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By D. Grabowski, Z. Pokryszka

ABSTRACT: Some residential areas of the iron basin of Lorraine (in the North-East of France) are affected by noxious gas emissions (under oxygenated, carbon dioxide loaded and radon loaded gas mixtures). Site investigations showed that the gas flow was mainly due to natural thermal air circulation between old mines and the external atmosphere. The main hazards associated with this flow of gas and its potential accumulation in confined volumes within buildings are asphyxiation and intoxication. A further study is in progress in order to better understand the origin of the gas generation within the old iron mine workings. Following the first hypothesis, the carbon dioxide emission is mainly due to the specific hydro-geo-chemical process associating the pyrite oxidation with the acid dissolution of carbonates. KEY-WORDS : gas, emission, mine, flow, pyrite. ZUSAMMENFASSUNG: Einige Wohngebiete der Eisenmulde Lothringen (im Nordöst Frankreich) werden von Ausgasung gesundsheitsschädlichen sauerstoffarmen Mischungen, die mit Kohlendioxid und Radon beladen sind, betroffen. Untersuchungen am Ort haben gezeigt, wie diese Gasstroemung von natürlichem thermischen Luftumlauf zwischen den alten Bergwerken und der externen Atmosphäre ausgelöst wird. Erstickung und Vergiftung sind die wichtigste Risiken, die mit dieser Gasströmung und ihrer möglichen Speicherung in begrenzten Lokalen zusammenhängen. Eine weitere Untersuchung wird durchgefuehrt so dass man die Herkunft der Gaserzeugung in den alten Grubenräume besser versteht. Der ersten Hypothese folgend, Ausgasung von Kohlensäure liegt vor allem an dem hydro-geo-chemischen Prozess, der Pyritrösten mit der säuren Auflösung von Karbonate verbindet SCHLÜSSELWÖRTER: Gas, Ausgasung, Bergwerk, Strömung, Pyrit RESUME: Certaines agglomérations du bassin ferrifère lorrain (au Nord-Est de la France) sont affectées par des émanations de mélanges gazeux sous-oxygénés et chargés en certains gaz nocifs (dioxyde de carbone, radon…). Les investigations effectuées in situ ont montré que les écoulements gazeux à l’origine de ces émanations sont liées au phénomène de tirage naturel entre les anciens travaux miniers et la surface. Les principaux risques engendrés par ces émanations de gaz et son accumulation possible dans des endroits confinés sont l’asphyxie et l’intoxication. Une étude est en cours afin d’expliquer l’origine de la modification de l’air au sein des vieux travaux miniers. Les émissions de dioxyde de carbone seraient dues à des processus hydro-geo-chimiques associant l’oxydation de la pyrite et la dissolution de carbonates. MOTS CLES: gaz, émanation, mine, écoulement, pyrite.

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 A. Rejeb

ABSTRACT: This paper contributes to the study of underground structures in argillaceous media, especially Tournemire argillites (Aveyron, France). The basic results obtained over six years in two experimental drifts at the Tournemire site are presented. In situ measurements cover drift wall temperature, humidity and convergence. Delayed convergence represents around 50-65% of the total measured convergence. Analysis of the measurements has shown that delayed convergence is explained by the viscoplastic behaviour of the argillaceous formations. Lemaitre’s rheological model has been extended to the orthotropic case, as Tournemire argillite is naturally anisotropic. The triaxial creep test results on samples at different orientations enabled the parameters of the Tournemire argillite to be identified in terms of orthotropic viscoplastic law. A plane deformation model, using this rheological law and the initial stress field in the site, was developed to interpret the convergence measurements in the drifts. The computed results match the measurements well, especially during the excavation phase. KEY WORDS: Argillite, convergence, time-dependent behaviour, creep, viscoplasticity, modelling. ZUSAMMENFASSUNG: Der vorliegende Artikel ist ein Beitrag zur Untersuchung der unterirdischen Strukturen tonhaltiger Milieus, insbesondere der Tongesteine von Tournemire (Aveyron, Frankreich). Die wichtigsten Ergebnisse, die in zwei Forschungsstrecken am Standort Tournemine über einen Beobachtungszeitraum von sechs Jahren zusammengetragen wurden, werden hier vorgestellt. Gemessen wurden in situ Temperatur, Feuchtigkeit und Streckenkonvergenz. Von der insgesamt gemessenen Konvergenz sind etwa 50 bis 65 % auf zeitlich verzögerte Konvergenz zurückzuführen. Die Auswertung aller Messungen hat ergeben, dass die zeitverzögerte Konvergenz mit dem viskos-plastischen Verhalten des Tonsteinmassivs zu erklären ist. Aufgrund der naturgemäßen Anisotropie des Tongesteins von Tournemine wurde das rheologische Modell von Lemaitre auf den orthotropen Fall ausgedehnt. Triaxiale Kriechversuche bei jeweils unterschiedlicher Ausrichtung dienten der Ermittlung der einzelnen Parameter des orthotropen, viskos-plastischen Gesetzes. Zur Auswertung der Konvergenzmessungen innerhalb der beiden Strecken wurde unter Beachtung dieses rheologischen Modells sowie des ursprünglichen Spannungszustands vor Ort ein flächiges Deformationsmodell entwickelt. Die Rechenergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung mit den Messungen, insbesondere während der Vortriebsphase. SCHLÜSSELWÖRTER: Tongestein, Konvergenz, zeitlich verzögertes Verhalten, Kriechen, Viskoplastizität, Modellbildung. RESUME : Cet article est une contribution à l’étude des structures souterraines dans les milieux argileux, notamment les argilites de Tournemire (Aveyron, France). Les principaux résultats obtenus pendant six années, dans deux galeries d’expérimentation au site de Tournemire, sont présentés. Ces mesures portent sur la température, l’humidité et la convergence des parements des galeries. La convergence différée représente environ 50 à 65% de la convergence totale mesurée. L’analyse de l’ensemble des mesures a montré que la convergence différée est interprétée par le comportement viscoplastique du massif argileux. Etant donné que l’argilite de Tournemire est naturellement anisotrope, le modèle rhéologique de Lemaitre a été étendu au cas orthotrope. Les résultats des essais de fluage triaxial, sur des échantillons à différentes orientations, ont permis de déterminer les paramètres de la loi viscoplastique orthotrope. Un modèle en déformation plane, utilisant cette loi rhéologique et l’état de contrainte initiale dans le site, a été développé en vue d’interpréter les mesures de convergence dans les galeries. Les résultats des calculs sont en bon accord avec les mesures et plus particulièrement durant la phase de creusement. MOTS-CLEFS : argilite, convergence, comportement différé, fluage, viscoplasticité, modélisation.

Jan 1, 2003

By T. Dlokweni

Several Rockmass classification systems have been developed and used in Civil Engineering design and for underground mining operations. Some of these rockmass classification systems have been modified and used in the South African coal mining industry to quantify descriptive geological information for use in coal mine design and roof support selection. The Coal Mine Roof Rating (CMRR) system developed in the USA has been investigated in detail as part of the study. Advantages and disadvantages of the system have been identified by means of underground and surface borehole testing. Investigations into the rating systems in South Africa found that most of the rating systems used in the South African coal mining industry are for planning purposes, and are conducted on borehole cores. This study also highlighted that the rating systems being used are based on geology, and that the human factor plays a major role in the rating systems. To overcome these problems, all the classification systems used in South African coal mines have been benchmarked against impact splitting technique and documented. The best elements of these systems are combined into a new standard system that will be easily used by all mine geologists and rock mechanics engineers. Plusieurs systèmes de classification de la masse rocheuse ont été développés et utilisés dans le Génie Civil et pour les opérations d'exploitation minière souterraine. Certains de ces systèmes de classification de la masse rocheuse ont été modifiés et utilisés dans l'industrie minière sud-africaine pour quantifier l'information géologique descriptive utilisée dans la conception de mines de charbon et la sélection de soutènement du toit. Le système d'Evaluation de Toit de Mine de Charbon (CMRR) développé aux USA a été examiné en détail, comme part de l'étude présente. Tests en surface de trous de mine ont permis d'identifier les avantages et inconvénients du système. Une étude des systèmes d'évaluation en Afrique du Sud a révélé que la plupart des systèmes d'évaluation utilisés dans l'industrie minière sud-africaine sont utilisés pour la planification, et sont menés sur les carottes de trous de mine. L'étude présente a aussi souligné que les systèmes d'évaluation utilisés sont basés sur la géologie, et que le facteur humain joue un rôle majeur dans les systèmes d'évaluation. Pour surmonter ces problèmes, tous les systèmes de classification utilisés en Afrique du Sud ont été référencés en termes de technique de fissuration sur choc, et documentés. Les meilleurs éléments de ces systèmes sont combinés dans un nouveau système standard qui sera utilisé aisément par tous les géologues de mine et les ingénieurs miniers. Verschiedene Gesteinsmassenklassifikationssysteme wurden entwickelt und kamen im Design für Hoch- und Tiefbau und Untertageabbau zum Einsatz. Einige dieser Gesteinsmassen-klassifikationssysteme wurden modifiziert und sind in der südafrikanischen Kohlebergbauindustrie in Verwendung, um beschreibende geologische Informationen für die Anwendung im Design von Kohlebergwerken und der Firstabstützungsauswahl quantitativ zu beschreiben. Das in den USA entwickelte Kohlengrubenfirstbewertungssystem (CMRR) wurde als Teil der Studie im Detail untersucht. Vorteile und Nachteile des Systems sind mittels der Untergrund- und Oberflächenbohrlochprüfung gekennzeichnet worden. Prüfungen der Bewertungssysteme in Südafrika ergaben, daß die meisten Bewertungssysteme die in der südafrikanischen Kohlebergbauindustrie benutzt werden, Planungszwecken dienen und werden anhand von Bohrlochkernen durchgeführt. Diese Studie hob auch hervor, daß die verwendeten Bewertungssysteme auf Geologie basieren und daß der menschliche Faktor eine Hauptrolle in den Bewertungssystemen spielt. Um diese Probleme zu überwinden, wurden alle in südafrikanischen Kohlengruben benutzte Klassifizierungssysteme vergleichsweise in Hinblick auf Spaltschlagtechnik überprüft und dokumentiert. Die besten Elemente dieser Systeme werden in ein neues Standardsystem kombiniert, das leicht von allen Grubengeologen und von Gebirgsmechanikingenieuren benutzt werden kann.

Jan 1, 2003

By deur J. V. D. M. Grimes

Sishen Iron Ore Mine is one of the largest open-pit mines in the world, and loading and hauling constitutes one of the major cost items on the mine. Because high productivity in loading and hauling results in large financial benefits, the following projects to improve productivity were implemented at Sishen: - a computerized truck-allocation system, - an overhead power-supply system for the dieselelectric driven rear-dump trucks, - an in-pit crusher and a belt-conveyor system. This paper concentrates on the truck-allocation system, with special reference to the improved productivity of loading and hauling resulting from the implementation of this system.

Jan 1, 1984

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 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 Z. Leng

"After detonation of the explosive, the final blast-induced damage area around the blast-hole falls into three categories, namely crushed zone, fractured zone, and elastic deformation zone. This paper presents a modified model to calculate the size of crushed zone around a blast-hole in drill-and-blast, with the hoop compressive stress and cavity expansion effect taken into account. The material in the crushed zone was assumed to be a granular medium without cohesion, but with internal friction. On this basis, the formula for crushing zone radius was derived. The proposed approach was verified with tests reported in the literature and the simulated results from SPH-FEM coupled models. A full statistical analysis was also carried out, and the predicted values were found to be in better agreement with the test results compared with other models. A sensitivity analysis of the modified model showed that the size of the blast-induced damage area is mainly affected by the following factors: rock mass properties, in situ stress, and borehole pressure. In particular, the roles of borehole pressure and in situ stress are discussed. Finally, suggestions are made on how the size of the crushing zones can be decreased. IntroductionOver the past decades, drill-and-blast has become the most commonly used technology in rock excavation. It is well known that in rock mass fragmentation with explosives, the annular rocks around the blast-hole are converted into fines. The formation of these fines consumes a significant part of the energy of the detonation, which in general is ignored in the determination of the efficiency of detonation (Glatolenkov and Ivanov, 1992; Furtney et al., 2012). Many studies show that only 20–30% of the total explosive energy is effectively used in fragmenting the rock, and up to 50% of the energy generated by conventional charges is wasted in overcrushing of the crushed zone and the inner part of the fractured zone (Ouchterlony et al., 2004; Sanchidrian et al., 2007). How to control the crushed zone to enhance the effective utilization of explosive energy, reducing the unit explosive consumption and the engineering cost, is therefore of great significance."

