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By J. Eriksson

Slag from stainless steelmaking is known to disintegrate, which is an environmental problem and prevents the cooled slag from being utilized. This disintegration is due to the transformation from the ßto the ? polymorph of di-calcium silicate. The transformation is accompanied by an increase in volume of about 11% and a total disintegration of the slag. AOD slag from stainless steelmaking was re-melted in a laboratory induction furnace, together with olivine and calcinated dolomite, to investigate the prevention of disintegration by increased MgO content of the slag with small changes in CaO to SiO2ratio. The modified slag was examined with X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The trials showed that an increased MgO content can change the mineral composition towards formation of more Merwinite and Bredigite, which prevents disintegration of the slag. Keywords: slag, disintegration, di-calcium silicate

Jan 1, 2004

To the members of The South African Institute of Mining and Metallurgy We have audited the annual financial statements of The South African Institute of Mining and Metallurgy set out on pages 483 to 496 for the year ended 30 June 2004. These financial statements are the responsibility of the Institute?s Council. Our responsibility is to express an opinion on these financial statements based on our audit. Scope We have conducted our audit in accordance with statements of South African Auditing Standards. Those standards require that we plan and perform the audit to obtain reasonable assurance that the financial statements are free of material misstatement. An audit includes: ?examining, on a test basis, evidence supporting the amounts and disclosures in the financial statements, ?assessing the accounting principles used and significant estimates made by management, and ?evaluating the overall financial statement presentation. We believe that our audit provides a reasonable basis for our opinion. Audit opinion In our opinion, the financial statements fairly present, in all material respects, the financial position of the Institute at 30 June 2004 and the results of its operations and cash flows for the year then ended in accordance with South African Statements of Generally Accepted Accounting Practice. Auditors 30 July 2004 Council?s approval of the annual financial statements The annual financial statements for the year ended 30 June 2004 set out on pages 483 to 496 were approved by the Council on 30 July 2004 and are signed on its behalf by:

Jan 1, 2004

By M. Bhandari, D. Norval

The bulk of plain carbon steel is produced through conventional Basic Oxygen or Electric Arc Furnace routes where the development of the AC Ladle Furnace has made it possible to also produce alloy steels. Smaller Ladle Furnaces have limitations such as lower efficiency; high electrode consumption and diminutive yields rendering them uneconomical to operate and making the processing of low carbon steel grades difficult due to carbon pick up. The demand for special steels and alloys with strict specifications is increasing while commodity prices remain competitive. The production of special steels and alloys have specific process control requirements and the development of the induction melting furnace (IMF) has made it possible to produce smaller batches economically. Refining and alloying of the melt in the IMF further enhance the efficiency. The INDUREF furnace offers increased productivity and flexibility through increased thermal efficiency and can be utilised for holding molten metal for further processing such as granulating, atomising, nitriding, alloy additions and desulphurisation of Ferro-alloys and steels. The system utilises a specially engineered ladle which is placed in an induction-heating assembly comprised of a stationary water-cooled copper coil and lamination packs. The addition of equipment for vacuum degassing and decarburisation of steels and alloys is also feasible. Benefits are: ? No electrode consumption or carbon pick-up ? Lower installation, operation and maintenance cost. ? No line-flicker facilitates operation on a weak power grid. ? Good power factor and balanced load ? No skull formation and reduced refractory consumption ? Higher yield of Fe-alloys ? Automatic controlled stirring

Jan 1, 2004

By Marco Barla, Mariacristina Bonini, Giovanni Barla

ABSTRACT: The paper describes the characterisation studies of Tectonised Clay Shales at laboratory and in situ scale. The interest relates to tunnelling under squeezing and swelling conditions, in Italy, along the Apennines. The results of monitoring during full face excavation are presented in conjunction with numerical modelling. RESUME: Cet article présente la caractérisation, à l'échelle du laboratoire et in situ, des Argiles Chaotiques. L'attention est portée sur le creusement, dans ces milieux gonflants, des tunnels, dans les zones montagneuses des Appennini, en Italie. Enfin, on présentera les résultats de la modélisation numérique et la comparaison de ces derniers avec les mesures effectuées in situ. KURZFASSUNG: Die Arbeit beschreibt die Charakterisierungsstudien von tektonisierten Schiefertonen, sowohl im Labor als auch vor Ort. Das Interesse gilt dem Tunnelbau unter Quetsch- und Schwellbedingungen in Italien entlang der Apenninen. Die Überwachungsergebnisse des ganzflächigen Ausbruchs werden mit numerischen Modellen präsentiert.

