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By K. Shin

Determining the anisotropy of rocks has in the past been difficult and rarely attempted in engineering practice. Here we have developed a new practical methodology for measuring orthotropic anisotropy that requires only one hollow cylinder specimen to determine the anisotropy of a set, even when the directions of the anisotropic axes are unknown. Autrefois, la détermination de l’anisotropie des roches était difficile et elle a été rarement essayée dans la pratique de l’ingénierie. Voilà c’est nous qui avons mis au point une nouvelle méthodologie pratique pour mesurer le coefficient de conductibilité thermique de l’anisotropie qui exige un seul spécimen du cylindre creux afin de déterminer l’anisotropie d’une série, même si les directions des axes anisotropiques sont inconnues. Früher war die Bestimmung der Anisotropie von Gesteinen ein schwieriges Verfahren, das in der technologischen Praxis nur selten in Angriff genommen wurde. Wir haben hier eine neue praktische Methodik zur Messung der orthotropen Anisotropie entwickelt, bei der nur ein Hohlzylinder an Gesteinsproben benötigt wird, um die Anisotropie einer Reihe von Steinen zu bestimmen, selbst wenn die Richtungen der Anisotropieachsen unbekannt sind.

Jan 1, 2003

By J. W. Klokow, S. L. Mulder

Early removal of the shaft reef is usually considered necessary on deep level South African gold mines to avoid damaging stress build-up associated with traditional shaft-protection pillars. In the case of the relatively shallow Beatrix Gold Mine it was largely motivated by early access to ore and the consequent earlier return on invested capital. A number of options were considered to protect the shaft from possible damaging stress changes and to minimise deformations in the shaft-reef area. Numerical modelling was used to evaluate the options and to quantify as accurately as possible the likely deformations to be accommodated by the shaft steelwork designs. The option chosen was a combination of strategically placed satellite pillars and yield pillars, and backfill. Following the mining of a small inner cut during the shaft sinking process, full-scale mining is progressing away from the shaft. Suitable instrumentation has been installed to monitor deformations associated with the shaft reef removal. Enlever rapidement le filon du puits est en général considéré nécessaire dans les galeries de fond des mines d’or sud-africaines pour éviter l’accumulation nuisible de contraintes associée aux piliers de protection de puits traditionnels. Dans le cas de la mine d’or Beatrix, relativement peu profonde, l’enlèvement était motivé en grande partie par l’accès rapide au minerai et par conséquent un profit plus rapide sur l’investissement. Un certain nombre d’options furent considérées pour protéger le puits contre les changements de contraintes potentiellement nuisibles, et pour minimiser la déformation dans l’aire puits/filon. La modélisation numérique fut utilisée pour évaluer les options et pour quantifier aussi précisément que possible les déformations probables que la conceptualisation du puits devrait prendre en compte. L’option choisie fut une combinaison de piliers satellites placés à des points stratégiques avec des piliers de protection, et terre de remblayage. Pendant le fonçage de puits une petite coupure intérieure fut exploitée, et maintenant l’exploitation à grande échelle, au-delà du puits, est en cours. Les instruments nécessaires ont été installés pour surveiller les déformations associées à l’enlèvement du filon du puits. Die frühe Entfernung des Riffschachtes wird normalerweise bei südafrikanischen Tiefbaugoldmienen als notwendig erachtet um den zerstörende Druckaufbau zu vermeiden, welcher mit traditionellen Schachtschutzpfeilern verbunden ist. Im Fall der verhältnismäßig flachen Beatrix Goldmine war es hauptsächlich vom frühen Zugang zum Erz und dem konsequenten frühen Rückfluß des investierten Kapitals motiviert. Eine Anzahl an Optionen wurde erachtet um den Schacht vor möglichen zerstörenden Druckänderungen zu schützen und Deformationen im Riffschachtbereich zu minimieren. Um die Optionen zu bewerten und mögliche Deformationen so genau wie nur möglich quantitativ darzustellen die von den Schachtstahlkonstruktionen aufgenommen werden müssen, wurden numerische Modelle verwendet. Die gewählte Option war eine Kombination aus strategisch plazierten exzentrischen Pfeilern und Schutzpfeilern sowie Hinterfüllungen. Nach dem Vortrieb eines kleinen inneren Einbruches während des Abteufens wird der Vollvortrieb vom Schacht weg vorgenommen. Um die Deformationen, die mit der Riffschachtentfernung verbunden sind zu überwachen, müssen geeignete Instrumentenausrüstungen installiert werden.

