Probabilistic evaluation of the effect of open stope geometrical parameters on the rock mass brittle damage

Shahriyar Heidarzadeh, Ali Saeidi, Alain Rouleau

In the proceedings of: GeoOttawa 2017: 70th Canadian Geotechnical Conference; 12th joint with IAH-CNC

Session: Rock Mechanics II

ABSTRACT: Sublevel open stoping is a common method of underground mining in Canada. Therefore, maintaining the stability of underground stopes is important in order to reduce the risk of fatalities and financial loss. The instability of underground stopes is influenced by many factors including stope geometry. This study aims to provide a comprehensive assessment of the effect of open stope geometrical parameters on the brittle damage of rock mass, in the Canadian Shield. Common open stope geometries in Canadian underground mines have been considered as reference in order to provide realistic data on the range of input parameters. Accordingly, the corresponding range of each geometrical parameter (including stope strike length, stope width, stope height and stope hanging wall dip) has been determined. Subsequently, a response surface methodology (RSM) in conjunction with FLAC3D numerical modelling were employed to evaluate the effects of surrounding rock mass at three different mining depths. Ultimately, a statistical analysis (e.g. ANOVA), allows to determine a set of individual and interactive parameters having a significant effect on the BSR of stopes at each mining depth.

RÉSUMÉ: La méthode des chantiers ouverts est couramment utilisée pour l'exploitation des mines souterraine au Canada. Par conséquent, le maintien de la stabilité des chantiers ouverts est important afin de réduire le risque de décès et de pertes financières. L'instabilité des chantiers ouverts est influencée par de nombreux facteurs, y compris la géométrie des chantiers. Cette étude vise à fournir une évaluation complète de l'effet des paramètres géométriques des chantiers ouverts sur les dommages fragiles du massif rocheux dans le Bouclier canadien. Les géométries communes de chantiers ouverts dans les mines souterraines canadiennes ont été considérées comme étant des références fournissant des données réalistes sur la gamme des paramètres d'entrée. Par conséquence, la gamme correspondante de chaque paramètre géométrique (y compris la longueur, la largeur, ainsi que la hauteur du chantier et le pendage du toit) a été déterminée. Par la suite, une méthodologie de la surface de réponse (RSM) conjointement avec la modélisation numérique logiciel FLAC3D ont été utilisés pour évaluer les effets de ces paramètres d'entrée sur le «Brittle Shear Ratio» (BSR) de la masse rocheuse autour des chantiers à trois profondeurs d'extraction différentes. Finalement, une analyse statistique (exemple ANOVA) permet de déterminer un ensemble de paramètres individuels et interactifs ayant un effet significatif sur le BSR des chantiers ouverts et ceci à chaque profondeur.

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