Jan 1, 2003

By A. Pellegrino, F. Collin, C. Guiducci, R. Charlier

A numerical approach for modeling coupled Hydro-Mechanical fracture behavior in 2D is presented in this paper. This approach accounts for the strong dependence of the flow characteristics on fracture apertures and offers an anisotropic description of the flow propagation in the fracture. An interface finite element and a constitutive model are developed . In order to validate the applicability of the model to general geomechanic problems, 2D simulations were performed. Results show the good application of the mathematical model and the fundamental hydraulic role played by the fractures. In diesem Beitrag wird ein Stoffgesetz vorgeschlagen um hydromechanisches Kluftverhalten numerisch zu Modellieren. Dieser Vorgang nimmt die starke Abhängigkeit der Fliesseigenschaften von der Kluftöffnung mit in Anbetracht. Ein Interfaceelement und ein Stoffgesetz wurden entwickelt. Zum validieren der Anwendbarkeit dieses Modells wurden 2D Simulationen durchgeführt. Ergebnisse haben gezeigt dass das mathematische Model anwendbar ist und dass Klüfte eine fundamentale hydraulische Rolle spielen. Une approche numérique pour la modélisation du comportement couplé hydro-mécanique des fractures en 2D est présentée dans ce papier. Cette approche prend en compte la forte dépendance des caractéristiques du flux de fluide sur les ouvertures des fractures et présente une description anisotrope de la propagation du flux dans la fracture. Un élément fini d'interface et un modèle constitutif sont développés. Dans le but de valider l'applicabilité du modèle à des problèmes généraux de géomécanique, des simulations 2D ont été réalisées. Les résultats montrent la bonne application du modèle mathématique et le rôle hydraulique fondamental joué par les fractures.

Jan 1, 2003

By V. Jovicic, J. Likar

The knowledge of the geological sequence and hydrological conditions in the area of portals was the basis for the design of the entry of the highway into tunnel Trojane. Mudstone, claystone and sandstone dominate the rock layering, which is tectonically reworked and contains structural anomalies. The complexity of the sequence makes it impossible to survey all the relevant features along the full 3km length of the tunnel. Sudden and frequent transitions between litological sequences impose potential instabilities and make the excavation of the tunnel particularly difficult. The initial survey established the zones of potential failures. These were monitored using topographic survey and inclinometers with an aim to make further geotechnical analyses more reliable and adjusted to the ground conditions. The analyses of the wall construction and the results of the monitoring showed that the design of the retaining wall was adequate. La connaissance de la séquence géologique et des conditions hydrologiques dans l'aire des portails a été la base pour la planification de l'entrée de l'autoroute dans le tunnel Trojane. Le schiste, l'argilite et le grès dominent la couche rocheuse qui est tectoniquement transformée et contient les anomalies structurales. A cause de la complexité de la séquence, il est impossible de revoir toutes les particularités le long des 3 kilomètres de la toute longueur du tunnel. Les transitions soudaines et fréquentes entre les séquences lithologiques imposent l'instabilité potentielle et font l'excavation du tunnel particulièrement difficile. La revue initiale a été établie sur les zones où il existe l'éboulement potential. Elles étaient contrôlées à l'aide de la revue topographique et de l'inclinomètre pour que les analyses géotechniques suivantes soient plus sûres et adaptées aux conditions du sol. Les analyses de la construction des murs et des résultats du contrôle ont montré que la planification du mur réteneur était correspondante. Der Autobahneingang in den Trojane Tunnel war projektiert auf Basis von der Kenntnis der geologischen und hydrogeologischen Bedingungen in dem Portalgebiet. Das Gebiet besteht aus dem Tonstein und dem Sandstein. Die Schichten sind tektonisch verformt und sind deswegen sehr heterogen. Die anfaenglichen Untersuchungen haben die Zonen von den potentiellen Bruechen definiert. Weitere geotechnische Analysen waren fitted an reale geologische Bedingungen durch das Monitoring der potentiellen Bruchzonen, welches aus den topographyschen Messungen und Inklinometerdaten entstand. Die Analyse des Wandbaues und die Resultate von dem Monitoring haben erwiesen, dass die Wandprojektierung entsprechend war.

