Influence of pore water pressures on the stress state in inclined backfilled stopes

A. Jahanbakhshzadeh, Michel Aubertin, L. Li

In the proceedings of GeoSt. John's 2019: 72nd Canadian Geotechnical Conference

Session: Mining

ABSTRACT: Backfilling is commonly used in underground mine stopes to improve openings stability and workers safety. Evaluating the stress state in backfilled stopes and surrounding rock mass is a crucial step for design. Various investigations have shown that settlement of the soft fill material after placement in relatively narrow stopes tends to produce shear stresses along the walls, leading to an arching effect associated with a load transfer from the backfill to the stiff rock mass. Most stress analyses reported in the literature have been obtained for dry (or fully drained) backfill in openings with vertical walls. In many cases however, there are significant pore water pressures in backfilled stopes, where the walls are inclined. This article presents an analytical solution and recent simulations results for the stress state in partially (or totally) submerged backfilled stopes with walls having different inclination angles. The influence of the backfill strength parameters is also assessed. The numerical results are used to validate (in part) the proposed solution for the total and effective stresses in inclined backfilled openings.

RÉSUMÉ: Le remblayage est couramment utilisé dans les opérations minières souterraines afin d'assurer la stabilité des ouvertures et la sécurité des ouvriers. Édes contraintes dans le remblai et le massif rocheux est une étape cruciale pour la conception. Des travaux récents ont montré que le remblai placé dans des chantiers relativement étroits engendre des contraintes de cisaillement aux interfaces avec le massif rocheux, ce qui produit un transfert aux épontes. La majorité des analyses de contraintes rapportées dans la littérature ont été réalisées pour des remblais secs (ou complètement drainés) dans des ouvertures verticales. Dans de nombreux cas toutefois, il existe des pressions interstitielles importantes dans les chantiers remblayés, dont les parois sont inclinées. Cet article présente une solution analytique et les résultats récents de simulations numériques sur l'état des contraintes dans les chantiers partiellement (ou totalement) submergés, avec différents angles d'inclinaison des épontes. L'influence des paramètres de résistance au remblai est également évaluée. Les résultats numériques sont utilisés afin de valider (en partie) la solution proposée pour les contraintes totales et effectives dans les chantiers remblayés inclinés.

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Cite this article:
A. Jahanbakhshzadeh; Michel Aubertin; L. Li (2019) Influence of pore water pressures on the stress state in inclined backfilled stopes in GEO2019. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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