Artikel, Fachbeiträge und Präsentationen
Konferenz: CAVING 2022, Hilton Adelaide, Südaustralien
Autor(en): Brendan Crompton und Greig Knox
Datum: 30. August – 1. September 2022
Übersicht: Die Spezifikation eines Spannglieds wird als Kapazität des Spannglieds im Neuzustand am Tag seiner Herstellung angegeben. Gesteinsspannglieder werden diskret quasistatisch (Nachbildung der Schließung) oder dynamisch (Nachbildung der Seismizität) getestet, je nach den zu erwartenden Bedingungen in der Minenumgebung. Obwohl diese Untersuchung wertvoll ist, ist es wahrscheinlich, dass ein Spannglied, die einer schnellen Bodenbewegung (Erdbeben) ausgesetzt ist, zunächst ein gewisses Maß an langsamem Verschluss erfahren würde. In früheren Untersuchungen wurde der mögliche Zusammenhang zwischen der quasistatischen Dehnung eines Felsbolzens vor dynamischer Belastung und der dynamischen Restkapazität untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigten, dass ein Zusammenhang zwischen der dynamischen Restkapazität und der quasistatisch absorbierten Energie besteht, wenn die Sehne axial gedehnt wird. Es wurde vorgeschlagen, dass ein konservativer Ansatz darin bestehen würde, die Gesamtenergiekapazität einer Sehne als die Energie zu betrachten, die von einer Sehne in einem unverfälschten Zustand während eines einzigen dynamischen Impulses absorbiert wird und zu einer Ruptur der Sehne führt. Der Forschungsprobensatz beschränkte sich auf eine einzige Gebirgsankerkonfiguration mit fester Länge und festem Durchmesser. Daher wurde festgestellt, dass die Ergebnisse nicht auf andere Versionen dieses Systems oder anderer Bodenstützsysteme extrapoliert werden sollten. Diese Forschung baut auf der vorherigen Arbeit auf, indem das Testverfahren an einem größeren Durchmesser desselben Gebirgsankers wiederholt wird. Die Ergebnisse werden analysiert, um zu ermitteln, wie der Durchmesser eines Gebirgsankers die Energie- und Dehnungskapazität der Gebirgsanker unter kombinierter quasistatischer und dynamischer Belastung beeinflusst. Diese Informationen werden geotechnischen Fachkräften bei der Planung des Supportsystems, der Produktauswahl und der Entscheidung, wann ein installiertes Supportsystem rehabilitiert werden soll, sehr helfen.
Download-Link: https://papers.acg.uwa.edu.au/p/2205_07_Crompton/
Konferenz: CAVING 2022, Hilton Adelaide, Südaustralien
Verfasser: Rual Abreu und Greig Knox
Datum: 30. August – 1. September 2022
Übersicht: In den letzten Jahren haben selbstbohrende Anker (SDA) in der Branche der Bodenverankerung zunehmende Aufmerksamkeit erhalten. Dazu gehören Studien und Feldversuche im Bergwerk Oyu Tolgoi in der Mongolei und im Bergwerk Malmberget in Schweden, die die Erfolgsquote bei der Installation von SDAs in gebrochenen Gesteinsmassen hervorgehoben haben. Zu den typischen Herausforderungen, die mit der Installation von Gebirgsankern unter solchen Bedingungen verbunden sind, gehören Lochverschlüsse und ausgeblasene Löcher, die zu einer Reduzierung der Erfolgsraten bei der Ankermontage und einer erreichten Stützkapazität führen. Um die Effektivität der Installation in gebrochenen Gesteinsmassen zu verbessern, ersetzt ein SDA den herkömmlichen Bohrstahl, der zum Bohren des Stützlochs erforderlich ist, und kombiniert Bohrstahl und Gebirgsanker in einer einzigen Komponente. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, dass die Ausrüstung zwischen einem Bohrvorgang und dem Einsetzen der Anker wechselt, da eine SDA diese traditionell getrennten Prozesse in einem vereint. Für quetschende und seismisch aktive Bodenbedingungen bieten SDAs einen zusätzlichen Leistungsvorteil, der sich aus den duktilen mechanischen Eigenschaften des Ankers ergibt, aus dem diese Anker hergestellt werden. Eine Folge dieser Bolzenkonstruktion ist jedoch, dass der SDA der Schlagbelastung ausgesetzt ist, die während des Bohrvorgangs normalerweise auf den Bohrstahl wirkt, was die Leistung des Ankers beeinträchtigen kann. Diese Untersuchung quantifiziert den Einfluss dieses Schlagbohrens auf die Leistung eines ertragreichen SDA unter dynamischer Belastung. Eine experimentelle Gruppe von Schrauben wurde in Quarzit gebohrt und anschließend in einem Labor einer Schlagprüfung unterzogen. Die Leistung dieser Proben wird mit einer Kontrollgruppe von Proben verglichen, die zuvor keinen Bohrkräften ausgesetzt waren. Diese Untersuchung liefert Einblicke in die In-situ-Leistung eines selbstbohrenden Ankers.
