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By F. Lanaro, K. Röshoff, R. Christiansson, L. Jing

This paper presents the results of a project for developing a methodology for empirically determining some of the mechanical properties of the rock mass at the Äspö Hard Rock Laboratory, Southern Sweden. Using the equations available in the literature, the deformation modulus, friction angle, cohesion and unconfined compressive strength of the rock mass were estimated. A comparison of the results using different classification methods (Q, RMR, GSI, RMi, Ramamurthy’s) was made to estimate the range of variations in the mechanical properties with the considerations of: i) the quality/quantity of the geological data; ii) the technique for partitioning of the rock mass into homogeneous domains; iii) the sensitivity and subjectivity of the empirical methods; and iv) the need for validating the empirical methods against a test case. Cet article présente les résultats d’un projet visant à établir une méthodologie, pour déterminer, de façon empirique, les propriétés mécaniques de la masse rocheuse. En utilisant les corrélations disponibles dans la littérature, quelques-unes des propriétés de la masse rocheuse ont pu être déterminées (module de déformation, angle de friction, cohésion, force de compression illimitée). Une comparaison des résultats obtenus par différentes méthodes (Q, RMR, GSI, RMi, de Ramamurthy) a permis d’établir une échelle de variations des propriétés mécaniques et de formuler une série de recommandations concernant : i) la qualité/quantité des données géologiques ; ii) la technique de partition de la masse rocheuse dans des domaines homogènes ; iii) la sensibilité et la subjectivité des méthodes empiriques ; iv) la nécessité de valider les méthodes empiriques à l’aide de nouvelles études de cas. Dieses Paper präsentiert die Ergebnisse eines Projekts mit dem Ziel, eine Methodik für die empirische Festhellung von mechanischen Eigenschaften im Gesteinmassiv zu etablieren. Durch Verwendung der in der Literatur zugänglichen Korrelationen, wurden einige Eigenschaften des Gesteinmassivs festgestellt (Entstellungsmodul, Reibungswinkel, Kohäsion, unbeschränkte Kompressionsstärke). Ein Vergleich der Ergebnisse unterschiedlicher Methoden (Q, RMR, GSI, RMi, Ramamurthy’s) wurde durchgeführt und dies erlaubte die Feststellung der Variationsskala von den mechanischen Eigenschaften, sowie eine Reihe Empfehlungen für: i) Qualität/Quantität der geologischen Dateien; ii) die Technik für Teilung des Gesteinmassivs in homogene Domäne; iii)die Empfindlichkeit und Subjektivität der empirischen Methoden; iv) das Bedarf die empirische Methoden gegen neue Fallgeschichten zu validieren.

Jan 1, 2003

By F. T. Cawood

Inauguration of the new political dispensation in South Africa in 1994 initiated a dynamic shift in the ownership, management and development of the country’s affluent mineral heritage. The process of substituting the old South African regime with a new equitable system, started soon after the 1994 election of the African National Congress (ANC) to parliament. The Congress’ Freedom Charter revealed the intent of the new dispensation when it called for radical transformation of mineral development. However, since 1955 there have been important changes affecting the rules of mineral development. These are: •Firstly, a drastic change in politics ushered in by negotiation, a spirit of reconciliation and a desire to settle disputes peacefully •Secondly, the globalization of the South African mining industry in tandem with the opening of domestic mineral resources to foreign capitalists; and •Thirdly, the introduction of sustainable development as a holistic approach to mineral development in order to replace traditional narrow-minded environmental management. Each of these significantly shaped the new mineral investment environment of South Africa. This paper represents a summary of the historical developments leading to the current Mineral and Petroleum Resources Development Act No. 28 of 2002, its Regulations, the much-publicised Broad-Based Socio-Economic Empowerment Charter and its associated Scorecard.