Jan 1, 2003

Changes in reductant and energy inputs which are required to adjust the slag composition in an ilmenite smelter to a higher or lower FeO content are calculated. The calculated changes are based on the assumption that solidification equilibrium with the freeze lining constrains the slag composition to follow a eutectic groove in the TiO2-FeO-TiO1.5phase diagram. Calculated equilibrium conditions along the eutectic groove are presented, and form the basis of the calculations. The inputs of energy and carbon need to deviate strongly from the steady-state values to adjust the slag composition. The inputs required at any given time depend on the desired rate of change of the slag composition, and the current slag composition. The steady-state relationship of a change in energy input of 5 kWh corresponding to a 1 kg change in carbon input also holds for the changed inputs during transient changes in FeO content. Keywords: Ilmenite smelting, freeze lining, solidification, eutectic

Jan 1, 2003

By A. Golshani, M. Oda, K. Suzuki, T. Takemura

Anisotropic behaviours of OhshimaOshima granite were investigated by carrying out uniaxial compression tests, together with observations of microcracks under an optical microscope. The elastic modulus tensor of Oshima granite at 10 per cent strength,E10, were calculated using theoretically formulation of elastic modulus tensor in terms of the second-rank crack tensor for pre-existing open microcracks. Furthermore, with the assumption of orthorhombic elasticity, the nine moduli of Oshima granite E10were determined by uniaxial compression test. Twenty-onemoduli of samples, calculated without assuming any symmetry, also showed orthorhombic features. Direction of the symmetry axes agreed well with the orientation of preexisting cracks. Comparison of crack tensor-based formulation results with the experimentally determined one show that the anisotropy of elasticity of Oshima granite is caused by pre-existing open microcracks, not by pre-existing healed microcracks and also crack tensor formulation can be used, as a first-order approximation at least, to describe the anisotropy of Oshima granite induced by pre-existing open microcracks. ZUSAMMENFASSUNG: Das anisotrope Verhalten des Oshima-Granits wurde mit Hilfe voneinachsigen Kompressionstests und durch die Betrachtung von Mikrorissen unter einem optischenLichtmikroskop untersucht. Das Elastizitätsmodul von Oshima-Granit bei 10 Prozent Kraft E10wurde berechnet, indem man die Formulierung des Elastizitätsmodultensors, ausgedrückt alsRisstensor zweiter Ordnung theoretisch auf bereits existierende Mikrorisse angewandt hat.Außerdem wurden die neun Module des Oshima-Granits unter der Annahme orthorhombischerElastizität E10mit einem einachsigen Kompressionstest bestimmt. Einundzwanzig Stichproben,die ohne die Annahme irgendeiner Symmetrie genommen wurden, zeigten ebenfallsorthorhombische Merkmale. Die Richtung der Symmetrieachsen stimmte mit der Orientierungbereits vorhandener Risse überein. Der Vergleich der Ergebnisse der auf dem Risstensorbasierenden Formulierung mit der experimentell bestimmten Formulierung zeigt, dass dieAnisotropie der Elastizität von Oshima-Granit von bereits vorhandenen offenen Mikrorissenverursacht wird, und nicht von vorhandenen vernarbten Mikrorissen, und dass dieRisstensorformulierung auch zumindest für eine Annäherung erster Ordnung benutzt werdenkann, um die durch vorhandene offene Mikrorisse induzierte Anisotropie des Oshima-Granits zubeschreiben. RESUME: Les comportements anisotropes du granit d’Oshima ont été étudiés en réalisant destests de compression simple, et en observant les microfissures au microscope optique. Le tenseurdu module d’élasticité du granit d’Oshima sous une résistance de 10 pourcents, E10, a été calculéen se servant de la formule théorique du tenseur de module d’élasticité basé sur le tenseur defissures de second ordre des microfissures ouvertes préexistantes. En outre, sur base del’hypothèse de l’élasticité orthorhombique, les neuf modules du granit d’Oshima ont étédéterminés par des tests de compression simple. Vingt et un modules d’échantillons, calculés endehors de toute hypothèse de symétrie, ont aussi montré des caractéristiques orthorhombiques. Ladirection des axes de symétrie correspondait bien à l’orientation des fissures préexistantes. Lacomparaison des résultats de la formule basée sur le tenseur de fissures avec les résultatsdéterminés expérimentalement montrent que l’anisotropie de l’élasticité du granit d’Oshimaprovient des microfissures ouvertes préexistantes, et non de microfissures préexistantes referméeset que la formule du tenseur de fissures peut servir, au moins comme première approximation, àdécrire l’anisotropie du granit d’Oshima marqué par des microfissures ouvertes préexistantes.

