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By L. Andrews

Mineralogy, traditionally associated with concentrator studies, is being increasingly applied to problems in pyrometallurgy. Such investigations commonly make use of a number of techniques, and the results are combined for a meaningful interpretation, which can lead to a successful solution for the problem. Mineralogical techniques are described for various pyrometallurgical operations. Examples are given of studies and investigations involving mineralogy in chemical-looping combustion, feed monitoring to platinum-smelting furnaces, and losses to slag in base metal and platinum smelting.

Jan 1, 2011

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 K. J. Oliver, A. G. Meyers, S. P. Hunt

Deformation Rate Analysis (DRA) and porosimetry have been used to demonstrate the “stress memory” effect in rock and to estimate the vertical in-situ stress in samples of fine-coarse grained sandstone and carbonaceous mudstone. The results of this study indicate that the stresses predicted using both methods are similar to those determined from depth and density of the overburden rocks. The results confirmed that DRA was still applicable even when the core had been sampled 18 months prior to testing. Additionally, the DRA results were modelled using the software PFC2D. A uniaxial test was modelled using the same rock parameters as those observed for the actual core samples. This numerical technique can be used as an aid for DRA results analysis, and can also be used to predict the minimum stress level at which the DRA technique is applicable. The results confirm that any rock mechanics laboratory having standard test equipment could apply the DRA method combined with standard UCS testwork to determine the in-situ stress. Mit der Analyse der Deformationsrate (DRA) und der Anwendung der Porosimetrie wird der Spannungsgedaechtnisseffekts (Stress Memory Effect) im Fels demonstriert, und es werden Abschaetzungen fuer die vertikale in-situ Spannung einer Probe aus mittelgrobem Sandstein und carbonierten Lehmstein getroffen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, dass die mit Hilfe dieser beiden Methoden ermittelten Spannungen sind vergleichbar. Die Ergebnisse bestaetigen, dass DRA noch anwendbar ist, wenn die Proben schon 18 Monate vor Untersuchungsbeginn gesammelt worden sind. Darueber hinaus wurden die DRA Ergebnisse mit Hilfe des Sofwarepakets PFC modelliert. Ein einaxialer Test wurde mit genau die gleichen Felsparametern, die fuer die eigentliche Probe gelten, modelliert. Diese numerische Methode kann sowohl als eine Unterstuetzung fuer DRA Ergebnisanalyse als auch zur Ermittlung der minimalen Spannung, bei dem die DRA Methode noch anwendbar ist, herangezogen werden. Die Ergebnisse bestaetigen, dass jedes Felsmechaniklabor, das mit den ueblichen Testgeraeten ausgestattet ist, die DRA Methode in Kombination mit dem Standard UCS Testarbeit zur Bestimmung der in-situ Spannungen anwenden kann. L'Analyse du Taux de la difformité (DRA) et les porosimetry ont été utilisés démontrer le " effet de la mémoire " du stress dans roc et estimer le stress dans - situ vertical dans échantillons de grès du grained fin grossier et mudstone carbonifère. Les résultats de cette étude indiquent que les insistances ont prédit utiliser les deux methods est semblable à ceux déterminés de profondeur et densité du surchargez des rocs. Les résultats ont confirmé ce DRA était encore même applicable quand le coeur avait été goûté 18 mois avant tester. En outre, les résultats DRA étaient des modelled qui utilisent le logiciel PFC2D. Une épreuve de l'uniaxial était modelled qui utilise les mêmes paramètres du roc comme ceux observé pour les réels échantillons du coeur. Cette technique numérique peut être utilisée comme une aide pour DRA résulte analyse, et peut aussi être utilisé pour prédire le niveau du stress minimum à que la technique DRA est applicable. Les résultats confirment que tout laboratoire des mécaniques du roc qui a le matériel de l'épreuve standard pourrait appliquer la méthode DRA combinée avec testwork UCS standard pour déterminer le stress dans - situ.

