Reducing Rock Burst Risk and enhancing Mine Safety

24/08/24-FR-English-NL-Footer

Réduire le risque d’éclatement de roche et améliorer la sécurité des mines

Application of anti-bursting support in coal roadways. Credit: Geohazard Mechanics.

Les coups de toit, généralement associés aux activités d'extraction du charbon, impliquent la libération brutale d'énergie élastique des masses rocheuses. Reconnus comme un enjeu majeur du génie minier et de la mécanique des roches dans le monde entier, ils peuvent entraîner la destruction de passages souterrains, des dommages aux équipements, voire faire des victimes.

À ce jour, cependant, il manque toujours un modèle mathématique et mécanique et des critères de déclenchement des coups de toit. De plus, un système technique de surveillance et de prévention des coups de toit, fondé sur la théorie des cas d'éclatement, n'a pas encore été établi.

Dans une étude publiée dans la revue KeAi Geohazard Mechanics, une équipe de chercheurs chinois a présenté la théorie de l’instabilité de réponse aux perturbations pour les coups de rocher. Ils ont également détaillé un système d’approche de prévention des éclatements de roches qu’ils ont développé, capable de faciliter l’évaluation des risques, la surveillance, la prévention, le contrôle et la conception de supports résistants à l’éclatement sur les routes sujettes aux éclats de rochers.

« La théorie concerne l’instabilité de la réponse aux perturbations provoquées par les coups de toit dans les mines de charbon. Nous avons identifié les conditions de stress et de capacité critiques nécessaires pour que ces sursauts se produisent. Dans les routes, la stabilité du système déformant de masse rocheuse de charbon est influencée par plusieurs facteurs : la résistance à la compression uniaxiale du charbon, l’indice d’énergie d’éclatement, le rayon de la chaussée et la contrainte de support. Essentiellement, les éclats de roche peuvent être considérés comme une instabilité dans le système de déformation de la masse de roche houillère, qui survient en raison de diverses variables de contrôle, de perturbation et de réponse », explique le co-auteur de l'étude Aiwen Wang, professeur au Disaster Rock Mechanics. Institut de l'Université du Liaoning.

S'appuyant sur la théorie de l'instabilité de réponse aux perturbations des coups de toit, cette étude a examiné les facteurs cruciaux qui dictent l'apparition de coups de toit.

Ceux-ci incluent le stress minier, le géostress et la tendance à l’éclatement du charbon. Il intègre le processus de prévention et de contrôle des coups de toit, qui englobe l'évaluation des risques de catastrophe, la surveillance, la prévention, le contrôle et la conception de supports résistants à l'éclatement pour les routes sujettes aux coups de toit.

Par conséquent, cette théorie de l’instabilité jettera les bases d’un système complet traitant du mécanisme, de la prévision et de la prévention des coups de toit.
NJC.© Info Chinese Academy of Sciences

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24/08/23-English

Reducing Rock Burst Risk and enhancing Mine Safety

Application of anti-bursting support in coal roadways. Credit: Geohazard Mechanics.

Rock bursts, commonly associated with coal mining activities, involve the abrupt release of elastic energy from rock masses. Recognized as a major challenge in mining engineering and rock mechanics worldwide, they can lead to the destruction of underground passageways, damage to equipment, and even result in casualties.

To date, however, there remains a lack of mathematical and mechanical model and bursting initiation criteria of rockburst, Furthermore, a technical system for monitoring and preventing rock bursts, grounded in bursting occurrence theory, has yet to be established.

In a study published in the KeAi journal Geohazard Mechanics, a team of Chinese researchers introduced the disturbance response instability theory for rock bursts. They also detailed a rock burst prevention approach system they developed, which is capable of assisting with risk assessment, monitoring, prevention, control, and designing bursting-resistant supports in rock burst-prone roadways.