Jan 1, 2003

By C. Erichsen, J. Werfling

ABSTRACT: A three-dimensional elastic constitutive model for rock salt is proposed. This stress strain law takes into account the three phases of creep (transient, steady state and accelerated creep), dilatancy, as well as the failure and post failure behaviour. The model was implemented into a finite element program and validated on the results of laboratory tests and in situ measurements. A good qualitative and quantitative agreement with the test and measurement results is achieved. A stability analysis for an underground repository in rock salt is presented. ZUSAMMENFASSUNG: Es wird ein dreidimensionales elastisch-viskoplastisches Stoffgesetz für Steinsalz vorgestellt. Mit diesem Stoffgesetz können die drei Kriechphasen (primäres, sekundäres und tertiäres Kriechen), Dilatanz sowie das Bruch- und Nachbruchverhalten erfaßt werden. Dieses Modell wurde in ein Rechenprogramm, das auf der Methode der finiten Elemente basiert, implementiert und an Ergebnissen von Laborversuchen und in-situ-Messungen validiert. Die Versuchs- und Meßergebnisse lassen sich mit diesem Stoffgesetz qualitativ und quantitativ gut nachvollziehen. Als Anwendungsbeispiel wird der Standsicherheitsnachweis für eine Untertagedeponie im Steinsalz erläutert. RÉSUMÉ: Cet article présente un modéle constitutive élastique/viscoplastique à trois dimensions pour sel gemme. Ce modéle comprend les trois stade de fluage (fluage primaire, secondaire et tertiaire), la dilatation, le comportement de défaillance et d'après défaillance. Il est implanté dans un programme de calcul aux éléments finis. À l'aide des essais laboratoire et des mésures in situ, le modéle a été validé. Les résultats des essais et des mesures concordent qualitatifs et quantitatifs aux résultats des calculations.

Jan 1, 2003

By J. Werfling, J. R. Kiehl

SUMMARY: The effects of blasting on structures are assessed on the basis of the maximum amplitudes of the occuring vibration velocities. If the standard values in the German Standard DIN 4150 are not exceeded, damages to structures are not to be expected. The estimation of the maximum vibration amplitudes is usually based on experience or on emperical formulae. However, a comparison of expected with measured values shows that these estimations are not conservative, particulary in case of small distances between blasting locations and structures. More reliable predictions are possible on the basis of numerical analyses, which simulate the three-dimensional propagation of waves with consideration of the geomechanical and geometrical conditions. In addition to the expected velocities, these analyses also allow the determination of stresses resulting from dynamic loading. If the dynamic stresses are known, the effects of blasting on structures can be predicted. ZUSAMMENFASSUNG: Die Auswirkungen sprengbedingter Erschütterungen auf bauliche Anlagen werden in der Praxis auf der Grundlage der Maximalamplituden der auftretenden Schwinggeschwindigkeiten beurteilt. In der DIN 4150 werden Anhaltswerte angegeben, bei deren Einhaltung Schäden von Gebäuden nicht zu erwarten sind. Die Abschätzung dieser Schwing-geschwindigkeiten erfolgt meist auf der Grundlage von Erfahrungswerten oder empirischer Formeln. Der Vergleich der prognostizierten Werte mit Meßergebnissen zeigt jedoch, daß diese Ansätze insbesondere dann, wenn die Abstände zwischen den Sprengorten und den Gebäuden gering sind, nicht konservativ sind. Zuverlässigere Prognosen sind auf der Grundlage von numerischen Berechnungen möglich, in denen die räumliche Ausbreitung von Erschütterungen unter Berücksichtigung der geomechanischen und geometrischen Verhältnisse simuliert wird. Mit derartigen Berechnungen können die zu erwartenden Schwinggeschwindigkeiten und die aus der dynamischen Beanspruchung resultierenden Spannungen ermittelt werden. Dies ermöglicht Aussagen über die Auswirkungen sprengbedingter Erschütterungen auf Bauwerke. RÉSUMÉ: Les conséquences de vibrations résultantes d'explosions pour des bâtiments sont estimés dans la pratique à partir des amplitudes maximales des vitesses d'oscillation. Dans la norme allemande DIN 4150 des valeurs d'orientation sont données, avec l'observation desquelles de dommage à des bâtiments n'est pas à présumer. Ces vitesses d'oscillation sont estimés généralement à partir de valeurs d'expérience ou de formules empiriques. La comparaison des valeurs prédits avec des résultats de mesures montre cependant que ces hypothèses ne sont pas conservateurs, en particulier si les distances entre les lieux de sautage et les bâtiments sont petites. Des prédictions plus fiables sont possibles à partir de calculs numériques, dans lesquelles la dissipation spatiale de vibrations est simulée en considération de la situation géoméchanique et géométrique. Avec tels calculs les vitesses de vibration à présumer et les contraintes résultantes de l'effort dynamique peuvent être établies. Cela permet de constater sur les conséquences de vibrations résultantes d'explosions pour des bâtiments.

