TY - JOUR

T1 - Study of the impact of hard rock pillar behavior on the raise caving mining system

AU - Gams, Patrick

PY - 2023/9/25

Y1 - 2023/9/25

N2 - Das Raise-Bruchbau-Verfahren ist ein neuartiges Abbauverfahren, welches mit Hilfe von aktiver Spannungskontrolle auch unter tiefen Bergbaubedingungen eingesetzt werden kann. Die Anwendbarkeit des RaiseBruchbau-Verfahrens wird für das LKAB Bergwerk in Kirunabetrachtet. Diese Abbaumethode wird grundsätzlich in die „Entspannungsphase“ und die „Produktionsphase“ eingeteilt. In der „Entspannungsphase“ werden mit Hilfe von geneigten Schlitzen, welche mit Hilfe von minimaler Infrastruktur und langen Raisebohrlöchern aufgefahren werden, Spannungsschatten erzeugt die großflächige Abbauaktivitäten ermöglichen. Diese Schlitze werden von massiven Bergfesten, mit Breiten zu Höhenverhältnissen von bis zu 10 und einer Länge von mehreren hundert Metern, voneinander getrennt. Diese Festen haben die Aufgabe, Spannungen und Seismizität zu kontrollieren und den Bruch vom Hangenden zu verhindern. Durch die Umverteilung der Spannungen im Bergwerk werden die Festen und Auflagerbereiche stark beansprucht. In der „Produktionsphase“ wird Bergbau im großtechnischen Stil betrieben. Durch Spannungsumverteilung im Bergwerk werden Festen und Auflager stark beansprucht. Die Gebirgsfesten spielen daher eine tragende Rolle für die Umsetzbarkeit des Raise-Bruchbau-Verfahrens. Da Festen nach der Entspannungsphase hochbelastet sind, müssen sie in der Produktionsphase wieder entspannt werden, um auch hinter den Festen Abbau betreiben zu können. Daher sind Studien über Festen und ihre Auswirkungen auf das Raise-Caving-Bergbauverfahren von großer Bedeutung. In diesem Artikel wird die Bedeutung von Festen für das Raise-Caving-Verfahren zunächst auf konzeptioneller Basis dargestellt. Es werden numerische Simulationen für verschiedene Bergbauzuschnitte und unterschiedliches Festenverhalten durchgeführt. Die Spannungsumlagerungen im Grubengebäude, sowie die Stabilität der Infrastruktur mit Hilfe des RCF-Wertes werden analysiert. Für diesen Zweck sind Simulationen auf der Basis eines linear elastischen Materialverhalten eine bewährte Methode. Dies hat zur Folge, dass die Entlastung der Festen aufgrund von Überbeanspruchung und Rissbildung nicht analysiert werden kann. Hierfür muss eine Methode zur Entlastung der Festen in die Simulation implementiert werden. Das Verhalten von Festen mit unterschiedlichem Breiten zu Höhen Verhältnissen wird mit Hilfe von vorberechneten Spannungs-Dehnungs-Kurven aus verfügbaren Festenfestigkeitsformeln untersucht. Darüber hinaus spielt die Abbausequenz eine wichtige Rolle für die Spannungsentwicklung in Festen und Auflagerbereichen und wird ebenfalls in die Simulationen einbezogen. Es werden verschiedene Möglichkeiten, um die hochbelastetenFesten zu entspannen, aufgezeigt und diskutiert. Weiterhin wird der Einfluss von Abbau großer Kammern in der Produktionsphase analysiert.

AB - Das Raise-Bruchbau-Verfahren ist ein neuartiges Abbauverfahren, welches mit Hilfe von aktiver Spannungskontrolle auch unter tiefen Bergbaubedingungen eingesetzt werden kann. Die Anwendbarkeit des RaiseBruchbau-Verfahrens wird für das LKAB Bergwerk in Kirunabetrachtet. Diese Abbaumethode wird grundsätzlich in die „Entspannungsphase“ und die „Produktionsphase“ eingeteilt. In der „Entspannungsphase“ werden mit Hilfe von geneigten Schlitzen, welche mit Hilfe von minimaler Infrastruktur und langen Raisebohrlöchern aufgefahren werden, Spannungsschatten erzeugt die großflächige Abbauaktivitäten ermöglichen. Diese Schlitze werden von massiven Bergfesten, mit Breiten zu Höhenverhältnissen von bis zu 10 und einer Länge von mehreren hundert Metern, voneinander getrennt. Diese Festen haben die Aufgabe, Spannungen und Seismizität zu kontrollieren und den Bruch vom Hangenden zu verhindern. Durch die Umverteilung der Spannungen im Bergwerk werden die Festen und Auflagerbereiche stark beansprucht. In der „Produktionsphase“ wird Bergbau im großtechnischen Stil betrieben. Durch Spannungsumverteilung im Bergwerk werden Festen und Auflager stark beansprucht. Die Gebirgsfesten spielen daher eine tragende Rolle für die Umsetzbarkeit des Raise-Bruchbau-Verfahrens. Da Festen nach der Entspannungsphase hochbelastet sind, müssen sie in der Produktionsphase wieder entspannt werden, um auch hinter den Festen Abbau betreiben zu können. Daher sind Studien über Festen und ihre Auswirkungen auf das Raise-Caving-Bergbauverfahren von großer Bedeutung. In diesem Artikel wird die Bedeutung von Festen für das Raise-Caving-Verfahren zunächst auf konzeptioneller Basis dargestellt. Es werden numerische Simulationen für verschiedene Bergbauzuschnitte und unterschiedliches Festenverhalten durchgeführt. Die Spannungsumlagerungen im Grubengebäude, sowie die Stabilität der Infrastruktur mit Hilfe des RCF-Wertes werden analysiert. Für diesen Zweck sind Simulationen auf der Basis eines linear elastischen Materialverhalten eine bewährte Methode. Dies hat zur Folge, dass die Entlastung der Festen aufgrund von Überbeanspruchung und Rissbildung nicht analysiert werden kann. Hierfür muss eine Methode zur Entlastung der Festen in die Simulation implementiert werden. Das Verhalten von Festen mit unterschiedlichem Breiten zu Höhen Verhältnissen wird mit Hilfe von vorberechneten Spannungs-Dehnungs-Kurven aus verfügbaren Festenfestigkeitsformeln untersucht. Darüber hinaus spielt die Abbausequenz eine wichtige Rolle für die Spannungsentwicklung in Festen und Auflagerbereichen und wird ebenfalls in die Simulationen einbezogen. Es werden verschiedene Möglichkeiten, um die hochbelastetenFesten zu entspannen, aufgezeigt und diskutiert. Weiterhin wird der Einfluss von Abbau großer Kammern in der Produktionsphase analysiert.

KW - Festen

KW - Raise-Bruchbau

KW - Numerische Simulation

KW - Tiefer Bergbau

KW - Gebirgsmechanik

M3 - Artikel

VL - 2023

SP - 484

EP - 496

JO - Berg- und hüttenmännische Monatshefte : BHM

JF - Berg- und hüttenmännische Monatshefte : BHM

SN - 0005-8912

IS - 168

M1 - 10

ER -