Jan 1, 2003

By M .. Hori, H. Onishi, Y. Goda

The split-lining structure was newly developed for the air-tight lining of the underground compressed air storage cavern. This structure consists of separated reinforced concrete (RC) segments and air-tight membrane. It is most important for the Compressed Air Energy Storage Gas Turbine (CAES-G/T) system to develop the economical lining. In order to verify the applicability of split-lining structure, CAES-G/T pilot plant was constructed and operated for 6 months. We confirmed the practical usefulness and safety of this system through the operation. This paper presents the mechanical behaviour of surrounding rock mass and the lining structure observed through the operation of CAES-G/T pilot plant. Nous avons mis au point une structure de revêtement modulaire pour le revêtement des cavernes souterraines hermétiques à pression. Ce revêtement est composé de segments de béton armé et de membranes hermétiques. Il était très important, pour le CAES-G/T (Compressed Air Energy Storage Gas Turbine), de développer un revêtement économique. Afin de vérifier l’aptitude d’application de notre revêtement modulaire, nous avons construit un système pilote CAES-G/T et nous avons effectué des essais de fonctionnement pendant six mois. Ces essais nous ont permis de confirmer l’utilité et la sécurité du système. A travers le présent rapport, nous rendons compte de la structure de ce nouveau type de revêtement et du comportement mécanique de la masse rocheuse environnante que nous avons pu observer au cours desdits essais. Als luftdichter Druckbehälter wurde eine gegliederte Belagsstruktur für tief unterirdisch liegende Felshöhlungen entwickelt. Diese Struktur ist aus Stahlbetonabdeckung und luftdichter Plane aufgebaut. Bei der Entwicklung des Pressluftgasturbinen – Stromerzeugungssystems (CAES-G/T) war es die wichtigste Aufgabe, einen wirtschaftlichen Belag zu entwickeln. Deswegen wurde zum Nachweis der Effektivität der gegliederten Belagsstruktur eine Pilotanlage errichtet und 6 Monate lang betrieben. Durch den Betrieb konnten wir die Praktikabilität und Sicherheit des Systems bestätigen. Dieser Aufsatz ist ein Bericht über das Verhalten der durch Betrieb der CAES-G/T Pilotanlage beobachteten Belagsstruktur und umliegenden Felsmasse.

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 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 B. Das

he flotation studies on hematite were carried out using di (2-ethylhexyl) Phosphoric acid (D2EHPA) as the collector. The possible mineral reagent interaction was studied through electrokinetic and dissolution studies. The shift in zeta potential (PZC) and decrease in dissolution of iron in the presence of D2EHPA indicated that D2EHPA was specifically adsorbed on hematite surface. The adsorption imparted necessary hydrophobicity for flotation of hematite. Hematite could be floated selectively from hematite and quartz synthetic mixture. Key words: Hematite, D2EHPA, flotation, electrokinetics, dissolution.

Jan 1, 2003

By P. Lundman, L. Rosengren, T. Brandshaug

Tunnel 99’, the Swedish National Road Administration´s (SNRA) general technical specification for road tunnels requires that the load bearing system must be designed to withstand specified design explosion loads. This paper presents the results of an SNRA study to provide a perspective of design analyses tailored to comply with the new requirement. The paper provides an example of a design analysis for assumed tunnel conditions using a numerical model. Dynamic predictions of potential damage to the rock mass and ground support system (rock bolts and shotcrete) from the specified explosion loads are presented including the nonlinear response of the shotcrete. “Tunnel 99”, qui fixe les règles de l’Administration nationale suédoise des Routes (Vägverket) concernant la conception et la construction des tunnels routiers, requiert entre autres que la structure porteuse soit capable de résister à certaines contraintes spécifiques résultant d’explosions. Cette étude présente les résultats d’une étude effectuée par Vägverket en vue d’obtenir une perspective d’analyses de conception spécialement élaborées pour se conformer aux nouvelles règles. Il contient un exemple d’analyse en fonction de conditions déterminées, basée sur un modèle numérique. Des prévisions de’études dynamiques de dommages potentiels subis par la masse rocheuse et les systèmes de soutènement (boulons d’ancrage et béton projeté) du fait des contraintes libérées par la force d’explosion spécifiée sont également présentées, y compris dans le cas d’une réaction non linéaire du revêtement en béton. “Tunnel 99” - die Vorschriften für Strassentunnel der Nationalen Schwedischen Behörde für Straßenwesen - (Vägverket) - fordern vom Tragsystem eine Auslegung in der Form, dass es spezifischen Explosionsbelastungen standhält. Dieser Artikel präsentiert die Ergebnisse einer Studie der Behörde, um einen Ausblick über konstruktive Auslegungen zu geben, die geeignet sind, die neuen Vorschriften zu erfüllen. Der Artikel zeigt ein Beispiel einer konstruktive Auslegung für eine angenommene Tunnelsituation mit Hilfe eines numerischen Modells. Voraussagen unter Beachtung der vollständigen dynamischen Berechnung zu potentiellen Schädigungen des Gebirges und des Ausbaus (Anker und Spritzbetonauskleidung) durch die spezifizierten Explosionsbelastungen, einschließlich des nichtlinearen Verhaltens der Spritzbetonauskleidung, werden gezeigt.

