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By W. Wittke

SUMMARY: Geotechnical problems often lead to an increase of construction time and costs for large highway and railway projects. Some reasons, which have led to failures and thus to a delay of construction works as well as to increasing costs, are demonstrated by means of case histories, in which the author was involved as expert or planner. Proposals are made how to identify the reasons and to avoid repetitions. ZUSAMMENFASSUNG: Bei Großprojekten der Verkehrsinfrastruktur stehen häufig geotechnische Aufgabenstellungen im Vordergrund. Wegen geotechnischer Probleme kam und kommt es häufig zu Termin- und Kostenüberschreitungen. Anhand einiger Beispiele, bei denen der Autor als Gutachter und Planer beteiligt war, wird gezeigt, welche Ursachen zu Schadensfällen und damit auch zu Termin- und Kostenüberschreitungen geführt haben. Es werden Hinweise und Anregungen gegeben, wie die Ursachen erkannt und Wiederholungen von Schadensfällen vermieden werden können. RÉSUMÉ: À grands projets de l'infrastructure de la circulation, souvent des tâches géotechniques sont au premier plan. Par suite de problèmes géotechniques, souvent des dates et frais ont été dépassés. Au moyen de quelques exemples, à lesquels l'auteur participait comme expert et planificateur, les causes sont mises en vue qui menaient à des cas de dommage et par cela aussi à des dépassements de dates et frais. Des indications et suggestions sont données pour s'apercevoir des causes et éviter des répétitions de cas de dommages.

Jan 1, 2003

By D. Boshoff

The ability of an explosive to break rock is influenced considerably by the extent of confinement in the blasthole. It is believed that confinement is improved by the use of adequate stemming. The aim of this paper is to present the results of the first and second stages of developing a stemming performance testing rig for small diameter boreholes. The rig was used to compare and contrast the performance of different designs of products. The results showed that different stemming products have differences in terms of their functionality, which can have a major impact on the efficiency of rock breaking. Two test procedures were used, one through the exclusive use of compressed air and the second using a purpose-built high pressure test rig with small quantities of explosives. Both tests were used to identify and evaluate the ability of various stemming products to resist the escape of explosive gas through the collar of a blasthole. An investigation was done to determine the types of stemming products most commonly used in South African underground hard rock mines, and these products were used during the tests. The first stage of tests using compressed air only did not prove adequate to predict with certainty the pressure behaviour in the borehole of a particular product under high pressure conditions. The purpose-built high pressure test rig also did not prove to be a very effective tool to test stemming products under high pressure conditions. The test rig incorporated only the effect of gas pressure on the stemming product, and excluded the effect of the shock wave. This study therefore proved that to take into account only the gas pressure generated in the blasthole is not sufficient to effectively test stemming product performance.

Jan 1, 2011

By N. Hanief

This research involves the investigation of phase transformations in the platinum-chromium coated system. Single-layer 0.1 µm platinum coatings were deposited via electron beam deposition on 99.98 percent pure chromium substrates. Specimens were subjected to systematic heat treatment in a vacuum furnace at 900°C for up to 20 hours. Phase formation and the changes in surface morphology were investigated by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM).Both CrPt and Cr3Pt phases are formed during heat treatment for different times at 900°C. Significant changes in the morphology of this coated system were detected after heat treatment at 900°C for 20 hours.

Jan 1, 2012

By C. -J. Rick

By implementing a converter downstream of the reduction furnace it is possible to broaden the product range significantly. The converter can also successfully be used to strip furnace slag from chromium oxide. Some process alternatives and their economical, practical and environmental implications are studied using process models developed based on UHT?s long experience in stainless steelmaking, stainless steel process control and charge chrome refining. Keywords Charge chrome, converter refining, ferrochromium products, process design.

Jan 1, 2010

Due to the reduction in frictional resistance, the characteristics of joint infill have a major role to play on rock mass instability. This paper elucidates the laboratory behaviour of graphite infilled joints based on a large-scale shear apparatus under constant normal stiffness (CNS). Discontinuities in a graphite mine have been simulated using high strength gypsum plaster, with the joints infilled with compressed graphite layers. The Fourier series was employed to characterize the joint surface, and the method of using the Fourier coefficients for the prediction of dilation and normal stress with displacement is explained. Die Charateristik von Verbindungsfüllungen hat einen wichtigen Einfluss auf Felsmassenstabilität aufgrund der Verringerung des Reibwiderstandes. Diese Veröffentlichung untersucht das Verhalten von Graphit gefüllten Verbindungen im Labormaßstab mit einer Methode die auf einem gross-umfang Apparateprinzip unter konstanter Normal-Steifheit beruht. Unregelmässigkeiten in einer Graphit Mine wurden mit Gypsum Gips von hoher Festigkeit simuliert, die Verbindungen wurden mit kompressierten Graphitschichten gefüllt. Fourier Reihen wurden angewandt um die Verbindungs Fläche zu Characterisieren. Die Methode die verwendet wurde um die Ausdehnung und Normalkraft mit der Verschiebung mit Hilfe von Fourierkoeffizienten zu bestimmen wird beschrieben. Due à diminution des résistances par frottements, les caractéristiques des joints de remplissage joue un rôle majeur sur les instabilités de la roche. Cet article étudie le comportement en laboratoire des joints de remplissage en graphite à partir d’un dispositif de friction à grande échelle sous rigidité normale constante. Les discontinuités dans une mine de graphite ont été simulées grâce à un plâtre à haute teneur en gypse, dont les joints ont été remplis de couches de graphite compressées. La caractérisation de la surface des joints a été réalisée avec les séries de Fourier. La méthode utilisant le coefficient de Fourrier pour la prédiction de la dilatation et de la compression en fonction du déplacement est également expliquée.

