Sistem Dukungan dan Penguatan Statis dan Pseudo-Statis

Mungkin luar biasa untuk menemukan bahwa, meskipun baut batu dan kabel telah digunakan dalam pertambangan dan konstruksi bawah tanah selama beberapa dekade (jika tidak lebih dari 100 tahun dalam kasus baut batu), elemen baut dan sistem perbautan terus berkembang dan meningkat.

Makalah yang dipresentasikan pada simposium ini menjelaskan kemajuan yang dibuat dalam resin enkapsulasi penuh dan baut grouting semen (Mikula 2004, Mold dkk. 2004, Neindorf 2004), perbautan mekanis satu arah (Mikula 2004, Neindorf 2004) dan kabel bohlam (Yumlu & Bawden 2004 ), Misalnya.

Perkembangan dalam praktik dukungan tanah yang menyertai produktivitas yang lebih besar, penggalian yang lebih besar, dan peralatan yang lebih besar secara khusus diilustrasikan dengan baik dalam makalah oleh Neindorf (2004) yang menggambarkan evolusi praktik dukungan tanah di tambang Mount Isa selama 30 tahun terakhir.

Dalam makalah tinjauan rinci dan berharga, Windsor (2004) menyimpulkan bahwa “kualitas dan kinerja baut kabel yang digunakan untuk menstabilkan penggalian produksi sementara, non-entri telah meningkat selama 20 tahun terakhir ke titik di mana mereka sekarang menjadi bagian penting. praktik pertambangan modern. Baut kabel telah memberi industri peningkatan produksi, peningkatan keamanan, dan peningkatan fleksibilitas dalam proses ekstraksi.

Namun, dengan berkembangnya jangkauan pengangkutan yang lebih luas dan bukaan tambang yang lebih besar lainnya, baut kabel kini juga digunakan untuk mengamankan masa pakai yang lebih lama, penggalian infrastruktur. Windsor (2004) merekomendasikan “bahwa perhatian dan perhatian yang lebih besar terhadap detail diinvestasikan selama pemilihan dan pemasangan baut kabel untuk penggalian infrastruktur tambang daripada yang diberikan pada penggalian produksi tambang”. Dia mengidentifikasi, khususnya, pentingnya kontrol geometri, kualitas material, pemasangan dan pengujian alat kelengkapan laras dan baji yang digunakan sebagai pegangan kabel.

Penting juga untuk menyadari bahwa penggunaan dan efektivitas baut batu dan kabel di tambang batubara bawah tanah Australia telah berkembang pesat belakangan ini. Hebblewhite dkk. (2004) menunjukkan bahwa tren yang signifikan selama dekade terakhir termasuk:

• Penggunaan baut yang lebih panjang;
• Penggunaan sebagian dan sebagian besar enkapsulasi penuh, baut berlabuh resin poliester;
• Penggunaan sistem pemasangan baut berulir;
• Adopsi pra-ketegangan baut dalam peningkatan jumlah aplikasi;
• Adopsi berbagai tingkatan baja untuk mendapatkan baut yang lebih kaku dan kuat; dan
• Variasi pola deformasi baut dan sistem ribbing untuk meningkatkan kinerja penjangkaran dan pemindahan beban.

Masalah yang telah lama ada, tetapi sering diabaikan, adalah ketahanan korosi dan umur panjang baut batu dan kabel. Instalasi awal Snowy Mountains yang umumnya dianggap telah mempelopori penggunaan rock bolting secara sistematis di Australia (misalnya Brown 1999b) sekarang berusia lebih dari 50 tahun. Oleh karena itu, tidak dapat dihindari bahwa masalah ini akan dianggap semakin penting yang diberikan oleh makalah yang disajikan pada simposium ini (misalnya Bertuzzi 2004, Hassell dkk. 2004, Hebblewhite dkk. 2004, Satola & Aromaa 2004, Windsor 2004). Seperti yang dicatat oleh Hassell dkk. (2004) dan Potvin & Nedin (2004), ketahanan korosi jangka panjang dari stabilisator batuan gesekan yang populer, tetap menjadi masalah. Perlindungan korosi adalah salah satu keunggulan yang ditawarkan oleh baut dan kabel yang dienkapsulasi penuh.

Namun, ada saran bahwa grouting semen saja tidak memberikan perlindungan korosi jangka panjang (misalnya 100 tahun) (Bertuzzi 2004). Untuk perlindungan jangka panjang, biasanya diperlukan dua penghalang korosi independen. Tergantung pada atmosfer dan kondisi mineralogi dan air tanah dalam massa batuan, korosi juga dapat mempengaruhi perlengkapan permukaan seperti pelat dan mur serta baut dan kabel itu sendiri. Tentu saja, menggembleng memberikan perlindungan pada baja di bawahnya tetapi tidak harus untuk jangka waktu yang lama (Hassell dkk. 2004, Windsor 2004).