Jan 1, 2003

By K. Thuro, R. J. Plinninger

ABSTRACT: Determining tunnel stability is a key issue during preliminary site investigation. In contrast, problems of excavatability have been largely ignored. While the choice of an economic tunnelling method is admittedly a clear priority in the planning stage, special investigations focus-sing on rock fragmentation (e.g. drilling or cutting performance, rock mass blastability or tool wear) are rarely carried out. This paper explores possibilities to quantify key parameters for rock mass excavatability in drilling, blasting and cutting by TBMs and roadheaders. RÉSUMÉE: La détermination de la stabilité du tunnel est une question clé lors des études prélimi-naires. En revanche, les problèmes d'excavabilité sont souvent en grande partie ignorés. Tandis que le choix d'une méthode de percement économique est évidemment une priorité claire dans l'étape de planification, des investigations spéciales se concentrant sur la fragmentation de la roche (par exemple le comportement de la roche au forage, à l’excavation ou au dynamitage et l’usure des outil) sont rarement effectuées. Cet article explore les possibilités pour quantifier les paramè-tres clé de la roche lors d’excavation par forage, dynamitage, au tunnelier (TBMs) ou à l’excavatrice. ZUSAMMENFASSUNG: Beim Tunnelbau wir meist die Vorhersage der Stabilität des ausgebrochenen Hohlraums als Schlüsselfragestellung betrachtet. Im Gegensatz dazu werden Probleme der Gebirgslösung weitgehend ignoriert. Während der Wahl einer wirtschaftlichen Vortriebsmethode während der Planungsphase meist noch eine gewisse Priorität beigemessen wird, werden spezielle Untersuchungen zur Gebirgslösung (Bohr- oder Schneidbarkeit, Sprengbarkeit oder Werkzeugverbrauch) nur sehr selten durchgeführt. Diese Publikation zeigt Möglichkeiten der Quantifizierung von Schlüsselparametern für die Gebirgslösbarkeit auf, also der Bohr- und Sprengbarkeit, der Fräsbarkeit mit Teilschnittmaschinen und der Schneidbarkeit mit TBMs.

Jan 1, 2003

By G. van der Westhuizen, F. E. du Plessis

Ticor South Africa operates a dry mill at the town of Empangeni in the province of KwaZulu-Natal on the east coast of South Africa. The dry mill processes a non-magnetic mineral stream constituting rutile, leucoxene and zircon as major minerals, and minor quantities of ilmenite and other non-valuable minerals. For plant control and optimization, continuous ‘real time’ information about the mineral and chemical compositions in various plant streams is required. The current practice is to take samples at regular intervals and submit them for mineralogical(grain counting) and chemical analyses. However, these methods are time consuming, and in the case of manual grain counting, tedious and operator dependent. Until now an on-line or real-time instant mineral quantification system, which will be of great value in a plant operations environment, has not been available. Blue Cube Systems has developed a mineral quantification system using spectral mineral analysis. It measures and quantifies the composition of mineral samples instantly, providing consistent data in real time. A series of process stream samples from the dry mill mentioned above were used to evaluate the Blue Cube Systems instant mineral quantifier. This article will •describe the procedure of setting up and evaluating the Blue Cube Instant MineralQuantifier equipment •present its results, and •discuss the intended applications.