Jan 1, 2003

By A. Sissing

Paper written on project work carried out in partial fulfilment of M.Sc. (Chemical Engineering) degree Thermophilic bioleaching, conducted at temperatures in excess of 65°C, provides considerable benefit over mesophilic bioleaching, particularly through extending the extent of leaching of base metal minerals such as chalcopyrite. Thermophilic bioleaching is facilitated through a group of micro-organisms known as the Archae, well adapted to extreme environment. In order to maximize the space time utilization of the stirred tank reactor in the thermophilic bioleaching process, it is desirable to maximize the loading of the finely divided mineral phase present while not adversely affecting the microbial performance. In this paper, the effect of the loading of the solid particulate phase on the bioleaching performance of Sulfolobus metallicus was studied in a stirred tank reactor. Emphasis was placed on the effect of the concentration of the finely divided solid phase (35 ? 75 µm). A model system comprised of 3% (w/v) pyrite in the presence of varying quantities of quartzite in the range 0 to 24% (w/v) was used to obtain the different solids concentrations. The bioleaching experiments revealed similar bioleaching performance in the presence of 3 to 18% (w/v) total solids. Above 18% (w/v) total solids (15% quartzite loading), bioleaching was impaired progressively with increasing solids concentration. At the highest solids loading studied of 27% (w/v), bioleaching was still observed. In terms of mass transfer, oxygen transfer potential was not significantly influenced in the bioleaching process over the range of solids investigated.

Jan 1, 2003

By M. Nakamura, T. Akamatsu

Embankment dams are often constructed on soft rock foundations in Japan, so it is important to precisely predict deformation of the foundations due to fill placement at the design stage. In order to accurately evaluate the settlement and the strain of the rock foundation surface during construction, the influence of the scattering of the deformability of foundations on the deformation behaviour should be investigated. In this paper, a method of evaluating the settlement and the strain of the rock foundation surface during construction was studied with stochastic deformation analysis considering the scattering of the deformability of the dam foundation. Based on the analytical results, a dam foundation design using the deterministic method considering the scattering of its deformability was discussed. Da in Japan Uferdämme of auf weichen Felsfundamenten gebaut werden, ist es wichtig, die Verformung der Fundamente auf Grund der Platzierung der Aufschüttungen bereits in der Planungsphase genau vorherzusagen. Im Zusammenhang mit einer genauen Beurteilung der Senkung sowie der Belastung der Felsfundamentoberfläche während der Bauarbeiten sollte auch der Einfluss der Streuung der Verformbarkeit der Fundamente auf das Verformverhalten untersucht werden. In der vorliegenden Studie wurde die Bewertungsmethode zur der Senkung sowie der Belastung der Felsfundamentoberfläche während der Bauarbeiten mit Hilfe von Wahrscheinlichkeitsanalysen der Verformung unter besonderer Berücksichtigung der Streuung der Verformbarkeit der Dammfundamente untersucht. An Hand dieser analystischen Ergebnisse wurde das Design der Dammfundamente dann enthusiastisch mittels deterministischer Methoden hinsichtlich der Streuung der Verformbarkeit diskutiert. Comme les barrages en remblai sont souvent construits sur des fondations rocheuses tendres au Japon, il est essentiel de prévoir précisément les déformations des fondations causées par la mise en place du remblayage durant la phase de conception. Afin d’évaluer avec exactitude le tassement et la déformation de la surface du rocher de fondation durant la construction, l’effet de la dispersion de la déformabilité des fondations sur le comportement de déformation doit être étudié. Dans cette étude, l’auteur a étudié la méthode d’évaluation du tassement et de la déformation de la surface du rocher de fondation durant la construction en procédant à une analyse aléatoire/stochastique de la déformation et en prenant en considération la dispersion de la déformation des fondations du barrage. En se basant sur les résultats de l’analyse, la conception des fondations de barrage avec la méthode déterministe considérant la dispersion de sa déformabilité a été activement discutée.

Jan 1, 2003

By S. Kahraman

The correlations between the modulus ratio and penetration rate of rotary and percussive drills were statistically investigated using the raw data obtained from the experimental works of different researchers. An inverse power law was found between the modulus ratio and the penetration rate of rotary and diamond drills. The penetration rate of rotary drills and diamond drills decrease with an increasing modulus ratio. The penetration rates of percussive drills increase with an increasing modulus ratio. There are significant linear correlations between the penetration rates of percussive drills and the modulus ratio. In one of the cases of percussive drilling, a strong correlation between the penetration rate and the modulus ratio was found for the rocks having a porosity value lower 1.23 %. It can be concluded that the modulus ratio might be a representative measure of rock drilling efficiency. However, further study is necessary to check the validity of the derived equations for other rock types. The effect of porosity on the correlations between the modulus ratio and penetration rate needs to be further investigated.

