ABSTRACT:

The paper presents an integral methodology of modelling the process of "inducing mass deficit" and corresponding stress strain changes in the rock mass due to underground mining works. The modelling has been based on a detailed analysis of actual engineering geological conditions of the deposit and the application of the results of geotechnical investigations for the purpose of defining characteristic rock mass parameters. Finite element method has been applied using a visco-elastoplastic model of the material. The presented procedure has numerous advantages over ordinary methods of subsidence analysis, essentially based on experience or specific methods related to a given mining area, particularly emphasizing the relationship between numerical procedure and investigation, and the simulation of the process development in time. The method has been successfully utilized in solving complex problems of a brown coal mine in Serbia, Yugoslavia.

RESUME:

Le travail present illustre une nouvelle methodologie integrale de la modelation du processus de commencement du deficit de la masse et des changements de charge et de deformation adequats dans Ie massif rocheux resultes des travaux miniers, avec repercussions aux objets à la surface des terrains. La modelation est basee sur l'analyse des conditions techno-geologiques reelles des gisements et sur I'utilisation des resultats des travaux de recherches geothecniques relatifs à la definition des paramètres caracteristiques de la masse rocheuse. On a applique la methode des elements continus avec Ie modèle des matières visco-elastoplastiques. Le precede illustre demontre de nombreuses priorites en comparaison avec les methodes communes des analyses concernant I'affaissement basees en general à I'empirisme où aux processus spaciaux dûs à un precis bassin minier. C'est ici où il faut mettre surtout I'accent sur la liaison du calcul et des recherches, et la simulation du terme pour Ie developpement du precede, La methode est appliquee efficacement dans la resolution d'un problème complexe relatif à la mine du charbon brun dans la Serbie, en Yougoslavie.

ZUSAMMENFASSUNG:

Eine neue integrale Methode zur Modellierung des Massendefizitbitdungsprozesses und entsprechender Spannungs- und Deformationsveranderungen der Felsmasse infolge unterirdischer Bergwerkarbeiten und deren Einfluss auf Oberflaichenobjekte ist dargestellt. Die Modellierung ist aufgrund der Detailanalyse tatsachlicher ingenieurgeologischen Verhaltnisse im Untergrund und geotechnischer Untersuchungen der massgebenden Felsmasseparameter durchgefuehrt. Die Methode der endlichen Elemente und des viskoelastoplastischen Materialmodlls ist angewandt. Das beschriebene Verfahren hat zahlreiche Vorteile im Vergleich mit standarden Methoden der Setzungsanalyse, welche meistens empirisch oder aufgrund spezifischer Verfahren in bestimmten Bergwerkgebieten entwickelt worden sind. Dabei ist von besonderer Bedeutung die Gebundenheit des Berechnungsverfahrens und Untersuchungen, sowie die Simulation des zeitlichen Prozessverlaufs. Diese Methode ist erfolgreich zur Lösung des komplexen Problems in einem serbischen Braunkohlebergwerk in Jugoslawien angewandt.

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INTRODUCTION

As a rule, underground mining works induce considerable alterations in the rock mass affecting surface structures in a high degree. Apart from directly influencing the existing surface structures - traffic and urban infrastructure, industrial and housing facilities, etc., the process also has far-reaching effects on the topography, changes in hydrogeological conditions, geotechnical conditions and the state of the rock mass, etc. These effects frequently act as limiting factors for economic efficiency of new investments, wherefore the question of the possibility of numerical modelling of th!s phenomenon for the purpose of predicting its effects arises as significant m geotechnical practice. The existing methods are chiefly limited to empirical or semiempirical procedures. They are of limted application, being predominantly concerned with specific, implicitly or explicitly assumed engineering geological conditions or frequently even actual mining areas. It is, therefore, obvious that application of these simple empirical rules frequently does not yield sufficiently reliable results, especially in complex geologic-geotechnical conditions lacking previous experience. The resulting task that is unavoidable in the designing stage of new pits can be defined as: how to analyze subsidence development in absence of previous empirical information, starting merely from the results of performed investigation works? The authors hope that the procedure described in this paper gives satisfactory answer to the question.

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