Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Sub-level stoping in an underground limestone quarry: an analysis of the state of stress in an evolutionary scenario

Cardu M., Dipietromaria S., Oreste P.

Archives of Mining Sciences

|

2016

|

Vol. 61, no. 1

199--216

EN

The aim of this study was to evaluate the state of stress of a „voids-pillar“ structure excavated by means of the sub-level stoping method in an underground limestone quarry near Bergamo (Italy). Both the current structure of the quarry (i.e. the rooms exploited till now) and a possible future scenario were analysed using the (FDM) FLAC 2D code. The quarry has been in operation since 1927; at present, exploitation is carried out underground via the sub-level stoping method. Exploitation involves two levels, with 5 rooms on the upper level and 9 rooms on the lower level. After analysing data obtained from laboratory and in situ tests carried out on rock samples and natural discontinuities, the geomechanical properties of the medium, knowledge of which is essential in order to establish the parameters that must be included in the numerical model, were evaluated. The implementation of three numerical models made it possible to study both the present conditions of quarry exploitation and the evolution of the exploited rooms, as well as a possible expansion involving a third level of rooms. Using the results obtained regarding the stress-strain present in the pillars, a potential change in room geometry was proposed aimed at reducing the stress state inside the pillars, decreasing plasticity and increasing overall quarry safety.

PL

Celem pracy było zbadanie stanów naprężeń w strukturach składających się z filarów i pustek po wybieraniu wapienia w podziemnym kamieniołomie w pobliżu Bergamo (Włochy), metodą wybierania podpoziomowego. Zarówno obecna struktury kamieniołomu (komory powstałe po dotychczasowym wydobyciu) oraz możliwe scenariusze na przyszłość przeanalizowano przy użyciu kodu (FDM) FLAC 2D. Eksploatacja kamieniołomu trwa od 1972, w chwili obecnej wydobycie odbywa się pod ziemią, metodą wybierania podpoziomowego, na dwóch poziomach wybierania: 5 komór na poziomie wyższym i 9 komór – na niższym. Po analizie danych uzyskanych drogą testów laboratoryjnych oraz badania w terenie próbek skalnych i stref nieciągłości, określono właściwości geomechaniczne ośrodka niezbędne do obliczenia parametrów do modelu numerycznego. Implementacja trzech modeli numerycznych umożliwiła analizę zarówno obecnych warunków eksploatacji kamieniołomu, procesów zachodzących w wyeksploatowanych komorach, jak i projektowanie ewentualnego rozszerzenia wydobycia, w tym powstanie trzeciego poziomu. Wykorzystując otrzymane zależności naprężeń i odkształceń, zaproponowano zmiany w geometrii komór mające na celu obniżenie poziomu naprężeń w filarach, zmniejszenie ich podatności i ogólne podniesienie stanu bezpieczeństwa w kamieniołomie.

2

New analytical approaches for evaluating the performance of systematic pre-tensioned fully grouted rockbolts in tunnel stabilization

Ranjbarnia M., Fahimifar A., Oreste P.

Archives of Mining Sciences

|

2016

|

Vol. 61, no. 4

823--852

EN

In this paper, two new analytical approaches are presented on the basis of convergence-confinement method to compute both the ultimate convergence of circular tunnel and its plastic zone having been reinforced by systematically pre-tensioned fully grouted rockbolts. The models have two basic assumptions: (1) the grouted rockbolts increase the radial internal pressure within a broken rock mass by both the pre-tensioned force and the probable following induced force due to rock mass movement (2) tunnel convergence (specially short-term) occurs only due to reducing and diminishing of the radial constrained stress on tunnel surface provided by the working face. Hence, the values of both the pre-tensioned pressure and the mentioned radial constrained stress are specially taken into consideration in this paper. That is, according to their magnitudes, two different conditions occur: the magnitude of pre-tensioned pressure is greater than that of the constrained stress at bolt installation time and vice versa. The solutions are extended to each of conditions, and illustrative examples are solved. The proposed approaches predicting almost identical results show that pre-tensioning of grouted rockbolts will increase the efficiency and effectiveness of rockbolts.