Jan 1, 2003

By D. Grgic, A. Giraud, F. Homand

RESUME : Le comportement mécanique partiellement saturé du minerai de fer a été étudié à partir d’essais de compression simple sur des éprouvettes à pression capillaire imposée par les solutions salines. Les échantillons restent peu saturés (32 %) même pour une humidité relative de 94 %, du fait de la présence de mésopores. Jusqu’à 90 % d’humidité relative la résistance diminue régulièrement. De 90 % à 94 % une forte chute est observée et pourrait être liée à la fois aux effets capillaires et à l’hydratation de certains minéraux. Le cycle hydrique subit par la roche dans la mine a été modélisé en 1D à l’aide d’un code de calcul entièrement couplé pour les milieux poreux partiellement saturés. Les calculs ont montré notamment une diminution importante en paroi des contraintes totales au cours de la phase de désaturation et une augmentation importante au cours de la phase de resaturation. Ces variations pourraient induire un endommagement du massif et être à l’origine d’instabilités, et soulignent l’intérêt d’une modélisation avec une géométrie plus adaptée. MOTS-CLEFS : mines de fer, partiellement saturé, pression capillaire, résistance, modélisation. ABSTRACT : The partially saturated mechanical behavior of iron ore has been studied from uniaxial compression tests on samples in which the suction is imposed with aqueous solutions. Samples are little saturated (32 %) even for a 94 % relative humidity because pores are too large. Up to 90 % relative humidity the strength decreases regularly. From 90 % to 94 % a great decrease is observed ; it could be explained by the capillary effects and the moisturizing of some minerals. The hydrous cycle imposed to the rocks in the mine has been modeled with an 1D fully coupled code for partially saturated porous media. The computations have shown an important decrease in the total stresses at the wall during the desaturation stage and an important increase during the re-saturation stage. These variations could induce a rock mass damage and instabilities, and highlight the necessity of a modeling with a well-adapted geometry. KEY-WORDS : iron mines, partially saturated, suction, strength, modeling. ZUSAMMENFASSUNG : Das mechanische Verhalten von teilweise gesättigten Eisenerz wird durch einachsige Druckversuche untergesucht. Die Prüfkörper haben einen durch Salzlösungen gestimmten kapillarischen Druck. Sie bleiben kaum gesättigt (32 %), sogar bei einer relativen Feuchtigkeit von 94 %, aufgrund der Anwesenheit von Mesoporen. Bis eine relative Feuchtigkeit von 90 % verringert sich gleichmässig die Druckfestigkeit und zwischen 90 % und 94 % merkt man eine starke Abnahme in Verbindung, möglicherweise, mit kapillarischen Effekten und Hydratation von bestimmten Mineralen. Die nümerische 1D Modellisierung des gezwungenen Wasserzyklus im Stein der Mine ist mit einem für porösen Medien ganz vernetzten Rechnungcode geführt. Sie zeigt besonders ein bedeutendes Sinken der Gesamtspannung während der Entwässerung und eine bedeutende Steigerung während der Sättigung. Diese Veränderungen könnten die Beschädigung des Gesteines herbeiführen und die Grundlage von Unstabilität sein. Sie unterstreichen die Wichtigkeit eine Modellisierung mit einer gut geeigneten Geometrie. STICHWÖRTER : Eisenminen, teilweise gesättigt, kapillarischer Druck, Druckfestigkeit, Modellisierung.

