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By H. Yilmaz

Tensile strength testing has been one of the most common physical property testing methods of thin spray-on liner (TSL) products worldwide. However, the variety of products tested has been insufficient for comparison purposes. Specimen preparation procedures and test parameters such as curing time and loading rate are not reported well. Comprehensive tensile strength testing on 20TSL products and one plain shotcrete brand was performed over 28days of curing period. Detailed information on the test procedures with particular attention on the important aspects during sample preparation and test execution are provided. As expected, the tensile strength increases with increasing curing period. The test results make the categorization and comparison of liner products possible.

Jan 1, 2010

Current mine production planning, scheduling, and allocation of resources are based on mathematical programming models. In practice, the optimized solution cannot be attained without examining all possible combinations and permutations of the extraction sequence. Operations research methods have limited applications in large-scale surface mining operations because the number of variables becomes too large. The primary objective of this study is to develop and implement a hybrid simulation framework for the open pit scheduling problem. The paper investigates the dynamics of open pit geometry and the subsequent material movement as a continuous system described by time-dependent differential equations. The continuous open pit simulator (COPS) implemented in MATLAB, based on modified elliptical frustum is used to model the evolution of open pit geometry in time and space. Discrete open pit simulator (DOPS) mimics the periodic expansion of the open pit layouts. Function approximation of the discrete simulated push-backs provides the means to convert the set of partial differential equations (PDEs), capturing the dynamics of open pit layouts, to a system of ordinary differential equations (ODEs). Numerical integration with the Runge-Kutta scheme yields the trajectory of the pit geometry over time with the respective volume of materials and the net present value (NPV) of the mining operation. A case study of an iron ore mine with 114 000 blocks was carried out to verify and validate the model. The optimized pit limit was designed using Lerchs-Grossman?s algorithm. The best-case annual schedule, generated by the shells node in Whittle Four-X yielded an NPV of $449 million over a 21-year mine life at a discount rate of 10% per annum. DOPS best scenario out of 2 500 simulation iterations resulted in an NPV of $443 million and COPS yielded an NPV of $440 million over the same time span. The hybrid simulation model is the basis for future research using reinforcement learning based on goal-directed intelligent agents.

Jan 1, 2008

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 M. J. King, A. Weissenberger, W. G. Davenport

Keywords: Pyrometallurgy, sulphuric acid, sulphur dioxide The raw material for sulphuric acid manufacture is clean SO2 gas. It comes from (i) burning molten by-product sulphur; (ii) roasting or smelting metal sulphide concentrates, and (iii) decomposing contaminated organic chemical process sulphuric acid catalyst. Efficient gas cleaning is required for metallurgical and contaminated acid decomposition gases, especially the former. Sulphuric acid is made from SO2 gas by (i) oxidizing the SO2(g) to SO3(g) in contact with supported liquid-phase catalyst then (ii) reacting the resulting SO3(g) with the water component of 98.5 mass% H2SO4, 1.5 mass% H2O acid. This paper discusses the reasons for these process steps and indicates how acidmaking can be controlled and optimized. Special emphasis is placed on SO2(g) oxidation efficiency and how it is influenced by feed gas composition, feed gas temperature, catalyst composition, catalyst bed pressure, number of catalyst beds, and double versus single contact acidmaking. In addition, a review of various other treatment methods for SO2-bearing gases is provided. A brief description of each process is included along with commentary on their technical and economic applicability for use at metallurgical facilities.

Jan 1, 2006

By W. Mackenzie

The development of a resource project inevitably requires the investigation of a vast range of issues across most engineering disciplines - mining, metallurgical, chemical, civil, electrical, mechanical and environmental - as well as the geosciences. It is also a characteristic feature of the resource industry that no two orebodies - and hence no two development projects - are the same. So these technical issues have to be addressed to a greater or lesser extent in evaluating any resource project's development potential. Not surprisingly then, technical issues tend to predominate when assessing the development potential of a project in the process typically referred to as `doing a feasibility study'. But the principal purpose of a `feasibility study' is to determine whether a development opportunity makes good business sense, not just whether it is technically possible. Resolution of technical issues is often seen as the primary focus of a feasibility study, whereas in reality, these technical issues are the basis upon which an asset delivery and business plan is built. This is not to say that technical issues are unimportant - they are a prerequisite to the demonstration of a project's viability. The feasibility study process must therefore demonstrate that not only have the technical issues been satisfactorily addressed, but also that the broader commercial, economic and social issues have been considered in the development of a comprehensive business plan, which includes an assessment of the risk-reward profile of the proposed development. This paper will present a framework for the conduct of `feasibility studies' and provide guidance to minimum standards and best practice.