Jan 1, 2003

By J. N. Van der Merwe

The data base of failed pillar cases as used by Salamon and Munro (1967) in their original analysis to determine the strength of coal pillars empirically, has been updated for this study. It is shown that the Vaal Basin and Klip River coal fields exhibit similar behaviour that differs from the failures in other areas, i.e. failure at high safety factors within a short period of time. Those collapse cases have been omitted from the new data base. Failures in the other areas that occurred after 1967 have been added. Using a technique to minimize the area of overlap between the populations of safety factors of failed and intact pillar cases, the new data base was re-analysed in conjunction with the original Salamon-Munro data base of intact pillar cases, from which the cases in the areas of weak coal were likewise eliminated. It was found that a linear formula reduced the overlap area by22%. The new formula predicts higher strength for pillars with a width-to-height ratio greater than approximately 2.0 to 3.0 and a lower strength for smaller pillars. It was also found that in order to obtain the same relative measure of stability as with the Salamon-Munro formula, the strength constant in the new formula should be within a range of 2.8 to 3.5 MPa. For most current South African coal mining conditions, using the new formula for pillar strength will result in leaving smaller pillars without sacrificing stability. The reason for this is that the Salamon-Munro formula under-estimated the strength of larger pillars and over-estimated the strength of smaller pillars. The new formula will thus result in improved reserve utilization without sacrificing stability.

Jan 1, 2003

By C. Erichsen

ABSTRACT: The Berg Bock Freeway Tunnel represents the southernmost link of the "Thuringian tunnel chain" of the new freeway A71 located in the eastern part of Germany. It comprises two tubes each 2700 m in length. From north to south, it passes through the Suhl granite, the base sediments and the porphyrite of the New Red as well as the layers of the Middle Bunter. The two tunnel tubes were driven by the shotcrete method within appr. 10 months. With four tunnel faces, maximum performances totalling appr. 30 m/d were attained. Additional, supplementary demands on the safety conception, resulting from the findings from and the analysis of fire accidents in tunnels in recent years, had to be fulfilled in the execution planning at short notice. The inner lining is largely constructed using non-reinforced concrete. Reinforcement is only installed in the portal zones, in tunnel sections in less stable rock and in areas with a special cross-section as for instance cross connections and niches. ZUSAMMENFASSUNG: Der Autobahntunnel Berg Bock stellt das südlichste Glied der "Thüringer Tunnelkette" auf der Autobahn A71 dar, die im Osten von Deutschland liegt. Er besteht aus zwei Röhren von je 2700 m Länge. Vom Norden nach Süden durchörtert er den Suhler Granit, die Basissedimente und den Porphyrit des Rotliegenden, sowie die Schichten des Mittleren Buntsandsteins. Die beiden Tunnelröhren wurden in Spritzbetonbauweise in einer Bauzeit von etwa zehn Monaten aufgefahren. An vier Vortriebsorten wurden Spitzenleistungen von insgesamt etwa 30 m/d erzielt. Ergänzende Anforderungen an das Sicherheitskonzept, die sich auf der Grundlage der Auswertung der in den letzten Jahren aufgetretenen Brandunfälle in Tunneln ergeben haben, wurden im Rahmen der Ausführungsplanung kurzfristig berücksichtigt. Die Tunnelinnenschale wurde weitgehend aus nicht bewehrtem Beton hergestellt. Nur in den Portalzonen, in Tunnelabschnitten mit weniger standsicherem Fels und in Bereichen mit speziellen Querschnitten, wie beispielsweise im Bereich von Querstollen und Nischen, wurde bewehrter Beton ausgeführt. RÉSUMÉ: Le tunnel d'autoroute de Berg Bock représente le plus méridional maillon de la "chaîne thuringienne de tunnels" sur l'autoroute A71 dans l'est de l'Allemagne. Il se compose de deux tubes d'une longueur de 2700 m chacun. Du nord vers le sud, il traverse le granit de Suhl, les sédiments de base et le porphyrite du Rotliegendes, aussi que les strates du grès bigarré intermédiaire. Les deux tubes étaient creusés en méthode de construction de béton projeté dans une période de construction d'environ dix mois. À quatre fronts de taille rendements maximaux collectifs d'environ 30 m par jour étaient obtenus. On a eu égard à court terme dans la conception d'exécution à des demandes supplémentaires vers la conception de sécurité, qui ont résulté sur la base de l'interprétation des accidents d'incendie dans des tunnels dans les années dernières. La paroi intérieure était construite largement de béton non armé.

