Assessment of Rock Mass Instability of Es-Sileitat Quarries, Eastern Khartoum State, Sudan

Abstract

Abstract Es-Sileitat area east of Khartoum State represents the main source of building materials where many companies have worked in this area to exploit and extract building materials by opening quarries. These quarries may represent a risk of unstable rock masses due to rock discontinuities. However, the properties of rock mass discontinuities play an important role in the behaviour of rock slope stability. Therefore, this study focuses on assessment of the geological hazards in Es-Sileitat quarries. In this study the properties of rock discontinuities using Scan line technique and kinematic analysis method were used. This study is mainly based on geological observations and structural measurements. Each quarry was divided into three sites (walls) for easy study. The rock masses are characterized by three major joint sets (vertical, horizontal and diagonal). A total of 212 fractures were measured on the primary rock slopes along the discontinuity cut face and block bodies. Also, two representative intact rock samples were taken for Uni-axial compressive strength “UCS” test. DIP software had been used in this study for data analysis. The results indicate that three types of failures (plane, wedge and toppling failure) may probably occur at the three sites. This study is recommended that for future operation the waste around quarries must be removed as well as the quarries can expand horizontally so that the heavy machines can work properly. Final recommendation is to avoid blasting technique due to the occurrence agricultural and residential lands and oil pipeline which passes through quarries.

المستخلص تمثل منطقة السليتات شرق ولاية الخرطوم المصدر الرئيسي لمواد البناء حيث عملت العديد من الشركات في هذا المجال لإستغلال وإستخراج مواد البناء عن طريق فتح المحاجر. قد تمثل هذه المحاجر خطر ظهور كتل صخرية غير مستقرة بسبب الصخورذات الفواصل التركيبية, ومع ذلك، فإن خصائص إنقطاع الكتلة الصخرية تلعب دوراً مهماً في سلوك إستقرار منحدر الصخور. لذلك، تركز هذه الدراسة على تقييم المخاطر الجيولوجية في محاجر السليتات. في هذه الدراسة، تم إستخدام خصائص أسطح عدم الإستمرارية بإستخدام تقنية المسح الخطي (Scan Line) وطريقة التحليل الحركي (Kinematic). وتستند هذه الدراسة أساساً على الملاحظات الجيولوجية وقياسات التراكيب. تم تقسيم كل محجر إلي ثلاثة مواقع (حوائط) لسهولة الدراسة. تتميز كتل الصخور بثلاث مجموعات مشتركة رئيسية (رأسية، وأفقية وقطرية). تم قياس 212 كسراً على المنحدرات الصخرية الأولية على إمتداد واجهات الكتل الصخرية. أيضاً، تم أخذ عينتين ممثلتين للصخر السليم لإختبار قوة الضغط أحادي المحور (UCS). تم إستخدام برنامج DIP في هذه الدراسة لتحليل البيانات. تشير النتائج إلي أن ثلاثة أنواع من الإنهيارات (سطحية، إسفينية وإنقلابية) قد تحدث على الأرجح في المواقع الثلاثة. توصي هذه الدراسة بضرورة إزالة النفايات المحيطة بالمحاجر للتشغيل في المستقبل، كما يمكن أن تتوسع المحاجر أفقياً حتى تعمل الآلات الثقيلة بشكل صحيح. التوصية النهائية هي تجنب تقنية التفجير بسبب وقوع الأراضي الزراعية والسكنية وخط أنابيب النفط الذي يمر عبر المحاجر.