Jan 1, 2016

By J. Thompson

Paper written on project work carried out in partial fulfilment of B. Eng (Mining Engineering) degree A study into the stability of strike gullies at TauTona mine was to be carried out. In reaching the conclusions to follow, a three-stage process was followed. ?A literature study as well as discussions with management and workers alike to gain their inputs and perceptions. ?An ESH Department survey into the history of transgression from proper mine standard in TauTona strike gullies. Unfortunately records were found to be scarce and obscure and the importance of better inter-departmental recordings cannot be stressed enough. ?An underground survey of 11 pre-selected gullies distributed in both the UCL and LCL reef horizons. This stage is to carry the greatest weight in the points to be brought forward in this report. The process highlighted and ranked the following areas as the most critical role players in the deterioration of strike gullies: ?Poor blasting practice ?Sub-standard siding depth and lead-lags ?Split sets ?Off line gully development ?Adverse geological features. The following has been suggested to the mine to help reduce strike gully instability. ?Where possible, maintain lead-lags below 7 m?else increase the siding depth to suit. ?Decrease the gully width standard to 1.2 m (especially in ?high risk areas?). ?Discourage drillers from drilling side holes in gully face blast pattern. This will allow for time in which tendon support can be kept up to date. ?Ensure split sets are installed 1 m behind the gully face so as to prevent opening up of fractures. ?Utilize the centre split set in the 1:2:1 pattern to maintain the proper gully line. ?When adverse conditions prevail, it is necessary to apply a special support plan not only to the panel face, but also (just as importantly) to the gully as well. Shotcreting of the gully hanging is a suitable long-term consideration for providing the additional a real coverage needed. List of Abbreviations [CL Carbon Leader M/O Mine Overseer UCL Upper Carbon Leader FOG Fall of Ground LCL Lower Carbon Leader H/W Hanging Wall ERR Energy Release Rate F/W Foot Wall WDL Western Deep Levels ESH Environmental Safety and Health ]

Jan 1, 2002

By Y. Mitani, F. Vallier, T. Esaki

Shear-flow coupling tests are conducted using an original apparatus, and a shear-flow coupling model using Geographic Information System (GIS) is developed in order to evaluate shear-flow coupling properties of a rock joint. Shear-flow coupling tests indicate that the hydraulic conductivity of joint once decreases, and then rapidly increases at the shear displacement near the peak shear stress. The proposed model simulates the test results relatively well. However it indicates that it is difficult to apply the local ‘cubic law’ model in the initial shear stage, in which the change of selective flow path is remarkable. Scher-Fliess-Kopplungsversuche werden mit einem neuartigen Versuchsgerät durchgeführt und mithilfe von Geo-Informationssystemen (GIS) gedeutet, um so ein Modell für die Scher-Fliess-Kopplung in Gebirgstrennflächen zu entwickeln. Die Versuche zeigen, dass die hydraulische Leitfähigkeit zuerst abnimmt, dann aber schnell wieder zunimmt sobald die maximale Scherfestigkeit erreicht ist. Das vorgestellte Modell bildet die Testergebnisse relativ gut nach. Es zeigt auch, dass es schwierig ist, das lokale Cubic Law im Initialstadium der Scherbeanspruchung anzuwenden, in dem die Variationen selektiver Fliesswege gross ist. Les essaies hydro-mécaniques couplés en cisaillement sont réalisés grâce à un appareil éxperimental prototype et un modèle de couplage hydro-mécanique utilisant le S.I.G (systeme d'information géographique) développé dans le but d'évaluer les propriétés hydro-mécaniques des joint rocheux. Les résultats indiquent que la conductivité hydraulique des joints décroit puis augmente rapidement en se rapprochant du pic de cisaillement. Le modèle proposé simule relativement bien les résultats expérimentaux ; mais indique également qu’il est difficile d’appliquer localement la loi cubique au début du cisaillement où, les changements d’orientation dans le réseau d'écoulement sont considerables.

Jan 1, 2003

By R. C. D. Phillis

The management of critical resource inventories is an important productivity lever and a significant risk factor?risk in the sense that poor resource availability lends itself to disempowerment of workers, unsafe work practices, wasted spending (high unit costs),and poor quality of work (including mining waste/rework). Most underground platinum mines experience lost blasts that directly lead to reduced productivity. In most surveyed shafts, 30% of lost blasts can be attributed to shortages of critical material and/or equipment. The problem is prevalent despite the existence of conventional transitory surface and underground stores. This paper discusses the introduction of buffer stores as a complementary materials storage system in order to improve health and safety in mines as well as reduce lost blasts. Both quantitative and qualitative results have shown that buffer stores result in dramatic improvements in productivity and are readily acceptable by stakeholders. Keywords Buffer stores, lost blast.

Jan 1, 2011

By I. Grigoriev, A. Yolkin, E. Freiberg, A. Fedchun, A. Kolichko

Abstract: The paper describes the engineering-geological conditions and the structural decisions of the underground machine hall of Rogun HPP under construction in Tadjikistan on Vaksh river as well as the results of physical model studies and long-term in-situ investigations of the variation of the stress-strain state of the surrounding rock mass and the supports of openings, and the assessment of the stability of openings during and after the construction. The analysis of the results of long-term in-situ observations and previous model studies permitted to make the assessment of the present-day state of the machine hall and give recommendations of its further use. Zusammenfassung: Im Vortrag werden die ingenieurgeologischen Bedingungen und konstruktiven Lösungen für die unterirdischen Maschinenhalle des in der Republik Tadshikistan am Fluss Wachsch im Bau stehenden Rogunskaja-Wasserkraftwerkes, die Ergebnisse von experimentellen Forschungen (in physikalischen Modellen) und Naturbeobachtungen der Spannungs-Verformungszustandsänderungen des umliegenden Felsmassivs und Ausbaues von Untertagebauten, sowie Ergebnisse der Bewertung der Standfestigkeit von Untertagebauten während des Bauvorganges und nach der Bauperiode beschrieben. Auf Grund der Analyse von Ergebnissen der dauernden Naturbeobachtungen und früher durchgeführten geomechanischen Modellversuche wird der heutige Zustand der Maschinenhalle des Wasserkraftwerkes bestimmt und werden die Empfehlungen für ihren weiteren Benutzung angeführt. Annotation: L’exposé décrit les conditions d’ingénieur et celles géologiques, et les solutions constructives de la salle des machines de la Centrale hydroélectrique (CHE) Rogounskaya sur le fleuve Vakhch, les résultats d’études expérimentales (sur des modèles physiques) et d’observations extérieures sur place concernant des changements de l’état de tension-déformation d’un massif environnant et du cuvelage des excavations, ainsi que les résultats d’évaluation de la stabilité de l’excavation au cours de la construction et à la période post-construction. A la base de l’analyse des résultats des observations de longue durée et des études préalables géomécaniques sur des modèles, l’évaluation de l’état actuel de la salle des machines de la CHE est effectueé, et les recommandations sur son utilisation ultérieure sont présentées.