Jan 1, 2003

By K. S. Rao, R. P. Tiwari, V. K. Shrivastava

ABSRACT: In this paper numerical simulation of jointed block mass behaviour obtained in an experimental study has been presented. Singh et al. (2002) conducted extensive tests on the jointed model materials with several joint configurations. The results of this experimental study were used to validate the strength behaviour of numerical block mass model developed using professionally available software. This software basically contains different kinds of material models. From the results of numerical simulation the existence of strength anisotropy was observed. The strength anisotropy so obtained has been compared with the experimental values reported by Singh et al. (2002). The anisotropic curves in both cases are U-shaped with flat base. They show good agreement in sliding mode of failure zone in which inclination ß (= 90° - ?) of joint set-I lie between 20° to 40° for all cases of interlocking. ZUSAMMENFASSUNG: In dieser numerischen Papiersimulation des verbundenen Blockmasse Verhaltens, das in einer experimentellen Studie erhalten wird, ist dargestellt worden. Singh et al. (2002) leiteten umfangreiche Tests auf den verbundenen vorbildlichen Materialien mit einigen gemeinsamen Konfigurationen. Die Resultate dieser experimentellen Studie wurden verwendet, um das Stärke Verhalten des numerischen Blockmasse Modells zu validieren, das mit professionell vorhandener Software entwickelt wurde. Diese Software enthält im Allgemeinen unterschiedliche Arten der materiellen Modelle. Von den Resultaten der numerischen Simulation wurde das Bestehen von Stärke Anisotrophie beobachtet. Die Stärke Anisotrophie also erreicht ist mit den experimentellen Werten verglichen worden, die von Singh et al. (2002) berichtet werden. Die anisotropen Kurven in beiden Fällen sind mit flacher Unterseite u-förmig. Sie zeigen gute Vereinbarung in gleitender Erscheinungsform des Ausfalls Zone, in der Neigung ß (= 90° - ?) von der Verbindung stellenSie Lüge zwischen 20° auf 40° für alle Fälle vom Ineinandergreifen ein. RESUME: Dans cette simulation numérique de papier du comportement joint de la masse de bloc obtenu en étude expérimentale a été présenté. Singh et autres (2002) ont effectué les essais étendus sur les matériaux modèles joints avec plusieurs configurations communes. Les résultats de cette étude expérimentale ont été employés pour valider le comportement de résistance du modèle numérique de la masse de bloc développé en utilisant le logiciel professionnellement disponible. Ce logiciel contient fondamentalement différents genres de modèles matériels. Des résultats de la simulation numérique on a observé l'existence de l'anisotropie de force. L'anisotropie de force ainsi obtenu a été comparée aux valeurs expérimentales rapportées par Singh et autres (2002). Les courbes anisotropes dans les deux cas sont en U avec la base plate. Elles montrent la bonne concordance dans le mode coulissant de la zone d'échec en lequel la inclination ß (= 90° - ?) du joint placez-Je le mensonge entre 20° à 40° pour tous les cas d'enclencher.

Jan 1, 2003

Changes in reductant and energy inputs which are required to adjust the slag composition in anilmenite 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 does also hold for the changed inputs during transient changes in FeO content. Keywords: Ilmenite smelting, freeze lining, solidification, eutectic

