ASSESSMENT OF EXCAVATION INTERSECTIONS’ STABILITY IN JOINTED ROCK MASSES USING THE DISCONTINUUM APPROACH

Autor: Protosenya, Anatolii, Vilner, Maria
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Rudarsko-geološko-naftni zbornik
Volume 37
Issue 2
ISSN: 1849-0409
0353-4529
DOI: 10.17794/rgn.2022.2.12
Popis: During ore deposit development, vast networks of excavations are designed, and the volume of their intersections reaches 10%. At excavation intersections, the prediction of stress-strain state changes is complicated due to spatial geometry, the cross-coupling effect, construction sequence, etc. Mechanical properties of rocks, joint set parameters and the initial stress field also have a significant impact on stress redistribution. According to studies, up to 40% of the total number of failures in excavations occur during their intersections’ construction or reinforcing. Loads on the intersection support in accordance with existing methods are determined as for single excavations with an equivalent span and defined as the width of the larger excavation. The trend towards the intensification of mining, an increase in depth and the complexity of mining and geological conditions also complicate stress state assessment. Existing approaches need to be revised and updated for a more accurate prediction of the stress-strain state at intersections, and should consider spatial geometry, joint sets and initial stress field parameters. In this research, discrete element numerical modelling in 3DEC is done and the results are compared with existing empirical methods. Numerical models are created in a spatial setting and contain explicit representations of joints in the rock mass. Models are verified based on in-situ data, and the obtained results show a difference of up to 2 times in comparison with empirical results. This indicates that the reliability of the existing empirical methods is low, which may lead to stability loss on an intersection. Therefore, empirical methods should be updated. This can be done on the basis of numerical modelling, which shows sufficient convergence with in-situ data.
Tijekom razvoja rudnih ležišta projektira se ogromna mreža iskopa, čiji obujam sjecišta doseže 10 %. Na križanjima iskopa predviđanje promjena stanja naprezanja i deformacija komplicirano je zbog prostorne geometrije, učinka međudjelovanja, tijeka izgradnje itd. Mehanička svojstva stijena, parametri setova pukotina i početno stanje naprezanja također imaju znatan utjecaj na preraspodjelu naprezanja. Prema studijama do 40 % ukupnoga broja slomova u iskopima događa se tijekom izgradnje ili armiranja njihovih križanja. Opterećenja na podgradi križanja prema postojećim metodama određuju se kao za pojedinačne iskope s ekvivalentnim rasponom i definiranom širinom kao kod većega iskopa. Trend intenziviranja rudarstva, sve veća dubina iskopa i složenost rudarskih i geoloških uvjeta također otežavaju procjenu stanja naprezanja. Postojeće pristupe potrebno je revidirati i ažurirati radi točnijega predviđanja stanja naprezanja i deformacije na križanjima te uzeti u obzir prostornu geometriju, skupove pukotina i početne parametre stanja naprezanja. U ovome istraživanju provedeno je numeričko modeliranje primjenom metode diskretnih elemenata u 3DEC-u te su rezultati uspoređeni s postojećim empirijskim metodama. Numerički modeli izrađeni su u prostornome okruženju i sadržavaju jednoznačne prikaze pukotina u stijenskoj masi. Modeli su verificirani na temelju in situ podataka, a dobiveni rezultati upućuju na dvostruko veću razliku u odnosu na empirijske modele. To pokazuje da je pouzdanost postojećih empirijskih metoda niska, što može rezultirati gubitkom stabilnosti na križanju. Stoga je potrebno obnoviti empirijske metode. To se može učiniti na temelju numeričkoga modeliranja, koje pokazuje dovoljnu konvergenciju s in situ podatcima.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: