A survey of some engineering properties of coal bearing strata from South Africa in relation to the stability of roof rocks in coal mines

Core material obtained from coal bearing rocks of the Vryheid Formation in north Natal has shown the existence of numerous distinct sedimentary facies. These facies have widely differing geotechnical properties which obviously influence the design and development of coal mines. It would appear that most stable strata belong to the fine grained arenaceous facies, the coarse grained arenaceous facies being slightly less stable. By contrast poor roof and floor conditions exist in argillaceous rocks. The latter deteriorate rapidly on exposure with consequent reduction of strength and potential instability. The uniaxial compressive and tensile strength of the rocks concerned was determined along with their free swelling coefficient. The latter, together with the uniaxial compressive strength, was used to assess the geodurability of the material tested. The geodurability classification indicated that some argillaceous material, in particular, was of very poor quality. The durability and tensile strength provide an indication of the potential behaviour of the roof rocks when mining takes place, the direct tensile strength being a good index property in this respect. The uniaxial compressive strength is required for pillar design and an understanding of the failure of floors in coal mines. Des échantilons venant des rochers contenant du charbon de la formation du Vryheid an nord du Natal a demonstré l&s;existence de nombreux faciès sedimentaire distinctes. Ces faciès ont des propriétés géotechniques très differentes qui influencent le dessin et développement des mines à charbon. It semblerait que les stratum les plus stables appartiennent à le faciès arenaceouse à fin grain, le grain rude étant moins stable. En contraste les conditions du plafond et du sol sont pauvres dans les rochers argillaceouse. La détérioration du dernier est rapide en découvertement avec une conséquente réduction de la force et de 1’instabilité potentiel. La compressive uniaxiale et la force terisile des rochers concernés one été déterminées avec leur coéfficient d&s;enflure libre. Celui-ci avec la force compressive uniaxiale été utilisé pour déterminer la géodurabilité du matériel examiné. La classification a indiqué que quelque matériel argillaceouse, en particulier, était de très pauvre qualité. La durabilité et force tensile fournissent une indication du comportement potential du rocher due plafond quand on mine, la force tensile directe étant une bonne indication dans ce respect. La force compressive uniaxiale est nécessaire pour la construction des piliers et pour la compréhension de l&s;échec des sols dans les mines du charbon.