Jan 1, 2003

By R. Ribacchi, P. Tommasi, C. Consorti, P. Campedel

The runout of dry blocky rock avalanches produced by planar rockslides affecting a limestone formation with clayey interbeds is analysed by means of distinct element modelling. Numerical analyses are validated by means of the back analysis of a historical rockslide occurred in the investigated area and physical aspects of the phenomenon evidenced by modelling are discussed. On analyse par la méthode aux élements distincts la distance de parcours des avalanches rocheuses sèches produites par des glissements plan interessant une formation de calcaire à intercalaires argilleux. Les analyses numeriques sont validées à l’aide de la back-analysis d’un glissement historique survenue dans le site en examen. On décrit les aspects physiques su phénomène mis en évidence par la modélisation efféctuée. In diesem Beitrag wird die Reichweite von Steinlawinen besthend aus trockenem blockhaftem Fels mittels der Distinct Element Methode untersucht. Die Steinlawinen werden erzeugt von Rutschungen in einer Kalkstein-Formation mit tonhaltige Schichten betreffen. Die numerischen Berechnungen wurden anhand einer Simulation einer historischen Bergsturzen verifiziert, der sich auf den untersuchten Gebiet ereignete. Auf der Basis der erhaltenen Ergebnisse wurden die physikalischen Aspekte der untersuchten Steinlawinen analysiert.

Jan 1, 2003

By H. Tveit, E. H. Myrhaug, J. K. Tuset

Silicon metal as a commodity material is produced by carbothermic reduction of quartz in electric submerged arc furnaces, where CO2 forms as a by-product. Since 1997 the Norwegian Ferroalloy Producers Association have been engaged in research programmes aiming for reduced CO2-emissions associated with fossil carbon in their processes. One important issue has been to study how charcoal and wood chips perform compared to coal and coke in the silicon process. The ability of the carbon-rich reduction materials to react with SiO-gas is commonly assumed to be of large importance to the performance of the process. Based on laboratory experiments with different carbon materials, combined with estimation of parameters in a mathematical model of the reaction between carbon and SiO-gas, a foundation for a theoretical study of the performance of the carbon materials in a silicon furnace is established.

Jan 1, 2004

By L. I. Gonzalez de Vallejo

SRC rockmass classification have been applied to 25 tunnels in Spain and Italy, for which it was found that much heavier supports than those estimated by the RMR index were required. SRC and RMR indices and other relevant geomechanical data were obtained during the site investigation and construction stages. Data corresponding to in situ stress measurements, analysis of tectonic structures, and instability problems arising during construction were used to asses the state of stress. The relationship between tunnel section convergence and the SRC and RMR indices was also analysed. Support measurements based on SRC and RMR classification were compared with those actually used during construction. These analyses indicate that for most of the tunnels examined, supports estimated using the SRC were much closer to those actually installed than those predicted by the RMR index. Bei der Verwendung des SRC-Systems zur Klassifizierung des Gesteins als Baugrund für 25 Tunnel in Spanien und Italien wurde festgestellt, dass viel schwerere Abstützungen benötigt wurden, als wenn die Beurteilung anhand des RMR-Systems angefertigt würde. Die Klassifizierung anhand des SRC- und des RMR-Systems, sowohl als auch andere wichtige geomechanische Daten wurden während des Ablaufs der Erkundungen und der Bauausführung gewonnen. Die Resultate der Messungen der Spannungen vor Ort, die Analyse der tektonischen Struktur und die Stabilitätsprobleme während der Bauausführung wurden dazu verwendet, um den im Felsgrund vorherrschenden Spannungszustand zu definieren. Das Verhältnis der Messungen der Tunnelkonvergenz zu dem SRC- und RMR-Index wurde auch analysiert. Die durch das SRC- und RMR-System vorhergesagte Grösse der Abstützung wurde mit der Grösse der Abstützungen verglichen, die am Bau letztlich verwandt wurden. Diese Vergleiche zeigen, dass für die meisten der studierten Tunnel die Vorhersage der Abstützungen, die anhand des SRC-Systems angefertigt wurden, viel näher der wirklich verwendeten waren als die Vorhersage anhand des RMR-Systems. SRC rockmass la classification ont été appliqué à 25 tunnels en Espagne et l'Italie, pour laquelle il a été trouvé que des appuis beaucoup plus lourds que ceux évalués par l'index RMR ont été exigés. SRC et des index RMR et d'autres données geomechanical appropriées ont été obtenu pendant l'enquête de site et les étapes(scènes) de construction. Les données correspondant aux mesures de stress(d'accent) in situ, l'analyse de structures tectoniques et des problèmes d'instabilité surgissant pendant la construction ont été utilisées aux ânes(culs) l'état de stress(d'accent). Le rapport entre la convergence de section de tunnel et le SRC et les index RMR a été aussi analysé. Les mesures d'appui basées sur SRC et la classification RMR ont été comparées avec ceux en réalité utilisés pendant la construction. Ces analyses indiquent que pour la plupart des tunnels examinés, les appuis évalués utilisant le SRC étaient beaucoup plus proches de ceux en réalité installés que ceux prévus par l'index RMR.

