist; die Arbeit wurde jedoch wegen der finanziellen Nichtrealisierarkeit gestoppt.

Jan 1, 2003