Jan 1, 2003

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 R. Armstrong

The stability of rock slopes is significantly influenced by their curvature in plan view. The importance of this in open pit mining is indicated by the fact that, in a deep pit, steepening of the slopes by 1° may save as much as $100 million. It is considered that there are two significant factors that play a part in the influence of plan curvature. These two factors are the effect of stress, and the effect of geological structure. The scant literature that pertains to this aspect of rock slope design was reviewed. The geometrical influence of the plan curvature was then investigated. It was seen that it has a parabolic effect on the maximum possible wedge that can fail into a circular pit, where the tighter the concave curvature the smaller the wedge. The plan curvature also affects the volume of a particular wedge, where concave slopes result in an exponential decrease in the volumes and convex slopes have exponentially increased wedge volumes. A change in the strike of the wedge did not affect the curvature’s influence on the volume, but the volumes of shallower dipping wedges were affected more by the influence of the plan curvature. La stabilité des talus des roches est très influence par la courbure de celles ci dans la vue en plan.Son importance de l peut arriver à sauver même $100 millions. Il est considère qu il y a deux facteurs importants qui jouent une influence sur cette courbure. Il s’agit de l’effet des contraintes et l’effet de la structure géologique. La brève littérature qui se réfère à cet aspect du conception sur le talus des roches a été revue. L’influence géométrique de la courbure des plans a été investiguée. Il a été vu que cela un effet parabolique sur la bosse ou le su relèvement maximum possible qui peut faillir dans un puits circulaire, ou le plus resserre est la courbure concave, le plus petit est su relèvement (bosse). La courbure plane aussi affecte le volume d’un particulier su relèvement ou les talus concaves résultent dans une décroissance exponentielle en volume alors que les talus convexes accroissent la volume de ces su relèvements (bosse). Le changement de l’orientation de la bosse (su relèvement) perpendiculairement ou obliquement n’ a par affecte l’influence de al courbure sur le volume mais les volumes des bosse (su relèvement) peu profonds étaient affectes par la courbure des plans. Die Stabilität der Felsensteigungen wird erheblich durch ihre Biegung im Plan beeinflußt. Der Wert von diesem in der Tagebaugrube wird durch die diese Tatsache, in einer tiefen Grube, steepening der Steigungen durch 1° angezeigt; kann soviel wie $100 Million speichern. Es wird betrachtet, daß es zwei bedeutende Faktoren gibt, die eine Rolle im Einfluß der Planbiegung spielen. Diese zwei Faktoren sind der Effekt des Druckes und der Effekt der geologischen Struktur. Die dürftige Literatur, die diesen Aspekt des Felsensteigungdesigns betrifft, wurde wiederholt. Der geometrische Einfluß der Planbiegung wurde dann nachgeforscht. Es wurde gesehen, daß es einen Parabolischen Effekt auf dem maximalen möglichen Keil hat, der in eine kreisförmige Grube ausfallen kann, wo, das fester die konkave Biegung, das kleiner der Keil. Die Planbiegung beeinflußt auch das Volumen eines bestimmten Keils, in dem konkave Steigungen eine exponentiale Abnahme an den Volumen ergeben und konvexe Steigungen exponential Keilvolumen erhöht haben. Eine Änderung im Schlag des Keils beeinflußte nicht den Einfluß der Biegung auf das Volumen, aber den Volu

Jan 1, 2003

By N. D. L. Burger

An effective prototype face support system to minimize rockfalls in rockfall-prone mines was developed and patented during a project sponsored by the Mine Health and Safety Council (MHSC). An experimental development model (XDM) roof support unit was developed and evaluated. Mines with rockfall problems in the face areas can use the roof support system to reduce fatalities and injuries in the face area of stopes. The roof support system consists of two similar support units connected to each other via two crank mechanisms. Each unit consists of a headboard supported by a ?wishbone? structure (top and bottom leg). In the first design a threaded bar with struts similar to a scissors jack keeps the legs apart. (In the final version that was field trialed, the threaded bar mechanism was replaced with a hydraulic cylinder). All the components are manufactured from steel. To move the system forward the first support unit is collapsed, the second remaining in the loaded position. The first unit then hangs from the second unit to which it is connected. The first collapsed unit is then manually cranked forward and prestressed. If the required position is still not achieved, the other unit is released and moved forward. The specification for the system was determined and presented at a workshop with industry participants. Different concepts were developed and evaluated against the system specifications. A technology demonstrator was then developed and tested on surface. The technology demonstrator development process included detail design, building and testing of components and subsystems, design reviews and the building and commissioning of the technology demonstrator. The testing of the technology demonstrator was done in a 500-ton hydraulic press, in a mock-up stope and underground. A risk analysis, in which technical, logistical and economic aspects were assessed, was done to determine the critical areas of the system. During the next phase of the project working prototypes were developed for underground tests and evaluation. This process indicated that it was necessary to adjust the system specifications and a redesign was called for. In an iterative process test units were built for purposes of evaluation, specification verification and field trialing. After the successful conclusion of the trials the equipping of a complete production stope started for purposes of integrating the system into the current mining process.

