Search Documents

By Z. G. He, S. H. Chen, P. Egger

A new model for hollow rock bolts which comprises rock material, hollow bolt material, bolt/rock interface, is developed on the base of the composite element method (CEM). The main advantage of the new model is that it can be incorporated into the conventional finite element analysis. So the mesh generation of bolted rock structures becomes more convenient and feasible, which is very important in the optimisation of reinforcement design: the mesh can be kept unchanged when the number and orientation of bolts are adjusted. The comparison of the calculation results with a conventional FE approach shows the robustness of the proposed method. Un nouveau modèle numérique de boulons creux comprenant la roche, le matériau du boulon creux et l’interface roche / boulon est développé sur la base de la méthode des éléments composites (CEM). L’avantage principal du nouveau modèle est la possibilité de l’incorporer dans une analyse aux éléments finis conventionnelle. Ainsi la génération du maillage d’une structure rocheuse ancrée devient plus simple ce qui est très important pour une optimisation du projet : en cas d’ajustement du nombre et de l’orientation des boulons, le maillage reste inchangé. La comparaison de résultats de calcul avec ceux obtenus par un code aux éléments finis conventionnel montre la robustesse de la méthode proposée. Auf der Grundlage der Verbund-Element-Methode (CEM) wird ein neues Modell für hohle Reibungsanker entwickelt, das den Fels, das Ankermaterial und die Kontaktfläche Fels / Anker umfasst. Der Hauptvorteil des neuen Modells ist die Möglichkeit, es in eine konventionelle FE-Analyse einzubetten. So wird die Netz-Generierung für verankerte Fels-Bauwerke einfacher, was für die Optimierung des Verankerungs-Projekts von Wichtigkeit ist: wenn Zahl und Orientierung der Anker variiert werden, bleibt das Netz unverändert. Der Vergleich von Rechenergebnissen mit solchen aus einer konventionellen FE-Rechnung zeigen die Robustheit der vorgestellten Methode.

Jan 1, 2003

By T. Frömmer, H. Wagner

An inter-disciplinary geotechnical study has been carried out in an Austrian magnesite mine. The paper describes the how geological data, in situ and laboratory tests as well as subjective, empirical, geophysical and numerical methods have been used to identify critical areas in the mine. In einem österreichischen Magnesit Bergbau wurde in den letzten Jahren eine interdisziplinäre geotechnische Studie durchgeführt. Der Vortrag beschreibt den Einsatz subjektiver, empirischer, geophysikalischer und numerischer Methoden zur Identifikation geotechnischer Problembereiche Ces dernières années des études géotechniques interdisciplinaires sont effectuées dans une mine souterraine de magnésite en Autriche. Ce rapport trace l’application des méthodes subjectives, empiriques, géophysiques et numériques pour identifier les zones problématiques dans la mine

Jan 1, 2003

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

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

Jan 1, 2003

By V. Velicka, J. Ptacek, R. Snuparek, P. Konecny, G. Takla

Coal mining in Ostrava-Karvina coalfield is being accompanied by rockbursts. 82 rockbursts occurred within the period between 1990 and 2002. Natural and technological factors from these rockbursts were collected and analysed. They confirmed that rockbursts are complex geomechanical events and that the relations between co-acting technological and natural factors are very complicated. Der Abbau in dem Ostrava-Karvina Steinkohlenrevier wurde von Anfang an durch Gebirgsschläge begleitet. 82 Gebirgsschläge in dem Zeitabshnitt von 1990 bis 2002 erfolgten. Die Angaben über natürliche und technische Faktoren der Gebirgsschläge wurden gesammelt und analysiert. Es wurde bestätigt, dass die Gebirgsschläge komplexe geomechanische Phänomene sind und dass die Beziehungen zwischen den zusammenwirkenden Faktoren sehr kompliziert sind. L´abattage d´houille dans le Bassin houiller d´Ostrava-Karvina est accompagnée par les coups de terrains. 82 coups de terrains s´étaient produit dans la période entre 1990-2002. Les données sur les facteurs naturels et techniques ont été ramassées et analysées. Les résultats ont corroboré que les coups de terrains sont des phénomènes géoméchaniques complexes. Les relations entre les facteurs techniques et naturels coopérants sont très compliqués.