Jan 1, 2003

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 D. A. Spencer, L. J. Gardner

In light of the apparent productivity benefits provided by mechanised stoping, Impala Platinum Limited commissioned a study to investigate its possible implementation for mining reserves located 1200 – 1700 m below surface. This paper records the methodology employed for designing a support system for such mechanised mining, as well as initial conclusions of the work done. Preliminary results show the concept to be technically feasible; work was however stopped due to financial non-viability. En considération des bénéfices de production apparents que donne l’exploitation par gradins mécanisée, Impala Platinum Limited a commissionné une étude visant à examiner sa mise en œuvre possible pour des réserves minières situées à 1200 – 1700 m sous la surface. L’étude présente rapporte la méthodologie employée pour créer un système de support pour ce genre d’exploitation mécanisée, ainsi que les conclusions initiales de ce projet. Les résultats préliminaires montrent que le concept est techniquement faisable ; cependant le travail fut arrêté à cause de difficultés de rentabilité. Im Licht des offensichtlichen Produktivitätsnutzens auf Grund mechanisierten Stossbaus, kommissionierte Impala Platinum Limited eine Studie, die dessen mögliche Implementierung für den Abbau von Reserven 1200 - 1700 m unterhalb der Oberfläche untersuchen soll. Dieses Elaborat dokumentiert sowohl die Methode die für das Design eines Unterstützungssystems für eine derartige mechanisierte Abbauweise angewendet wird als auch die anfänglichen Konklusionen der geleisteten Arbeit. Anfängliche Resultate zeigen daß das Konzept technisch durchführbar ist; die Arbeit wurde jedoch wegen der finanziellen Nichtrealisierarkeit gestoppt.

Jan 1, 2003

By Van Sint JanM., M. Prudencio

ABSTRACT We report the results of a model-testing program to evaluate the strength characteristics of non-persistent joints. We describe the conditions under which new tensile cracks generate and propagate to connect existing joints so that the rock mass becomes fractured into several blocks, leading to a low strength. The strength of some models was equal to that along a single joint through the full sample length. In models with two joint sets, failure took place along a composite plane, partly sliding along a discontinuous joint and shearing through the intervening intact block of rock, or else by rotation and sliding of the blocks. This last failure mode could also lead to very low model strength. ZUSAMMENFASSUNG Dieser Bericht beschreibt die Ergebnisse von Versuchen mit Modellfelsmassen um den Einfluâ von unterbrochenen Rissen in ihrer Widerstandsfähigkeit zu untersuchen. Es werden die Umstände beschrieben unter denen neue Zugrisse entstehen, sich verbreiten, sich mit bestehenden Rissen verbinden und die Felsmasse in mehrere Felsblöcke zerlegen und zu einer kleinen Widerstandsfestigkeit führen. Der Widerstand einiger Versuchskörper entsprach der Festigkeit eines Risses der die ganze Länge des Versuchskörpers überquert.Versuchkörper mit zwei Rißfamilien versagten unter einer zusammegesetzten Ebene, zum Teil mit Verschiebungen nach unterbrochenen Rißebenen die sich durch Schnittversagen intakter Felsblöcke verbinden, und zum Teil durch Drehungen und Verschiebungen einzelner Felsblöcke. Die letzte Versagunsart kann zu einer stark verminderten Widerstansfähigkeit führen. RÉSUMÉ Nous présentons les résultats de quelques essais fait sur des modèles évaluant les caractéristiques de résistance des fractures discontinues. Nous décrivons les conditions sous lesquelles des nouvelles fissures de traction peuvent s’engendrer et se propager pour faire la connection avec des fractures existantes, de façon que le rocher se fracture en plusieurs blocs, menant à une résistance réduite. La résistance de quelques modèles fut égale a celle d’une fracture traversant toute la longueur du modèle. Pour les modèles ayant deux ensembles de fractures, la rupture a eu lieu sur une surface mixte, causée d’une part, par le glissement sur une fracture discontinue et d’autre part, par la rupture à travers le pont de matériel intact; ou bien par rotation et glissement des blocs. Cette dernière façon de rupture peut aussi aboutir à une très faible résistance des modèles.

Jan 1, 2003

By M. Arlandi, J. C. Monge

In this paper, the finite element method is used to obtain deformations of a rock tunnel. More than 3,000 numerical simulations and calculations were carried out. The analysis of this results has allowed to achieve mathematical formulations and graphs, to obtain in advance support monitored displacements in tunnelling construction, so they can be predicted before excavation and supporting woks. The application of the presented formulations and charts will aid engineers to control tunnel monitoring, reducing decision time when problems occur. The analysis is limited to cases involving elastic behaviour of the terrain for tunnels of average to good quality in rock, and to excavation sections of average or smaller dimensions for road tunnels. The results show that, in all cases, mathematical expressions to obtain induced displacements around tunnel excavations, have similar pattern than Kirsch (1898) expressions for circular excavations. As corollary of the achieved results, a method to estimate in situ natural geostress ratio K0=sh/sv , by means of convergence measurements, is presented. In diesem Beitrag wurden die Verschiebungen eines Tunnels durch die Methode de Finiten Elemente berechnet. Mehr als 3000 numerische Simulationen und Berechnungen wurden ausgeführt. Die Analyse dieser Resultate hat es ermöglicht, mathematische Formeln und Grafiken zu entwickeln, die zur Voraussage der Verschiebungen in Tunnel dienen, auch unter Betrachtung der verschiedenartigen Abstützungen. So können die Verschiebungen vor den Erdarbeiten und dem Bau der Abstützung abgeschätzt werden. Die abgeleiteten Formeln und Grafiken werden vor allem einen grossen Dienst für Ingenieure bei der Mithilfe zu zeitsparenden Entscheidungen im Tunnelbau und bei der Tunnelkontrolle leisten. Die analysierten Fälle sind auf eine elastische Modellierung des Baugrunds beschränkt, sowie auf eine mittlere bis gute Qualität des Felsens und auf die Aushebung von Abtragungsabschnitten mittlerer oder geringer Grösse für den Strassenverkehr. Die Resultate zeigen, dass in allen Fällen die hergeleiteten Formeln zur Berechnung der durch den Tunnelbau verursachten Verschiebungen um den Tunnel die gleiche mathematische Struktur haben wie diejenigen von Kirsch (1898) für kreisförmigen Bodenaushub. Als Korollarium der ausgeführten Berechnungen wird eine Methode zur Abschätzung der vorherrschenden in situ Geospannungs-Verhälniss K0=sh/sv angegeben, die von den Messungen der Verschiebungen im Tunnel ausgeht. Dans cet article, la méthode des éléments finis est utilisée pour obtenir les déformations d’un tunnel creusé dans la roche. Plus de 3000 simulations numériques et calculs ont été effectuées. L’analyse de ces résultats a permis de définir des modèles mathématiques et des abaques afin de prédire, avant l’excavation et les travaux de soutènement, les déplacements auscultés pendant la construction du tunnel. L’application de ces modèles et abaques permettra donc aux ingénieurs de contrôler les déplacements durant l’auscultation du tunnel et de réduire le temps de décision lorsque des problèmes surviennent. L’analyse est limitée au cas du comportement élastique du terrain pour des tunnels creusés dans de la roche de moyenne a bonne qualité, et à de sections d’excavation de petites à moyennes dimensions pour des tunnels routiers. Les résultats montrent que, dans tous les cas, les expressions mathématiques permettant d’obtenir les déplacements induits autour des excavations de tunnel, présentent des similitudes avec celles de Kirsch (1898) pour des excavations circulaires. Comme corollaire aux résultats obtenus, une méthode pour estimer le rapport des

Jan 1, 2003

By W. Wittke, J. Gattermann

ABSTRACT: One alternative to close a radioactive waste repository in rock salt is the construction of a “Cross Section Closure (CSC)“ sealing barrier. The proposed material for the CSC is highly compacted bentonite. To investigate the swelling behaviour of a highly compacted bentonite a large number of laboratory tests were performed. In addition, large scale model test were carried out to demonstrate the development of a nearly homogeneous and isotropic swelling pressure. The results of the large scale model tests were interpreted numerically based on the models for stress-strain behaviour and water uptake which are implemented in the finite element codes FEST03 and HYDOPO. The investigations show a good agreement of the results of the model tests and the corresponding analyses and show, that the theoretical models are capable of describing the behaviour of sealing structures based on highly compacted bentonite. ZUSAMMENFASSUNG: Eine Möglichkeit für den Verschluß eines Endlagers für radioaktive Abfälle im Steinsalz ist die Konstruktion einer Querschnittsabdichtung aus hochverdichtetem Bentonit. Zur Untersuchung des Quellverhaltens von hochverdichtetem Bentonit wurden eine große Anzahl von Laborversuchen durchgeführt. Um die Entwicklung eines nahezu homogenen und isotropen Quelldrucks nachzuweisen, wurden darüber hinaus auch Modellversuche in größerem Maßstab durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Modellversuche wurden im Hinblick auf die Wasseraufnahme und das Spannungs-Verformungsverhalten mit Hilfe numerischer Berechnungen mit den finite Element Programmen FEST 03 und HYDOPO interpretiert. Die Untersuchungen zeigen gute Übereinstimmungen zwischen Versuchs- und Berechnungsergebnissen. Die numerischen Modelle sind somit geeignet, das Verhalten von Abdichtungsbauwerken aus hochverdichtetem Bentonit zutreffend zu beschreiben. RÉSUMÉ: Une possibilité pour fermer un dépôt final de déchets radioactifs dans sel gemme est la construction d'un étanchement de coupe transversale, fabriqué de bentonite fortement compacté. Pour étudier le comportement de gonflement de bentonite fortement compacté, de nombreux essais en laboratoire ont été exécutés. En outre, des essais sur modèle sur une plus grande échelle ont aussi été exécutes afin de prouver le développement d'une pression de gonflement à peu près homogène et isotrope. Les résultats de ces essais sur modèle étaient interprétés en vue de l'absorption d'eau et du comportement contraintes-déformations par le moyen de calculs numériques avec les programmes d'éléments finis FEST03 et HYDOPO. Les études montrent de bonnes conformités entre des résultats d'essai et de calcul. Les modèles numériques sont ainsi capables de décrire justement le comportement d'ouvrages d'étanchement fabriqués de bentonite fortement compacté.

Jan 1, 2003

By A. Kazemi, M. A. Ahmadi

Pressure tunnels are constructed nurously in related with powerhouse. In some cases, according to high internal water pressure, rock mass around tunnel can seldom suffer this pressure. So installation of concrete lining which interacts with rock mass and suffers parts of this pressure and transfers the rest of the pressure to the rock. In this paper hydromechanical interaction between rock and lining is investigated. With using empirical and numerical methods concrete lining for Symareh waterway is designed. Initial support of 10 cm reinforced shotcret with wire mesh and rock bolts pattern of 2.5*2.5 m with length of 4 m is suggested. By using FLAC package final lining with paying attention to axial force and momentum in reinforced concrete was designed. Reinforced concrete with 60 cm thickness and two rows of bars, 18 mm diameter and 20 cm spacing are designed. Also for preventing cracks in concrete which caused by the change of temperature and shrinkage, bars with 10 mm diameter and 25 cm spacing, and also bars with 8 mm diameter and 10 cm as minimum shear bars are suggested. Plusieurs galeries en pression se construisent en liaison avec les centrales électriques. Dans certaines galeries, suite à une haute pression interne de l'eau, le massif rocheux autour de la galerie ne peut pas supporter cette pression. L'installation d'une couche de béton a l'intérieur de la galerie donc réagit avec les roches et support d'une partie de cette pression et transfère le reste de la pression aux roches. Dans ce papier, l'interaction hydromécanique entre la roche et la couche en béton a été étudiée. En se basant sur les méthodes empiriques et numériques le système de support de galerie de passage d'eau de Saymareh a été conçu. Un soutènement initial d'une épaisseur de 10 cm de béton étant renforcé par un grill métallique et une maille de boulon (2.5 * 2.5 m) d'une longueur de 4 m a été proposé. En utilisant le logiciel de FlAC, la couche finale en béton selon les forces dans le béton a été conçue. Le béton renforcé d'une épaisseur de 60 cm et deux ranges d'armateurs (18 mm de diamètre) avec un intervalle de 20 cm a été conçu. De plus; pour éviter des fissures dans le béton suite au changement de la température et de l'extraction, des armateurs de 10 mm de diamètre et de 25 cm d'intervalle pour augmenter la résistance au sciesiement du béton ont été proposes Unter Druck stehende Tunnels werden hauptsaechlich im Zusammenhang mit Kraftwerken gebaut. In einigen Faellen, wo der Wasserdruck zu hoch ist, Kann selten die Felsenmasse diesen hoehen Druck allein aufnehwen. Deshalb werden sie mit Betonauskleidung versehen, die wegen guter Wechelwirkung mit der Felsenmasse einen Hauptanteil des Druckes aufnehmen Kann, wobei der Rest an die Felsenmesse weitergeleitet wird. In dieser Arbeit wird die hydromechanische Wechelwirkung zwischen der Gesteinmasse und der Auskleidung untersucht. Mit Hilfe empirischen und numerischen Verfahren sowie Kombination der beiden wurde eine Betonauskleidung fuer die Symareh Wasser Kannal koustruiert. Als erstes wurde ein 10Cm dicker armierter Beton mit einem Mashengitter von 2.5*2.5 sowie den gleichen Felsbolzenabstaenden und einer Laenge von 4 m vorgeschlagen. Mit Hilfe des FLAC Programms wurde die Hauptauskleidung unter Beruecksichtigung von Axialkraeften und Momenten im Stahlbeton koustruiert. Der 60 Cm dicke Stahlbeton wurde mit zwei Reihen von Stangen, 8 mm im Durchmesser und in Abstaenden von 20 Cm koustruiert. Ferner im Sinne der Vorbeugung gegen Rissen im Beton, die durch Temperatur aendeungen und Schrumpfungen bedingt sind, wurden Stangen mit 10 mm Durchmesser und 2.5 Cm Abstaenden zur Erhoehung vor Scherfestigkeit des Betons vorgeschlagen.

Jan 1, 2003

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 L. K. Witika, J. H. Masinja

"Investigations of flotation characteristics of Lumwana and Kansanshi ores using formulated frothers were carried out. Of the six frothers tested, two came from the alcohol family, two from the glycol family and last two were formulated products. The initial work involved determining the optimum mesh of grind and frother dosage for Lumwana and Kansanshi ores. Further work involved carrying out surface tension, bubble size and froth stability measurements. Finally, water recovery tests were conducted at Lumwana and Kansanshi mine sites. For froth stability tests, six frothers were tested on a two-phase (water–air) system using the Bikerman column flotation cell, while water recovery tests were conducted using a total of seven frothers, including the standards for each plant. The results of the testwork showed that (i) although a stable froth is essential for optimum recovery of valuable minerals, a higher molecular weight frother, like Dowfroth 250, caused poor selectivity when used on fine ores and (ii) a lower molecular weight frother was suited for Lumwana ore, while a mid to higher molecular weight formulated product was suitable for Kansanshi sulphide ore. INTRODUCTION Investigations of flotation characteristics of Lumwana and Kansanshi ores using formulated frothers were carried out. The initial work of this project involved determining the optimum mesh of grind and frother dosage for Lumwana and Kansanshi ores. Further work involved carrying out surface tension, bubble size and froth stability measurements. Finally, water recovery tests were conducted at Lumwana and Kansanshi mine sites. In order to investigate the gangue entrainment levels in the Lumwana and Kansanshi sulphide ores, two well-known methods (froth stability and water recovery) were used. Firstly, froth stability tests were conducted using six frothers, two from the glycol family (Dowfroth 200 and Dowfroth 250), two from alcohol family (MIBC and pine oil) and other two from the formulated family (Betafroth 20 and Betafroth 245), at the University of Cape Town’s Centre for Mineral Research (CMR) laboratories. Froth formation and stability measurements were conducted using the Bikerman column flotation cell."

Jan 1, 2015

By V. Labiouse, M. Jaboyedoff

GIS documents are of great interest for a quick and low-cost determination of areas endangered by rockfalls. They allow (i) the detection of potential instabilities from steep slopes and cliff areas, and (ii) the preliminary estimation of potential run-out areas by means of a so-called cone method. After the presentation of the tools used to compute these areas, the paper focuses on two methods developed for a preliminary hazard mapping, one at regional scale and the other at local scale. Mittels GIS-Dokumenten können von Steinschlag bedrohte Gebiete schnell und kostengünstig ermittelt werden. Die sogenannte Kegelmethode erlaubt die Erkennung potentiell instabiler Zonen von Steilhängen und Felswänden sowie eine erste Einschätzung der möglichen Reichweiten. Nach der Vorstellung der zur Berechnung der bedrohten Gebiete benötigten Hilfsmittel stellt der Artikel zwei Methoden zur vorläufigen Gefahrenkartierung in lokalem und regionalem Maßstab vor. Les SIG sont très intéressants pour une détermination rapide et peu onéreuse des zones affectées par des chutes de blocs. Ils permettent une détection des zones potentiellement instables et une estimation sommaire des zones de propagation des blocs par une méthode dite des cônes. Après la description des outils utilisés pour définir ces zones, l’article expose deux méthodologies élaborées pour un zonage préliminaire du danger, l’une à l’échelle régionale et l’autre à l’échelle locale.