Jan 1, 2007

By F. H. Cornet, D. Ask, O. Stephansson

We have conducted a stress analysis of overcoring stress measurements undertaken at the Zedex Test Site (ZTS) in the Äspö HRL, Sweden. Two different types of overcoring cells have been used at the site: the 9-gauge Borre Probe (CSIR-type) and the 12-gauge CSIRO HI cell. Inversion programs based on the least-squares criterion were developed and calibrated. The primary and secondary stress field in the ZTS were back-calculated using strain data from individual cells as well as from combining data from both cells. We propose that the combination of strain data from the two cells significantly improves the determination of the stress field. A striking result is the good agreement between the re-analysed overcoring data and the existing hydraulic fracturing data. The deviations for the horizontal stresses between the re-analyzed overcoring data and the existing hydraulic fracturing data are approximately 3 MPa. The deviation in the orientation of maximum horizontal stress is approximately 10-20°. Nous avons analysé les résultats de mesures de contrainte par surcarottage réalisées sur le site Zedex, du laboratoire souterrain HRL d’Aspö, en suède. Deux types de cellule de mesure ont été utilisés sur ce site : la cellule à 9 jauges (du type CSIR) et la cellule à 12 jauges (du type CSIRO HI). Un programme d’inversion mettant en œuvre une norme par moindres carrés a été développé et validé. Les champs de contrainte primaires et secondaires du site Zedex ont été évalués d’une part en considérant chaque mesure isolément, d’autre part en intégrant l’ensemble des données de déformation dans une inversion unique. Nos résultats suggèrent que l‘association des diverses mesures dans une intégration unique améliore nettement la détermination du champ de contrainte. Un résultat intéressant est le bon accord entre ces nouveaux résultats et les résultats des mesures par fracturation hydraulique. Les écarts sur l’amplitude des contraintes horizontales est de l’ordre de 3 Mpa, les écarts sur les orientations de l’ordre de 10-20°. Auf dem Zedex Test Gelände im Äspö Festgesteinslabor (HRL) wurde eine Spannungsanalyse mittels Overcoring Spannungsmessungen durchgeführt. Hierzu wurden zwei verschiedene Methoden verwendet: das 9-kanal Borre Gerät (CSIR- Ausführung) und die 12-Kanal CSIRO HI Zelle. Inversionsprogramme, die auf dem “least-squares”- Kriterium basieren, wurden entwickelt und kalibriert. Das primäre und sekundäre Spannungsfeld des Zedex Test Geländes wurde sowohl aus Verformungsdaten individueller Zellen als auch aus Kombination beider Zellen ermittelt. Wir nehmen an, daß die Kombination der Messergebnisse beider Geräte die Bestimmung des Spannungsfeldes signifikant verbessert. Überzeugender Beweis hierfür ist die gute Übereinstimmung der überprüften Overcoring Daten und Ergebnisse aus existierenden Hydraulic Fracturing Versuchen. Die Abweichungen der horizontalen Spannungen aus beiden Datensätzen ist etwa 3 MPa und Abweichungen der Orientierung der größten Horizontalspannung liegen bei etwa 10-20°.

Jan 1, 2003

By R. J. Pine, J. M. Rance, J. S. Coggan

ABSTRACT: The safe design of excavations created in a fractured rock mass is of paramount importance in rock engineering. Depending on the nature of the stress regime acting on an excavation, and the associated deformational behaviour of the rock mass surrounding the excavation, a number of potential failure mechanisms exist. These involve a combination of shear failure on existing joints, extension of critically oriented joints and propagation of new fractures through previously intact rock. Conventional numerical codes usually adopt either a continuum or discontinuum approach; this often results in significant over simplification and kinematic limitations particularly when modelling complex rock mass behaviour in the close vicinity of excavations. This paper describes the results from several case examples using a combined finite element-discrete element code, ELFEN that incorporates a crack propagation mode. Through the use of selected rock engineering examples, the authors demonstrate the potential of the code in the realistic simulation of complex rock failure both in underground and surface excavation applications. RÉSUMÉ: La conception sûre des excavations créées dans une masse de roche fracturée est d'importance primordiale dans la géotechnique. Selon la nature du régime d'effort autour d’une excavation, et le déformation associé de la masse de roche autour de l'excavation, il exsite un certain nombre de mécanismes potentiels d'échec. Ceux-ci comportent une combinaison d'échec de cisaillement sur les joints existants, la prolongation des joints d’orientation critique et la propagation de nouvelles ruptures dans la roche précédemment intacte. Les codes numériques conventionnels adoptent habituellement l’approche, soit d’un continuum, soit de discontinuum; ceci a souvent comme conséquence une sursimplification significative et les limitations cinématiques en particulier en modelant le comportement complexe de la masse de roche très proche des excavations. Cet article décrit les résultats de plusieurs exemples de cas en utilisant un code qui s’agit d’une combination d’élément discret et d'élément fini, ELFEN qui incorpore un mode de propagation de fissure. Par l'utilisation des exemples choisis géotechniques, les auteurs démontrent le potentiel du code dans la simulation réaliste de l'échec complexe de roche pour les applications aux excavations soit au fond soit à l’extérieure. ZUSAMMENFASSUNG: Das sichere Design der Aushöhlungen, die in einer zerbrochenen Felsenmasse verursacht werden, ist vom paramount Wert in der Felsentechnik. Abhängig von der Natur des Druckregimes, das auf einer Aushöhlung und dem dazugehörigen deformationalen Verhalten der Felsenmasse umgibt die Aushöhlung fungiert, bestehen eine Anzahl von möglichen Ausfalleinheiten. Diese beziehen eine Kombination des Scherausfalls auf vorhandenen Verbindungen, Verlängerung der kritisch orientierten Verbindungen und Ausbreitung der neuen Brüche durch vorher intakten Felsen. Herkömmliche numerische Codes nehmen normalerweise entweder ein kontinuum oder discontinuum Annäherung an; dieses ergibt häufig bedeutende Übervereinfachung und kinematische Beschränkungen, besonders wenn es kompliziertes Felsenmasseverhalten in der Nähe der Aushöhlungen modelliert. Dieses Papier beschreibt die Resultate von einigen Fallbeispielen mit einem kombinierten begrenzten Element - getrennten Elementcode, ELFEN, das einen Sprungausbreitungmodus enthält. Durch den Gebrauch von vorgewählten Felsentechnikbeispielen, demonstrieren die Autoren das Potential des Codes in der realistischen Simulation des komplizierten Felsenausfalls bei Anwendungen für beide Tagebaue und Untergrundsaushöhlungen.

Jan 1, 2003

By A. Thoraval, K. B. Slimane, O. Ozanam

The REP experiment is part of the research programme conducted by Andra to investigate the possibility of reversible radwaste disposal in a Jurassic (Callovo-Oxfordian) argillite formation at the Meuse/Haute-Marne underground laboratory site in northeastern France. The experiment focuses on the hydromechanical response of the formation to sinking the laboratory access shaft. Modelling of boreholes and shaft sinking operations has helped to optimise measurement point locations based on initial stress tensor anisotropy, while minimising interaction between instrument boreholes. Analyses were made of model sensitivity to intrinsic rock characteristics, hydromechanical coupling properties and sensor installation procedures. L’expérimentation REP fait partie du programme de recherche pluridisciplinaire engagé par l’Andra pour étudier la possibilité d’un stockage réversible des déchets radioactifs dans la formation Callovo-Oxfordienne des argilites du site de Meuse/Haute-Marne (Commune de Bure - France). Cette expérimentation permettra d’étudier la REponse hydromécanique de la formation aux sollicitations engendrées par le fonçage du Puits d’accès du laboratoire souterrain de recherche. Afin d’optimiser le positionnement des points de mesures, compte tenu de l’anisotropie du tenseur des contraintes initiales, et de minimiser les interactions entre les forages d’instrumentation, des modélisations des forages et du creusement du puits ont été conduites. Des analyses de sensibilité aux caractéristiques intrinsèques de la roche, aux propriétés de couplage HM et aux protocoles d’installation des capteurs ont été faites. Die REP-Untersuchung ist Teil des multidisziplinären Forschungsprogramms, das die ANDRA im Callovo-Oxfordian-Tonstein in situ am Standort Meuse/Haute Marne (Gemeinde Bure – Frankreich) im Hinblick auf eine Eignung zur reversiblen Lagerung radioaktiver Abfälle durchführt. Dabei soll das hydro-mechanische Verhalten der Formation auf die Beanspruchungen, die durch das Abteufen des Zugangsschachts zum Untertage-Forschungslabor erzeugt werden, untersucht werden. Zur optimalen Positionierung der Messpunkte unter Berücksichtigung der Anisotropie des Tensors der Ausgangsspannungen und zur Minimierung der gegenseitigen Beeinflussung der Instrumentierbohrungen wurden ein Schachtabteuf- und Bohrmodelle entwickelt. Zur Untersuchung der inhärenten Eigenschaften des Gesteins, des gekoppelten HM-Verhaltens und der Installationsprotokolle der Messsonden wurden Sensibilitätsanalysen durchgeführt.

Jan 1, 2003

By Y. Mitani, M. Xie, G. Zhou, T. Esaki

The assessment of landslide instability and risk has become a topic of major interest for both geoscientists and engineering professionals as well as for local communities and administrations in many parts of the world. In this paper, based on a new developed Geographic Information Systems (GIS) grid-based 3D deterministic model and taken the slope unit as the study object, the landslide hazard is mapped by the index of the 3D safety factor. Assuming the initial slip as the lower part of an ellipsoid, the 3D critical slip surface in the 3D slope stability analysis is obtained by means of a minimization of the 3D safety factor using the Monte Carlo random simulation. The failure probability of the landslide is calculated by an approximate method in which the distributions of f,c and the 3D safety factor are assumed to be in normal distributions. The assessment of the earthquake triggered landslide hazard is done by the dynamic displacement analysis using the index of the Newmark displacement. All the calculations are implemented by a computational system call 3DSLOPEGIS in that a GIS component is used for fulfilling the GIS spatial analysis function. Besides the results of 3D safety factor and probability, the possible landslide body and boundary can be three-dimensionally quantitatively identified. L’ estimation des glissement de terrain et des risques impliqués est devenu un des principal sujet de préoccupation pour les géotechniciens, mais aussi pour les ingénieurs specialisés ainsi que pour les communautés et administrations locales dans de nombreuses région du monde. Dans cette étude, basé sur un modèle de maillage 3D et une approche déterniniste couplée au Système d'Information Géographique (SIG), étudiant la stabilité des versants , le lieu d'étude à risque est maillé suivant le facteur de sécurité calculé en 3D. En supposant que le glissement initial soit la partie inférieure d'un élipsoïde, l'analyse de stabilité pour le glissement critique 3D d'un versant 3D est obtenu grace à une minimisation du facteur de sécurité en 3D utilisant la méthode de simulation aléatoire de Monte Carlo. La probabilité d'un glissement de terrain est calculée par une méthode approximative, supposant la distribution de c, f et du facteur de sécurité 3D normale. L'estimation d'un risque de glissement de terrain causé par un tremblement de terre est faite grace à une analyse du déplacement dynamique suivant l'index de Newmark. Tous les calculs sont effectués par le biais d'un système de calcul appellé 3DSLOPEGIS dans lequel te GIS est utilisé pour gérer l'analyse spatiale. En plus de cela, les résultats du coefficient de sécurité en 3D, des probabilités, le terrain susceptible de glisser, et ses limites, peuvent être quantitativement évalués en trois dimensions. Die Bewertung von Erdrutsch-Instabilität und risiko sind zu einem Thema von großen Interesse für sowohl Geowissenschaftlern und Ingenieuren als auch von Gemeinden und Verwaltungen in vielen Teilen der Welt geworden. In dieser Arbeit, basierend auf einem neu entwickelten Geografische Informationssysteme (GIS) gitterbasierten 3D deterministischen Modell und mit der Böschung als Untersuchungsobjekt wird die Erdrutschgefahr durch den Index des 3D-Sicherheitsfaktors kartografiert. Unter der Annahme, dass der erste Rutsch der untere Teil eines Ellipsoiden ist, wird die 3D kritische Schlupfoberfläche in der 3D-Böschungsstabilitätsanalyse mit einer Minimierung des 3D-Sicherheitsfaktors mit der Monte Carlo Zufallssimulation erhalten. Die Fehlerwahrscheinlichkeit des Erdrutschs wird mit einer Annäherungsmethode berechnet, bei der die Verteilungen von f,c und dem 3D-Sicherheitsfaktor als innerhalb normaler Verteilungen angenommen werden. Die Beurteilung der Erdbeben-ausgelösten Erdrutschgefahr wird mit der dynamischen Verdrängungsanalyse mit dem Index der Newmark-Verdrängung gearbeitet. Alle Berechnungen werden mit einem Berechnungssystem mit der Bezeichnung 3DSLOPEGIS ausgeführt, bei dem eine GIS-Komponente zum Erfüllen der GIS räumlichen Analysefunktion verwendet wird. Neben der Ergebnissen des 3D-Sicherheitsfaktors und der Wahrscheinlichkeit kann der mögliche Erdrutschkörper und der Umfang dreidimensional quantitativ identifiziert werden.

Jan 1, 2003

By M. Shahabi, M. Kashfi

This paper briefly describes the excavation procedure of a powerhouse, comprising of its incremental excavation, reinforcement measures, and the installed monitoring system. During the first phase of excavation, the data obtained from monitoring of the behavior of Mudstone layers were used to recommend extra support measures. These data are also used to design the support of the powerhouse during its extension phase. In diesen bericht wird die bohrmcthode von kraftwerk ecavation in stupenweise dargestelt, und in die richtung d.sicherung, Mit hilfe von monitoring systeme. Die monitoring in (mudstone) schichten ist an schutz in bohrung entworfen und montiert in diese methode in K.W. fase 1 schutzung das K.W. in erweiterung der K.W. das berte auserwelt worden ist Cet article décrit brièvement le procédé d'excavation d'une centrale électrique, comportant de son excavation incrémental, de mesures de renfort, et du système de surveillance installé. Pendant la première phase de l'excavation, les données obtenues à partir de la surveillance du comportement des couches de schiste ont été utilisées pour recommander des mesures supplémentaires de soutien. Ces données sont également utilisées pour la conception de la soutènement de la centrale électrique pendant sa phase d’extension.

Jan 1, 2003

By J. M. Ortiz

Grade control and short-term planning are usually based on the samples obtained from blastholes. These samples may carry a large sampling and sample preparation error. At El Tesoro copper mine in northern Chile, an advance drilling grid is used for short-term planning and grade control. These drill holes are sampled well in advance, and a short-term model that incorporates several variables and sophisticated estimation methods can be prepared for decisionmaking. An additional advantage of the advance drilling samples is that reverse circulation can be used instead of conventional down-the-hole equipment, and a very careful sampling and sample preparation process can be implemented, reducing the total sampling error. Advance drilling can be performed on a wider grid than blasthole drilling, hence the decision about the grid requires assessing the economic benefit of different sampling grids. Furthermore, this process allows the cost of poor sampling and the effect of different estimation procedures to be quantified. We demonstrate the optimization of the drilling grid for short-term planning and grade control at El Tesoro mine by means of the economic evaluation of the performance of different drilling grids, with different drilling techniques (which differ in the sampling error). The methodology is based on creating dense (exhaustive) geostatistical simulations of the grade distribution over a volume defined for a production period in respect of the geological model, and assuming each simulation as the true grade distribution. Then, samples are obtained from the exhaustive simulations at a spacing similar to the advance grid to be evaluated, and a sampling error is added. The short-term estimation procedures used on the mine are applied to determine the destination of each block and the profit obtained. This profit can be compared with the maximum profit (unachievable) and with the profit under different sampling errors and grids. The results show that the current 8 x 8 m drilling grid is appropriate and by reducing the sampling error, misclassification is also reduced, leading to an increase in profit of about US$ 5 million in 4 years.

Jan 1, 2012

By J. Xiao, Y. Jiang, Y. Tanabashi, Z. Song

Modelling the effect of blasting-caused damage, anisotropy of rock masses and excavation sequence on deformational behaviour and stability of large-scale underground caverns is important in the design and information-oriented construction of the pumped storage power plant. A powerful three-dimensional numerical method that can be applied for that purpose is presented in this paper. Damaged range caused by blasting and mechanical properties of rock masses near to the walls of caverns are determined by using the back analysis approach in which three lines of the measurement results during the arch part excavation process were used to verified the simulations. Finally, applying the improved model and properties of rocks, the cavern stability and reinforcement effect of the preliminarily designed support system are also estimated for the safety in the bench excavation process. La création de modèles des effets relatifs aux dommages résultant des explosions, à l’anisotropie des masses rocheuses et à la séquence d’excavation quant au comportement à la déformation et à la stabilité des cavernes souterraines de grandes dimensions est une étape importante dans l’étude et la construction sur ordinateur de centrales hydrauliques à accumulation par pompage. Cet article traite d’une méthode numérique tri-dimensionnelle puissante applicable à cet effet. La gravité des dommages résultant des explosions et les propriétés mécaniques des roches à proximité des parois de la caverne sont déterminées par une analyse du fond dans laquelle les simulations sont vérifiées à l’aide de trois lignes de résultats de mesures prises durant le processus d’excavation de la partie arche. Finalement, la stabilité de la caverne et les effets du renforcement du système de support préalablement conçu sont estimés par application du modèle amélioré et des propriétés de la roche, pour application à la sécurité durant le processus d’excavation en gradins. Nachahmung der Wirkungen von durch Explosionen hervorgerufenen Schäden, Anisotropie der Gesteinsmassen und der Ausschachtungssequenz auf das Verformungsverhalten und die Stabilität großräumiger Untergrundhöhlen ist für das Design und den informationsorientierten Bau von Pumpenkraftwerken wichtig. Entsprechend der Vorgaben in dieser Arbeit kann ein leistungsfähiges, dreidimensionales numerisches Verfahren für diesen Zweck eingesetzt werden. Der durch Explosionen und die mechanischen Eigenschaften des Gesteins bedingte Schadensumfang im Bereich der Höhlenwände kann mit Hilfe eines retroversen Analyseansatzes bestimmt werden, bei dem die drei bei der Ausschachtung resultierenden Messlinien dazu genutzt wurden, die Simulationen zu bestätigen. Abschließend wurde außerdem durch Einsatz verbesserter Modelle und Gesteinseigenschaften die Auswirkungen vorläufig entworfener Unterstützungssystem auf die Höhlenstabilität und Verstärkungswirkungen hinsichtlich der Sicherheit bei Böschungsausschachtung abgeschätzt.