PL

W pracy tej przedstawiono dwie analityczne metody oparte na metodzie badania konwergencji i naprężeń wymuszonych wykorzystane do obliczania zarówno granicznej konwergencji tunelu o przekroju koła oraz zachowania strefy plastycznej, po wzmocnieniu tunelu za pomocą wstępnie naprężanych i zacementowanych kotew. Model opiera się dwóch założeniach: (1) zacementowane kotwy prowadzą do wzrostu ciśnienia wewnętrznego w kierunku promieniowym w kruszonym materiale skalnym, spowodowanego siłą wstępnego naprężenia oraz siłą spowodowaną przez ruchy górotworu; (2) – konwergencja tunelu (zwłaszcza w ujęciu krótkoterminowym) pojawia się jedynie wskutek zmniejszenia wymuszonego naprężenia promieniowego na powierzchni tunelu generowanego w rejonie przodka wydobywczego. W metodzie zwrócono szczególną uwagę na wartości ciśnienia wstępnego naprężenia jak i naprężenia wymuszonego. W zależności od wielkości tych naprężeń mamy do czynienia z dwiema zupełnie odmiennym sytuacjami: wielkość ciśnienia wstępnego naprężenia jest większa niż naprężenia wymuszonego w trakcie mocowania kotew, lub odwrotnie. Podano rozwiązania dla obydwu rozważanych przypadków i zaprezentowano przykłady. Prawie identyczne wyniki otrzymane przy użyciu obydwu metod wskazują, że wstępne naprężenia cementowanych kotew poprawia ich skuteczność działania.

3

Static and dynamic analyses of the stability of mining wastes (Ravaneti) in the Carrara marble area (Apuan Alps, Italy)

Oreste P., Soldano S.

Archives of Mining Sciences

|

2012

|

Vol. 57, no. 3

667--686

EN

The problem of the stability of “ravanetos” (debris piles of mining waste material extracted from the Apuan Alps, Italy) is very relevant, because of the consequences a landslide would have on the people and the existing civil infrastructures throughout the territory. In this work, the stability of two ravanetos that can be considered as representative of those in the Carrara area has been studied: the Polvaccio ravaneto, a recent type of debris pile and the Torrione-Tecchione, an old debris pile at present undergoing re-naturalisation. The study using the LEM (Limit Equilibrium Method) in a static and pseudo-static field, has made it possible to first carry out a back-analysis to define the most probable apparent cohesion and friction angle values of the material that makes up the ravanetos. Subsequently, it was possible to determine the intensity of the seismic wave that would be able to lead the two ravanetos to limit stability conditions and to determine the probability of such a seismic wave occurring in the next 50 years. A more accurate analysis, carried out with a numerical method in the dynamic field, of the most critical condition (the Polvaccio ravaneto) has led to more conservative results (higher safety factors) than those obtained with the LEM. This result allows us to reveal how the LEM can be considered a cautionary instrument to judge the stability of debris piles during a seismic event and that the likelihood of a landslide occurring in the two studied representative ravanetos over the next 50 years is very slim.

PL

Zagadnienie stabilności hałd odpadów górniczych w regionie Alp Apuańskich, Italia) jest niezmiernie ważne z uwagi na skutki jakie ewentualne osunięcia gruntu mogłyby mieć dla ludności oraz budowli znajdujących się na tych terenach. W pracy tej rozpatrywano zagadnienie stabilności dwóch hałd odpadów, które uznać można za reprezentatywne dla regionu Carrera: hałda w Polvaccio (hałda nowszego typu) oraz Torrione-Tecchione, stara hałda, obecnie poddawana procesom rekultywacji. W badaniach zastosowano metodę równowagi granicznej (LEM) w polu statycznym i pseudo-statycznym. Metoda ta umożliwia w pierwszym rzędzie przeprowadzenie analizy wstecznej w celu określenia najbardziej prawdopodobnego pozornego kąta kohezji i tarcia dla materiału hałdy. Następnie określono intensywność fali sejsmicznej, w wyniku oddziaływania której hałdy mogłyby utracić stabilność a także obliczono prawdopodobieństwa wystąpienia takiej fali sejsmicznej w ciągu najbliższych 50 lat. Bardziej szczegółowa analiza warunków krytycznych, wykonana przy pomocy metod numerycznych w polu dynamicznym, dała bardziej ostrożne wyniki (wyższe współczynniki bezpieczeństwa) niż te uzyskane przy pomocy metody równowagi granicznej. Wyniki badań sugerują, że metoda równowagi granicznej stanowi ostrożne narzędzie do określania stabilności hałd odpadów w trakcie zjawisk sejsmicznych. Pokazano także, że prawdopodobieństwo wystąpienia osunięcia terenu w przeciągu kolejnych 50 lat w przypadku dwóch rozpatrywanych hałd jest bardzo niewielkie.