Jan 1, 2003

By M. Borowski, N. Szlazak, D. Obracaj

Methods of research and control of the intensity of gas inflow to undersoil layers, after the mines were abandoned are presented in the paper. Gas migration causes them to penetrate to lower storeys of buildings and earthen structures being a menace to people's health and life. The results of measurements of gas concentration in undersoil layers, gas emission to atmosphere and their accumulation in buildings on the territory of closed down mines are presented.

Jan 1, 2003

Paper written on project work carried out in partial fulfilment of M.Sc. (Chemical Engineering)degree Identification of non-linear systems can be a daunting task and in the process industries the problem is complicated considerably by the presence of noise from various sources, non-stationarity of the data and intermittence, such as observed in particulate flows. Traditional methods, such as frequency analysis and linear model-ling do not handle these systems well. Similar problems arise with the application of non-linear theory developed over the last few decades, where much of the analysis depends on embedding of the data in a phase space or pseudophase space, since these methods were not originally designed to deal with noisy systems. In contrast, singular spectrum analysis is a method which can be used to identify structure and distinguish noise from important information in multivariate data, such as the trajectory matrices of time series measurements. It provides an orthogonal basis onto which the data can be transformed, so that components of the time series can be investigated individually. With Monte Carlo methods, the components can be compared with those from linear surrogate data in order to identify possibly non-linearities in the data. In this paper, this versatile technique is briefly explained and illustrated by means of case studies.

Jan 1, 2003

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 S. O. Castro, R. E. González, L. E. Velasco, J. M. Van Sint, P. V. Lois