Jan 1, 2003

By G. G. le Roux

The purpose of the investigation was to assess various options for increasing the efficiency of the conveyor belt transporting system used at 4 Belt Shaft at Lonmin?s Marikana operations. The reason for the investigation was to prevent the occurrence of a ?bottleneck? at the main ore passes delivering ore to the conveyor belt system, thus creating more fluent operational conditions. The options assessed for increasing the efficiency of the conveyor belt transporting system were: ?Variation of the conveyor speed ?Concurrent tipping from two ore passes on the belt ?Increase the available drive unit power ?Increasing the feed rate from vibratory feeders ?Change in belt width/belt specifications The report shows that the most preferable option to the current situation at 4 Belt, Lonmin, would be the option of concurrent tipping from two ore passes to the belt.

Jan 1, 2008

By J. P. Josien, Didier C.

ABSTRACT: France now faces the closure of most of its mining sites. Surface instability risk may sometimes remain, especially where large underground voids exist. This paper illustrates the importance of failure mechanisms identification in order to define properly how to manage the residual risk. RESUME: La France fait aujourd’hui face à la fermeture de ses exploitations minières. Des risques d’instabilités de surface peuvent persister, notamment lorsque des vides résiduels existent au sein des travaux souterrains. L’article illustre l’importance que présente la nature des mécanismes de rupture potentiels dans le choix des mesures compensatoires à adopter pour gérer le risque résiduel à long terme. ZUSAMMENFASSUNG: In Frankreich stellt sich derzeit das Problem der definitiven Schliessung des meisten Bergwerke. In manchen fällen ist die Stabilität der Oberfläche nicht garantiert, speziell wenn unter Tage nicht verfüllte Hohlräume verblieben sind. Dieser Bericht zeigt die Wichtigkeit, bei der Auswahl geeigneter Langzeit-Risikomanagementmethoden, der verschiedenen Mechanismen mit denen ein eventueller Bruch an die Tagesoberfläche geraten kann.

Jan 1, 2003

By A. P. I. Popoola

Laser coatings are used for a wide variety of applications. TiB2/Ni intermetallic matrix composite coatings were fabricated on Al-substrate by a high power Rofin Sinar Nd: YAG solid-state laser. The characterization of the coatings was carried out by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM/EDS) and X-ray Diffraction (XRD). Electrochemical study of the laser coatings in 3.65 per cent NaCl at room temperature revealed that with very high weight proportion of nickel the corrosion resistance of the coatings deteriorated due the presence of AlB10 phase. 50 wt per cent TiB2+50 wt per cent Ni laser coatings exhibited the highest corrosion resistance in test solution. Keywords Corrosion, protective film, laser surface alloying, reinforcement.

Jan 1, 2011

By K. -H. Lux, Z. Hou

ABSTRACT: It is well known in underground mining and waste disposal that the development of excavation damaged zones (EDZ), and thus, hydraulic pathways, is closely related to the excess in the corresponding damage boundary (= long-term strength) of the rock mass and the resulting damage. By integrating short-term and long-term strength, dilatancy, damage and healing into the newly extended Hou/Lux constitutive model for rock salt, it is possible to treat the tertiary creep, to identify the EDZ around underground facilities and to predict the time-dependent development of the EDZ in rock salt. Under in-situ conditions, the EDZ of a 37-year-old drift at the Sondershausen salt mine and the EDZ around a drift dam in rock salt are numerically examined. The numerical analysis gives satisfactory results. RÉSUMÉ: Dans les exploitations minières et le stockage souterrain des déchets, le développement des zones endommagées et fracturées (EDZ – excavation damaged zone), créant des chemins préférentiels pour écoulement, est étroitement lié au contexte géotechnique et à la méthode d’excavation. En intégrant la résistance court et long terme, la dilatance, l’endommagement et le colmatage, le nouveau modèle rhéologique Hou/Lux pour le sel gemme est capable de traiter le fluage tertiaire, d’évaluer l’extension de l’EDZ et de prédire l’évolution de EDZ dans temps autour des ouvrages creusés dans le sel gemme. L’EDZ d’une galerie datée de 37 ans dans la mine de sel de Sondershausen et les EDZ autour de barrage des galeries dans un sel gemme ont été modélisées. Les résultats numériques fournissent des résultats satisfaisants. ZUSAMENFASSUNG: Bekanntlich ist die Entstehung von Auflockerungszonen und damit hydraulischen Wegsamkeiten in der unmittelbaren Umgebung um bergmännische Hohlräume mit der Überschreitung der entsprechenden Schädigungsgrenze eng verbunden. Unter Berücksichtigung der Bruchfestigkeit, Schädigungsgrenze, Dilatanz, Schädigung und Verheilung kann das Stoffmodell Hou/Lux das Verhalten des tertiären Kriechens beschreiben, die Auflockerungszone im Salzgebirge ermitteln und ihre zeitabhängige Ausdehnung vorausberechnen. Mit diesem Stoffmodell werden die Auflockerungszonen einer 37jährigen Strecke in der Salzgrube Sondershausen und die Auflockerungszonen um ein exemplarisches Abdichtungsbauwerk im Salzgebirge numerisch untersucht. Dabei werden zufriedenstellende Berechnungsergebnisse erzielt.