4

Deep tunnel excavations using tunnel boring machines

Innaurato N., Oreste P.

Archives of Mining Sciences

|

2011

|

Vol. 56, no 3

537-549

EN

An analysis related to the experience of the authors regarding tunnels with limited overburden and on the basis of an examination of case-histories from literature on deep and long tunnels has been carried out in this paper. At present, as is known, there are only a few of these tunnels, the most important being the Loetscberg tunnel, which has just been opened. The question that can be asked is whether the experience gained in the excavation of tunnels with limited overburden could be extended to deep and long tunnels. Some studies that have recently appeared in literature seem to confirm the influence of tunnel-face stress confinement, due to the depth of the tunnel, on TBM performance. After the description of the performances of TBMs in some short tunnels with low or medium overburden, this paper takes into consideration the experience gained in the past and more recently in long and deep tunnels excavated by TBMs. The concluding remarks point out the necessity to take into account particular phenomena, such as rock burst and squeezing, to correctly forecast the TBMs performances in deep and long tunnels. In particular, the Utilization Coefficient of the machine should be estimated considering the tunnel depth and the thrust force applied to disc cutters, in order to make a correct choice of the excavation method (D&B or TBM) for long and deep tunnels, especially when hard rocks and diffi cult ground conditions are expected.

PL

W pracy przedstawiono analizę doświadczeń autorów w zakresie drążenia tuneli w przypadku ograniczonej grubości skał nadkładowych oraz badania przypadków relacjonowanych w literaturze na temat drążenia długich i głębokich tuneli. Jak wiadomo, w chwili obecnej istnieje zaledwie kilka tego typu tuneli, najważniejszy z nich to niedawno otwarty tunel w Loetseberg. Nasuwa się pytanie, czy doświadczenia zdobyte w trakcie drążenia tuneli w warunkach ograniczonej grubości nadkładu można zastosować również przy drążeniu głębokich i długich tuneli. Niedawno opublikowane wyniki badań wydają się potwierdzać wpływ rozkładów naprężeń spowodowanych głębokością na pracę urządzeń do drążenia tuneli. W pracy opisano pracę urządzeń do drążenia tuneli wykorzystanych w tunelach o niskich lub średnich grubościach nadkładu, a także przeanalizowano zdobyte uprzednio oraz stosunkowo nowe doświadczenia w zakresie drążenia długich i głębokich tuneli przy użyciu odpowiednich urządzeń. W wnioskach wykazano konieczność szczegółowego zbadania zjawisk takich jak: tąpnięcia skał czy ściskania dla dokładnego zbadania pracy urządzeń do drążenia długich i głębokich tuneli. W szczególności współczynnik wykorzystania maszyny określać należy z uwzględnieniem głębokości tunelu oraz wielkości siły naporu przyłożonej do narzędzi tnących, w celu prawidłowego wyboru odpowiedniej metody drążenia tuneli głębokich i długich zwłaszcza w rejonach gdzie oczekiwać należy trudnych warunków terenowych i twardych skał.

5

Analiza danych uzyskanych podczas monitorowania pracy maszyny TBM w trakcie budowy tuneli kolejowych

Cardu M., Oreste P., Cicala T.

Geoinżynieria : drogi, mosty, tunele

|

2010

|

nr 5

64-67

EN

In this study, an analysis has been carried out on about 587 m of a service tunnel, excavated by a TBM in a flysch formation. Some relationships has been highlighted between the excavation specific energy, net advance rate, thrust on the cutter-head and the Rock Mass Rating. A TBM performance predictive law has been also applied verifying a scarce gap between the predicted and actual values of the net advance rate. The found relationship between excavation specific energy and RMR can help the choose of the TBM for a specific tunnel or the estimation of the net advance rate using a specific machine.