Abstract Several zones with expansive rocks were encountered during construction of two tunnels of the water conduction system for the Chacabuquito Hydropower Plant, located in the Aconcagua river valley of the Chilean Central Andes Mountains, at elevation 1.075 m a.s.l., and 65 km north-northeast of Santiago. The expansive behavior was associated to three different geological features. Firstly with the crossing of important north-south trending faults, with montmorillonitic and caolinitic fillings. Secondly to the presence of zones of rock mass showing a penetrative presence of clay minerals (montmorillonite, illite and caolinite) and penetrative thin veins of ceolites. And thirdly to the hydrothermal alteration of the rock and the consequent generation of clay minerals (predominantly montmorillonite, sericite and minor caolinite). The geological and mechanical characteristics of the expansive rock domains, as well as the field and laboratory reconnaissance and characterization program, are described in the paper together with the bases for design and the guidelines for construction and definitive tunnels support. Resúmè Pendant l’excavation des deux tunels du système d’adduction d’eau pour alimenter la centrale hidroélectrique Chacabuquito, plusieures zones de rochers expansifs ont été découvertes. Ces tunnels sont dans la vallée du fleuve Aconcagua de la Cordillère des Andes du Chili Central, à une altitude aproximée de 1.075m s.m.n. et à 65km vers le nord-nord-ouest de Santiago. Cette conduite expansive est associée à trois différentes caractéristiques géologiques du massif rocheux. Un premier lieu, à l’intersection de plusieures zones de failles, d’orientation nord-sud et subverticales, avec remplissage de rochers désintégrés, montmorillonite, caolinite et sérite. En seconde lieu, a la présence de zones de rochers expansifs, avec des nombreux minces veines de céolite-calcite et aussi des minéraux argileux (montmorillonite, illite et caolinite). Et, dans troisième lieu, dût à la présence de zones d’altération hidrothermale du massif rocheux et la conséquente génération de minéraux de remplacement argileux (surtout sérite, montmorillonite et en plus petit degré, caolinite). Les caractéristiques géologiques et géomécaniques des rochers expansifs, ainsi que la reconnaissance du terrain et les résultats du programme d’essais de caractérisation géomécanique du laboratoire sont décrits dans ce travail, ainsi que les bases de dessin et recommandations constructives pour placement du support définitifs pour ces tunnels Zusammenfassung Während der ausgrabung der zwei tunnels der wasserleitungssystem, um die Chacabuquito Wasserstromzentrale zu besorgen, wurden verschieden ausgedehnte gesteinadern gefunden Die beiden tunnels befinden sich im Aconcaguatal, wo der Aconcagua Fluss fliesst, auf einer Höhe von 1.075 m über dem Wasserspiegel und ca. 65 Km Nord-Nordest von Santiago entfernt, in mittleren Anden Cordillere (chilenische Gebirgskette). Drei verschiedene geologische merkmale dieser massiven gesteine können dieses ausgedehnte verhalten erklären. Erstens, hier befinden sich verschiedene und auch ganz wichtige

Jan 1, 2003

By S. Read, G. Cook

The Hoek-Brown failure criterion is often applied to a wider range of rocks than the isotropic rock masses to which it is strictly applicable. This paper evaluates the patterns of defects in rock masses using spherical projection contour plots of samples of randomly-generated orientations and datasets from mapping of New Zealand closely-jointed greywacke rock masses. Two indices from the contour plots - the area within the 1% contour (A1%) and maximum concentration (Cmax) are introduced for distinguishing uniform (isotropic), random or regular defect patterns. The indices provide a potential extension to current guidelines on the use of the Hoek-Brown failure criterion. The paper also outlines kinematic checks to assess the influence of defect clusters on rock mass strength. Das Hoek-Brown Bruchkriterium, das strikte nur fuer isotrope Gefuege gilt, findet oft einen viel weiteren Anwendungsbereich. Diese Arbeit bewertet diverse Dispersionsmuster der Defekte einer Gesteinsmasse. Wir vergleichen in sphaerischer Projektion (1) Beispiele zufaelliger Orientierung von Defekten und (2) Felddaten ueber neuseelaendisache engstaendig geklueftete Grauwacken. Die Projektionen werden durch die Indices A1% (Flaechenanteil des 1%-Bereichs) and Cmax (Hoechstkonzentration) gekennzeichnet, welche isotrope, zufaellige und regulaere Muster unterscheiden und die aktuellen Richtlinien zum Hoek-Brown Kriterium ergaenzen. Wir testen ferner Defektgruppen der Gesteine kinematisch auf ihren Einfluss auf Massenfestigkeit. Le critère de rupture de Hoek-Brown est souvent utilisé sur une variété de roches plus étendue que les masses rocheuses auxquelles il est strictement applicable. Ce travail évalue la distribution des défauts au sein d'une masse rocheuse en utilisant une projection sphérique des contours d'échantillons d'orientations générées aléatoirement et de données de cartographie provenant de greywackes à joints rapprochés de Nouvelle Zélande. Deux indices de cette projection - la zone des contours en dessous de 1 % (A1%) et celle de concentration maximum (Cmax) sont introduites pour distinguer les répartitions uniformes (isotropes), aléatoires ou régulières. Ces indices fournissent une extension potentielle aux règles d'utilisation du critère de rupture de Hoek-Brown. Ce travail utilisent également les contrôles cinématiques pour évaluer l'influence des groupes de défauts sur la résistance de la masse rocheuse.

Jan 1, 2003

By S. N. Alecsandrov, BulgakovY. F.