Download-Link: https://papers.acg.uwa.edu.au/p/2205_09_Abreu/
Konferenz: CAVING 2022, Hilton Adelaide, Südaustralien
Verfasser: Greig Knox und John Hadjigeorgiou (University of Toronto, Kanada)
Datum: 30. August – 1. September 2022
Übersicht: Bei der herkömmlichen Installation von vergossenen Gebirgsankern muss ein Stützloch vorgebohrt werden, gefolgt von der Installation eines Zement- oder Harzmörtels. Der Gebirgsanker wird dann in den Verguss eingesetzt. Bei stark beanspruchtem oder schlechtem Boden kann das Vorhandensein von Brüchen, Scherfunktionen und verändertem Gestein dazu führen, dass sich das Stützloch auflöst und Verstopfungen und Vergussverluste entstehen. Folglich werden die Stützlöcher häufig nachgebohrt, was zu übergroßen Löchern, längeren Montagezeiten und schlechter Montagequalität führt. Der Austausch des herkömmlichen Bohrstrangs gegen einen selbstbohrenden Anker (SDA) verbessert sowohl die Qualität als auch die Vortriebsrate bei der Installation. Das sind kritische Überlegungen auf schlechtem Boden. Der SDA-Gebirgsanker wird mit dem Gesteinsbohrhammer gekoppelt, in die Tiefe gebohrt, dann entkoppelt und nach dem Verguss vergossen. Diese einstufige Installationsmethode löst die Herausforderungen beim Bohren in gebrochenes Gestein, wo häufig Lochverschlüsse und Vergussverluste auftreten. Die Betriebsvorteile der Anwendung eines einstufigen Systems mit selbstbohrenden Ankern wurden kürzlich in zwei Höhlungsoperationen demonstriert: im Bergwerk Oyu Tolgoi in der Mongolei und im Bergwerk Malmberget in Schweden. Ein ertragreicher SDA bietet zusätzliche Leistungsvorteile bei der Verdichtung von Gestein oder seismischem Boden. Es liegen nur begrenzte Daten über die Reaktion von selbstbohrenden Ankern auf Zug- und Scherbelastung unter kontrollierten Laborbedingungen vor. Das durchgeführte experimentelle Programm hat das Verhalten eines ertragreichen SDA unter Zug- und Scherlasten untersucht. Dies trägt zu einem besseren Verständnis der Reaktion von selbstbohrenden Ankern unter einem einzigen Lademechanismus bei und kann Hinweise auf die Leistung in hoch belastetem und gebrochenem Gestein liefern, das bei Höhlenarbeiten und tiefen Untertage-Bergwerken beobachtet wird.