Jan 1, 2003

By N. Gatelier, T. You, J. C. Kandel

ABSTRACT: Underground hydrocarbons storage is a very specific domain for the designer. He is usually free to adjust the section, shape and layout to cope with the geological and geotechnical conditions. This paper presents a panorama of the geotechnical design of mined underground storage caverns, then lists a number of uncommon features encountered in a storage excavated in Sydney, Australia, the Elgas LPG project that had to face major non-isotropic conditions with numerous local variations, impacting on the achievement of the design profiles. Changes in geotechnical design methodology and practice are examined through this project, now in operation, which will have lasted altogether almost ten years. KEY WORDS: underground storage, geotechnical engineering, stability, methodology, design. ZUSAMMENFASSUNG: Die untertaegige Speicherung von Kohlenwasserstoffen unterliegt in der Planung sehr spezifischen Bedingungen. Der planende Ingenieur hat bei der Dimensionierung und Formgebung der Speicherhohlraeume gewisse Freiheiten, muss jedoch vorgefundene geologische und geotechnische Bedingungen beruecksichtigen. Der vorliegende Beitrag gibt zunaechst einen allgemeinen Ueberblick ueber die geotechnische Planung von bergmaennisch aufgefahrenen Speicherhhohlraeumen. Darueber hinaus werden Besonderheiten betrachtet, mit denen das Elgas LPG-Speicherprojekt in einer bergmaennisch aufgefahrenen Kaverne in Sydney, Australien konfrontiert war. Hierbei ging es um die Beruecksichtigung anisotroper Bedingungen mit zusaetzlichen Heterogenitaeten im Gestein und den daraus erwachsenden Schwierigkeiten, die geplante Hohlraumform zu verwirklichen. Ueber einen Zeitraum von fast 10 Jahren, in denen das jetzt in Betrieb befindliche Projekt unterschiedliche Betriebsphasen durchlaufen hat, wurden verschiedene geotechnische Entwurfsverfahren auf ihre Anwendbarkeit geprueft. SCHLUESSELWOERTER: Untergrundspeicherung, Geotechnik, Stabilitaet, Entwurfsverfahren, Planung. RESUME : Le stockage souterrain d’hydrocarbures est un domaine très spécifique pour le concepteur, car celui-ci dispose d'une large liberté pour adapter les sections, les formes et les implantations aux conditions géologiques et géotechniques de l’environnement choisi. Après un panorama de la conception géotechnique des stockages souterrains d’hydrocarbures par la méthode dite des cavités minées, l’accent sera mis sur un certain nombre de particularités rencontrées lors du projet de stockage de GPL de Elgas à Sydney en Australie, creusé dans de très fortes conditions d’anisotropie du massif rocheux, avec de nombreuses variations locales et toutes les implications que cela peut avoir sur le maintien des formes. L’évolution des approches méthodologiques géotechniques durant la dizaine d'années de développement de ce projet depuis les premières études jusqu'à l'exploitation actuelle est également présentée. MOTS-CLEFS : stockage souterrain, géotechnique, stabilité, méthode, conception.

Jan 1, 2003

By H. Copur

Experimental studies for quantification of force and brittleness indices relevant to rock cutting performance are presented. A simple interpretation method is developed, which quantifies the force-penetration response obtained from indentation tests. Basic parameters of the quantification are force increment and decrementrates, force increment and decrement periods, and number of increment and decrement data points. Blocks of eleven different rock samples were collected from different operating mines in Turkey and subjected to indentation tests to calculate the indices. The samples included harzburgite, serpentinite, trona, limestone, claystone, two different sandstone samples, siltstone and three different chromite ore samples. The concept was validated by a set of full-scale linear cutting tests using a conical cutter for measuring the cutting performance in relieved and unrelieved conditions, i.e. cutter forces, specific energy, size distribution of rock cuttings. The rock cuttings were sieved to determine coarseness index, indicates coarse chip generation characteristics, and size distribution. The force index is moderately correlated with the cutting performance and mechanical properties of the rocks, and poorly correlated with the coarseness index and size distribution of cuttings. A general and moderate trend is observed between the brittleness index and the coarseness index, cutting performance for unrelieved cutting conditions and mechanical properties of the rocks. However, additional data is required to fill the data gaps and to potentially establish relationship between the brittleness index and all other parameters.