Menariknya, dalam pemeriksaan rinci terowongan berusia 35–40 tahun sepanjang 50 km di Snowy Mountains Scheme, Rosin & Sundaram (2003) menemukan bahwa sebagian besar baut baja ringan inti berongga dengan semen penuh berada dalam kondisi sangat baik, menunjukkan sedikit bukti korosi. Sebuah nat pelindung sekitar 5 mm atau lapisan aspal yang diterapkan pada ulir baut dan pelat muka tampaknya telah bekerja dengan sangat baik. Instalasi dan grouting yang dikontrol dengan hati-hati merupakan prasyarat yang diperlukan untuk pencapaian kinerja tersebut (Windsor 2004).

Dengan meningkatnya pengetahuan, pengalaman, dan ketersediaan berbagai alat analitik dan numerik, pemasangan baut batu dan kabel kini dirancang untuk kondisi operasional yang semakin menuntut baik dalam teknik sipil maupun pertambangan bawah tanah. Namun, instalasi yang paling sukses biasanya adalah instalasi yang kinerjanya dipantau oleh sistem instrumentasi yang dirancang dengan baik sebagai bagian dari pendekatan pengamatan sistematis (misalnya Moosavi dkk. 2004, Thibodeau 2004, Thin dkk. 2004, Tyler & Werner 2004, Yumlu & Bawden, 2004).

Shotcrete

Selama dekade terakhir, peningkatan penggunaan telah dibuat dari shotcrete untuk dukungan tanah dan kontrol dalam infrastruktur, pengembangan dan penggalian produksi di tambang bawah tanah di Australia dan di tempat lain. Clements (2003) melaporkan bahwa hampir 100.000 m3 shotcrete diterapkan setiap tahun di sekitar 20 tambang bawah tanah di Australia. Kemajuan telah dibuat dalam desain campuran, pengujian, teknologi penyemprotan dan campuran yang telah digabungkan untuk meningkatkan efektivitas shotcrete. Shotcrete yang diperkuat serat campuran basah sekarang menjadi standar industri.

Tentu saja, shotcrete telah lama menjadi bagian penting dari sistem pendukung dan penguatan dalam konstruksi sipil bawah tanah di mana penggunaannya sudah mapan bahkan untuk tanah yang lebih lunak daripada yang biasa ditemui di pertambangan bawah tanah (Kovari 2001). Di pertambangan bawah tanah, shotcrete sekarang digunakan untuk efek yang baik tidak hanya untuk penggalian infrastruktur, di tanah yang lemah (misalnya Yumlu & Bawden, 2004), untuk rehabilitasi, dan dalam kondisi beban statis atau pseudo-statis berat (misalnya Tyler & Werner 2004), tetapi sebagai komponen sistem pendukung dan penguatan untuk kondisi dinamis atau rockburst (misalnya Li dkk. 2003, 2004).

Ketangguhan atau kapasitas penyerapan energi dari shotcrete yang diperkuat serat sangat penting dalam aplikasi ini. Sebuah standar ketangguhan baru, uji Round Determinate Panel, telah dikembangkan di Australia dan diadopsi di beberapa negara lain (Bernard 2000, 2003). Kinerja shotcrete yang diperkuat serat yang diukur dalam pengujian ini dapat bervariasi secara signifikan dengan jenis (biasanya serat sintetis struktural baja atau polipropilena) dan dosis serat yang digunakan.

Mesh dan liner yang disemprotkan

Perubahan penting lainnya dalam praktik dukungan dan penguatan dalam penambangan bawah tanah dalam beberapa tahun terakhir adalah meningkatnya penekanan yang ditempatkan pada beberapa jenis lapisan mesh dan sprayed sebagai mekanisme kontrol tanah utama. Meskipun, karena jumlah besar yang digunakan dan pentingnya sebagai teknik pendukung, shotcrete telah diperlakukan di sini sebagai kategori dukungan khusus, sering disertakan dengan teknik lain di kelas spray-on liners (misalnya Spearing & Hague 2003) . Subjek keseluruhan mesh dan liner yang disemprotkan telah menjadi sangat penting sehingga sekarang memiliki serangkaian pertemuan internasional spesialis sendiri.

Di beberapa distrik pertambangan seperti di Australia Barat dan Ontario, Kanada, peraturan pertambangan dan kode praktik sekarang mengharuskan beberapa bentuk dukungan permukaan, biasanya mesh, digunakan di semua penggalian entri personel. Di Australia Barat, Kode Praktik berlaku untuk semua pos yang lebih tinggi dari 3,5 m dan mengharuskan penopang permukaan dipasang hingga setidaknya 3,5 m dari lantai (Dewan Penasihat Keselamatan dan Kesehatan Kerja Pertambangan 1999).

Ketentuan ini merupakan bagian dari langkah-langkah yang diambil untuk memahami dan mengurangi bahaya runtuhan batuan di tambang logam bawah tanah Australia Barat, dan Australia (Lang & Stubley 2004, Potvin & Nedin 2004).