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By R. T. Jones

Technical publications in the field of mining and metallurgy have existed for a long time. Recent developments in electronic publishing on websites make it possible to disseminate information more widely and cost-effectively than before. Professional societies have an opportunity to serve their members and their industry by publishing high-quality peer-reviewed papers on their websites as well as in printed form. Older publications can be scanned, and optical character recognition used to provide searchable text. Various business models exist around this process. This paper outlines the approach used by the Southern African Institute of Mining and Metallurgy (SAIMM) to provide free open access to their journal papers and conference proceedings, as well as the work being done by OneMine.org to collect technical papers from a number of international societies and make them available to subscribers via a large database. An approach is outlined that should be of benefit to authors, readers, and society at large.

Jan 1, 2012

By H Möller

The purpose of this paper is to give an overview of the corrosion behaviour of steel in seawater. It is shown that the corrosion products (oxy-hydroxides and calcareous deposits) that are formed during corrosion in seawater have a significant effect on the corrosion behaviour of steel. The chemical composition of the steel determines how protective the oxy-hydroxide corrosion product is. The composition of the seawater influences the nature of the calcareous deposits. This needs to be considered when artificial solutions are used to simulate the corrosion behaviour of steel in seawater. A 3.5% NaCl solution is used frequently for this purpose, but because no calcareous deposits can be formed in this solution, erroneous results in terms of corrosion rates are obtained. The more complex ASTM D1141 artificial solution can be used to include the effects of ions other than Na+ and Cl- in synthetic seawaters. The importance of these other ions on the formation of calcareous deposits is discussed. Keywords: Steel, corrosion, seawater, calcareous deposits, oxy-hydroxides

Jan 1, 2006

By N. Mashaba, D. Botha

The aims of this study were to investigate the factors that influence women’s engagement in technical positions in the South African mining sector and to determine what could be done to promote their successful participation. A convergent parallel mixed-methods research design was used to ascertain the factors that facilitate, inhibit, and influence engagement. In the quantitative phase of the study, questionnaires were circulated to women employeees; and in the qualitative phase, semistructured interviews were conducted with employer representatives, most of whom were human resource personnel. Confirmatory factor analysis showed that the three-factor structure (vigour, dedication, and absorption) of the Utrecht Work Engagement Scale fit the sample data reasonably well. Although there is room for improvement, respondents demonstrated acceptable levels of engagement in their work. On the other hand, the qualitative findings showed that employee engagement is impacted by unfavourable working conditions, work–life balance, and the mining industry’s male-dominated work culture. The findings showed that employee engagement should be elevated to a core human resource function. To increase the participation of women in mining, human resource professionals are encouraged to collaborate with mine supervisors, managers, and employees to develop programmes that promote employees’ absorption in and dedication to their work.