Jan 1, 2003

By J. W. Latilla, J. J. van Wijk

In late 1997 a request was received to assist with determining the powered support unit (shield) load capacities for the planned 2 seam short wall. This project had a number of aspects which made it attractive to utilize numerical modelling in conjunction with other more conventional design tools in the design of the shields. Amongst these were: The 2 seam panels were to be laid out about 25 m below the previously short walled 4 seam, the 4 seam had in turn been over-mined by the 5 seam long wall, the proposed face height of the 2 seam short wall was 5.5 m while the 4 seam had been mined at 4 m. The top seam in the area (5 seam) had been mined at between 1.5 and 2.2 m high, the face conditions with about 95 m of broken material applying dead weight loading to the 2 to 4 seam inter-burden septum were hard to predict and cyclical loading due to the presence of strong sandstone bands in the 2 to 4 seam inter-burden. The basic thrust of the study was to take the known, and successful, situation (4 seam short wall) and carry out comparative modelling to enable prediction of likely 2 seam conditions. Some two dimensional aspects studied were: 5 m goaf hanging up behind shields, stresses in beams to determine likely first goaf roof span, stresses in cantilever beams to asses cyclical loading due to sandstone bands in the interburden being loaded by the overlying goaf and stresses on chain and crush pillars adjacent to the goaf edge. Three dimensional aspects that were investigated included: Load distribution along face for close goafing and 5 m goaf hang-up and load in a 1 m wide rib modelled in the position of the powered support units. From the modelling it was possible to determine the optimal shield leg capacity of the new 2 seam equipment. These outputs were used when drawing up the technical specifications for manufacture of the new equipment. The face was successfully commissioned in August 2002. Fin 1997, requête fut faite pour aider à la détermination des capacités de charge pour l’unité de soutènement mécanisée (bouclier) pour la couche 2 courte taille en projet. Certains aspects de ce projet le rendaient intéressant pour utiliser la modélisation numérique en même temps que d’autres méthodes conventionnelles pour la conception des boucliers. Parmi ces aspects se trouvaient : Les panneaux de la couche 2 devaient être placés environ 25 m au dessous de la couche 4 courte taille ; la couche 4 avait été remplacée par la couche 5 longue taille ; la hauteur de taille proposée pour la couche 2 courte taille était 5.5 m, tandis que la couche 4 avait été exploitée à 4 m. La couche supérieure de la région (couche 5) avait été exploitée entre 1.5 et 2.2 m de hauteur ; il était difficile de prédire les conditions de taille, avec environ 95m de matériaux cassés ajoutant une charge morte à la plaque de séparation entre les couches 2 et 4 et un chargement cyclique causé par des bandes de grès dans l’entre-fardeau 2-4. L’idée principale de l’étude fut de prendre la situation connue et réussie (couche 4 courte taille) et de faire une modélisation comparative pour prédire les conditions probables de la couche 2. Certains des aspects à double dimension qui furent étudiés étaient : Un accrochage de remblai de 5m derrière les boucliers ; contraintes dans les poutres pour déterminer le premier intervalle probable entre remblai et toit ; contraintes dans les poutres en porte-à-faux pour évaluer le chargement cyclique causé par les bandes de grès dans l’entre-fardeau qui est accablé par le remblai et les contraintes sur les piliers par chaîne et d’écrasement adjacents au bord du remblai. Aspects à trois dimensions qui furent étudiés : Distribution de la charge le long de la taille pour les remblais proches et l’accrochage de remblai de 5 m et la charge dans une nervure de 1 m de large modelée dans la position des unités de soutènement mécanisées. La modélisation a permis de déterminer la capacité de portée optimale du bouclier du dispositif nouveau pour la couche 2. Ces résultats furent utilisés pour dresser les spécifications techniques pour la fabrication de l’équipement nouveau. La taille fut commissionnée avec succès en août

Jan 1, 2003

By J. Muralha

The paper presents the limit equilibrium equations for the analysis of toppling blocks on a rock slope. The safety conditions are assessed by a numeric procedure implemented in an Excel worksheet. The UDEC numerical program was exploited to validate the procedure. A probabilistic model considering the spacing variability of the discontinuities was developed to define the most relevant parameters in this kind of problems. La communication presente les equations d’équilibre limite pour l’analyse de blocs rocheux sur une pente. Les conditions de securité sont évaluées par une procédure numérique en Excel. Le logiciel UDEC a été exploité pour valider cette procedure. Un modèle probabilistique a été developpé pour définir les plus importants paramètres dans ces problèmes. Das Referat stellt die Grenzgleichgewichtsgleichungen für die Analyse von umstrürzenden Blök-ken auf eines Felshang vor. Die Sicherheitsbedingungen werden durch ein numerisches Verfahren mit Excel beurteilt. Um die Gültigkeit des Verfahrens festzustellen, wurde das Programm UDEC benutzt. Ein die Klufabstandsvariabilität berücksichtigendes probabilistisches Modell wurde entwickelt, um die wichtigsten Parameter dieser Probleme zu bestimmen.