Jan 1, 2003

By D. Nyungu

Despite observations of spalling and damage of mine excavation wall rock in the Bushveld Complex (BC) over the passage of time, there have been very few time-dependent or creep tests carried out in South Africa on rock, particularly on BC rock types. The research described in this paper deals with the investigation of stress and strain conditions influencing spalling of wall rock in BC mine excavations, and the influence of time on the tensile strength of several BC rock types. Time-dependent laboratory testing of BC rocks was carried out in indirect tension. The results show that the magnitude of the tensile strength of BC rock types is approximately 5% of their uniaxial compressive strength magnitudes. The average long-term uniaxial compressive strength of the BC rocks, interpreted from the axial stress-volumetric strain graphs, is 56% of the UCS value. The long-term tensile strength is shown to be less than 70% of the normal tensile strength. Extension strains at tensile strength failure ranged between 0.16 and 0.21 millistrain. Values corresponding with the long-term tensile strength are less than 70% of this range, namely, 0.11 to 0.15 millistrain. These results represent new knowledge, since such rock testing and analysis does not appear to have been carried out previously on BC rock types. Elastic numerical modelling was carried out to illustrate the extents of tensile stress zones and extension zones around of typical BC mine excavations. The models showed that large zones of extension strain can occur around BC excavations, and that the magnitudes of the extension strain can substantially exceed the critical values determined from the laboratory testing. The implication of this is that there are substantial zones surrounding BC mine excavations that will be prone to time-dependent spalling conditions and perhaps more significant failure.

Jan 1, 2014

By C. Ringas

Pipelines are used extensively in industry to convey various products. Internal corrosion of pipelines can lead to perforation and leakage of the product. A growing problem, not often accurately recognized, is internal corrosion of pipelines caused by bacteria. Microbiologically-induced corrosion (MIC) refers to corrosion caused by a variety of micro-organisms. This form of corrosion is not widely recognized in many industries, although it is widespread and causes many corrosion problems in pipelines, both internal and external. Sulphate-reducing bacteria (SRB) are responsible for the bulk of the corrosion problems caused by MIC. Corrosion caused by SRB is found extensively in water pipelines conveying raw, potable and waste water, as well as in pipelines conveying slurries. This problem also occurs in pipelines conveying crude oil. This paper describes internal corrosion problems of slurry pipelines caused by bacteria and outlines mitigation methods to improve slurry pipeline integrity, thereby extending the life of such pipeline