Nov 6, 2023

By Z. Szczepanik, D. Milne, K. Kostakis

Abstract This paper presents the results of a series of creep tests performed on a total of nine samples of Lac du Bonnet granite from the Underground Research Laboratory near Pinawa, Canada. Each of the nine samples were subjected to stresses in excess of 80% of the average uniaxial compressive strength of the granite and were maintained at that level of constant loading for periods of time ranging between a few minutes and several months. Acoustic emission was recorded in order to monitor the development and accumulation of brittle microfracture damage in the samples throughout the long-term loading. According to previously published theoretical predictions and field results, as well as similar experimental results of creep tests in granite, samples should fail when loaded to 70% of their UCS for an extended period of time. Six of the samples did not fail when subjected to stresses in excess of 80% of their UCS over periods of several months and were subsequently subjected to uniaxial compression to failure. The average strength of the samples that had previously been subjected to long-term loading were comparable to the average published strength of this rock. Three of the nine samples had increased end confinement and these three samples failed under long term loading. Résumé Cet article présente les résultats d'une série d'essais de fluage de roche exécutés sur neuf échantillons de granite de Lac du Bonnet, du laboratoire souterrain de recherches près de Pinawa, Canada. Chacun des neuf échantillons a été alors soumis aux charges au-dessus de 80% de la résistance à la UCS moyenne du granit et a été maintenu à ce niveau du chargement constant pendant des périodes s'étendant entre quelques minutes et plusieurs mois. L'émission acoustique a été enregistrée pendant les essais afin d'obtenir des indications des dommages pendant le chargement à long terme. Selon des résultats théoriques précédemment édités et les résultats expérimentaux semblables des essais à long terme en granite, échantillons devrait échouer si chargé à 70% de leur UCS pendant une période prolongée. Six des échantillons n'ont pas cassé quant ils ont été soumis aux charges au-dessus de 80% de leur UCS et ont été plus tard soumis à la compression uniaxiale à la rupture. La force moyenne des échantillons qui avaient été précédemment soumis au chargement à long terme étaient comparable à la force éditée moyenne de cette roche. Trois des neuf échantillons avaient augmenté le confinement de fin et ces trois échantillons ont cassé sous le chargement à long terme. Zusammenfassung Dieser Artikel beschreibt die Resultate von Kriechversuchen, die an neun Proben aus dem Lac du Bonnet Granit des "Underground Research Laboratory" bei Pinawa in Kanada durchgeführt wurden. Jede der neun Proben wurde Drücken unterworfen, die mehr als 80% der einaxialen Druckfestigkeit des Granites entsprechen. Diese Drücke wurden für verschiedene Zeitspannen von wenigen Minuten bis zu einigen Monaten auf einem konstanten Niveau gehalten. Während der gesamten Langzeitbelastung wurden akustische Emissionen aufgezeichnet, um die Entwicklung und gesamthafte Beschädigung der Proben durch Sprödbruch aufzuzeichnen. Entsprechend bisher veröffentlichter theoretischer Vorhersagen, Feldversuchen und auch experimentellen Resultaten von Kriechversuchen an Granitproben wäre ein Versagen der Proben zu erwarten gewesen, wenn sie über längere Zeit einer Last von 70% ihrer einaxialen Druckfestigkeit unterworfen werden. Wider Erwarten trat bei sechs der Proben kein Versagen ein, als sie mit über 80% ihrer einaxialen Druckfestigkeit über mehrere Monate belastet wurden; daher wurden sie im Anschluss bei einaxialer Kompression zum Versagen gebracht. Die mittleren Festigkeiten der im Langzeittest verwendeten Proben sind vergleichbar mit den normalerweise für diesen Gesteinstyp angegebenen Festigkeiten. Drei der neun Proben versagten unter der Langzeitbelastung; diese drei Proben hatten eine erhöhte Endflächenreibung.

Jan 1, 2003

By L. Malmgren, A. Ansell

This paper deals with the influence from blast induced stress waves on the performance of shotcrete support in the Kiirunavaara mine. Time histories of stress waves from blasting were obtained from measurements during production blasts in the mine, followed by failure mapping. A finite element model, consisting of beam and spring elements, was used to calculate the shotcrete response to vibrations from blasting. The modelling approach was similar to that of a building during an earthquake, with accelerations measured in-situ used as loads. The analysis showed that the calculated adhesive stresses exceeded the strength in the interface between rock and shotcrete near to the blasted ring. It also indicated that tensile rock failure did occur. These types of failure will presumably result in ejection of joint defined rock blocks or rock slabs and will require a ductile support, such as fibre reinforced shotcrete. The predicted failure was confirmed by the mapping, which also showed that the zone of failed shotcrete was much larger in areas with plain shotcrete compared to areas with reinforced shotcrete. L’influence de l’onde de pression générée par les sautages à la mine de fer de Kiruna sur la performance du béton projeté est étudiée dans le présent article. Les ondes créées par les sautages ont été enregistrées et les domages résultants ont été cartographiés. La réponse du béton projeté aux vibrations de sautage est étudiée à l’aide d’un modèle d’éléments finis, constitué de poutres et de ressorts. L’approche est similaire à celle d’un immeuble subissant un tremblement de terre, avec les accélérations internes utilisées comme charges. L’analyse montre qu’à proximité des sautages, la contrainte adhésive dépasse la résistance de l’interface roche-béton. L’analyse confirme aussi l’existence de ruptures en tension. Ces types de rupture induisent probablement l’éjection des blocks définis par les structures du massif rocheux et requierent un support ductil, comme du béton projeté renforcé par exemple. Le type de rupture est confirmé par les observations de terrain, qui montrent aussi une extension plus importante des domages lorsque le béton projeté n’est pas renforcé. In diesem Konferenzbeitrag geht es um den Einfluss, der aus einer Sprengung hervorgerufenen Schwingungswellen auf die Ausführung der Spritzbetonverstärkung in dem Kiirunavaara Bergwerk. Die Aufzeichnungen der Schwingungswellen von Sprengungen gemäß einer Fehlerkartierung beziehen sich auf Messungen, die während der Sprengungen durchgeführt wurden. Ein Finite Elemente Modell, bestehend aus Stab- und Federelementen, wurde für die Berechnung der Spritzbetondeformation in Bezug auf die Schwingungen aus Sprengungen angewendet. Die Modellierungsmethode war ähnlich der eines Gebäudes während eines Erdbebens anhand der gemessenen Beschleunigungen vor Ort, die als Lasten benutzt wurden. Die Untersuchung hat gezeigt, dass die berechnete Haftspannung größer war als die Festigkeit in der Verbindung zwischen Gestein und Spritzbeton in der Nähe des Sprengungscentrums. Die Analyse hat gezeigt, dass die Zugfestigkeit des Gesteins versagte. Diese Arten von Versagen werden als Folge der Herausnahme von Gesteinsbrocken oder Gesteinsplatten erklärt und benötigen eine faserverstärkte Spritzbeton. Das vorausgesagte Versagen bestätigte sich beim Kartieren, welches auch zeigte, dass die Zone des versagenden Spritzbetons in Bereichen mit unverstärktem Spritzbeton viel größer war als in Bereichen mit armierten Spritzbeton.

