Une bonne marche des exploitations minières tient compte de la stabilité du terrain. Celle des excavations est la condition sine qua non de la sécurité du personnel et du matériel. Le rôle principal du soutènement est d’assurer la sécurité des excavations dans les géomatériaux.
L’exploitation des mines souterraines s’accompagne souvent de nombreux problèmes relatifs au maintien de la stabilité. Pour résoudre ces derniers, plusieurs techniques ont été élaborées, en vue de prévoir et de porter remède aux dangers et risques causés par ces travaux d’excavation.
La recherche et l’extraction des substances minérales implique une connaissance et une observation des certains paramètres.
En effet, une exploitation non ordonnée peut provoquer inévitablement des difficultés dans la suite des travaux de tout un niveau de la mine.
Dans le projet d’élargissement des chambres telle la GL2 de la mine souterraine de KAMOTO, nous avons entrepris de faire des études géomécaniques et géostructurales en vue de contrôler la stabilité de l’excavation.
Sur le terrain nous nous sommes employés à faire l’identification des formations géologiques, l’appréhension des éléments structuraux et leur repérage géométrique.
L’instabilité peut être causée par les discontinuités structurales. Ces dernières constituent des surfaces de moindre résistance. Leur orientation, leur longueur, leur remplissage, leur espacement, et cetera sont à la base de l’instabilité des masses rocheuses. La présence des vides dans un massif rocheux, en dehors des caractéristiques géostructurale et géomécaniques de terrain, peuvent perturber son état d’équilibre et provoquer des instabilités.
Ainsi dans une mine souterraine, la stabilité d’une chambre en exploitation dépend intensément de sa forme et de ses dimensions. Cet article, où il est question d’apprécier l’impact des dimensions des chambres souterraines de la mine souterraine de Kamoto s’appuiera sur la méthode des graphes de stabilité
Table des matières
1. INTRODUCTION
2. PRESENTATION DE SITE ET DE L’OUVRAGE
3. CONTEXTE GEOSTRUCTURALE
3.1. Repérage géométrique des discontinuités
3.2. Traitement statistique des données
3.3. Interprétation des résultats
4. IMPACT DES DIMENSIONS DES CHAMBRES SUR LA SECURITE
4.1. Le rayon hydraulique (HR)
4.2. Le nombre de stabilité modifié (N’)
4.3. Détermination des paramètres utilisés
4.3.1.Rayon hydraulique (HR)
4.3.2. Nombre de stabilité modifié (N’)
4.3.3. Détermination du facteur Q’ :
4.3.4. Détermination du facteur A:
4.3.5. Détermination du facteur B :
4.3.6. Détermination du facteur c :
4.4.Graphe de stabilité
4.5.Densité des boulons.
4.6.Longueur des boulons.
Objectifs et thématiques de la recherche
Cette étude vise à évaluer l'impact des dimensions des chambres souterraines sur la stabilité des excavations dans la mine de Kamoto, afin d'assurer la sécurité du personnel et du matériel minier par une approche géomécanique rigoureuse.
- Analyse géostructurale et identification des réseaux de fractures.
- Détermination des paramètres de stabilité via la méthode des graphes de stabilité.
- Calcul des dimensions critiques (rayon hydraulique et nombre de stabilité modifié).
- Dimensionnement du soutènement (densité, espacement et longueur des boulons).
Auszug aus dem Buch
4. IMPACT DES DIMENSIONS DES CHAMBRES SUR LA SECURITE
Les excavations dans les roches sont des ouvrages à soutènement complexes à dimensionner. Les outils analytiques et numériques à la disposition du concepteur ne permettent de cerner que partiellement tous les phénomènes en peu. Il lui faut également faire appel à son expérience pratique (Hoek et Brown, 1980).
Ainsi, si le géotechnicien a supervisé la construction d’un ouvrage souterrain dans les conditions analogues, son choix de soutènement pourra être envisagé avec un certain degré de confiance, cependant lorsqu’une telle expérience lui manque, quel critère va-t-il utiliser pour apprécier si ces décisions sont raisonnables ? Comment peut-on juger que le nombre de boulons spécifiés est correct. Que la longueur non soutenue n’est pas importante.