Jan 1, 2003

By B Vorster

Falls of Ground is one of the highest causes of incidents, accidents and fatal injuries in our mines today. These falls of ground may occur as soon as the face is exposed after blasting or after machine cutting. The falls of ground can also occur after support has been installed. There are many reasons why these falls occur before and after supporting of the face. It is therefore important to support the exposed face as soon as possible to prevent the falls of ground. It is also very important to support the face with the correct support products and to support the face as designed and required by the mining engineers. The possible reasons for falls of ground, possible support methods and the products available will be discussed in this presentation. In typical conventional narrow vein stoping operations, the use of conventional temporary support components to offer some support to workers, whilst the permanent and generally more elaborate support system gets installed or constructed, still results in injuries to people. The author wishes to discuss the following items in this paper:- ? Introduction ? Basic face behaviour after exposure ? Controllable Parameters ? Mining Engineers support designs ? Primary and Secondary Support ? Products available for prevention of falls of ground

Jan 1, 2008

By R. M. Spang

Abstract Between the German city of Dresden and the Czech capital Prague a 4-lane highway is under con-struction. At the outskirts of Dresden it will cross the narrow and deeply eroded Weißeritz Valley by a bridge. Two twin tube tunnels under oblique angles join the bridge out of the rocky valley flanks. The different geotechnical conditions of these 4 tunnel portals, their design and construction are described within this publication. The two southern portals of the tunnel Dölzschen are situated within a vertical 65 m high former quarry slope, 25 m above the valley floor. The slope proved instable due to toppling failure and exposed serious rockfall risks. Systematic anchoring, scaling, rock bolting, netting and filling under extreme access conditions eliminated these risks. Tunnel excavation started from the slope surface without any pre-cut or conventional portal construction. The opposite northern portals of the tunnel Coschütz are situated in more gentle rock slopes. After removal of debris, excavation of the eastern tunnel started in a 30° slope striking oblique to the driving direction, without any precut, too. Because of the gentle slope inclination the cross section was not earlier completely covered by rock than 30 m behind. The western tunnel started from an optimized short, narrow and steep precut. Its flanks were stabilized by reinforced shotcrete and rock bolts. Because of the small distance between the tubes rock bolts were drilled into the cross section of the neighboring tunnel. Tunnel excavation was made by drill and blast operation, preliminary support consisted of steel arches, reinforced shotcrete and radial rock bolts. Thorough survey of the bolt’s coordinates and direction prevented them from meeting each other. Rock bolts were of the permanent type to prevent the final lining from being obliquely loaded. Systematically arrayed measuring devices checked deformations of slopes and tunnels. Zusammenfassung Der Neubau der Bundesautobahn A 17 wird Dresden und Prag miteinander verbinden. Die vierspurige Autobahn quert westlich von Dresden das enge und tief eingeschnittene Tal der Wilden Weißeritz mit einer Brücke. An beide Brückenwiderlager schließen mit schiefwinkligem Anschnitt doppelröhrige Tunnel an, deren Portale in den felsigen Talflanken liegen. Die unterschiedlichen geotechnischen Verhältnisse, die Überlegungen für einen jeweils optimalen Entwurf und der Bau der portalnahen bergmännischen Tunnelabschnitte sind Gegenstand dieser Veröffentlichung. Die Südportale des Tunnels Dölzschen liegen in einer vertikalen, 65 m hohen Felswand, 25 m über dem Talgrund. Die Felswand erwies sich als global kippgefährdet, außerdem lagen flächig verteilte erhebliche Steinschlag- und Felssturzrisiken für Bau und Betrieb vor. Die Kippgefahr wurde durch ein Systemraster aus vorgespannten Felsankern, die Steinschlag- und Felssturzrisiken durch bergsteigerisches Beräumen mit dem Brecheisen, Felsnägel und Steinschlagschutznetze eliminiert. Der Tunnelausbruch begann von einer Vorschüttung direkt in der Felswand ohne Voreinschnitt im Schutz einer kurzen Luftbogenstrecke. Die gegenüberliegenden Nordportale des Tunnels Coschütz befinden sich in wesentlich flacheren Hängen. Nach dem Aushub einer mehrere Meter dicken Abraumhalde begann der Tunnelausbruch der östlichen Röhre asymmetrisch mit einer Luftbogenstrecke in einer spitzwinklig zur Vortriebsrichtung streichenden, 30° mit dem Vortrieb steigenden Felsfläche, ebenfalls ohne Voreinschnitt. Wegen der flachen Neigung der Böschung war der Tunnelquerschnitt erst nach 30 m vollständig überdeckt. Für den Vortrieb der westlichen Tunnelröhre mussten erst eine zwischen den Röhren vorhandene Felsnase teilweise abgetragen, die westlich anschließende zurückspringende Felswand vertikal gestellt und gesichert und Felsaushub in der rechten Flanke getätigt werden. Der damit entstehende Voreinschnitt wurde so kurz wie möglich und ohne seitliche Arbeitsräume ausgeführt. Die Sicherung der Böschungen erfolgte mit bewehrtem Spritzbeton und Felsnägeln. Wegen des geringen Abstands der beiden Röhren wurden die unteren Lagen der radialen Ausbruchsicherung durchgeankert. Der Tunnelvortrieb begann im Schutz eines geankerten Portalkranzes und ebenfalls von einer Luftbogenstrecke aus.