Jan 1, 2003

By J. P. Josien, J. F. Noirel, F. Lahaie, P. Bigarre, M. Al Heib

ABSTRACT: In June 2001, a fatal rockburst affected a longwall face in the Houillères du Bassin de Lorraine (HBL), France. Subsequently, a large operation of in situ stress measurements by overcoring was carried out with two main objectives: providing input data for the back analysis of the dynamic event and characterising the stress field in the next panels to be mined for identifying other potential high-risk zones. This paper makes a synthesis of the results of the overcoring tests performed and discusses those results in connection with the mining context, numerical model predictions, laboratory rock test results and microseismic activity. KEY WORDS: Mine, rockburst, stress, overcoring, measurement. ZUSAMMENFASSUNG: Im Juni 2001 hat ein Bergschlag eine Kohlengrube des Houillères du Bassin de Lorraine (HBL, Lothringen, Frankreich) schwer beschädigt. Nach diesem Unfall sind Spannungsmessugen durch Überborung durchegeführt worden, mit zwei Hauptziele : 1/ Daten zu liefern für die Retro-analyse des dynamischen Gebirgsschlag und 2/ die Spannungen in den zukünftigen Ausbauen so gut wie möglich zu charakterisieren, um eventuele andere Risikozonen festzustellen. Dieser Artikel stellt eine Synthese der erzielten Ergebnisse vor. Er diskutiert diese Ergebnisse in Verbindung mit dem gesamten Kohlengruben Zusammenhang, mit den Ergebnissen von numerischen Modellierungen, mit der Labor-Charakterisierung und mit der microsismische Überwachung. SCHLÜSSEL-WÖRTER: Kohlengruben, Bergschlag, Spannung, Überborung, Messung. RESUME: En Juin 2001, un coup de terrain a gravement affecté une longue taille aux Houillères du Bassin de Lorraine (HBL) en France. A la suite de cet accident, une importante campagne de mesures de contraintes par surcarottage a été réalisée, avec deux objectifs majeurs : fournir des données d’entrée permettant la rétroanalyse du phénomène dynamique et caractériser au mieux le champ de contraintes dans les futurs panneaux exploités afin de détecter d’éventuelles autres zones à risque. Cet article présente une synthèse des résultats obtenus, et discute ces résultats en liaison avec le contexte d’exploitation, les résultats de modélisation numérique, de caractérisation en laboratoire et de surveillance microsismique. MOTS CLES: Mine, coup de terrain, contrainte, surcarottage, mesure.

Jan 1, 2003

By G. du T. Judeel

An investigation was carried out to determine whether a numerical model could be constructed that would produce results that realistically represent actual ground deformations in and around a vertical shaft. The ground deformation was brought about by the partial extraction of the shaft pillar. A special characteristic of the rock masses, affected by the shaft pillar extraction, was that the shaft was located in poor quality rock masses. After the extraction of a portion of the shaft pillar, excessive deformations occurred at the shaft/reef intersection. Therefore, a decision was taken to extract the entire shaft pillar protecting the shaft by a proposed waste-cut across the shaft. The effects of stress and displacement on the shaft were investigated by using inelastic numerical modelling in different stages. A calibrated numerical model was constructed producing modelled results comparable to the actual displacements along the shaft. Des recherches ont été poursuivies pour déterminer si on pouvait construire un modèle numérique qui donnerait des résultats représentant avec réalisme les déformations réelles du terrain à l’intérieur et autour d’un puits vertical. La déformation du terrain était entraînée par l’extraction partielle du massif de protection. Une caractéristique spéciale des masses rocheuses, affectées par l’extraction du massif de protection, était que le puits était situé dans des masses rocheuses de qualité inférieure. Après l’extraction d’une portion du massif de protection, des déformations excessives se sont produites à l’intersection du puits avec le filon. Par conséquent, la décision a été prise d’extraire le massif de protection en entier par une coupe de déblais à travers le puits. Les effets de contraintes et décalage furent étudiés en utilisant une modélisation numérique inélastique à des stages différents. Un modèle numérique calibré fut construit, donnant des résultats modelés comparables aux décalages réels le long du puits. Eine Untersuchung wurde durchgeführt um festzustellen, ob ein numerisches Modell konstruiert werden könnte, das Resultate produzieren würde, welche realistisch aktuelle Bodendeformationen in und um einen vertikale Schacht darstellen. Die Bodendeformation resultierte teilweise aus der Extraktion des Schachtpfeiler. Eine spezielle Eigenschaft der Gesteinsmassen, beeinflußt durch die Schachtpfeilerextraktion, war, daß der Schacht in Gesteinsmassen geringer Qualität situiert war. Nach der Extraktion eines Teils der Schachtpfeiler, traten übermäßige Deformationen am Schacht/Riff Kreuzungspunkt auf. Folglich wurde die Entscheidung getroffen, die gesamten Schachtpfosten zu extrahieren und den Schacht mittels eines geplanten Verlustschnittes quer zum Schacht zu schützen. Die Auswirkungen des Druckes und der Versetzung auf den Schacht wurden unter Anwendung unelastischer numerischer Modelle in unterschiedlichen Stadien untersucht. Ein kalibriertes numerisches Modell wurde konstruiert, welches berechenete Ergebnisse mit den tatsächlichen Versetzungen entlang des Schachtes vergleicht.