Jan 1, 2003

By K. G. Lomberg

The integration of various highly sophisticated IT applications has been implemented at Bafokeng Rasimone Platinum Mine, a new platinum mine in the Anglo Platinum Group. This system is required to assist with compiling the necessary geological and grade information together with safety, environmental, ventilation, rock engineering and logistical constraints, to allow the design of the appropriate mining layout, to schedule this design, provide the necessary output for technical review and costing as well as budgeting to allow medium- and long-term business planning. In addition the production management and short-term planning needs must be met. This includes the plotting of all underground and surface infrastructure and excavations, giving the necessary mining and best cut instructions, daily production management, ore reserve and grade management as well as assisting with budgetary management. In addition all safety, health, environment and risk assessment requirements and legal requirements have to be met. The system at Bafokeng Rasimone Platinum Mine has met these criteria. Keywords: Platinum, Bushveld Complex, Mine Planning, Production Management

Jan 1, 2003

By H. Ozturk

In this paper, the computer program ‘SHAFT’ developed for estimation of support requirements for circular mine shafts is introduced. Theory of support design is based on the analytical solutions of circular excavations under non-hydrostatic loading (Detourney and St. John1), and Lame’s thick-wall cylinder theory (Timoshenko6). For rock mass strength property determination Hoek-Brown failure criterion (Hoek et al.2) is used. Mainly two types of support, concrete and steel are taken into consideration as a support member. Program is written in Quick Basic language. Input parameters of the program are shaft radius, number of zones having the same properties along the shaft depth, and depth, unit weight, horizontal to vertical stress ratio, GSI, and uniaxial compressive strength of intact rock of each zone, and compressive strength and safety factor of support member. Output of the program is the graphical representation of shaft with the required support member and thickness throughout the depth of the shaft.

Jan 1, 2003

By F. H. Cornet, D. Ask, O. Stephansson

We have conducted a stress analysis of overcoring stress measurements undertaken at the Zedex Test Site (ZTS) in the Äspö HRL, Sweden. Two different types of overcoring cells have been used at the site: the 9-gauge Borre Probe (CSIR-type) and the 12-gauge CSIRO HI cell. Inversion programs based on the least-squares criterion were developed and calibrated. The primary and secondary stress field in the ZTS were back-calculated using strain data from individual cells as well as from combining data from both cells. We propose that the combination of strain data from the two cells significantly improves the determination of the stress field. A striking result is the good agreement between the re-analysed overcoring data and the existing hydraulic fracturing data. The deviations for the horizontal stresses between the re-analyzed overcoring data and the existing hydraulic fracturing data are approximately 3 MPa. The deviation in the orientation of maximum horizontal stress is approximately 10-20°. Nous avons analysé les résultats de mesures de contrainte par surcarottage réalisées sur le site Zedex, du laboratoire souterrain HRL d’Aspö, en suède. Deux types de cellule de mesure ont été utilisés sur ce site : la cellule à 9 jauges (du type CSIR) et la cellule à 12 jauges (du type CSIRO HI). Un programme d’inversion mettant en œuvre une norme par moindres carrés a été développé et validé. Les champs de contrainte primaires et secondaires du site Zedex ont été évalués d’une part en considérant chaque mesure isolément, d’autre part en intégrant l’ensemble des données de déformation dans une inversion unique. Nos résultats suggèrent que l‘association des diverses mesures dans une intégration unique améliore nettement la détermination du champ de contrainte. Un résultat intéressant est le bon accord entre ces nouveaux résultats et les résultats des mesures par fracturation hydraulique. Les écarts sur l’amplitude des contraintes horizontales est de l’ordre de 3 Mpa, les écarts sur les orientations de l’ordre de 10-20°. Auf dem Zedex Test Gelände im Äspö Festgesteinslabor (HRL) wurde eine Spannungsanalyse mittels Overcoring Spannungsmessungen durchgeführt. Hierzu wurden zwei verschiedene Methoden verwendet: das 9-kanal Borre Gerät (CSIR- Ausführung) und die 12-Kanal CSIRO HI Zelle. Inversionsprogramme, die auf dem “least-squares”- Kriterium basieren, wurden entwickelt und kalibriert. Das primäre und sekundäre Spannungsfeld des Zedex Test Geländes wurde sowohl aus Verformungsdaten individueller Zellen als auch aus Kombination beider Zellen ermittelt. Wir nehmen an, daß die Kombination der Messergebnisse beider Geräte die Bestimmung des Spannungsfeldes signifikant verbessert. Überzeugender Beweis hierfür ist die gute Übereinstimmung der überprüften Overcoring Daten und Ergebnisse aus existierenden Hydraulic Fracturing Versuchen. Die Abweichungen der horizontalen Spannungen aus beiden Datensätzen ist etwa 3 MPa und Abweichungen der Orientierung der größten Horizontalspannung liegen bei etwa 10-20°.