Jan 1, 2008

By J. J. Dekker

Controlling noise has proven difficult in mining, and noise-induced hearing loss (NIHL) remains common. In 2008, a South African Mine Health and Safety Council study focused on small- to medium-sized mines in relation to the milestones set by the industry to prevent NIHL. An evaluation of the compliance of ten diamond, sand, aggregate and Ready mix concrete mines and production sites with standards, legislation and best practice guidelines relating to NIHL prevention was conducted, using a noise compliance audit tool. The findings indicated that all mines surveyed had poor compliance with the international standards, compliance with International Standards Organization standards being the poorest. There was a clear distinction between the small and the medium-sized mines in their compliance with local standards and legislation (ranging from 14 per cent to 66 per cent). The areas of best compliance were audiology and medical examinations. The lower-than-expected compliance was largely attributable to shortcomings in hearing conservation programmes for occupational noise. Initiation of remedial practices in the small- to medium-scale mining sector to facilitate improvements in NIHL prevention and compliance with standards and legislation is recommended. Keywords Hearing conservation, small-to-medium mines.

Jan 1, 2011

By A. Fahimifar, H. Soroush

Abstract: Triaxial tests were conducted on the schist specimens with various anisotropic angles under confining pressures of 0, 7 and 15 MPa, and axial stress-axial strains, were measured and plotted for various conditions. The results obtained reveal the effects of schistose on the strength and deformability of the rock very clearly. Peak strength of the specimens for 00 and 900 schistose orientations are nearly the same. Modulus of elasticity of this rock varies with anisotropic angle. For 0 orientation modulus of elasticity increases to a maximum. Confining pressure increases the peak strength and improves the rock deformability. However, this effect is not the same for various orientations, and there are no similar trends for each anisotropy direction. Analysis of the results shows that consideration of a linear failure criterion such as Mohr-Coulomb is appropriate for the prediction of rock behaviour up to 10 MPa, rather than a non-linear one. The analysis also reveals that the friction angle and cohesion are affected by the anisotropy orientation, and this effect is more important for the cohesion than the friction angles. Resume: Les esseys triaxiales sur les echantillon d un roch schist avec les differents angles non-isotrop sous les tension lateral zero et sept et qoinze mega pascal (mpa) est fait et les covtraite et allongment unitaire sont mesure et leur curues est destine sous different condition les resultats obtenues montre les effets du schistosite sur le resistance et le ductilite vissiblement. Le resistance final sur les echantilions pour les angles o degre et 90 degree est equivalent. Le modoule d elasticite de ce roch sera difere par a port de l angle de stratification. Pour l angle o degree le valeur de modoule est le maximum. le pousse lateral augmenterai le resitance final, et sera amilterai le toleran le de ductilite. Mais cette effet bn est pas unigue pour les different stratification, et pour les diferents directions no– isotrop it n y a pas le meme solution. L analyse des resulitats montre que le criterre de ruin comme mohr–colomb est moderate pour le pousse lateral jusq av lo mega pascal , et ce n est pas neccesaire d utiliser de criterre no–linear . Cette analyse aussi montre que l angle de frottement et cohsion est en relation de la direction no–isotrop, et cette effet est olus important pour le cohsion par a port de l angle de frottement . Abriß : Dreiachsige Prüfung wurde auf den schist Exemplaren mit verschiedenen anisotropic Winkeln unter Bestätigen von Drücken von 0.7 und 15 MPa geleitet, und axiale Spannung axiale Spannungen, wurden gemessen und für verschiedene Bedingungen wurde geplant. Die Ergebnisse haben die Wirkungen von schisocity auf der Kraft und dem deformability des Felsen sehr deutlich erhalten offenbart. Maximale Kraft der Exemplare für 0° und 90 sind° schistos Orientierungen beinahe das gleiche. Modulus der Elastizität von diesem Felsen ändert sich mit anisotropic Winkel. Für 0° vermehrt Orientierung modulus der Elastizität zu einem Maximum. Einschränkender Druck vermehrt die maximale Kraft und verbessert den Felsen deformability. Aber ist diese Wirkung nicht das gleiche für verschiedene Orientierungen, und es gibt keine ähnlichen Tendenzen für jede anisotropic Richtung. Analyse der Ergebnisse zeigt jener Überlegung Kriterium eines linearen Ausfalls wie zum Beispiel Mohr Coulomb passend für die Voraussage von Felsen Verhalten bis zu 10 MPa, anstatt eines nicht linear ist. Die Analyse offenbart auch, daß der Reibung Winkel und Bindekraft werden beeinflußt von der anisotropic Orientierung, und diese Wirkung wichtiger für die Bindekraft ist, als der Reibung Winkel

