Geotechnical Considerations of Deep Mine Shaft, Sinking by Combined VSM and Drill & Blast Construction Methodology

ABSTRACT: The vertical shaft sinking machine (VSM) is an innovative method of mechanized shaft excavation and liner construction technology developed in the context of rapid mechanical shaft sinking. This paper highlights geotechnical design considerations of VSM use for the upper section of a shaft prior to proceeding with conventional drill and blast methodology below the VSM section, in the perspective of deep mine shaft construction. Segmental liner stability and hydro-sealing concerns including liner basal stability, the detrimental effect of slurry on liner watertightness, liner deviation, and settlement are identified as important factors. Considerations of ground improvement prior to shaft sinking are also discussed. A good understanding of the geotechnical, geological, and hydrogeological characteristics of the ground are key to the optimization of the VSM liner depth.

RÉSUMÉ: L’utilisation de la machine de fonçage vertical de puits (VSM) est une méthode d’excavation ou technologie d’installation de revêtement mécanisée relativement nouvelle dans le contexte du fonçage de puits profonds. Cet article mettra en lumière des éléments importants à considérer lors de conception géotechnique de fonçage de puit. Il traitera entre autres de la stabilité du revêtement (segments) et des préoccupations d’étanchéité pour la construction de puit profonds, particulièrement de la stabilité du revêtement de fond, de l’effet néfaste de la boue de forage sur l’étanchéité du revêtement, de conséquence relevant de la déviation du revêtement et de tassements différentiels. Les considérations relatives à l’amélioration du sous-sol avant le fonçage du puits seront également abordées. Une bonne compréhension des caractéristiques géotechniques, géologiques et hydrogéologiques du sous-sol est essentielle à l’optimisation de la profondeur du revêtement VSM.