Jan 1, 2003

By C. Ware, R. Uken, G. Whitmore

The coastal dune cordon of northern KwaZulu-Natal is among the highest in the world reaching heights in excess of 180 m and up to 2 km in width. It comprises a complex system of Quaternary stacked dunes of various geomorphologies, types and ages (Sudan, 1999; Maud and Botha, 2002;Ware et al., 2001; Ware, 2003). The dunes contain economic heavy minerals that have been exploited for the last two and a half decades. Dune units have recently been defined based on sand composition and texture(Sudan, 1999; Ware, 2003). Despite this, little work has been undertaken on the clay-fraction (< 2 um). This work documents the weathering of dunes to form clays. From the documented clay assemblages and relative abundances, a simplified weathering sequence with increasing maturity can be summarized as follows: primary minerals ? illite + vermiculite ?illite +interstratifications ?illite + montmorillonite ?halloysite + interstratifications + kaolinite ?kaolinite. The dominant controlling factors in determining clay assemblages is pH and leaching conditions. The presence of carbonates results in an alkaline pH and high concentrations of Ca2+and Mg2+which favours the formation of montmorillonite and vermiculite. However, vermiculite tends to form under slightly acidic conditions and is indicative of palaeosols where organic acids produce localized acidic pH’s. In contrast to this, kaolinite will only form and concentrate when carbonates have been leached. Kaolinite dominated samples are considered very mature under current climatic conditions(Chamley, 1989). Halloysite represents a transitional phase between montmorillonite and kaolinite (Herbillon et al., 1981). Ion mobility and evacuation is also critical in determining clay assemblages. Past work and field studies indicate that the dune cordon acts as an open system, resulting in carbonates and mobile ions being readily leached and lost from the system. However, when prolonged weathering has caused an accumulation of fine-grained material, the permeability decreases substantially whereby mobile cations and silica cannot be readily evacuated. This results in the formation of montmorillonite rather than kaolinite, even when carbonates have been leached. Illite (sericite) is considered to alter directly from feldspars. However, dune stacking and geometries, vegetation, water fluxes, reworking and erosion complicates this sequence.

Jan 1, 2003

By A. Nieto

A vehicle proximity warning–collision avoidance system is being developed using GPS and wireless local area networks to improve safety of off-highway trucks in open pit mines. After two-and a-half years of research, software development, and laboratory testing, field tests were carried out at operating limestone quarries and open pit mining operations to evaluate GPS accuracy and overall system effectiveness under rugged operating conditions. This article describes the progress made on this NIOSH-funded project and discusses the GPS accuracy tests and overall system tests that were carried out during the year 2001 at the Colorado School of Mines Survey Field and at the Morenci open pit copper mine in Arizona. Keywords: GPS, Advanced Mining, Virtual Reality, Wireless Networks, Proximity Warning

