When making a preliminary design of multiple underground openings, one must often rely upon incomplete data furnished by the geological exploration program. Initially, a fair amount of uncertainty exists, concerning the mechanical behavior of the rock on a large scale, and the location, attitude, and properties of faults or joints. Hence preliminary design will tend to be conservative. However, as the first excavations are achieved, one has the best opportunity to refine and optimize the plans, by using appropriate rock mechanics and geological engineering methods. This paper outlines the application of such methods as field experiments, laboratory tests, and finite element modeling, in an integrated procedure. For multiple openings on multiple levels, it is necessary to select the dimensions of the rock pillars, the width of the rooms and cross-cuts, the heigth of the levels, and the thickness of the roof pillars to be left between superimposed levels. The application of the procedure mentioned above, to a particular underground site, is described. The increase in safety and allowable extraction resulting from a good rock mechanics program, will return many times the investment in this program.
Dans les projets d'ouvertures souterraines, les informations obtenues au cours du programme d'exploration géologique sont généralement incomplètes. Une incertitude appréciable existe concernant les propriétés de la roche à grande échelle, ainsi que la position et les propriétés mécaniques des discontinuités. Par conséquent,1'ingénieur doit introduire intitiale- ment une marge de sécurité importante. Cependant, lors du creusement des premières ouvertures, une occasion unique existe pour raffi- ner et optimiser le projet, a l'aide des méthodes de la mécanique des roches et du génie géologique. Cette communication décrit une procédure utilisant de telles méthodes: mesures en place, essais au laboratoire, modèles par éléments finis, contrôle du tir aux explosifs, et renforcement de la roche. Dans le cas de nombreuses ouvertures, à des niveaux différents, il est nécessaire d'établir les dimensions des pilliers de roche, la taille des chambres, et l'épaisseur à laisser entre deux niveaux superposés. On décrit l'application à une mine particulière de la procédure mentionnée. L'augmentation en sécurité et en taux d'extraction, résultant d'un programme de mécanique des roches bien conçu, produira des bénéfices plusieurs fois supérieurs à l'investissement du programme lui-même.
In der Ausarbeitung eines Vorprojektes für mehrteilige Felskavernen ist es oft nötig mit unvollständiger Information von geologischen Untersuchungen zu arbeiten. Eine beträchtliche Ungewissheit besteht anfänglich in bezug auf das mechanische Verhalten des Ges- teins, sowie di Lage, den Charakter und die Materialeigenschaften der Verwerfungen und der Klüfte. Deshalb haben Vorprojekte im allgemeinen die Tendenz konservativ zu sein. Sobald jedoch die ersten Aushubarbeiten vollendet sind, bietet sich di Möglichkeit die Projekt- plane mit Hilfe von geeigneten felsmechanischen und Ingenieur-geologischen Methoden zu ver- bessern und zu optimisieren. Dieser Artikel beschreibt wie solche Methoden, wie Versuche im Felde un im Laboratorium, Finite Elemente Modelle, kontrolliertes Sprengen und Felsarmierungen in einem integrierten Verfahren angewendet werden können. Für mehrstöckige und mehrteilige Kavernen ist es nötig die Dimensionen der Felssäulen, den Querschnitt der Kavernen und der Quergänge, sowie den Abstand der Stockwerke und die Dicke der Decken zu wählen. Die Anwendung des oben geschilderten integrierten Verfahrens auf eine best- immte Baustelle ist hier beschrieben. Die zusätzlich Sicherheit und di bessere Bestimmung des zulässigen Felsaushubs, beides Resultate eines guten f eis mechanischen Untersuchungs programmes , werden die. Kosten eines solchen Programmes mehrmals bezahlt machen.
When making a preliminary design of under- ground chambers, one must often rely upon less than extensive results from the geological exploration program. A fair amount of uncertainty exists, concerning the large scale mechanical properties of the rock mass. Hence the preliminary design should be conservative. In nearly all Civil Engineering underground projects, the objective is not to maximize the rock extraction, but rather to create permanent structures free of rock failure. This often leads to carrying the conservative initial design to the final construction. On the other hand, most excavations in Mining Engineering are carried out to recover valuable ore. The objective is to maximize the extraction ratio. In the case of multiple permanent rock caverns, some localized failures may occur. As long as they do not create a safety hazard, or endanger the stability of the stopes, they are tolerated. Supporting the rock with continuous lining, such as in many underground power houses, is out of question, for economic reasons. Where needed, localized reinforcement will be used, such as rock bolts and shotcrete applications. Localized drainage will also increase the stability. This paper analyses the process by which, starting from a preliminary design, one can optimize the extraction of rock, as excavation progresses. It should be noted at the outset that the preliminary design may turn out not to be conservative as intended.