“The theory pertains to the disturbance response instability of rock bursts in coal mines. We’ve identified the critical stress and capacity conditions needed for these bursts to occur. In roadways, the stability of the deforming coal rock mass system is influenced by several factors: the coal’s uniaxial compressive strength, the bursting energy index, the roadway’s radius, and the support stress. In essence, rock bursts can be seen as an instability in the coal rock mass deformation system, which arises due to various control, disturbance, and response variables,” explains co-author of the study Aiwen Wang, a professor at the Disaster Rock Mechanics Institute at Liaoning University.

Drawing from the disturbance response instability theory of rockburst, this study examined the crucial factors that dictate the occurrence of rock bursts.

These include mining stress, geostress and the bursting tendency of coal material. It integrates the process of rockburst prevention and control, which encompasses disaster risk evaluation, monitoring, prevention, control, and designing bursting-resistant supports for rockburst-prone roadways.

Consequently, this instability theory will lay the foundation for a comprehensive system addressing the mechanism, prediction, and prevention of rockbursts.
NJC.© Info Chinese Academy of Sciences

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24/08/23-NL

Het risico op gesteentebreuken verminderen en de mijnveiligheid verbeteren

Application of anti-bursting support in coal roadways. Credit: Geohazard Mechanics.

Rotsuitbarstingen, vaak geassocieerd met mijnbouwactiviteiten, brengen het abrupt vrijkomen van elastische energie uit rotsmassa's met zich mee. Wereldwijd worden ze gezien als een grote uitdaging in de mijnbouwtechniek en de rotsmechanica en kunnen ze leiden tot de vernietiging van ondergrondse gangen, schade aan apparatuur en zelfs tot slachtoffers.

Tot op heden bestaat er echter nog steeds een gebrek aan een wiskundig en mechanisch model en aan criteria voor het initiëren van barsten. Bovendien moet er nog een technisch systeem voor het monitoren en voorkomen van rotsbarsten, gebaseerd op de theorie van barsten, worden opgezet.

In een studie gepubliceerd in het KeAi-tijdschrift Geohazard Mechanics introduceerde een team van Chinese onderzoekers de verstoringsreactie-instabiliteitstheorie voor rotsuitbarstingen. Ze hebben ook een aanpaksysteem voor het voorkomen van steenbarsten beschreven dat ze hebben ontwikkeld en dat kan helpen bij risicobeoordeling, monitoring, preventie, controle en het ontwerpen van barstbestendige ondersteuningen in wegen die gevoelig zijn voor steenbarsten.

“De theorie heeft betrekking op de instabiliteit van de verstoringsreactie van rotsuitbarstingen in kolenmijnen. We hebben de kritische stress- en capaciteitsomstandigheden geïdentificeerd die nodig zijn om deze uitbarstingen te laten plaatsvinden. Op wegen wordt de stabiliteit van het vervormende steenkoolmassasysteem beïnvloed door verschillende factoren: de uniaxiale druksterkte van de steenkool, de barstenergie-index, de straal van de rijbaan en de steunspanning. In wezen kunnen rotsuitbarstingen worden gezien als een instabiliteit in het systeem voor de vervorming van de steenkoolmassa, dat ontstaat als gevolg van verschillende controle-, verstorings- en responsvariabelen”, legt co-auteur van het onderzoek Aiwen Wang uit, een professor aan de Disaster Rock Mechanics. Instituut aan de Liaoning Universiteit.

Op basis van de verstoringsreactie-instabiliteitstheorie van rockburst onderzocht deze studie de cruciale factoren die het optreden van rockbursts dicteren.

Deze omvatten mijnbouwstress, geostress en de neiging tot barsten van steenkoolmateriaal. Het integreert het proces van steenslagpreventie en -beheersing, dat evaluatie van rampenrisico's, monitoring, preventie, controle en het ontwerpen van barstbestendige ondersteuningen voor wegen die gevoelig zijn voor steenslag omvat.

Bijgevolg zal deze instabiliteitstheorie de basis leggen voor een alomvattend systeem dat zich richt op het mechanisme, de voorspelling en de preventie van rotsbreuken.
NJC.© Info Chinese Academy of Sciences

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