For several decades, the deep, gold-bearing reefs of the Witwatersrand basin have been mined predominantly according to layouts characterised by longwalls with strike pillars to provide regional support. During the past few years, a new generation of mining layouts has been introduced. These layouts are based on the concept of grid-type, scattered mining with dip pillars for regional support. As the extraction of the gold reefs extends to depths below 3500 m, the hazards associated with mining at these ultra-depths are expected to increase to unacceptable levels. Therefore, the question arises as to, which of the currently applied mining layouts is most acceptable for the economic and safe extraction of an ultra-deep orebody. The purpose of this paper is to describe a research investigation carried out to evaluate the degree of acceptability, from the rock engineering view point, of four currently used mining layouts for application at a depth-range of between 3500 and 5000 m.

Pendant plusieurs decades, les filons d'or profonds du bassin du Witwatersrand ont ete exploites d'une manière predominante selon des dispositions caracterisees par des longues tailles avec des piliers directionnels pour donner un support local. Les dernières annees ont vu la naissance d'une nouvelle generation de dispositions de mine. Ces dispositions sont basees sur le concept d'extraction type grille, eparpillee, avec des piliers au pendage pour le support local. Comme l'extraction des filons d'or va à des profondeurs en dessous de 3500m, il faut s'attendre à ce que les risques associes à l'exploitation à ces profondeurs extrêmes atteignent des niveaux inacceptables. Par consequent, la question se pose de savoir laquelle des dispositions de mine couramment utilisees est la plus acceptable pour l'extraction rentable et sans danger d'un gisement ultra profond. Le but de l'etude presente est de decrire les recherches executees pour evaluer le degre d'acceptabilite, du point de vue d'ingenierie de roche, de quatre dispositions de mine couramment utilisees pour application à un rayon de profondeur entre 3500 et 5000m.

Die tiefen, goldtrachtigen Riffs des Witwatersrandbeckens wurden ueber einige Jahrzehnte hindurch vorwiegend nach jenen Layouts abgebaut, die von Langfrontstreben mit Schlagpfeilern charakterisiert waren, um regionale Unterstuetzung zu gewahrleisten. Wahrend der letzten Jahre wurde eine neue Generation von Grubenlayouts eingefuehrt. Diese Layouts basieren auf dem Konzept der Rasterfeld-Art, gestreuter Bergbau mit Neigungspfeilern fuer regionale Unterstuetzung. Es kann erwartet werden, daß auf Grund der Tatsache, daß sich die Extraktion der Goldriffs auf Tiefen unterhalb 3500 m verlagert, die Gefahren, die mit dem Bergbau an diesen Ultratiefen verbunden sind, sich auf ein nicht annehmbares Niveau erhöhen. Folglich erhebt sich die Frage, welche der gegenwartig angewendete Abbaulayouts fuer die ökonomische und sichere Extraktion eines ultra-tiefen Erzkörpers am annehmbarsten ist. Zweck dieser Arbeit ist es, eine durchgefuehrte Untersuchung zu beschreiben, die vom Gesichtspunkt der Gesteinstechnik gesehen, vier gegenwartig angewandte Abbaulayouts fuer den Einsatz in einem Tiefenbereich zwischen 3.500 und 5.000 m evaluiert.


Since the discovery of gold-bearing deposits on the Witwatersrand and the commencement of mining of these deposits, the depth of mining has increased from 0 to 3500 m. With the increase of depth, mining conditions underwent significant changes. From the rock engineering points of view, the most important change was the increase in virgin rock stresses resulting in more intense fracturing of rock around mining excavations and escalation in the occurrence of rockbursts (damaging seismic events). Changes related to mine ventilation, cooling and transport were also brought about by the increase in mining depth.

As the available reserves above the 3500 m depth-limit will be exhausted within the foreseeable future, mining companies and the relevant authorities are concerned about the future of the gold mining industry in South Africa. Consequently, they are in the process of assessing the expected mining conditions and risk control measures required if mining is to be extended to depths below the currently accepted limit. To assist them in their task, the mining industry initiated and financed a number of multi disciplinary research activities, termed collectively "Deepmine Collaborative Research Programme". The investigation described in this presentation represents part of a Deepmine project.

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