Jan 1, 2003

By R. Strydom, J. H. Selby

Published information is available on the radiological impacts of disposing of zircon sand in a landfill. Zircon flour by virtue of its finer particle size presents a different set of issues during disposal. This paper describes two options for disposal of such fine grained materials – namely incorporation into concrete aggregates and agglomeration by addition of cement. The study considers the radiological exposure of the public from such disposal methods and concludes that these options are viable alternatives for the safe disposal of waste zircon flour. The disposal of zircon into concrete aggregates at a rate of 10 per cent produces a sufficiently low effect to allow such aggregates to be used in building foundations or other such mass concrete applications. The use of cement agglomeration methods will also provide a safe method of landfill disposal provided at least 20 cm of soil cover is included.

Jan 1, 2003

By P. Marinos, G. Tsiambaos, H. Saroglou

The anisotropic behaviour of “Athens Schist” has been brought out through the testing of specimens with varying orientation of schistosity with respect to the major principal stress under uniaxial, triaxial and dynamic conditions. A large number of results from tests on intact rock specimens of the “Athens Schist” were statistically analysed and evaluated. Le comportement anisotropique des roches du système “Schistes d’ Athènes” a été déterminé sur des épreuves avec une orientation différente de la schistosité par rapport à l’axe de chargement sous des conditions axiales, triaxiales et dynamiques. Un grand nombre des résultats a été statistiquement analysé et discuté. Zur Bestimmung der anisotropen Eigenschaften der Athen Schiefer wurden einaxialen, dreiaxialen und dynamischen Kompressionsversuchen an Gesteinskernen durchgeführt, bei denen die Belastungsachse verschiedenen Neigungen gegen die Schieferung hat. Die Messreihen an anisotropen unzerreissbaren Fels Samplen von Athen Schiefer wurden statistisch analysiert.

Jan 1, 2003

By M. Pötsch, M. Blümel, E. A. Button

ABSTRACT: Stiffness controlled test procedures performed with servo-controlled shear systems are the most versatile for simulating the wide range of boundary conditions expected in nature. Examples of a function controlled procedure in addition to dilatation controlled procedures are discussed for different characteristic behaviours. ZUSAMMENFASSUNG: Steifigkeitskontrollierte Scherversuche mit servohydraulischer Steuerung eignen sich gut unterschiedliche Bettungen, wie auch in der Natur vorkommen, zu simulieren. Beispiele für spezielle Steuerungsfunktionen und dilatationsgesteuerte Prozeduren mit verschiedenen charakteristischen Eigenschaften werden diskutiert. RESUMÉ: La rigidité a commandé des méthodes d'essai exécutées avec les systèmes asservis de cisaillement sont la plus souple pour simuler l'éventail d'états de frontière prévus en nature. Des exemples d'un procédé commandé par fonction en plus des procédures commandées par dilatation sont discutés pour différents comportements caractéristiques.

Jan 1, 2003

By D. Nag, J. Fernando

Hazelwood Power Mine is one of the largest open pit brown coal mines in Australia. The removal of overburden is the first step in coal winning operation. The primary aim of construction of overburden dump is to provide an effective stable working surface for stacker. The paper discusses site investigation techniques used to determine dump soil properties, stability analysis method using GALENA and GWEDGEM, results of stability analysis. The paper concludes with recommendation for a safe dumping strategy for level 2 stacker dumping.