Jan 1, 2003

By J. P. Harrison, J. A. Hudson

ABSTRACT: Given the current widespread use of numerical models for rock mechanics and rock engineering, and the ‘Technology Road Map’ theme of the Congress, it is timely to consider the key issues in matching numerical models to rock engineering problems. The three main aspects are: a) identifying the mechanisms, variables and parameters that are relevant to a particular rock engineering project; b) establishing the content and mode of operation of a particular code; and c) deciding whether a particular code provides an adequate model for a particular project. We summarise the key issues, highlighting the concept of rock mass domains, validation and the ability to present the results of a modelling exercise. We include three compact numerical modelling case examples to illustrate the points. Finally, we also present a ‘roadmap’ to assist in the process of matching a numerical model to the rock reality. RESUME: Considérant l’utilisation généralisée des modèles numériques en mécanique des roches et en ingénierie au rocher ainsi que le thème du congrès ‘technology road map’, il est opportun d’aborder les problèmes essentiels liés au choix des modèles numériques dans les problèmes ingénierie au rocher. Les trois aspects principaux sont : a) l’identification des mécanismes, variables et paramètres appropriés au projet considéré, b) la définition du contenu et du mode de fonctionnement d’un code numérique donné, et c) la possibilité de décider si un code donné fourni un modèle approprié au projet considéré. Les points clés sont résumés en mettant en évidence les notions de “massif rocheux”, de validation et de capacité à présenter les résultats d’une approche numérique. Nous présentons trois brèves études de cas qui illustrent ces points. Enfin, nous proposons aussi un logigramme pour aider au choix d’un modèle numérique approprié pour représenter la réalité d’un problème au rocher. ZUSAMMENFASSUNG: Im Licht der augenblicklich weitverbreiteten Nutzung von numerischen Modellen in der Felsmechanik and im Felsingenieurbau und unter Beruecksichtigung der Themenstellung des Congresses “Technology Road Map”, erscheint es an der Zeit die Kernprobleme, die sich mit Fragen der Abstimmung der numerischen Modele mit Hinblick auf ihre Anwendbarkeit im Felsingenieurbau beschaeftigen, naeher zu befassen. Die drei wesentlichen Aspekte sind: a) Identifizierung der Mechanismen, Variablen und Parameter, die fuer ein bestimmtes Projekt im Felsingenieurbau von Bedeutung sind; b) die Festlegung des Inhalts und des Modus Operandi eines bestimmten Codes, und c) die Entscheidung darueber ob ein bestimmter Code ein hinreichendes Model fuer ein bestimmtes Projekt ergibt. Wir fassen die wichtigsten Punkte zusammen, heben dabei das Concept der Gesteinsmassen Domaenen (Rock mass domains) hervor, und erarbeiten ihre Beurteilung und die Moeglichkeit diese zu praesentieren in den Ergebnissen einer Model Uebung. Wir schliessen drei Beispiele von numerischen Modellen ein in denen diese Punkte erlauetert werden. Zuletzt schlagen wir eine “Roadmap” vor, um dem Prozess der Abstimmung des numerischen Modells mit der “Felsmechanischen Wirklichkeit” zu unterstuetzen.

Jan 1, 2003

By D. Yu. Paleev, O. Yu. Lukashov, A. Yu. Krainov, E. R. Shrager, I. M. Vasenin

The gas-dynamic method is presented of calculation of explosion-proof distances during an explosion of the methane-air mixture in mine working. On the basis of this method is modelled of shock waves interaction with explosion protective parachute partitions, obstructions and water barriers. Calculations have been carried out of attenuation factors of shock waves during their interaction with explosion protective structures, arranged near conjugation zones of mine workings. Possibilities have been analysed of suppression of intensity of shock waves and of propagation of shock waves control in mine working network of coal mines by installation of explosion protective structures.

Jan 1, 2003

By S. Fletcher, C. Calle, K. Constanti-Carey, R. Ruzbacky, M. D. Horne

Laboratory test-work has established that two classes of redox catalysts based on anthraquinone and bipyridinium derivatives are effective in accelerating the rate of removal of metallic iron from reduced ilmenite (RI) in the aeration step of the Becher process. Two water-soluble anthraquinone derivatives are efficient: 9,10-anthraquinone-2,6-disulfonicacid, disodium salt (catalyst AQ-2,6) and 9,10-anthraquinone-2-sulfonic acid, monosodium salt(catalyst AQ-2). When 0.2 per cent w/v of either was added during aeration the rate of metalliciron removal was accelerated by two to three times. Furthermore, the addition of either compound resulted in magnetite (Fe3O4), the iron oxide phase preferred in commercial practice, being formed. However, both AQ-2,6 and AQ-2 were rapidly lost from solution during aeration although their catalytic activities persisted even when their concentrations in solution were low(<0.05 per cent w/v). The negatively charged anthraquinones were lost from solution most probably by adsorption onto the magnetite that has a net positive charge at the pH values encountered during aeration. To address this problem, the catalytic activities of positively charged bipryridinium derivatives were tested. Two water-soluble bipyridinium compounds, paraquat (1,1’-dimethyl-4,4’-bipyridinium dichloride) and diquat (6,7 dihydrodipyrido [1,2-a:2’,1’-c] pyrazinediiumdibromide), were found to significantly accelerate the rate of removal of metallic iron from reduced ilmenite, and both gave magnetite as the oxide product in the laboratory tests. Moreover, recycle tests showed they were not lost from solution as quickly as were the anthraquinone derivatives. Results in larger scale plant laboratory reactors also showed a significant increase in aerationrates when diquat was added and magnetite was again the oxide formed. However, the oxygensupply to the reactors was insufficient to achieve the maximum effect of the catalysts on theaeration rates. The limited supply of oxygen in a full scale aerator may prevent the application ofthe catalysts in a commercial Becher operation. Keywords: Becher process, aeration, anthraquinone, bipyridinium, redox catalyst, reduced ilmenite

Jan 1, 2003

By S. J. Thomas, P. A. Lilly, J. A. L. Napier

An industry research project has been established to examine the issue of rock mass failure in large open pit slopes. The approach began with numerically modelling failure at the laboratory scale with a displacement discontinuity program. The interim results from the program suggest the output failure mode is dependent upon the input parameter cohesion weakening. Es wurde ein Forschungsproject mit unterstützung von Bergbauindustrie bearbeitet. Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit war die Analysierung des Böschungsgefähr im größen Festgesteinstagebauen. Das Verfahren besteht aus der numerischer Modelierung mit Ansatz einen sonderen Rechnerprogram. Die erste Ergebnis zeigt, daß die Aufgabe am Angabendaten (cohesion) abhängig sein wird. Un project de recherche industriel fût conduit avec le but d’examiner les éboulements de roche dans les mines a ciel ouvert. La premiere étape a été de modelliser numériquement les éboulements dans un laboratoire en utilisant un programme de déplacement discontinu. Les resultants préliminaires du programme indiquent que la prédiction des ébouliements est directement reliée à la magnitude de la cohesion.

Jan 1, 2003

By E. Yan

Electrostatic separation has been a mainstay of minerals sands flowsheets for over 50 years. Recent electrostatic developments have shown better conductor/non-conductor separation than technology previously available. Results to date show significantly increased separation efficiency over prior-art high-tension roll electrostatic separator (HTR). These improvements allow greater simplification of MSP circuits by minimizing re-circulating loads. The distinct features of the eForce include: 1) A provision that minimizes the affects of particle size to improve separator performance, 2) an enhancement of the design and arrangement of the static electrode providing a greater attraction force for separating fine conductive particles, and 3) inner roll and outer plate electrode configuration to improve separation efficiency and throughput capacity. Key Words: eForce, Electrostatic, Ion bombardment, HTR, Separation Efficiency, Electrostatic Classifier

Jan 1, 2003

By E. Hakami

The objective of the study was to estimate the largest shear displacement that could be expected on a pre-existing fracture located in the repository area, due to the heat release from deposited waste. Two-dimensional numerical analyses using UDEC have been performed. The maximum shear displacement, at the fracture centre, amounts to 0.2 – 13.8 cm depending on fracture parameters. The fracture extension, friction angle and shear stiffness are found to be the most important. Le but de cette étude est de déterminer le déplacement maximal en cisaillement qui puisse se développer le long d&apos;une fracture préexistante en réaction à la chaleur dégagée par les déchets radioactifs enfouis dans la roche. Les analyses numériques ont été réalisées à l&apos;aide du code 2D UDEC. Le déplacement maximal en cisaillement enregistré au centre de la fracture varie entre 0.2 et 13.8 cm en fonction des propriétés de la fracture. L&apos;ouverture, l&apos;angle de friction et la rigidité au cisaillement semblent avoir une influence dominante sur les résultats. Zielsetzung der Studie war die Abschätzung der maximalen Scherverschiebung, die auf einer innerhalb des Endlagergebietes existierenden Rissfläche infolge der Wärmeabstrahlung des eingelagerten Materials zu erwarten war. Es wurden zwei-dimensionale numerische Berechnungen mit UDEC durchgeführt. Die maximale Scherverschiebung im Zentrum der Rissfläche beträgt 0.2-13.8 cm, abhängig von den Risseigenschaften. Dabei hat sich herausgestellt, dass Rissgrösse,Reibungswinkel und Schersteifigkeit den grössten Einfluss haben.

Jan 1, 2003

By J. L. Fuentes-Cantillana, J. B. Solar Menéndez, A. O. Cámara

The Principality of Asturias is a region situated in Northern Spain with two centuries of tradition in underground coal mining. In addition, its uneven relief has obliged the construction of a great number of tunnels both for railways and roads. Basing on this experience and an ever increasing need to improve on safety, the Barredo Foundation dependent on the Regional Government and the University, provides and manages a Centre for Research of Fires and Ventilation in Tunnels. The Centre has as its most important infrastructure, a tunnel 540 m long, 9,5 m wide and 8,0 m high at centre. This section coupled with ventilation equipment allows the simulation of risk conditions at real scale, which is achieved by modifying the geometry of the section and through two powerful stations situated one at either en of the tunnel. In addition, the Centre houses two test benches for fans and electrical motors at high temperatures. One bench with a re-circulation conduit is the most appropriate for tests in Transversal and Semi-transversal type of installations. The other, is for the testing of electrical motors or fans which operate in zones where the surrounding temperature is high. In this Centre, training has also been developed for Fire Fighters and Civilian Protection Personnel who have to work in fire and smoke rescue conditions in underground structures. Testing conducted at real scale enables this formation and also to improve different computer programmes in the field of Fires and Ventilation.

Jan 1, 2003

By I. Zemanek, A. Rozsypal

Mrazovka tunnel was excavated under one building whose subsurface space was not possible to reinforce against additional settlements induced by digging. In the presented contribution the risk analysis, warning levels and results of deformation measurements are described. Lespace souterrain d‘un des bâtiments sous lequel le tunnel Mrazovka a été creusé n‘a pu être renforcée contre l‘affaissement supplémentaire provoqué par l‘emplacement du tunnel. Le matériel présenté décrit l‘analyse des risques, le niveau des limites et les résultats des mesures des déformations. Der Untergrund eines der Gebäude, unter dem der Tunnel "Mrazovka" ausgeschachtet wurde, war es nicht möglich, gegen nachträgliches Setzen zu versteifen, hervorgerufen durch die Untertunnelung. Im vorliegenden Beitrag sind Gefahrenanalyse, Grenzwerte und Ergebnisse von Deformationsmessungen beschrieben.

Jan 1, 2003

The 106th Annual General Meeting of The South African Institute of Mining and Metallurgy was held in the J.C. Lemmer Auditorium, SA National Museum of Military History, 22 Erlswold Way, Saxonwold, Johannesburg on Wednesday, 13th August, 2003. Welcome The President extended a special welcome to the guests and representatives of our sister institutes and other associations, also to recipients of awards, senior members of industry, Honorary Life Fellows, Past-presidents, our Members and other guests, among them the following: Kevin Moxham, President, Association of Mine Resident Engineers Prof. Jay Barton, Vice President, The Geological Society of South Africa Dr Gus Muller, President, Institute of Certificated Mechanical and Electrical Engineers, South Africa Marius van Rooyen, President, Institute of Mine Surveyors of South Africa Benjamin Ngulube, Deputy Vice President, South African Institution of Electrical Engineers Dr Francois Malan, Chairman, South African Institute of Rock Engineering Dr Paul Jourdan, President, Mintek

Jan 1, 2003

By X. B. Zhao, J. G. Cai

When stress wave propagates through fractured rock masses, the wave will be slowed and attenuated due to the presence of these fractures. If the amplitude of stress wave is large enough to mobilize nonlinear deformation of these fractures, they will present different effects on one-dimensional P-wave propagation compared with those of linear deformational fractures. The static BB model is adopted to describe the nonlinear deformational behavior. Method of characteristics combined with displacement discontinuity theory is used to build analytical solutions of wave particle velocities and wave stresses. These equations are numerically solved with sufficient accuracy.