Jan 1, 2003

By H. Immink

Keywords: Kyoto Protocol, carbon credits, global warming, energy, auditing Climate change is nowadays being taken increasingly seriously, and the link between global warming and the carbon dioxide released in the generation of energy is coming under increasing scrutiny. The Kyoto Protocol was signed in 1997, after five years of negotiation. So far, about 84 countries have ratified this agreement, under which terms developed countries have strict targets linked to their 1990 level of emissions. However, ?greenhouse gas? (such as carbon dioxide) emissions continue to rise alarmingly. According to the World Resources Institute, greenhouse gas emissions in the USA increased 13% from 1990-2002, while Australia recorded a 22% increase. In contrast, the European Union, a Kyoto signatory, has seen a small decline in its emissions during the same period. This is led by the UK and Germany, who reduced their emissions by 15% and 19% respectively. The concept of ?carbon credits? provides a funding mechanism for companies in the developed world to compensate for some of their CO2 emissions by paying companies (trading credits) elsewhere in the world to undertake projects to bring about reductions in emissions. In the southern African mining industry, it will be possible to get refunded for undertaking voluntary emission-reduction projects. Concern about the environment is creating business opportunities. A preliminary calculation has shown that various projects in South Africa (those in the pipeline, with quite a high likelihood of coming off) could earn a combined total of about R2.5-billion, under the initial phase of the Kyoto Protocol's carbon-credit scheme, which allows developed-country companies to trade credits with developing countries. A number of local companies are planning projects that could comply with the Clean Development Mechanism (CDM), in which they will implement techniques to achieve certified emission reductions (CERs) of greenhouse gases. In order to prevent abuse of such a system involving vast sums of money, vigorous audits need to be carried out. A company has to prove it has made real changes and is not simply conducting business as usual under a cloak of claimed environmental improvements. PricewaterhouseCoopers has applied to become one of only a few international agencies that will be accredited to conduct validation and verification of the credits, by auditing what is called the ?designated operational entity?. An independent validator needs to confirm that the project meets the strict requirements of the Kyoto Protocol. The company has to demonstrate that it?s not business as usual. So, if you refurbished every five years, the next refurbishment is not a good CDM project, unless you can demonstrate that you will do something beyond the maintenance - that is what can be registered. So, Kyoto intends to get additional projects going, and the money for that is actually quite good - prices of 14 euros per ton of carbon dioxide not emitted have been seen. The price depends on who takes the risk for non-delivery if a project doesn?t deliver the emission reductions on time. The highly energy-intensive South African mining industry is heavily dependent on coal. There should be many opportunities for the pyrometallurgical industry to come up with creative ideas to reduce emissions, and there is now an additional financial incentive to encourage this. Companies can actually get money in return for doing these types of projects, in addition to the contribution to corporate social responsibility.

Jan 1, 2006

By John E. Leitch

The cost of corrosion as measured by such cost components as the renovation or replacement of coated steel, or the use of expensive coating systems on steel, is considerable. Extrapolating from figures for the USA would place the overall cost of corrosion for South Africa as a figure of the order of magnitude of something over 1% of the GNP. This is a sizeable amount, of which costs associated with atmospheric corrosion would be a significant proportion. The corrosivity of an atmosphere can be defined as the ability of the atmosphere to cause corrosion in a given metal or alloy (International Standards Organization [1]). The ISO Standard 9223 specifies the key factors in the atmospheric corrosion of metals and alloys, and defines categories of corrosivity on the basis of these factors. Prior to the publication of that ISO standard, Callaghan published the results of his twenty-year exposure programme and his excellent corrosivity map of Southern Africa [2]. The present author published updates of the corrosivity map in 1999 [3] and again in 2003 [4]. The summary of the individual areas of corrosivity around Southern Africa was published in the latter paper, and is reproduced here as the following TABLE 1. Of significance in TABLE 1 are the numerous regions of very high corrosivity (C5 or beyond), particularly the rural West Coast shoreline, the North East Coast (KZN) shoreline, and the coastal cities Cape Town, Durban and Richards Bay. The corrosivity map as published is obviously based on much extrapolation as only a small number of points have been measured. During the past three years further measurements have been made, mostly however at the same sites in order to give greater reliability and to monitor long-term trends with changes in pollution. These two aspects are incorporated in this update. There has become available a greater amount of air pollution data for centres in South Africa than was the case some years ago. In this present paper the pollution data are used to extrapolate the corrosivity over areas where little or no direct corrosivity measurement has been made. This methodology is described in ISO 9223.

