Numerical and analytical solutions for the pore water pressures within barricades made of waste rocks

Le remblayage des chantiers est une opération courante dans les mines souterraines. Dans la plupart des cas, le remblai est initialement saturé en eau pour faciliter le transport de la surface vers les ouvertures souterraines. La mise en place d'une barricade à la base du chantier est requise pour maintenir le remblai en place. Une pratique de plus en plus populaire est d'utiliser les roches stériles pour construire la barricade. Des travaux sont cependant nécessaires pour évaluer le comportement hydrogéomécanique des barricades construites avec des roches stériles. Dans ce rapport, la distribution des pressions interstitielles dans de telles barricades est analysée. Une solution analytique, basée sur une condition d'écoulement stationnaire artésien et gravitaire, est introduite et appliquée afin d'estimer la pression interstitielle le long de la base de la barricade. Des résultats de simulations numériques sont ensuite utilisés pour évaluer la validité de cette solution analytique et l'effet de divers facteurs d'influence. Les résultats montrent que la solution proposée prédit généralement bien la distribution des pressions interstitielles obtenue par les simulations numériques. La solution analytique est généralisée pour évaluer la pression interstitielle sur toute la hauteur de la barricade.

Abstract

Stope backfilling is a commonly used in underground mines. In many cases, the backfill is initially saturated with water to facilitate transportation from the surface to the underground openings. A barricade is required at the base of the stope, near the drift entrance, to retain the backfill in place. An increasingly popular practice is to use waste rocks to construct the barricade. Additional work is however needed to investigate the hydro-geomechanical behaviour of such type of barricade. In this report, the distribution of pore water pressure in barricades made of waste rocks is analysed. An analytical solution, based on a combined artesian-gravity steady-state flow condition, is introduced and applied to estimate the pore water pressure along the base of the barricade. Results from numerical simulations are then used to assess the validity of the analytical solution and to evaluate the effect of various influence factors. The results show that the proposed solution generally predicts well the distribution of pore water pressure obtained from the numerical calculations. This analytical solution is extended to evaluate the pressure along the full height of the barricade.

Mots clés

Remblai minier; Barricade; Solution analytique; Simulations numériques; Écoulement d’eau; Pression interstitielle; Mine backfill; Barricade; Analytical solution; Numerical simulations; Seepage; Pore water pressure.