New Failure Prediction Method for Underground Excavations

"A new method to predict stope hangingwall failure in underground excavations is proposed. This method compares movement rate for stope hangingwalls, determined from changes in strain or deformation, with changing opening geometry. This geometry is represented by the effective radius factor (ERF), a measure of relative distance to supporting abutments from an opening surface point. This strain-ERF (SERF) approach is applied to an instrumentation program for Brunswick mine near Bathurst, New Brunswick. The SERF method for this case study predicted failure at an ERF of 13.9 m and hangingwall failure actually occurred at an approximate ERF of 12.4 m.RÉSUMÉ Cet article propose une nouvelle méthode permettant de prévoir la rupture de l’éponte supérieure des chambres d’abattage dans les excavations souterraines. Cette méthode compare la vitesse de mouvement des épontes supérieures des chambres d’abattage, déterminée à partir des changements aux niveaux des contraintes ou de la déformation, à la géométrie variable de l’ouverture au jour. Cette géométrie est représentée par le facteur du rayon effectif (ERF, de l’anglais Effective Radius Factor), une mesure de la distance relative jusqu’aux appuis latéraux de soutènement à partir d’un point de la surface d’ouverture au jour. Cette approche contraintes-ERF (SERF, de l’anglais strain-ERF) est appliquée à un programme d’instrumentation pour la mine Brunswick située près de Bathurst, dans le Nouveau-Brunswick. Pour cette étude de cas, la méthode SERF prévoyait une rupture à un ERF de 13,9 mètres (m); la rupture de l’éponte supérieure s’est effectivement produite à un ERF d’environ 12,4 m.INTRODUCTIONUnderground stope design can be improved with the installation of field instrumentation. The most commonly used instrumentation for monitoring rock mass behaviour around open stopes is extensometers. The y-axis of Figure 1 represents how the changing rate of movement, measured using either displacement- or stress-type instruments, can be observed over time. The magnitude of movement measured by extensometers can give an approximation of the load on installed support (Milne, Pakalnis, & Lunder, 1996) and a changing rate of movement can indicate approaching instability."