Putting out fires in faces is an extremely complex and dangerous operation from the technological point of view which sometimes is accompanied by human victims. The new technology of fire-extinguishing sets giving directly into a mining face has been developed at the DNTU in order to put out such kinds of fires. The technique presupposes an availability of special installation placed on ventilation and conveyor mining drift. In case of fire a special fire-extinguishing powder is delivered with the help of remote control into mining face. Subjects, allowing to determine powder delivering distance in the frame of mining workings are presented in the report. The given technology substantially increases safety of accident work which are carried out in case of fire.

Jan 1, 2003

By P. Schutte

It is evident from most admired companies, globally, that they drive key priorities such as teamwork, customer focus, fair treatment of employees, initiative and innovation into their organisations. It is clearly proofed in all the research that the role of the human factor, and therefore human behaviour, is pivotal to companies striving to accomplish goals such as competitiveness, customer delight, high quality, growing productivity as well as a safety-committed work force. The challenge of leadership is to change the worker’s poor perception of safety to an excited, empowered, valued employee who is continuously committed to the achievement of high levels of health, safety and conformance – the challenge therefore is to transform from within. Any work force needs a set of behavioural rules which work for it – including safety rules and critical safety behaviours, which are accepted through involvement leadership, encouragement and support.

Jan 1, 2003

By F. R. Camisani-Calzolari

Surface defects on continuously cast slabs require treatment by grinding. This extra phase in the process causes lower throughput of final product and extra energy costs. The elimination of slab treatment after casting implies that slabs can be direct rolled or hot charged, resulting in higher throughput and lower energy costs. To increase the number of slabs that can be direct rolled or hot charged, defects have to be predicted before a slab has completed the casting process. Transversal and longitudinal cracking, casting powder entrapment and other inclusions, bleeders, deep and uneven oscillation marks, stop marks and depressions are the defects thatare considered for prediction. A structure with two models is proposed. The first model describes the effect of mould level, water inlet temperature and casting speed (MV?manipulated variables) on 38 thermocouple temperatures (IV?intermediate variable). Casting speed is a manipulated variable while mould level and water inlet temperature are treated as measured disturbances. This model is known as the MV to IV model, and is used to control the occurrence of defects. The second model describes the effect of the thermocouple temperatures on the defects at different positions and locations on the slabs (OV?output variables). This model is known as the IV to OV model and is the predictor of defects. The models are determined using time-series methods in the form of auto regression with exogenous input using data of approximately 500 slabs cast over a period of 6 months. The models are validated using plant data from 44 slabs gathered three years later, with good results. As an example, published results give a sensitivity and specificity of 61.5 per cent and 75 per cent respectively for longitudinal cracks on validation data, while the presented method gives 63.6 per cent and 93.5 percent, respectively. The IV to OV model is used in an inversion to determine the optimal thermocouple temperatures for each slab width. Keywords: Continuous casting, model, defect, prediction, direct rolling, hot charging, goodness-of-fit, correlation, time-series, soft sensor, ARX.

Jan 1, 2003

In recent years several mine researchers have studied the optimization of cutoff grade with the purpose of maximizing Net Present Value (NPV). The best and most popular one is the Lane algorithm. Based upon the Lane algorithm it is possible to calculate the optimum cutoff grade for mine, mill, and refinery capacities for single metal deposits with variable grades. The Lane algorithm cannot be used in multiple metal deposits. The reason is that, while in single metal deposits six points are possible candidates for the optimum cutoff grade, in multiple metal deposits an infinite number points are possible candidates for the optimum cutoff grades and objective function evaluation of these infinite points is impossible. In this study the Golden Section search method was used to calculate optimum cutoff grades of multiple metal deposits for the same conditions as Lane assumed in single metal deposits. Based on this method, grade-tonnage distribution uncertainty space of problem is guessed. In the next step, by selecting test points in uncertainty space and evaluating the objective function at these points, a part of uncertainty space will be eliminated. The procedure is then repeated until the uncertainty space has been sufficiently reduced to ensure that the optimum cutoff grades have been located to the required accuracy. Key words: Optimum cutoff grades, Optimization, Net Present Value (NPV), Golden Section search method

