A Geophysical Investigation of Near Vertical Boreholes in the Roof of an Underground Tunnel in a Coal Mine

Patrick Mah, Brian Wong, Torsten Gorka

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoEdmonton 2018: 71st Canadian Geotechnical Conference; 13th joint with IAH-CNC

Session: Mining Geotechnics and Hydrogeology III

ABSTRACT: As part of a tunnel roof reinforcement feasibility study, five vertical boreholes were drilled in the roof of an underground tunnel and were logged using unconventional wireless geophysical instruments specifically designed for challenging operational environments. The program was completed in conjunction with a broader drilling program to understand the overlying lithology and bedrock structure as a basis for reinforcement against future planned close proximity mining activities. The tunnel serves as the only corridor for raw coal conveyance from the mine operations to the process plant. The geotechnical investigation was conducted without disruption to the processing plant and conveyance infrastructure. The geophysical investigation was crucial in supporting the assessment of the jointing and bedding characteristics of the rock mass as well as the lithology. This data was used to evaluate basic tunnel support requirements through closed form analytical solutions to estimate maximum support capacities for the general types of support systems, and to allow for the estimation and evaluation of mining impacts using a series of 2-suite. The operational challenges encountered in the geotechnical investigation were helpful to highlight potential constructability issues for future tunnel reinforcement works.

RÉSUMÉ: Dans le cadre d'une étude de faisabilité du renforcement du toit du tunnel, cinq forages verticaux ont été forés dans le toit d'un tunnel souterrain et ont été exploités à l'aide d'instruments géophysiques sans fil non conventionnels spécialement conçus pour les environnements opérationnels difficiles. Le programme a été complété en conjonction avec un programme de forage plus vaste visant à comprendre la structure lithologique sus-jacente et la structure du socle rocheux comme base pour le renforcement des futures activités minières prévues à proximité. Le tunnel sert de seul corridor pour le transport du charbon brut entre les opérations de la mine et l'usine de traitement. L'étude géotechnique a été menée sans perturber l'infrastructure de traitement et de transport. L'étude géophysique a été cruciale pour soutenir l'évaluation des caractéristiques d'assemblage et de stratification de la masse rocheuse ainsi que de la lithologie. Ces données ont été utilisées pour évaluer les besoins de base du tunnel par des solutions analytiques fermées pour estimer les capacités de support maximales des types généraux de systèmes de support, et pour estimer et évaluer les impacts miniers à l'aide d'une série de modèles numériques 2D. Dans la suite logicielle PLAXIS . Les défis opérationnels rencontrés dans l'étude géotechnique ont été utiles pour mettre en évidence les problèmes potentiels de constructibilité pour les futurs travaux de renforcement des tunnels.

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