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

The optimum cut-off grade policy maximizes the net present value (NPV) of an open pit mining operation subject to the mining, processing, and refining capacity constraints. The traditional approaches to cut-off grade determination ignore the escalation of the economic parameters such as metal price and operating costs during life of an operation, and consequently lead to unrealistically higher values of the objective function. Further, the NPV of a mining operation declines due to the depletion of the available reserves, causing a decline in the optimum cut-off grade, i.e. higher cut-off grades in the early years of an operation and lower cut-off grades during the later years. Hence, low grade material mined in the earlier years may be stockpiled for processing during later years to offset the effect of escalating economic parameters on NPV. This paper demonstrates the combined impact of introducing economic parameters, escalation and stockpiling options into the cut-off grade optimization model. The model promises an enhancement in NPV as illustrated in a case study incorporating practical aspects of an open pit mining operation.

Jan 1, 2011

Keywords: Pyrometallurgy, zinc, electrowinning Zincor has been producing zinc since 1969 via the roast-leach-electrowinning process. It is the only primary zinc producer in South Africa, and currently supplies the entire country with zinc. The plant was built by Goldfields of South Africa, on the site of an old gold and uranium mine. Since then, the ownership of the plant has changed a couple of times, and the plant and process have also been improved. Production output has increased from around 80 000 tons per year to more than 110 000 tons per year. This was done mainly through increasing the capacity of the roasters and acid plant. Zincor produces four main grades of zinc: SHG, Zn1, Zn2, and Zn4, in three shapes: a 25 kg ingot and 1 and 2 ton jumbos. In 2005, a pre-alloy furnace was built that enabled the production of jumbos pre-alloyed with aluminium. This has allowed Zincor's customers to improve the efficiency of their continuous galvanizing lines and to lower their production costs.

Jan 1, 2006

By M. W. Hildyard, M. O. Kataka

Seismic integration schemes aim to incorporate the rock mass response provided by the historical seismic activity to improve the ability of numerical models to reproduce future response to mining. Up to now, integration schemes considered the events using quasi-static models. This paper presents case studies that consider some of the seismic and modelling issues needed to extend these schemes to include the dynamic characteristics of seismic events. The ultimate aim of an automated integration scheme seems impractical for dynamic modelling. The predictions of the WAVE elastodynamic finite difference program are, however, suitable for modelling limited numbers of events to determine either the near-field velocities and damage or the effect of fractures and excavations on the far-field low frequency response. Les projets d’intégration sismique ont le but d’incorporer la réponse de la masse rocheuse à l’activité sismique historique pour améliorer la capacité des modèles numériques à reproduire la réponse future à l’exploitation minière. Jusqu’à présent, les projets d’intégration étudiaient les évènements avec des modèles quasi-statiques. L’étude présente révèle des études de cas qui considèrent certaines des questions concernant modelage et séismes qui sont nécessaires pour porter plus loin ces projets en incluant les caractéristiques dynamiques des évènements sismiques. Le but final d’un projet d’intégration automatisé semble impraticable pour la modélisation dynamique. En revanche, les prédictions du programme élastodynamique par la méthode des différences finies WAVE sont appropriées à la modélisation d’un nombre limité d’évènements de façon à déterminer soit les vitesses à petite échelle et les dommages, soit les effets des fractures et excavations sur la réponse de basse fréquence à grande échelle. Seismische Integrationsschemata zielen darauf ab, Reaktionen der Gesteinsmasse, die von den Berichten seismischer Aktivitäten stammt, zu inkorporieren um numerische Modelle in die Lage zu versetzen, künftige Antwort zum Bergbau zu reproduzieren. Bis dato betrachteten Integrationsschemata die Fälle mit quasi-statischen Modellen. Diese Arbeit stellt Fallstudien dar, die einige der seismischen und modellierenden Fragen betrachten, die benötigt werden, um diese Schemata auszuweiten, um die dynamischen Charakeristika seismischer Fälle einzuschließen. Das Endziel eines automatisierten Integrationschemas erscheint für das dynamisches Berechnen undurchführbar. Die Vorhersagen des WAVE elastodynamisch begrenzten Unterschiedprogramms sind jedoch verwendbar für das Berechnen von begrenzten Anzahlen von Fällen, um entweder die Nahfeldgeschwindigkeiten und Schaden oder den Effekt von Brüchen und Extraktionen auf der Fernfeld Niederfrequenzantwort festzustellen.

Jan 1, 2003