Jan 1, 2003

By R. Zivojinovic, S. Vujic

The structural age of the capital mining machinery, representing a part of the system of the Electric Power Industry of Serbia, has been dictated by the initiation and development of open pit coal mines. For example, the oldest bucket wheel excavators were installed some thirty-four years ago, and the average life of the relevant machinery exceeds twenty-two years. Operation of both capital equipment and machinery has direct effects on economic and business activities of open pit mines, and consequently forced us to make a decision and study thoroughly the problem of establishing the optimum exploitation life of capital mining equipment at the open pit coal mines of the Electric Power Industry of Serbia. The aim of this paper is to define and discuss the relative problems as well as to find out the possible solutions and establish the methodology for estimating the optimum exploitation life of machinery. The study was successfully carried out by a team of scientists engaged from and coordinated by the Department of Computer Science of the Faculty of Mining and Geology, University of Belgrade. This paper presents the key observations covering the subject problem. Keywords: Mining, Opencast exploitation, Coal, Optimization, Exploitation life, Capital machinery, Electric power industry, Dynamic programming.

Jan 1, 2003

By S. O. Choi, H. -S. Shin, W. -K. Song

Nuclear waste should be disposed with the best warranty for the national health and welfare. Among the several repository systems, the deep underground disposal is considered to be a most suitable system in Korean peninsula. However it demands basically the comprehensive stability analysis such as the behaviour of discontinuities in rock mass, the behaviour of ground water, and the reaction of rock stress according to the heat from the nuclear waste. For these purposes, the underground nuclear waste disposal repository was simulated in two- and three- dimensions. It shows that emphasis will be given to the thermal conductivity of discontinuities and the thermal convection of ground water as well as the thermal stress generated by the nuclear waste for design and construction of repository system, and they should be obtained from the field measurements. Déchets nucléaires devront tre déposés avec la meilleure garantie pour la santé et le bien public. Parmi les plusieurs systèmes de dépôt, la disposition en souterrin profond est considérée au système le plus approprié en Corée. Pourtant ce système demande essentiellement l’analyse éten-due de stabilité comme le comportement des discontinues en masse rocheuse, le comportement de l’eau souterrin et la réaction des contraintes de roche selon la chaleur depuis les déchets nucléaires. Pour ce but, le dépôt des déchets nucléaires en sous-sol a étè simulé en deux et trois dimensions. Il montre que l’accent sera donné à la conductivité thermale des discontinues et la convection thermale de l’eau souterrin aussi bien que la contrainte thermale générée par les déchets nucléaires pour le plan et la construction du systèmes de dépôt, et ils devront tre obtenus depuis les mesures sur place. Die Kernwüste muß mit der besten Gewähr für die nationale Gesundheit und die Wohlfahrt angeordnenet werden. Unter einigem Fundgrubesystem, das tief unterirdisch Wegwerfen werde in Betracht das passendest System in der koreanisch Halbinsel gezogen. Jedoch, es verlangt grundzätzlich die umfassend Stabilitätsberechnung so wie das Behnehmen mangelnder Konti-nuität in der Felsmasse, das Behnehmen des Grundwasser, und die Reaktion der Felsenbelastung nach der Hitze von der Kernwüste. Für diesen Zwecke, die unterirdische Wegferfenfundgrube der Kernwüste wurde in der zwei und drei Dimensionen gesimuliert. Es beweist daß die Betonung wird zur thermisch Leitfähigkeit mangelnder Kontinuität und thermisch Konvektion des Grund-wasser sowie die thermisch Belastung ergezeugt durch die Kernwüste für den Entwurf und die Konstruktion des Fundgrubesystem gegeben werden, und sie müssen von den Feldmaße ergelangt werden .