Jan 1, 2003

By C. Tan, C. Detournay

Wellbore stability is a major concern for drilling in naturally fractured formations. The infiltration of drilling mud into the fractures is a factor, which may compromise wellbore integrity due to the loss of strength experienced by the fractures. The reduction in the fracture frictional and cohesive properties is attributed to weakening of the infill materials and lubrication of fracture asperities by the mud filtrate. One way to investigate the influence of mud infiltration on wellbore stability in fractured formations is to use a numerical modeling approach. A requirement for the numerical model is the ability to predict the region of mud infiltration. This paper describes a numerical technique to model the extent of mud infiltration for application in coupled fluid-mechanical simulations in densely fractured rock masses using the computer code, UDEC. Several factors are considered including fracture pattern, in-situ stresses, reduction in joint frictional angle and cohesion, viscosity of the mud filtrate and fracture plugging. Results of numerical simulations are presented to illustrate the technique and show the influence of these factors on the extent of mud infiltration. Un des problèmes importants posés par le forage en milieu fissuré saturé, est celui du maintient de la stabilité du puit. L’infiltration de boue de forage dans le massif peut avoir pour effet de réduire les propriétés frictionnelles et cohésives des fractures et de compromettre ainsi la stabilité du puit de forage. Le radoucissement des propriétés des fractures est attribué à la dégradation du materiau de remplissage et au pouvoir lubrifiant des boues. L’analyse numérique offre un moyen d’investiguer l’influence jouée par l’infiltration de boue sur la stabilité du puit. Un des critères de sélection du modèle numérique sera son pouvoir de prédiction du domaine d’infiltration de boue. Cet article décrit une technique numérique permettant de modéliser l’infiltration de boue de forage dans le cadre de simulations hydro-mécaniques, en milieu à haute densité de fractures, effectuées avec le logiciel de calcul UDEC. Parmis les facteurs tenus en compte, on trouvera la nature du réseau de fractures, les contraintes in-situ, le radoucissement en friction et cohésion des joints, la viscosité de la boue et le bourrage des fractures. Des résultats de simulations sont présentés pour illustrer la technique et montrer l’influence de ces facteurs sur la taille du domaine d’infiltration de boue. Bohrlochstabilität ist ein wichtiger Aspekt für das Bohren in geklüfteten Gebirgsformationen. Das Eindringen der Bohrlochstützflüssigkeit in die Klüfte kann die Bohrlochintegrität wegen des Verlustes der Festigkeit des Kluftsystems gefährden. Die Reduktion der Reibung und kohäsiven Eigenschaften ist der Schwächung der Kluftfüllung und der Schmierwirkung der eingerungenen Stützflüssigkeit in Bezug auf die Kluft-Asperities geschuldet. Numerische Berechnungen sind ein Weg zur Untersuchung des Einflusses der Infiltration der Bohrlochstützflüssigkeit auf die Bohrlochstabilität in geklüfteten Gebirgsformationen. Eine Voraussetzung für numerische Modelle ist die Fähigkeit den Bereich der Infiltration der Stützflüssigkeit zu prognostizieren. Diese Publikation beschreibt ein numerisches Verfahren, um die Reichweite der Infiltration von Stützflüssigkeiten mittels fluid-mechanisch gekoppelter Simulationen im engständig geklüfteten Gebirge mit dem Programm UDEC zu modellieren. Verschiedene Faktoren, wie Kluftmuster, Gebirgsspannungszustand, Reduktion von Kluftreibungswinkel- und kohäsion, Viskosität der Stützflüssigkeit und Rissabdichtung wurden untersucht. Ergebnisse numerischer Simulationen werden präsentiert, um die Vorgehensweise zu illu

Jan 1, 2003

By J. N. Van der Merwe

"A major shortcoming of the statistical back-analysis of coal pillar strength is that it relies on the asmined pillar dimensions, not taking into account time-related pillar scaling with subsequent reduction in pillar width. The paper describes an investigation where the rate of pillar scaling was applied to the pillars in the databases of failed and unfailed pillars. The reduced pillar sizes were then used in the same method of statistical back-analysis that had been used in the past.This resulted in an equation for pillar strength which predicts significantly greater pillar strength than the previous statistical analyses, which is similar to the strength which had been found earlier by direct testing of large specimens underground. It is concluded that the lower strengths found by previous statistical analyses are due to the incorrect pillar width being used and that by adjusting the pillar sizes to compensate for scaling, more credible results that correspond to direct testing are obtained.As the newly derived strength equation is time-dependent, it follows that the safety factors and probabilities of failure are likewise time-dependant. An equation to determine the probability of failure is also developed. This results in the safety factor being close to unity at a probability of failure of 50%, which is aligned to statistical expectation. IntroductionSince the Coalbrook mine disaster, caused by massive pillar collapse, there have been several attempts at analysing and defining the strength of coal pillars. It was realized in the very beginning that performing classical strength tests on coal specimens in a laboratory and then transferring those results to real coal pillars could not be successful. The scatter of results is one problem and, more seriously, there is a size effect (at least for small specimens) that made the transformation of strength results to much larger coal pillars underground all but impossible.Two main schools of thought then emerged. Some researchers preferred to perform direct strength tests on large specimens underground, while others relied on statistical back-analysis of failed and unfailed pillar cases, attempting to determine the differences in size and shape that would allow a satisfactory prediction of failure. The latter school of thought resulted in the method that was widely accepted by the South African coal mining industry, described in the landmark publication by Salamon and Munro (1967)."