Download-Link: https://papers.acg.uwa.edu.au/p/2205_12_Knox/
Veröffentlicht: Rock Mechanics and Rock Engineering (2022)
Verfasser: Greig Knox und John Hadjigeorgiou
Datum: 26. Juni 2022
Übersicht: Tiefe und stark beanspruchte Minen sind anfällig für bergbauinduzierte Erdbeben, die die installierte Bodenabstützung in Frage stellen können. Unter diesen seismischen Bedingungen sind herkömmliche Felsanker wie mechanische, vollständig verpresste Bewehrungsstäbe und Reibungsanker oft unzureichend. Dies hat zur Entwicklung mehrerer nachgiebiger, hoch energieabsorbierender Felsbolzen geführt, die sowohl große Lasten tragen als auch große Verformungen aufnehmen können. In dieser Kategorie werden gepolsterte energieabsorbierende Felsbolzen häufiger an erdbebenaktiven Minen eingesetzt. Die Leistung von energieabsorbierenden Felsbolzen wird in der Regel durch die Aufpralltestmethode bestimmt. Dabei wird eine bekannte Masse aus einer bestimmten Höhe fallen gelassen, um die kinetische Energie der fallenden Masse auf den Felsbolzen zu übertragen, der in einem Stahlrohr eingebaut ist. Alle Aufprallversuche verwenden eine von zwei Konfigurationen: Endlosrohr und geteiltes Rohr. Die kontinuierliche Rohrkonfiguration simuliert eine Schlaglast, die direkt auf die Gebirgsankerplatte wirkt, während das geteilte Rohr eine Lastbedingung auf einen Gebirgsanker darstellt, wenn ein Gebirgsblock durch einen Schlagstoß ausgeworfen wird. Allerdings wurde der Einfluss der Spaltstelle entlang des Testrohrs auf das Verhalten von energieabsorbierenden Felsbolzen in der Vergangenheit nicht untersucht. In diesem Dokument werden die Ergebnisse eines umfassenden Testprogramms vorgestellt, bei dem nachgewiesen wurde, dass die Position der Teilung im Wirtsrohr sowohl die maximale Plattenverschiebung als auch die vor dem Bruch des Gebirgsankers aufgezeichnete abgeführte Energie kontrollierte. Dies hat einen erheblichen Einfluss auf die Leistung von gepolsterten energieabsorbierenden Felsbolzen unter Stoßbelastungsbedingungen.
Link herunterladen: https://link.springer.com/article/10.1007/s00603-022-02945-1
Konferenz: Neue Wege beschreiten: Ein moderner Ansatz für Entlastungsstrategien im Tief-(Massen) Bergbau, Johannesburg, Südafrika
Verfasser: Greig Knox
Datum: 7. April 2022
Übersicht: Gebirgssicherungsprodukte werden in der Regel im Labor unter Einzelbelastungsbedingungen getestet. In dieser Präsentation werden die Vorteile und Grenzen herkömmlicher Testmethoden für Bodenabstützungen untersucht und neue Testmethoden vorgestellt, die das Verständnis der Industrie für das Verhalten von Bodenabstützungen in der Anwendung verbessern sollen.
Link herrunterladen: https://sanire.co.za/documents/events/breaking-new-ground/860-ep-gs-multi-modal-loading-of-rock-reinforcement-under-controlled-conditions
Konferenz: Ground Support 2019, Sudbury, Kanada
Verfasser: Greig Knox und Adrian Berghorst
Datum: 23–25 Oktober 2019
Übersicht: Die Spezifikation eines Spannglieds wird als Kapazität des Spannglieds in einwandfreiem Zustand am Tag der Anlieferung in die Mine angegeben. Es gibt eine Reihe von Faktoren, die zu einer Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Spannglieds führen. Faktoren wie z. B. die Installationsqualität, Korrosion und Bodenbewegung werden alle verstanden, um die Restkapazität eines Systems zu reduzieren. Ein Verständnis der Auswirkungen der Degradation eines Spannglieds ist wichtig, wenn das Risiko einer Ausgrabung bestimmt werden soll. Gesteinsspannglieder werden diskret quasistatisch (Schließung) oder dynamisch (Seismizität) getestet, je nach den zu erwartenden Bedingungen in der Minenumgebung. Obwohl diese Untersuchung wertvoll ist, ist es wahrscheinlich, dass ein Spannglied, die einer schnellen Bodenbewegung (Erdbeben) ausgesetzt ist, zunächst ein gewisses Maß an langsamem Verschluss erfahren würde. Diese Arbeit bildet eine Grundlage für zukünftige Arbeiten zur Bestimmung der Resttragfähigkeit eines Spannglieds. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Bestimmung der dynamischen Resttragfähigkeit eines axial gedehnten Spannglieds. Die Proben wurden quasi-statisch axial gedehnt und fixiert, bevor sie einem einzigen dynamischen Impuls ausgesetzt wurden, der zum Reißen der Sehne führte.