Jan 1, 2003

By T. Ramamurthy

ABSTRACT : Rock mass classifications RMR, Q and GSI do not suggest decreasing modulus ratio with the decrease in the quality of rock. These have been linked to joint factor, Jf , for better prediction. An engineering classification is suggested based on strength and modulus applicable to both intact and jointed rocks. ZUSAMMENFASSUNG : Fels Masse Klassifizierungen RMR, schlägt Q und GSI daß das Abnehmen von modulus Verhältnis mit der Abnahme in der Qualität des Felsen nicht vor. Diese sind zu gemeinschaftlichem Faktor, Jf, für bessere Voraussage verknüpft worden. Eine technische Klassifizierung wird auf der Basis auf Kraft und modulus vorgeschlagen die zutreffend sind zu beiden unversehrten und jointed Felsen. RESUME: RMR de classifications de masse de Rocher, Q et GSI ne suggèrent pas la proportion de modulus décroissante avec la diminution dans la qualité de rocher. Ceux-ci ont été reliés au facteur de jointure, Jf, pour mieux la prédiction. Une classification construisant est suggérée basé sur la force et modulus applicables intacts et les rochers de jointed.

Jan 1, 2003

By I. K. Craig, F. R. Camisani-Calzolari

Defects which occur at the surface of a continuously cast slab impede the throughput of final product, because an extra stage in the process is required to grind the defects away before further processing can take place. Defect prediction and the minimization of the occurrence of defects is required. The use of two models to define the defect propagation is explained. Both models are derived using system identification techniques such as auto-regression with exogenous input(ARX). One model is used to determine the effect of manipulated variables such as casting speed and measured disturbances such as mould level on temperatures within the mould. The other isused to determine or indicate the effect of the mould temperatures on the occurrence of defects such as transversal cracks. The latter model can be used to predict when the defects will occur and the former can be used to control the occurrence of the defects. Keywords: continuous casting, surface defect, control system, predictor, system identification, ARX

Jan 1, 2003

By J. Szlazak, A. Tor, M. Borowski, N. Szlazak, D. Obracaj

This article presents the analysis of ventilation systems used in dead-end headings, while being drilled, in coal mines. Special emphasis is put on methane and dust hazard. Mathematical model for distribution of methane concentration in a heading is given as well. This model takes into consideration sources of methane emission and change in air flow rate due to leaks in a duct line. Solving equations presented in this article enabled giving dependencies describing distribution of concentration along the heading. On the basis of these dependencies there is a possibility of determining places with higher methane concentration and ways of combating this hazard. Determining the distribution of methane concentration in dead-end headings ventilated by a separate ventilation system is of great importance as far as work safety conditions are concerned. The information obtained may be of use when finding proper places for installing methane sensors. Three kinds of separate ventilation systems were distinguished: forcing, exhaust and overlap. The development in construction of fans and spare parts of a duct line enables using both forcing and exhaust ventilation systems in headings developed by continuous miners, with length above 1000 m, in the conditions of methane, temperature and health-detriment dust hazards.