Jul 1, 2019

By R. C. M. Minnitt, W. Dr. Assibey-Bonsu, F. A. Camisani-Calzolari

Born in Bothaville (OFS) on the 26th August 1919, Daniel G. Krige grew up in Krugersdorp on the West Rand. Hematriculated from Monument High School in Krugersdorpin 1934 at the age of 15 and graduated with a B.Sc. (Eng.)degree in mining engineering from the University of the Witwatersrand at the end of 1938 (age 19). In 1938 he joined Anglo Transvaal where he worked on a number of gold mines until 1943, gaining a wide range of valuable practical experience in surveying, sampling and ore valuation. He then joined the Government Mining Engineer’s Department where he worked for 8 years during which time he participated in the uranium negotiations with the British and American authorities and designed the uranium pricing formula for the contracts which led to the establishment of South Africa's profitable uranium industry in the early 1950s. During the same period he began his pioneering work in the application of mathematical statistics to the valuation of new gold mines using a limited number of boreholes and of ore reserves for existing mines. His early papers in the application of mathematical statistics, some republished in French, created world-wide interest that led to the development of the science and concepts that surround the spatial evaluation of mineral resources and reserves known as geostatistics. This technique has contributed to improved ore evaluation techniques as well as the reduction of the financial risks associated with investment in mining enterprises. Furthermore, it led to the recognition of his contributions to the evaluations of mineral deposits through the coining of the term ‘kriging’ that is used to describe a spatial mineral evaluation process known and practised in international mining circles. He continued his work in geostatistics throughout his career as Group Financial Engineer of the Anglovaal Group until his retirement in1981 and afterwards for ten years as Professor of Mineral Economics at the Witwatersrand University. He is still active as a consultant and is a registered Professional Engineer. He has published some 90 technical papers both locally and overseas, some in Russia, and has lectured and participated in international congresses in many countries. His contributions were recognized by the Witwatersrand University through the award of the D.Sc. (Eng.) degree in1963, by three honorary degrees (from the universities of Pretoria, UNISA and Moscow State Mining University), by many awards from the South African Institute of Mining and Metallurgy, the International Association for Mathematical Geology, Die Suid Afrikaanse Akademie vir Wetenskap en Kuns, the SME of the American Institute of Mining Engineers, the International APCOM Council in1999, the University of Antofagasta in Chile, and by the South African President (Order for Meritorious Service, Class 1, Gold). He has served on various Government committees, notably that for State Aid for gold mines (1967/8) and designed the State Aid formula which enabled many mines to survive a period of low gold prices; also various taxation committees, and the mining mission to Iran in 1974. He is a fellow and/or honorary life member of various technical societies locally and overseas, including the Royal Society of South Africa. During the period in the Government service he also handled several of the post-war lease applications in the Free State and Klerksdorp goldfields. The fact that decisions on new gold mines of critical importance to the State and the economy as a whole, were being taken on a limited number of drillholes without any scientific analysis of the risks of failure, stimulated him to start basic research into ore evaluation. His approach was based on the application of Mathematical Statistics to these problems, an approach of which very little was known world-wide at that stage but which had already been initiated in South Africa by Sichel via the lognormal frequency distribution model. In Krige's 1951 paper published in the Journal of the Chemical, Metallurgical and Mining Society of South Africa he covered the statistical explanation of the conditional biases in ore block valuations and stimulated the use by several gold mines of regression corrections for routine ore reserve valuations, a technique which, in effect, was the first use on an elementary basis of what is now known as kriging. His 1952 paper introduced, inter alia the basic geostatistical concepts of ‘support’, ‘spatial structure’,’ selective mining units’ and ‘grade-tonnage curves’. His 1951 paper was based on his M.Sc. (Eng.) thesis submitted in the Department of Mining Engineering to the University of the Witwatersrand, and expounded his pioneering work in geostatistics in more detail. His early research papers that had stimulated interest in several mining circles overseas, were republished in French in1955, resulting in a major research effort by French mining engineers in this field. This, in turn, led to the establishment of the now world-renowned French school of ore evaluation in Fontainebleau, Le Centre de Geostatistique de l’École des Mines de Paris. As the Group’s Financial Engineer at the Anglovaal Head Office until his retirement in 1981, he was responsible for

Jan 1, 2003

Pyrometallurgy has played a very important role in southern Africa for at least four centuries. It continues to do so, and recent years have seen many exciting developments in pyrometallurgical technology. The wonderfully diverse rich mineral deposits in this area of the world have provided some unique opportunities for industrial processes to be established. The ?Southern African Pyrometallurgy 2006? conference was set up to showcase southern African pyrometallurgical operations, and to provide a forum for the exchange of ideas between people working at various types of smelters. Papers have been obtained from a wide variety of pyrometallurgical plants in southern Africa. These descriptions of plant operations (as well as some history, and highlights of current work) will provide useful reference information for some time to come. Contributions are also included from universities, research organizations, and engineering companies, so that the full spectrum of pyrometallurgical activities can be covered. The plant descriptions will be published on a website, where they can be updated as and when required, with the eventual goal of having a description of every smelter in the region. The conference venue was selected to be the 'Cradle of Humankind' world heritage area, about 40 km from Johannesburg. Not only does this keep the conference within easy reach of the city and yet far enough out into the countryside to allow people to focus on the conference, it is also within easy reach of many pyrometallurgical plants. There is a particular significance to the choice of location, in that the Swartkrans area close to the Sterkfontein Caves is the site of the earliest evidence of the deliberate controlled use of fire by human beings (about 1.3 million years ago), and this is obviously a necessary precursor to pyrometallurgy. The area also lends itself to a very wide range of outdoor, social, and cultural activities to supplement the technical content of the programme. It is hoped that activities such as a hot air balloon safari and visits to the world-renowned Sterkfontein Caves and Wonder Cave will help to make the conference a memorable one for those able to attend. I trust that the ongoing value of the papers and presentations will make all the hard work of the many contributors most worthwhile.