Link herunterladen: https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1925_14_Knox
Konferenz: Deep Mining 2019, Muldersdrift Südafrika
Verfasser: Brendan Crompton
Datum: 24.–25. Juni 2019
Übersicht: Die Verwendung von harzverlegten Sehnen ist eine gängige Praxis in der Bergbauindustrie, und es sind verschiedene Sehnenausführungen erhältlich. Die Tragfähigkeit eines mit Harz verpressten Spannglieds wird oft durch den Harzring zwischen dem Spannglied und dem Bohrloch eingeschränkt. Ein effektives Mischen des Harzes wird in der Regel erreicht, indem sichergestellt wird, dass der Harzringraum einen festgelegten Höchstwert nicht überschreitet. Daher wird der Durchmesser des Spannglieds in einigen Fällen durch den maximal zulässigen Harzringraum und den Mindestdurchmesser des Bohrlochs, das gebohrt werden kann, bestimmt und nicht durch die Anforderungen an die Stützkonstruktion. Bei der Installation von Spanngliedern mit Mastixharzkapseln besteht die Gefahr, dass das installierte Spannglied durch die Kapselverpackung mit Handschuhen angefasst wird, wodurch sich das Spannglied vom Bohrloch löst und die Durchmischung des Harzes, das das Spannglied umgibt, beeinträchtigt wird. Dieser Beitrag dokumentiert eine praktische Untersuchung der Wirksamkeit typischer Harzspannglieder in großen Ringraumanlagen und die Entwicklung eines verbesserten Spannglieds für solche Fälle.
Link herunterladen: https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1952_13_Crompton
Konferenz: ARMA 2019, New York, USA
Verfasser: Adrian Berghorst und Greig Knox
Datum: 23.–26. Juni 2019
Übersicht: New Concept Mining (NCM) hat den dynamischen Stoßprüfer (DIT) implementiert, um laborbasierte dynamische Prüfungen an Felsbolzen durchzuführen. DIT ermöglicht NCM, den F&E-Zyklus für neue Felsbolzen schnell zu durchlaufen. Dies ermöglicht sowohl eine kürzere Markteinführungszeit als auch ein umfassendes Verständnis der Leistung von Felsbolzen. Zusätzlich zu diesen Vorteilen wird das DIT auf verschiedene Weise eingesetzt, um das Verständnis für die Leistungsfähigkeit der dynamischen Bodenabstützung in der Bergbauindustrie zu verbessern. Es wird ein Beispiel gegeben, bei dem die dynamische Testdatenbank verwendet wurde, um die quantitative Leistung eines Vulcan-Bolzens während eines unterirdischen seismischen Ereignisses zu analysieren.
Konferenz: ARMA 2019, New York, USA
Verfasser: Adrian Berghorst und Greig Knox
Datum: 23.–26. Juni 2019
Übersicht: New Concept Mining (NCM) hat den dynamischen Stoßprüfer (DIT) implementiert, um laborbasierte dynamische Prüfungen an Felsbolzen durchzuführen. DIT ermöglicht NCM, den F&E-Zyklus für neue Felsbolzen schnell zu durchlaufen. Dies ermöglicht sowohl eine kürzere Markteinführungszeit als auch ein umfassendes Verständnis der Leistung von Felsbolzen. Zusätzlich zu diesen Vorteilen wird das DIT auf verschiedene Weise eingesetzt, um das Verständnis für die Leistungsfähigkeit der dynamischen Bodenabstützung in der Bergbauindustrie zu verbessern. Es wird ein Beispiel gegeben, bei dem die dynamische Testdatenbank verwendet wurde, um die quantitative Leistung eines Vulcan-Bolzens während eines unterirdischen seismischen Ereignisses zu analysieren.