Jan 1, 2003

By R. J. Pine, J. M. Rance, J. S. Coggan

ABSTRACT: The safe design of excavations created in a fractured rock mass is of paramount importance in rock engineering. Depending on the nature of the stress regime acting on an excavation, and the associated deformational behaviour of the rock mass surrounding the excavation, a number of potential failure mechanisms exist. These involve a combination of shear failure on existing joints, extension of critically oriented joints and propagation of new fractures through previously intact rock. Conventional numerical codes usually adopt either a continuum or discontinuum approach; this often results in significant over simplification and kinematic limitations particularly when modelling complex rock mass behaviour in the close vicinity of excavations. This paper describes the results from several case examples using a combined finite element-discrete element code, ELFEN that incorporates a crack propagation mode. Through the use of selected rock engineering examples, the authors demonstrate the potential of the code in the realistic simulation of complex rock failure both in underground and surface excavation applications. RÉSUMÉ: La conception sûre des excavations créées dans une masse de roche fracturée est d&apos;importance primordiale dans la géotechnique. Selon la nature du régime d&apos;effort autour d’une excavation, et le déformation associé de la masse de roche autour de l&apos;excavation, il exsite un certain nombre de mécanismes potentiels d&apos;échec. Ceux-ci comportent une combinaison d&apos;échec de cisaillement sur les joints existants, la prolongation des joints d’orientation critique et la propagation de nouvelles ruptures dans la roche précédemment intacte. Les codes numériques conventionnels adoptent habituellement l’approche, soit d’un continuum, soit de discontinuum; ceci a souvent comme conséquence une sursimplification significative et les limitations cinématiques en particulier en modelant le comportement complexe de la masse de roche très proche des excavations. Cet article décrit les résultats de plusieurs exemples de cas en utilisant un code qui s’agit d’une combination d’élément discret et d&apos;élément fini, ELFEN qui incorpore un mode de propagation de fissure. Par l&apos;utilisation des exemples choisis géotechniques, les auteurs démontrent le potentiel du code dans la simulation réaliste de l&apos;échec complexe de roche pour les applications aux excavations soit au fond soit à l’extérieure. ZUSAMMENFASSUNG: Das sichere Design der Aushöhlungen, die in einer zerbrochenen Felsenmasse verursacht werden, ist vom paramount Wert in der Felsentechnik. Abhängig von der Natur des Druckregimes, das auf einer Aushöhlung und dem dazugehörigen deformationalen Verhalten der Felsenmasse umgibt die Aushöhlung fungiert, bestehen eine Anzahl von möglichen Ausfalleinheiten. Diese beziehen eine Kombination des Scherausfalls auf vorhandenen Verbindungen, Verlängerung der kritisch orientierten Verbindungen und Ausbreitung der neuen Brüche durch vorher intakten Felsen. Herkömmliche numerische Codes nehmen normalerweise entweder ein kontinuum oder discontinuum Annäherung an; dieses ergibt häufig bedeutende Übervereinfachung und kinematische Beschränkungen, besonders wenn es kompliziertes Felsenmasseverhalten in der Nähe der Aushöhlungen modelliert. Dieses Papier beschreibt die Resultate von einigen Fallbeispielen mit einem kombinierten begrenzten Element - getrennten Elementcode, ELFEN, das einen Sprungausbreitungmodus enthält. Durch den Gebrauch von vorgewählten Felsentechnikbeispielen, demonstrieren die Autoren das Potential des Codes in der realistischen Simulation des komplizierten Felsenausfalls bei Anwendungen für beide Tagebaue und Untergrundsaushöhlungen.

Jan 1, 2003