La solution réside dans les systèmes de classification qui permettent de relier les conditions rencontrées sur un site aux conditions et expertises connues en d’autres endroits. Des outils empiriques de classification tels que RMR et Q on été développe à partir d’une base de donné principalement de tunnel galeries et chambres en génie civil à une profondeur inestimable à l’ingénieur de perçage de tunnel.
La classification RMR (BIENIAWSKI ; 1993 ; 1998) tient compte de la modification de conception basée sur de temps réduits pour l’exploitation tandisque la classification Q (Barton, 1974) essaye d’inclure des applications d’exploitation par l’utilisation du rapport équivalent du soutènement. La méthode de graphe de stabilité est employée pour dimensionner chaque interface à partir du rayon hydraulique (H.R) et du nombre de stabilité modifié (N’).
Résumé des chapitres
1. INTRODUCTION: Présentation du problème de la stabilité des terrains dans les mines souterraines et définition de l'objectif d'étude sur le site de Kamoto.
2. PRESENTATION DE SITE ET DE L’OUVRAGE: Description géographique, historique et technique de la mine de Kamoto.
3. CONTEXTE GEOSTRUCTURALE: Analyse des caractéristiques géostructurales à l'échelle de l'affleurement, incluant le repérage des discontinuités.
4. IMPACT DES DIMENSIONS DES CHAMBRES SUR LA SECURITE: Développement méthodologique utilisant les graphes de stabilité pour dimensionner le soutènement des chambres.
Mots-clés
Stabilité minière, chambres souterraines, géomécanique, discontinuités structurales, soutènement, boulonnage, rayon hydraulique, nombre de stabilité, mine de Kamoto, sécurité minière, classification rocheuse, excavation, densité de boulons, tirants d'ancrage, fracturation.
Questions fréquemment posées
En quoi consiste cette recherche sur les mines souterraines ?
Le travail porte sur l'analyse de la stabilité des chambres d'exploitation dans la mine de Kamoto afin de garantir la sécurité du personnel et du matériel minier face aux risques d'effondrement.
Quels sont les thèmes principaux abordés ?
Les thèmes centraux incluent l'analyse géostructurale, la classification des masses rocheuses et le dimensionnement optimal des systèmes de soutènement par boulonnage.
Quel est l'objectif scientifique de ce rapport ?
L'objectif est d'utiliser la méthode des graphes de stabilité pour déterminer l'impact des dimensions des chambres sur la stabilité globale de l'excavation.
Quelle méthode est utilisée pour l'analyse ?
La recherche s'appuie principalement sur la méthode des graphes de stabilité et les classifications empiriques de Barton et Bieniawski pour évaluer le comportement des roches.
Que traite la partie principale du document ?
Le corps du rapport détaille le calcul du rayon hydraulique et du nombre de stabilité modifié, ainsi que le dimensionnement pratique du soutènement nécessaire pour les voûtes et les piédroits.
Quels termes définissent le mieux cette étude ?
Les mots-clés essentiels sont : stabilité minière, soutènement, boulonnage, géomécanique et graphiques de stabilité.
Comment le repérage des discontinuités est-il effectué sur le site ?
Le repérage est réalisé à l'échelle de l'affleurement en utilisant la règle de la main droite pour déterminer la direction et le pendage des discontinuités.
Quelle est la conclusion sur la sécurité des chambres ?
L'étude conclut qu'une densité de boulons comprise entre 0,13 et 0,32 par mètre carré, associée à un maillage adapté, est nécessaire pour assurer un comportement élasto-plastique stable.
Pourquoi les piédroits nécessitent-ils un traitement particulier ?
L'analyse montre que les piédroits sont plus exposés au glissement de blocs que la voûte, nécessitant ainsi des caractéristiques de soutènement spécifiques pour garantir la stabilité.
- Citation du texte
- Sage Ngoie (Auteur), Dina Kon (Auteur), Adalbert Mbuyu (Auteur), 2017, Impact des dimensions des chambres souterraines sur la securite des mineurs et du materiel, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/384579