Jan 1, 2003

By H. Gercek, M. Genis

In this paper, the effects of dynamic loads on the geometry of the failure zone occurring around underground openings, excavated in deep and massive rock masses, have been investigated. Following an elasto-plastic stress analysis of a two-dimensional underground opening under static conditions, dynamic loads have been applied. In the static and dynamic analyses, FLAC2D computer program has been utilized. Maximum ground acceleration value is selected as an input parameter. An index determining the relative size of the yield zone around the opening has been used for comparison of instabilities. In diesem Bericht wurden die Auswirkungen von dynamischen Lasten, auf die Geometrie der Bruchzone in der Umgebung von Untertagehohlräumen, die in tiefen und massiven Gebirge aufgefahren wurden, untersucht. Nach einer elasto-plastischen Spannungsanalyse eines zwei-dimensionalen Untertagehohlraumes unter statischen Beanspruchungen, wurden dynamische Lasten aufgebracht. Für die statischen und dynamischen Analysen wurde das FLAC2D Computer Programm verwendet. Die maximale Bodenbeschleunigung wurde als Eingabe Parameter gewählt. Zum Vergleichen der Unstabilitäten wurde ein Index verwendet, der die relative Grösse der Bruchzone in der Umgebung des Hohlraumes bestimmt. Dans ce papier, l’influence des chargements dynamique sur la géométrie de la zone en rupture observée autour des cavités profondes excavées dans des massifs rocheux ont été étudiées. Des chargements dynamiques ont été appliqués, dans le cas d’une modélisation bi-dimensionnelle de l’excavation d’une cavité profonde, sur la base d’une analyse élastoplastiques des contraintes en conditions statiques. Le code de calcul FLAC2D a été utilisé pour les analyses statiques et dynamiques. La valeur maximale de l’accélération du sol est choisie comme paramètre d’entrée. Un indice déterminant la taille relative de la zone sollicitée autour de la cavité a été utilisé pour comparer les différentes instabilités.

Jan 1, 2003

By K. Sugawara, Y. Hirakawa, A. Sato

The rock mass properties such as deformability and permeability are highly dependent on the existence of cracks. The Ratio of Crack Opening Dependency (RCOD) was proposed as a new index to evaluate the deformability of infinite jointed rock mass. The RCOD is defined as the ratio of total amount of crack opening and the total deformation of jointed rock mass. The theoretical relation between the RCOD and the effective compliance of jointed rock mass is discussed and confirmed through two-dimensional numerical analysis by the SC-DDM, together with the applicability to the rock engineering. Les propriétés de masse rocheuse telles que la déformabilité et la perméabilité sont très dépendantes de l'existence de fissures. Le rapport de dépendance d'ouverture des fissures a été proposé comme un nouvel index d'évaluation de la déformabilité de masse rocheuse à assemblage infini. Le rapport de dépendance d'ouverture des fissures est défini comme étant le pourcentage de quantité totale d'ouverture des fissures et de déformation totale de la masse rocheuse assemblée. Le rapport théorique entre le rapport de dépendance d'ouverture des fissures et la compliance efficace de masse rocheuse assemblée sont traités et confirmés au travers d'une analyse numérique à deux dimensions par SC-DDM en même temps que l'applicabilité à l'ingénierie des roches. Die Felsmasseneigenschaften wie Verformbarkeit und Durchlässigkeit sind hochgradig abhängig von dem Vorhandensein von Rissen. Das Verhältnis der Riss-Öffnungsabhängigkeit (RCOD) wurde als neuer Index der Verformbargkeit von infinit zerklüfteter Felsmasse vorgeschlagen. Der RCOD wird als Verhältnis der Gesamtmenge der Rissöffnungen und der Gesamtverformung der zerklüfteten Felsmasse definiert. Die theoretische Beziehung zwischen RCOD und der effektiven Verformbarkeit von zerklüfteter Felsmasse wird diskutiert und durch zweidimensionale numerische Analyse mit SC-DDM bestätigt, zusammen mit der Anwendbarkeit auf Bergbautechnik.

Jan 1, 2003

By Md. Amanullah

A novel triple action load cell assembly (LCA) was developed to determine three index parameters reflecting compressive, tensile and shear characteristics of mudcakes. The results indicate that the tensile, compressive and torsional behaviour of mudcakes are strongly influenced by the physics and chemistry of the mud additives. Eine neuartige dreifach wirkende Druckkammer zur Bestimmung der drei Indexparameter Druck, Zug, und Scherung von Spülungskuchen wurde entwickelt. Die Ergebnisse weisen auf einen starken Einfluss der physikalischen und chemischen Spülungszusätze auf Druck, Zug, Scherung hin. Un assemblage d'une nouvelle cellule a triple action (LCA) a été développée pour déterminer trois paramètres caractérisant la compression, la contrainte en traction et la résistance á la fracture des cakes. Les résultats indiquent que les comportements tensile, compressif et de torsion des argiles sont fortement influencés par la chimie et la physique des additifs des boues.

Jan 1, 2003