Mohaned Ahmed Humeda Bashir2019-04-032019-04-032018http://hdl.handle.net/123456789/14341ADissertationsubmittedtotheGraduatecollage,AlNeelain UniversityinpartialfulfillmentoftheMasterDegree ofScienceinGeology(EngineeringGeology)ABSTRACT The proposed GalatSufar south west open pit mine located withinRiver Nile state, northern Sudan.Geographicallythe area boundedby Latitudes 2347057 m –2346167 m (N) and Longitude 517303 m – 515893 m (E) UTM zone 36.The main objective of thisstudy is toinvestigatethe geological and structural factorsthat governing the stability of the proposed GalatSufarsouth westopen pit mine. Alsoidentify and assess the modes of rock slope failure. In this study two types of site investigations areapplied to evaluatethe rock masses which include Surface and Subsurface Investigations. Surface investigation are performed for top weathered rock masses whichgeologicallyconstituted by deformed volcano-sedimentary sequences of low grade metamorphism. Theyintruded by intermediate intrusions which are all partially covered bysuperficialdeposits. Structurally, the area located in the central portion ofE and NE trending anticlinorium fold within thesouthern flanks.The area subjected totwo different shearing.110° and 010° trend parallel toAtmurDelgo Suture and Keraf Shear Zone respectively. Surface engineering geological mapis created for the proposed mine based on weathering degree and discontinuities planes.The weathering degree of rock masses ranged from slightly to moderately weathered. Properties ofdiscontinuity planes for the top weathered rock mass constituted by two shear planes and three joint sets. The main shear plane has general trend 310° semi parallel to AtmurDelgo Suture and the minor shear has general trend 12° semi parallel to Keraf Shear Zone. Shearing planes occurred with highfrequency, extremely close spacing and high persistence along surface outcrop. The threejoint sets (1, 2& 3)occurred with orientation dip/dip direction (88°/220°), (75°/141°) and (12°/91°)respectively. They arecharacterized with low frequency, rough surfaces and low persistence. In Subsurface Investigation three oriented geotechnical boreholes are drilled at the proposed open pitto recognizediscontinuities planes orientation within fresh rock masses. Discontinuities planes constituted from two foliation planes and four joint sets. The twofoliation planes (S1) and (S2) have general orientation dip/dip direction (86°/59°) and (78°/292°).The four joint sets recognized fromteleviewer survey withgeneral orientation dip/dip direction, which are:(JS1:89°/244°), (JS2:12°/76°), (JS3: 71°/287°) and (JS4:74°/158°). In this study Kinematic analysis technique was applied toanalyze the collected structural data and identify instability condition and possible types of block failure.Different modes of slope failureswere recorded for both top weathered and fresh rock masses. The highest risk value for top weathered rock mass recorded as toppling failure within the southern part of the proposed open pit mine, while planar and wedge failuresoccurred with low risk values. Generally low planar and toppling failure risk values were measured for fresh rock masses. The tested bench face angles and their slope directions for both top and fresh rock masses were