Jan 1, 2006

By M. Hakala

A computer program was developed to simulate transient strains and stresses during an overcoring in the situ stress measurement. The solution is based on superpositioning of elastic stresses. The measured strains can be compared with the calculated ones to check if the measured transient behaviour is accordant with the interpreted in situ state of stress. If not, the in situ state of stress can be calculated based on any transient or final strain values. The transient stresses can be compared with the strength envelope of intact rock and thereby estimate the core damage potential. Technically, the developed code fulfilled all the objectives, and the numerical error was found to be less than 5%. The basic idea can be applied also for different overcoring probes with minor modifications and recalculation of stress tensors. The analysed case studies showed clearly the advance of having an objective and practical quality control method to study the reliability of the in situ stress measurement data. The study was set up and funded by the nuclear waste management companies Posiva Oy ( Finland ) and Svensk Kärnbränslehantering AB ( Sweden ). Un programme informatique a été développé pour simuler des tensions et des contraintes passagères pendant la mesure in situ de contrainte de surcarottage. La solution se fonde sur une superposition de contraintes élastiques. Les contraintes mesurées peuvent être comparées avec celles calculées pour vérifier si le comportement passager mesuré correspond à l'état de contrainte in situ interprété. Sinon, l'état de contrainte in situ peut être calculé à partir de n'importe quelle valeur de contrainte passagère ou finale. Les contraintes passagères peuvent être comparées avec l'enveloppe de force de roche intacte et ainsi il est possible d'évaluer le potentiel de dégâts au noyau. Techniquement le code développé a rempli tous les objectifs, et le taux d'erreur s'est révélé être inférieur à 5 %. L'idée de base peut être appliquée aussi pour différentes expériences de surcarottage avec des modifications mineures et le recalcul de tenseurs de contrainte. Les études de cas analysées ont montré clairement l'avantage d'avoir une méthode de contrôle de qualité objective et pratique pour étudier la fiabilité de données de mesure de contrainte in situ. L'étude a été fondée et financée par les sociétés de gestion de déchets nucléaires Posiva Oy (Finlande) et Svensk Kärnbränslehantering AB (Suède). Es wurde ein Computerprogramm entwickelt, um Transient-Beanspruchungen und Spannungen während eines Überentkernens in situ-Spannung-Messung zu simulieren. Die Lösung beruht auf Superpositionierung von elastischen Spannungen. Die gemessenen Beanspruchungen können mit den berechneten Daten verglichen werden, um nachzuprüfen, ob das abgemessene Transient-Verhalten mit dem interpretierten in situ-Zustand der Spannung übereinstimmt. Wenn nicht, kann der situ-Zustand der Spannung auf irgendwelchen Transient- oder endgültigen Beanspruchungswerten berechnet werden. Die Transiet-Spannungen können mit dem Stärke-Umschlag des intakten Felsens verglichen werden und dadurch ein Kernbeschädigungspotential kalkulieren. Technisch erkannte der entwickelte Code alle Ziele und hat gefunden, dass die numerische Fehler weniger als 5 % waren. Grundsätzlich können auch verschiedene Überentkernen-Untersuchungen mit kleineren Modifizierungen und Wiederberechnung des Spannung-Tensors angewandt werden. Die analysierten Fallstudien zeigten deutlich den Fortschritt, objektive und praktische Qualitätskontrollmethode zu haben, die Zuverlässigkeit in Situ-Spannung-Messung-Daten zu studieren. Die Studie wurde aufgestellt und durch Atommüll-Management-Firmen Posiva Oy (Finnland) und Svensk Kärnbränslehantering AB (Schweden) finanziert.