Jan 1, 2003

By M. C. Bétournay

Strainbursts are common in overstressed brittle rock around deep mine openings. Such failures are characterized by a biaxial state of stress in the plane of the opening boundary. A zone of compressive stresses imposes initial failures near or at the surface of the opening that results in spalling of thin slabs of rock roughly parallel to the free face. While the failure of rock under biaxial loading conditions is increasingly common in deep underground mines, only a few representative laboratory studies have been reported in the literature, without emphasis on rockbursting aspects, and none in the last decade. This paper presents the results of a testing program on a granite rock type. Biaxial testing, conducted on 100 mm cubic samples, was carried out to examine the influence of lateral confinement and loading rate on the rock’s ultimate strength. The paper reports the test results in terms of normalized biaxial failure envelope s1/sc-s2/sc. A discussion of the failure mechanisms observed is presented. Les coups de toits de déformations sont choses communes dans le rock cassant surcontraint en place autour des ouvertures minières profondes. De telles ruptures sont caractérisées par un état de contraintes biaxiales dans le plan de la périphérie de l’ouverture. Une zone de contraintes compressives impose des ruptures initiales à ou près de la surface de l’ouverture, qui produit des relâchements de minces plaques de roc plus ou moins parallel à la surface. Bien que les ruptures de roc sous des conditions biaxiales sont de plus en plus communes dans les mines à grandes profondeurs, il n’y a eu que quelques études représentatives en laboratoire de publiées, sans emphase sur des aspects de coups de terrains, et aucunes publiées depuis la dernière décennie. L’article présente les résultats d’une campagne d’essais appliquée à un type de granit. La campagne d’essais biaxiaux, sur des échantillons cubiques de 100 mm, avait pour objectif d’examiner l’influence du confinement latéral et le taux de chargement sur la résistance ultime du roc. Cet article fait part des résultats en terme de l’enveloppe de rupture biaxiale normalisée s1/sc-s2/sc. Une discussion sur les mécanismes de ruptures observés est présentée. Dehnungsbrüche findet man häufig in übergespannten spröden Felsen um die Öffnung von tiefen Minen. Solche Brüche sind von einer zweiachsigen Spannung in der Ebene der Grenze der Öffnung charakterisiert. Eine Zone von Druckspannungen verursacht initiale Brüche, entweder an der Öberflache der Öffnung oder in der Nähe. Davon scheiden sich dünne Felsplatten mehr oder weniger parallele mit der freien Wand. Obwohl Felsbrüche unter zweiachsiger Beanspruchung immer mehr häufig in tiefen Minen beobachtet sind, hat man über nur einige repräsentative Laborversuche in der Literatur berichtet. Diese Studien diskutieren das Thema ohne Betonung auf Felsbrüchen, und keine sind in den letzten zehn Jahren erschienen. Die vorliegene Arbeit gibt die Ergebnisse eines Testprogramms auf einem Typ von Granitfels. Durch zweiachsige Prüfungen von kubischen Proben mit Seitenlangen von 100 mm sollte man den Einfluss von seitlicher Ermittlung und der Beanspruchungsrate auf die Bruchfestigkeit des Felsen studieren. Man findet auch die Prüfergebnisse in bezug auf das normalisierte, zweiachsige Bruchkriterium s1/sc-s2/sc. Die beobachteten Bruchmechanismen sind auch diskutiert.

Jan 1, 2003

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

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