Development of an Innovative Hydrostatic Shaft Liner Design for a New Shaft in Saskatchewan?s Athabasca Basin

The authors participated in a study for a new mine shaft in Saskatchewan?s Athabasca Basin where ground freezing is desired to reduce water inflows. Constraints were imposed on the design in terms of permissible water leakage (less than 10 m3 / hour) inside the shaft. Since the shaft goes through highly permeable formations, water control measures had to be incorporated into the design. Ground freezing was selected as the most reliable and proven method for the sinking and a hydrostatic liner design was implemented. While exploring various technological options available for providing a fully hydrostatic liner, the authors came up with a new design concept that offers a more cost effective solution while meeting all the design constraints. The new liner concept is a composite design using concrete and a sprayed-on membrane system. A proof of concept program comprising laboratory testing and field testing was successfully implemented. This paper presents the innovative liner design, as well as the adapted sinking methodology, developed for this type of project. The new concept offers a new cost effective high performance hydrostatic mine shaft liner comparing favorably with traditional methods. RESUME: Les auteurs ont réalisé une étude pour un nouveau puits de mine dans le Bassin de l?Athabasca en Saskatchewan. Des limites sévères sont imposées sur le design en terme de volume d?infiltration d?eau acceptable (moins de 10 m3 / heure). Comme ce puits de mine traverse des formations très perméables la congélation des terrains a été sélectionnée, une méthode éprouvée et fiable. Un design hydrostatique a été choisi pour le revêtement du puits. Dans le processus de design, les différentes technologies disponibles ont été étudiées. Les auteurs ont développé un nouveau concept de revêtement composite offrant un rapport performance/prix plus avantageux que les technologies conventionnelles. Le nouveau design proposé est composé de béton et d?une membrane projetée. Un programme expérimental a été réalisé pour démontrer la faisabilité du concept. Cet article présente le nouveau concept ainsi que la méthodologie de fonçage de puits adaptée. Ce concept innovateur offre un revêtement hydrostatique performant à un cout avantageux par rapport aux techniques de construction utilisées jusqu'à maintenant.