Jan 1, 2003

By H. A. Bilgin, A. Özgenog?lu, G. Kaçar

In this study, the influences of rock mass properties on the blasting performance in open cast mines are investigated. To this end, discontinuity spacings and discontinuity orientations are measured and full scale blasts with various designs are observed in open cast mines of Aegean Lignite (ELI) and Bursa Lignite (BLI) Establishments belonging to Turkish Coal Enterprises (TKI). For each blast, blasting cost is calculated, and particle size distribution representing the fragmentation of muckpile is determined by means of Split-Desktop software using image processing. 50%(K50), 80%(K80) passing sizes and topsize values are used in the determination of blasting performance according to rock mass properties. The relationships between orientation angle, which is the acute angle between the strikes of slope face and major discontinuity, and 50%(K50) and 80%(K80) passing sizes and topsize values and also blasting cost are investigated in order to analyse the influences of major discontinuity orientation on fragmentation and blasting cost. Furthermore, the relationships between discontinuity modal spacing (or block size index) and 50%(K50) and 80%(K80) passing sizes and topsize values and also blasting cost are investigated in order to analyse the influences of discontinuity spacing on fragmentation and blasting cost. In this paper, the trends observed in these relationships are discussed and the importance of it in mining is commented. Dans ce travail, Il a été traite les influences des qualites des rocheux massif sur les performances des abattages de l’excavation a ciel ouvert. Dans ce cas, les excavations a ciel ouvert dans les Entreprises Lignite d’Aegean et de Bursa qui appartient a La Societe Charbon de la Turquie; Il a été mesuré le trou du discontinuite et l’orientation du discontinuite et aussi, Il a été observé les abattages qui sont pareilles aux critaires exactes. Pour chaque abattages, Il a été fait le control des expences et la distribution du particle au dimension du pile qui a été deja abatté, a été trouve en utilisant le Software du Split-Desktop. Pour determiner les influences des qualites des rocheux massif sur les performances des abattages, Il a été utilisé K50, K80, et le plus grand valeurs des dimensions. Aussi pour determiner l’influence sur l’orientation du discontinuite majeur de la fragmentation et les expences de l’abattage, Il a été observé les relations entre l’angle de l’orientation ( C’est l’acutage entre la direction du banquette front et la direction du discontinuite majeur ) et les plus grand valeurs des dimensions et les expences de l’abattage. Plus, pour determiner des influences du trou du discontinuite sur l’abattage et la fragmentation; Il a été observé la relation entre l’index de la dimension du block et K50, K80 et les plus grand valeurs des dimensions et aussi les expences de l’abattage. Pour conclure; on peut dire que dans cette presentation, apres la discusssion des sujets consideres ces relations, Il a été souligné l’importances de ces relations dans la domain de la Minéralogie. In dieser Studie wurden die Einflüsse von Gesteinsmasse Eigenschaften auf die Sprengleistung in Tagebau Bergwerken untersucht. Zu diesem Zweck wurden Diskontinuität Abstände und Diskontinuität Orientierungen gemessen und Sprengungen im Originalmaßstab mit verschiedenen Anordnungen in Tagebau Bergwerken der Ägäischen Braunkohle (ELI) und Bursa Braunkohle (BLI) Betrieben, die zu der Türkischen Kohlegesellschaft (TKI) zugehörig sind, beobachtet. Für jede Sprengung wurden die Sprengkosten berechnet und die Teilchengrößenverteilung zur Darstellung der Aufteilung von Haufwerk ist durch Mittel von Teilbelegungssoftware, das Bildverarbeitung verwendet, bestimmt worden. 50% (K50), 80% (K80) durchlaufende Größen und Spitzengröße Werte wurden zur Bestimmung von Sprengleistung geordnet nach Gesteinsmasse Eigenschaften benutzt. Die Beziehungen zwischen Orientierungswinkel, welches der scharfe Winkel zwischen den Streichen der Hangfläche und Hauptdiskontinuität ist, und 50% (K50) und 80% (K80) durchlaufende Größen und Spitzengröße Werte sowie Sprengkosten wurden untersucht, um die Einflüsse von Hauptdiskontinuität Orientierung auf Aufteilung und Sprengkosten zu analysieren. Außerdem, wurden die Beziehungen zwischen Diskontinuität modal

Jan 1, 2003

By M. Hopf, E. Rossouw

Keywords: Pyrometallurgy, furnace, copper coolers, freeze lining, monitoring, Saveway The use of water-cooled copper components as sidewall elements of submerged arc furnaces and other pyrometallurgical applications has become increasingly common. The high cooling efficiency of copper has made it possible to increase the service life of furnace refractories when compared to conventional refractory linings. However even the self-healing effect of ?freezing? worn areas of the lining does not necessarily protect the copper coolers against wear or corrosion completely. In order to avoid furnace explosions, various methods have been used to monitor the wear of coolers. Unfortunately, these have not been able to consistently identify localized wear. Thos Begbie (South African) and SAVEWAY (German) jointly developed technology to embed a line sensor into the copper cooler during the casting process. This system allows an exhaustive monitoring of the copper cooler. A SAVELINE sensor is placed inside the copper-cooling panel between the water-cooling passage and the hot face of the panel. The sensor follows the meandering shape of the cooling water channels. In the first instance, the sensor provides analogue information as the thickness of the copper reduces. Secondly, this wear signal will be confirmed by a signal of interruption if the sensor is washed away. Because of the structure of the sensor, a self-diagnosis is possible and indications can be confirmed (double proofed). Subsequent to the manufacture of some test pieces, coolers for a large submerged arc furnace were manufactured. The sensorized coolers have been installed at the intermittent surface (slag line) where the largest amount of corrosion has been encountered. The system has been operating since December 2005 in what is considered one of the largest submerged arc furnaces in South Africa.

Jan 1, 2006

By M. Castelli, C. Scavia, S. Marello, A. Allodi

ABSTRACT – This paper investigates the possibility of interpreting the shear band evolution in hard soils and soft rocks as the result of shear propagation from pre-existing natural defects. Thesis done through the application of the principles of Fracture Mechanics, a Slip-Weakening Model(SWM) being used to simulate the non-linear zone at the tips of the discontinuity. Experimental observations have been carried out on prismatic samples of Beaucaire marl through biaxial compression tests in plane strain conditions. A numerical simulation confirms the validity of the proposed approach. RÉSUMÉ – Cet article présente la possibilité d’interpréter l’évolution des bandes de cisaillement dans les roches tendres et les sols raides comme le résultat de la propagation pour cisaillement à partir d’un défaut préexistant. Le Slip-Weakening Model (SWM) a été employé pour modéliser la zone non linéaire a l’extrémité d’une discontinuité. Nous présentons des observations expérimentaux obtenues à travers des essais de compression en déformation plane sur des échantillons prismatiques de marne. La simulation numérique d’un essai confirme la validité de la méthode proposée. KURZFASSUNG – Die vorliegende Arbeit versucht die Ausbreitung von Scherzonen in(bindigen) Böden und im Lockergestein anhand der Entwicklung von Scherrissen ausgehend vonexistierenden Schwachstellen zu erklären. Die Umsetzung erfolgte mit Hilfe der Bruchmechanik,für die Modellierung der nichtlinearen Zone an den Rissenden wurde ein Slip-Weakening-Modell(SWM) eingesetzt. Es wurden zweiaxiale Druckversuche an prismatischen Probekörpern vonBeaucaire Mergel unter der Bedingung eines ebenen Verzerrungszustandes durchgeführt. Dienumerische Untersuchungen bestätigten die Annahmen der untersuchten Theorie.