Jan 1, 2003

By M. J. A. Leal-Gomes

There is a set of settled ideas in the field of the mechanics of rock mass joints, that need a deep revision, after the last experimental works of several authors. In this paper, this theme is approached under several viewpoints, like the following ones: the essential influence of the mating or mismatching of rock joints on their strength (different strength models are applicable to these two situations, one leading preferably to normal scale effects, and the other to inverse scale effects); Patton's model is a bad formulation of the joint strength, whenever there is a dilation effect in the slidings (actually, the essential consideration of the amplitude of the roughess isn't made by any limit equilibrium model, like Patton's model); the joint strength increases as the width perpendicular to the sliding direction is reduced (previous works of other authors suggested the independence of the strength on that width); the reduction of the anisotropy of the roughness, as the sample symmetry and sample dimensions increase; there is no scale effect in the discontinuity mechanics, if there is no roughness heterogeneity; when only the same roughness and undulation orders are involved in the tests, shorter samples have larger peak displacements and lower shear stiffnesses than larger samples (usually, the contrary is admitted). For all these reasons, there isn't an easy correlation between the small scale tests and the natural large joint scale. Only "in situ" large scale tests have some representativeness. All the above mentioned questions are correlated to each other. Es gibt eine Menge eingewurzelter Ideen im Gebiet der Mechanik von Felsklüften, die, nach den letzten experimentellen Arbeiten von mehreren Verfassern, eine tiefe Überprüfung benötigen. In dieser Mitteilung, wird dieses Thema unter mehreren Blickpunkten angegangen, wie die folgenden: der wesentliche Einfluß des Zusammenpassens oder nicht Zusammenpassens von Gesteinsklüften auf ihre Festigkeit (verschiedene Festigkeitsmodelle sind auf diese zwei Situationen anwendbar, eins, das vorzugsweise zu normalen Maßstabseffekten führt, und das andere, das zu umgekehrten Maßstabseffekten führt); Pattons Modell ist eine schlechte Formulierung der Kluftfestigkeit, immer wenn es einen Dilatationseffekt in den Verschiebungen gibt (in Wahrheit, wird die wesentliche Berücksichtigung der Rauheitsamplitude von keinem Grenzgleichgewichtsmodell beachtet, wie Pattons Modell); die Kluftfestigkeit wächst wenn sich die Breite senkrecht zur Verschiebungsrichtung verringert (frühere Arbeiten anderer Verfasser suggerierten die Unabhängigkeit der Festigkeit von jener Breite); die Verringerung der Rauheitsanisotropìe, wenn die Probekörpersymmetrie und Probekörperabmessungen zunehmen; es gibt keinen Maßstabseffekt auf die Trennflächenmechanik, wenn es keine Rauhheitsheterogenität gibt; wenn nur die gleichen Rauheits- und Ondulationsgrößenordnungen in den Versuchen verwickelt sind, haben kürzere Probekörper größere Spitzenverschiebungen und geringere Schersteifigkeiten als größere Probekörper (gewöhnlich, wird das Gegenteil angenommen). Wegen aller dieser Gründe, gibt es keine einfache Korrelation zwischen den Versuchen im kleinen Maßstab und dem natürlichen großen Kluftmaßstab. Nur "in situ" Versuche im großen Maßstab sind einigermaßen repräsentativ. Alle die oben erwähnten Fragen hängen miteinander zusammen. Il y a un ensemble de des bien établies arrière-pensées idées dans le champ de la mécanique des discontinuités en massifs rocheux qui ont besoin d'une profonde revision, après les derniers travaux de divers auteurs. Dans cet article cette matière est abordée sous divers points de vue, comme les suivants: la signification essentiel de l'ajustement ou du désajustement des discontinuités dans leur résistance. Des différents modèles sont applicables à ces deux situations, une conduisant de préference à des effets d'échelle normaux et l'autre à des effets d'échelle inverses; le modèle de Patton est une mauvaise formulation de la résistance des joints quand il y a effet dilatant dans les glissement. En effet la contribuition essentielle de l'amplitude de la rugosité n'est pas consideré par aucun modèle d'équilibre limite comme le modèle de Patton; la résistance des joints croit au fur et à mesure que la largueur perpendiculaire à la direction de glissement est réduite. Des travaux antérieurs d'autres auteurs suggéraient que la résistance était indépendant de cette largueur; la réduction de l'anisotropie de rugosité au fur et à mesure que la symétrie et les

Jan 1, 2003

A diverse selection of rockbolt designs and resin anchors are available for use in underground mines. Research in recent years at the UNSW Mining Research Centre led to the construction of a rockbolt pull-testing facility. This facility has subsequently been upgraded, commissioned and initial test work has been completed to verify the pull-test process. A test program has been completed with the objective to understand the load transfer mechanism and improve the general performance of rockbolts. This paper describes the results of this research. Une sélection diverse de dessins du rockbolt et ancres de la résine est disponible pour usage dans les mines de métro. Faites des recherches ces dernières années à l'UNSW que le Centre de la Recherche Minier a mené à la construction d'une facilité de l'essai de la traction du rockbolt. Cette facilité a été améliorée par la suite, le travail de l'épreuve en commission et initial a été complété pour vérifier le processus de la traction-épreuve. Un programme de l'épreuve a été complété avec l'objectif comprendre le mécanisme du transfert de la charge et améliorer la performance générale de rockbolts. Ce papier décrit les résultats de cette recherche. Eine verschiedenartige Auswahl an rockbolt-Designs und Harzankern ist dafür verfügbar, benutzen Sie in unterirdischen Bergwerken. Forschung in letzten Jahren beim UNSW-Bergbau Forschung Zentrum führte Ruckerprobung-Einrichtung zur Konstruktion eines rockbolt. Diese Einrichtung ist anschließend befördert worden, ist beauftragt worden und wird abgezeichnet, prüfen Sie, die Arbeit ist vervollständigt worden, um den Ruckprüfung-Prozeß zu verifizieren. Ein Prüfungsprogramm ist mit dem Objektiv vervollständigt worden, den Lastübertragungsmechanismus zu verstehen und die allgemeine Aufführung von rockbolts zu verbessern. Dieses Papier beschreibt die Ergebnisse dieser Forschung.

Jan 1, 2003