accepted to be usedfor the design of the proposed mine.This study recommended use rockbolting, dowels and anchors reinforcements for theexpected slope failure such as the possible toppling failure in the southern part of the proposed mine. الخلاصـة يقع منجم قلعات الصفر الجنوبي الغربىالسطحى المقترح بولاية نهر النيل ، شمال السودان. جغرافياً تُحِد المنطقة بخط عرض 2347057 متر – 2346167 متر (شمال) وخط طول 517303 متر – 515893 متر (شرق). الهدف الأساسي من الدراسة هو التحري عن العوامل الجيولوجية و التركيبية التي تتحكم في إستقرارية منجم جلات الصفرالجنوبي الغربىالسطحى المقترح ، ايضاً تحديد وتقييم نمطإنهيار المنحدر الصخري. في هذه الدراسة تم تطبيق نوعين من أنواع التحري الموقعي لتقيم الكتل الصخريةهما التحري السطحى والتحت سطحى. أُجري التحري السطحي للكتلة الصخرية العليا المتجوية ، جيولوجياً تتكون من صخور بركانية رسوبية متحولةفي رتبة تحول منخفض. الصخور البركانية الرسوبية المتحولة أُقتحمت بواسطة متدخٍلات متوسطة ، تُغطى هذه الوحدات برسوبيات حديثة. تركيبياً تقع المنطقة في جزء وسطي من طية محدبة ذات توجه (شرقق و شمالشرق) بالجناح الجنوبي. تعرضت المنطقة لنوعيين مختلفيين من القص. °110 و °010 ووموازيين لنطاق قص العتمور – دلقو ونطاق قص الكيراف علي التوالي. تم تحديث خريطة جيولوجية هندسية سطحية للمنجم المقترح إعتماداً علي درجة التجوية و مستويات عدم الإستمرارية. تتراوح درجة التجوية للكتل الصخرية من منخفضة الي متوسطة التجوية. الكتل الصخرية قليلة التجوية تشبه في تكوينها ومتانتها بالكتل الصخرية النقية حيث تظهر بمتانة أضعف عند مستويات عدم الإستمرارية ، علي عكس ذلك تظهر الكتل الصخرية متوسطة التجوية في مكاشف سطحية منخفضة وبمتانة أقل. خصائص مستويات عدم الإستمرارية للكتل الصخرية المتجوية العلياتتكون من مستويا قص وثلاثة أطقم فواصل. مستوي القص الأساسي لديه توجه عام °310 وشبه موازي لنطاق العتمور – دلقو ونطاق القص الثانوي ذو توجه عام °12 وشبه موازي لنطاق قص الكيراف. تظهر مستويات القص بتردد عالي ، بمسافات متقاربة جداً وإستمرارية عالية علي طول المكشف السطحي. أطقم الفواصل الأول ، الثاني والثالث تظهر بتوجه ميل/إتجاه ميل (°88 / °220) ، (°75 / °141) و(°12 / °91) علي التوالي. أطقم الفواصل تتسم بتردد منخفض ، أسطح خشنة وإستمرارية منخفضة. فى التحري التحت سطحى تم حفر ثلاثة آبار جيوتقنية موجهه بلمنجم السطحى المقترح من أجل التعرف علي توجه مستويات عدم الإستمرارية بالكتل الصخرية النقية. مستويات عدم الإستمرارية تتكون من مستويا تورق و أربعه أطقم فواصل. مستويا التورق (س1) و(س2) لديهما توجه عام ميل / إتجاه ميل (°86 / °292). تم التعرف علي أطقم الفواصل الأربعة من المسح (televiewer) حيث لديها توجه عام ميل / إتجاه ميل (ف1: °89 / °244) ، (ف2: °12 / °76) ، ( ف3: °71 / °287) و(ف4: °74 / °158). في هذه الدراسة تم تطبيق تقنيات التحليل الحركي من أجل تحليل بيانات التراكيب التي تم جمعها وتحديد ظروف عدم الإستقرارية وأنواع الإنهيارات الكتلية المتوقعة. أنماط مختلفة من الأنهيارات المنحدرية تم تسجيلها لكل من كتل الصخور العليا المتجوية والنقية. قيمة الخطر الأعلي لكتلة الصخور العليا المتجوية سُجلت كإنهيار إنقلابي بالأجزاء الجنوبية للمنجم السطحى المقترح ، بينما الإنهيارات المسطحة والوتدية ظهرت بقيم خطر منخفض. عموماً قيم خطر الإنهيارات الإنقلابية والمسطحة منخفضة للكتل الصخرية النقية. زوايا أوجه المساطب التي تم إختبارها وإتجاهات تلك الأوجه لكل من الكتل الصخرية العليا المتجوية و النقية كانت مقبولة للإستعمال في التصميم المنجمي المقترح ، هذه الدراسة أوصت بإستعمال دعامات تثبيت الصخور ، الأوتاد و الرٍكازات للإنهيار المنحدري المتوقع مثل الإنهيار الإنقلابي المتوقع في الأجزاء الجنوبية من المنجم السطحى.enProposed Galat SufarThesis