Jan 1, 2003

Abstract A new approach is introduced for study of the behaviour of geotechnical strength parameter prior to slope analysis to ascertain whether strength parameters of slope materials are homogenous or heterogeneous at different mine depths. The strength parameters used for the study are uniaxial compressive strength, tensile strength and shear strength. The analysis is based on statistical analysis of variance technique for one-way classification. The application of the technique is given through a case study in an openpit mine. Auszug Eine neue Annäherung wird für Studie des Verhaltens des geotechnischen Stärke Parameters vor Steigunganalyse eingeführt, um zu ermitteln, ob Stärke Parameter der Steigungmaterialien homogenous oder an den unterschiedlichen Grube Tiefen heterogen sind. Die Stärke Parameter, die für die Studie verwendet werden, sind einachsige zusammenpressende Stärke, Dehnfestigkeit und Scherstärke. Die Analyse basiert auf statistischem varianzanalytische Technik für Einwegklassifikation. Die Anwendung der Technik wird durch eine Fallstudie in einer openpit Grube gegeben. Abstrait Une nouvelle approche est présentée pour l'étude du comportement du paramètre géotechnique de force avant l'analyse de pente pour établir si les paramètres de force des matériaux de pente sont homogenous ou hétérogènes à différentes profondeurs de mine. Les paramètres de force utilisés pour l'étude sont résistance à la pression uniaxiale, résistance à la traction et résistance au cisaillement. L'analyse est basée sur statistique la technique de l'analyse de variance pour la classification à sens unique. L'application de la technique est donnée par une étude de cas dans une mine à ciel ouvert.

Jan 1, 2003

By K. Cybulski

In 2002 a coal dust explosions occurred in the Polish collieries “Jas-Mos” and “Rydultowy” in the Upper Silesia coal basin. In the “Jas-Mos” colliery the coal dust explosion was initiated in the face of gallery by explosives and causing ten death. The stone dust barrier extinguished the flame, stopped the explosion development and saved forty nine miners working in that area. In the “Rydultowy” colliery methane inflammation caused three deaths and seven serious burns and ignited the coal dust explosion. The coal dust explosion was stopped by stone dust barrier and did not cause any victims itself. This paper presents the investigation carried out by the Central Mining Institute Experimental Mine “Barbara” and shows that the stone dust barriers remain still a basic mean for suppression of coal dust explosion in mines. The investigation were aimed at determining the cause of explosion and circumstances that led to their propagation. The evaluation of the state of dust explosion hazard in the areas of accidents have been performed, and the range of flame estimated.

Jan 1, 2003

By J. Drzewiecki, J. Kabiesz

Coal mining using longwall methods of mining can lead to intense disturbances of undermined roof strata. The disturbances may extend beyond the extraction area and the resulted rock mass deformations will appear differentiated. In the case of stiff and undermined roof strata, the energy stored in these rock masses may be frequently dissipated in the form of high-energy seismic tremors. Such events can occur if these strata should fail or „free themselves” either from the constrainment of rock environment or from adjacent strata. It has also been found that the amount of the stored energy closely depends on the size and/or slenderness of these strata. Thus, it would be possible to apply specific preventive measures to reduce the energy of mining – induced seismic tremors. The methods are based on artificial disintegration of the structure of energy – storing strata. One of the most efficient methods is a method of directional hydraulic fracturing, which is regarded as an alternative solution from the traditional blasting and hydraulic methods.

Jan 1, 2003

By U. Kumar

Product designed characteristics like reliability and maintainability affect maintenance cost, service performance, and therefore product support strategy must be defined during design stage in terms of these two dimensions. Furthermore product support and service delivery strategy has considerable influence on the total life cycle cost and the economic viability of industrial systems/products. he paper presents a concept for the development of service delivery strategy for industrial products with a special reference to mining systems. In this paper we emphasize that the strategy for product support should not be centred only on ‘product’ but it should also take into account the service delivery capability of the manufacturers/suppliers and users service organization, users competence and capability, product use location, logistics and infrastructures, etc., to arrive at the best performance and economic results. Such strategy should invariably include services supporting the client apart from considering services supporting the product. The discussion in the paper is based on the experiences from the manufacturing industry engaged in manufacturing of mining systems and the observed trends in technology and management of operation and maintenance of mining systems. Keywords: Maintenance and product support, Service supporting client, Service delivery strategy, Products reliability and maintainability, Product use location, Operating environment, etc.

Jan 1, 2003