Konferenz: Caving 2018, Vancouver, Kanada
Verfasser: Adrian Berghorst
Datum: 17. Oktober 2018
Überblick: Eine Workshop-Präsentation über aktuelle und zukünftige Trends bei der Qualifizierung dynamischer Bodenunterstützung für Bergwerke. Der Bergbauindustrie stehen mehrere Möglichkeiten zur Verfügung, wenn es um die Qualifizierung von Bodenabstützungen für dynamische Umgebungen in der heutigen unterirdischen Umgebung geht. Aber sind diese ausreichend und wie sieht die Zukunft der Qualifikation für diesen wesentlichen Aspekt des Bergbaus in der modernen Welt aus.
Konferenz: Caving 2018, Vancouver, Kanada
Verfasser: Greig Know, Adrian Berghorst und Pieter de Bruin
Datum: 17. Oktober 2018
Übersicht: Dynamische Labortests ermöglichen es den Entwicklern von Felsbolzen, Energieimpulse auf einen Felsbolzen anzuwenden, um einige Belastungsaspekte zu simulieren, die der Felsbolzen während eines Felssturzes in einer unterirdischen Mine erfahren würde. Diese Daten können verwendet werden, um die dynamische Leistung eines Gebirgsankers zu vergleichen, wodurch geotechnische Ingenieure nützliche Informationen für die Planung ihres erforderlichen Bodenstützsystems erhalten. Es gibt zwei allgemeine Probenkonfigurationen, die üblicherweise bei dieser Art von dynamischen Tests verwendet werden – geteilter Rohrtest und kontinuierlicher Rohrtest. Dieses Papier fasst einen Vorschlag für eine dritte Konfiguration zusammen – einen mehrfach geteilten Rohrtest.
Link heruterladen: https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1815_58_Knox
Konferenz: Felsmechanik – Experimente, Theorien und Anwendungen
Verfasser: Koos Bosman (Open House Management Solutions), Martin Cawood und Adrian Berghorst
Datum: 2018
Übersicht: Die Kapazität eines Felsbolzens, der einem Energieimpuls ausgesetzt ist, variiert in Abhängigkeit von der Größe des angewandten Energieimpulses. In diesem Beitrag wird die Beziehung zwischen der Größe des Energieimpulses, der auf einen Felsbolzen einwirkt, und der daraus resultierenden dynamischen Kapazität untersucht. Das Ergebnis dieser Forschung zeigt, dass es bei einer bestimmten Aufprallgeschwindigkeit eine lineare Beziehung zwischen der Größe der einzelnen Energieimpulse, die auf einen Felsbolzen einwirken, und der daraus resultierenden dynamischen Kapazität des Felsbolzens gibt. Die dynamische Kapazität eines Felsbolzens ist kein konstanter Wert. Bei dieser Untersuchung wird auch die Beziehung zwischen der Größe des Impulses und der daraus resultierenden Verschiebung des Felsbolzens untersucht.
Konferenz: RocDyn-3, Trondheim, Norwegen
Verfasser: Greig Knox und Adrian Berghorst
Datum: 26. Juni 2018
Übersicht: Die Grenzen der dynamischen axialen Belastungsmethode sind bekannt. Das DIT bietet jedoch eine effiziente Plattform, auf der eine große Anzahl von Spanngliedauflagen unter kontrollierten Bedingungen mit erhöhter Agilität verglichen werden kann. Bei der rasanten Entwicklung neuer Felsbolzenprodukte ist es von entscheidender Bedeutung, die Auswirkungen hoher Belastungsraten, die durch Felsausbrüche auf die Bodenabstützungssysteme ausgeübt werden, zu quantifizieren. Das DIT stellt diese Kapazität bereit.