Jan 1, 2003

By Chris M. Haberfield, Neil D. Benson

The assessment of overall modulus (or stiffness) of a fractured weak to moderately strong rock mass is a key parameter in the design of civil engineering works in these materials. It also provides the highest level of uncertainty due to scale effects, anisotropy and the influence of joint frequency and joint stiffness. Using the example of the Melbourne Mudstone, this paper compares approaches using empirical rules based on intact rock strength, laboratory testing, in situ field testing, semi-quantitative assessment techniques based on rock mass classification and back analyses. L'évaluation du module (ou rigidité) global d’une masse rocheuse faible et fissurée a modérément forte est un paramètre principal dans la conception des travaux du génie civil dans ces types de matériaux. Elle fournit également le niveau le plus élevé d'incertitude due aux effets d’échelle, à l'anisotropie et à l'influence de la fréquence et de la rigidité des joints rocheux. En utilisant l'exemple du schiste de Melbourne, cet article compare des approches empiriques basées sur la force intacte de La roche, les essais expérimentaux au laboratoire, les essais sur site, les techniques semi-quantitatives d'évaluation basées sur la classification de la masse rocheuse et les analyses en retour. Die Schaetzung des allgemeinen Steifigkeit-Moduls des gebrochenen schwachen bis zu maessig starken Felsmassen ist eine Haupt- Annahme in dem Entwurf von Tiefbau-Projekten in diesen Materialien. Es verursacht den hoechsten Grad der Ungewissheit in Folge der Groessenordnung, Spaltorientierung und dem Einfluss der Haeufigkeit der Risse und Bruch-Steife. Unter Verwendung des Beispiels des Melbourner Tonsteine, vergleicht diese Darlegung die Anwendung der empirischen Regeln, die sich auf die Staerke des ungestoerten Fels Basieren mit Versuchen in der Material Pruefungsanstalt, Untersuchungen auf der Baustelle und halb-quantitative Schaetzungsverfahren, die sich auf die Felsmassen Klassifikation und fruehere Analysen stuetzen.

Jan 1, 2003

By F. B. Samani, B. Stabel

The 1,000 MW Hydro Power Station Masjed-e-Soleiman (formerly called Godar-e-Landar) in Iran is under construction since 1992. The rock engineering aspects of the major underground structure, i.e. the powerhouse cavern shall be reported on in detail. The geotechnical investigations are described and results given. The results of several geotechnical analyses are presented. The designed and executed rock support is given. A description of the monitoring systems and typical measurement results obtained during and after excavation are presented. The lessons learnt during construction of the Stage-I powerhouse cavern were applied on the extension of the powerhouse cavern, which is to house an additional 1000 MW. Details regarding the unexpected behaviour of the Mudstones are given. Die 1000 MW Wasserkraftanlage Masjed-e-Soleiman (vormals Godar-e-Landar genannt) befindet sich seit 1992 in Bau. Dieser Artikel berichtet im Detail über die felsbaulichen Aspekte der Untertagebauwerke, insb. der Maschinenkaverne. Die geotechnischen Untersuchungen werden beschrieben und deren Ergebnisse wie die Ergebnisse verschiedener Berechnungen werden präsentiert. Die geplante und die ausgeführte Felssicherung wird angegeben. Die eingebauten Überwachungseinrichtungen werden beschrieben und typische Ergebnisse während des Aushubs und danach werden dargestellt. Die Erfahrungen beim Aushub der Kaverne der Stufe I wurden beim Entwurf der Kaverne der Erweiterungsstufe II, die weitere 1000 MW beherbergen wird, berücksichtigt. Details zum unerwarteten Verhalten des Schluff-/Tonsteins werden angegeben. La centrale hydroélectrique de Masjed-e-Soleiman (dénommée anciennement Godar-e-Landar), d’une puissance de 1.000 MW, est en construction depuis 1992. Un rapport détaillé sera présenté sur les aspects relatifs à la construction en enrochements de l’aménagement souterrain principal, à savoir la caverne abritant la salle des machines. Une description des investigations géotechniques réalisées y est fournie ainsi que les résultats correspondants. En outre sont présentés les résultats de plusieurs analyses géotechniques. L’ancrage dans la roche tel que projeté et réalisé est présenté. Une description des systèmes de contrôle ainsi que les résultats de mesures typiques obtenus au cours des travaux d’excavation sont donnés. Les leçons tirées lors de la construction de la Phase 1 de la caverne de la salle des machines furent appliquées à l’extension de la caverne de la salle des machines, qui doit abriter une unité supplémentaire d’une puissance de 1.000 MW. Par ailleurs, des détails sont donnés sur le comportement inattendu des argilites.

Jan 1, 2003