Jan 1, 2007

By P. H. S. W. Kulatilake, B. Malama

To simulate brittle rocks, a mixture of glastone, sand and water was used as a model material. Thin galvanized sheets were used to create joints in blocks made out of the model material. To investigate the failure modes and strength, both the intact material blocks as well as jointed model material blocks of size 35.6 × 17.8 × 2.5 cm having different joint geometry configurations were subjected to uniaxial and biaxial compressive loadings. Results obtained from the intact model material blocks are used to validate a new intact rock failure criterion for biaxial loading. Results obtained from both the intact and jointed model material blocks are used to develop a strongly non-linear new rock mass failure criterion for biaxial loading. In this failure criterion, the fracture tensor component is used to incorporate the directional effect of fracture geometry system on jointed block strength. The failure criterion shows the important role the intermediate principal stress plays on rock mass strength. Zur Simulation spröder Gesteinsarten wurde ein Modellmaterial aus Dentalgips, Sand und Wasser hergestellt. Daraus wurden Blöcke gegossen, in denen mittels dünnen, galvanisierten Blechen Trennflächen erzeugt wurden. Die Blöcke mit Abmessungen von 35.6 × 17.8 × 2.5 cm wurden in einaxialen und biaxialen Druckversuchen belastet. Es wurde das Versagensverhalten und die Festigkeit von intakten Blöcken sowie durchtrennten Blöcken mit unterschiedlicher Trennflächengeometrie untersucht. Aus den Ergebnissen der Versuche an intaktem Material wurde ein neues Versagenskriterium für biaxiale Belastungen validiert. Die Ergebnisse der Versuche an intakten und durchtrennten Blöcken wurden verwendet, um ein neues stark nicht-lineares Versagenskriterium für geklüftetes Gebirge unter biaxialer Belastung abzuleiten. Darin wird der Bruchtensor verwendet, um den Einfluss der Trennflächengeometrie auf die Festigkeit zu erfassen. Das Versagenskriterium stellt heraus, welche Bedeutung die mittlere Hauptspannung für die Gebirgsfestigkeit hat. Un mélange de platre dentaire, de sable et d’eau a été utilisé pour développer un matériau analogue des roches fragiles. De fines feuilles galvanisées permettent de créer des discontinuités représentatives des discontinuités naturelles dans des bloques fabriqués avec ce matériau analogue. Les modes de rupture et la résistance, tant pour le matériau intact que pour le matériau avec ses discontinuités, ont été étudiés sur des blocs de 35.6 × 17.8 × 2.5 cm soumis à des efforts de compression uniaxiaux et biaxiaux. Différentes configurations de géométrie de discontinuités ont été considérées. Les résultats obtenus à partir des blocs intacts permettent de vérifier un nouveau critère de rupture pour les roches intactes soumises à des efforts biaxiaux. Les résultats obtenus, tant avec les blocs intacts qu’avec les blocs avec discontinuités, sont utilisés pour développer un nouveau critère de rupture, fortement non linéaire, pour les massifs rocheux soumis à des chargements biaxiaux. Dans ce critère de rupture, un tenseur de fractures est introduit pour caractériser les effets directionnels de la géométrie des systèmes de discontinuité sur la résistance des blocs avec discontinuités. Ce critère de rupture démontre le rôle important de la contrainte principale intermédiaire sur la résistance des massifs rocheux.

Jan 1, 2003

By A. Bouvard, N. Hoteit, E. Boidy, F. Pellet

In the context of the construction of an Underground Research Laboratory devoted to the feasibility studies of radioactive waste deposits, it appears of the utmost importance to study the long-term behaviour of rock, over a long time period. In this paper, some results of tests performed on the argillite from the Meuse-Haute-Marne site test in Eastern France are presented. Then a numerical simulation of one of this test using the viscoplastic damaging constitutive law proposed by Lemaitre is presented. Finally, this law is used to simulate numerically the behaviour of the rock at the wall of a circular tunnel in order to determine the extension and the change along the time of the Excavated Damaged Zone (EDZ). Advantages and limitations of the model are discussed. Dans le cadre de la réalisation d’un laboratoire de recherche souterrain conçu pour étudier la faisabilité d’installations de stockage de déchets radioactifs, il apparaît fondamental de caractériser non seulement le comportement viscoplastique à très long terme des matériaux mais aussi les phénomènes d’endommagement consécutif à la redistribution de contraintes provoquées par l’excavation des cavités. On présente ici les résultats d’essais réalisés sur les argilites du site de Meuse/Haute-Marne et destinés à caractériser leur comportement visco-endommageable. Il est ensuite procédé à une application de la loi viscoplastique endommageable de Lemaitre pour simuler l'un de ces tests. Les apports et les limites d'un tel modèle sont mis en évidence par des simulations numériques du comportement de la roche au pourtour d'une galerie circulaire permettant de suivre l’évolution au cours du temps de la zone endommagée (EDZ) à la paroi . Im Rahmen des Baus eines unterirdischen Forschungslabors für die Untersuchung der Machbarkeit von Deponien für radioaktive Abfälle erweist es sich als äußerst wichtig, das langfristige Verhalten von Gestein über einen langen Zeitraum zu untersuchen. Im vorliegenden Artikel werden einige Ergebnisse von Untersuchungen vorgestellt, die mit Tonschiefer aus der Meuse-Haute-Marne in Frankreich durchgeführt wurden. Anschließend wird eine numerische Simulation der Untersuchungen unter Verwendung des von Lemaitre vorgeschlagenen viskoplastischen Verformungsgesetzes vorgestellt. Schließlich wird dieses Gesetz auf die numerische Simulation eines Kreistunnels angewandt, um die Ausdehnung und die zeitliche Entwicklung der Auflockerungszone (EDZ) zu bestimmen. Es werden die Vorteile und Grenzen des Modells diskutiert.

Jan 1, 2003