Jan 1, 2003

By J. Whitford

The established crown pillar extraction method at Gold Fields Australia Ltd.’s Crusader Mine, leads to the significant dilution and poor recovery of ore due to caving of the overlying loose rockfill. The application of selectively injecting specifically developed ‘FB200’ ettringite (calcium sulphoaluminate hydrate) type cement grout into loose rockfill to form a stabilised rockfill material, enables an artificial crown pillar to stabilise the surrounding rock mass and prevent caving of the overlying loose rockfill during crown pillar extraction. Investigation of the geomechanical criteria for crown pillar extraction beneath stabilised rockfill has enabled the safe and efficient extraction of two crown pillars at the Crusader Mine. La méthode actuelle d'extraction des piliers horizontaux à la mine Crusader dont la propriétaire est le Goldfields Australia Ltd amène à une dilution sensible du minerai, à cause de l'effondrement du remblai peu compacté qui se trouve au-dessus. Par moyen d'injection sélective du coulis de ciment FB200 ettringite (sulfoaluminate de calcium hydraté) qui a été développé spécifiquement pour cette application, un pilier artificiel est crée et celui-ci empêche l'effondrement du remblai pendant l'extraction du pilier de minerai au-dessous. A la suite des études géotechniques de la méthode, deux piliers horizontaux à la mine Crusader ont été extraites, de manière efficace et sûr. Die feststehende Krone Pfeiler Extraktionsmethode beim Crusader Mine von Gold Fields Australien GmbH, führt wegen caving des overlying lockerer rockfill zur bedeutungsvollen Verdünnung und schlechtem Wiederfinden des Erzes. Der Antrag, ausdrücklich entwickelten 'FB200' ettringite selektiv zu spritzen, (Kalzium-sulphoaluminate-Hydrat) Art kittet Mörtelschlamm in lockeren rockfill, um ein stabilisiertes rockfill-Material zu bilden, ermöglicht einem künstlichen Kronenpfeiler, die umliegende Steinmasse zu stabilisieren und caving des overlying während des Kronenpfeilerherausziehens lockeren rockfill zu verhindern. Untersuchung der geomechanical-Kriterien für Kronenpfeilerherausziehen unter stabilisiertem rockfill hat dem sicheren und tüchtigen Herausziehen von zwei Kronenpfeilern beim Crusader Mine ermöglicht.

Jan 1, 2003

By D. F. Malan, M. Grave, J. A. L. Napier

Previous fundamental research projects have indicated the value of continuous closure measurements in deep tabular excavations for improved support design, hazard assessment and for quantifying the effect of seismicity on stope closure. This paper describes further measurements in a VCR stope to validate some of the earlier findings. Calculation of the closure ratio showed that it is a good measure to identify different ground conditions and possible hazards. This work was supported by numerical modelling results, which showed that the closure ratio is very useful in discriminating the response of different geotechnical environments. Des projets précédents de recherche fondamentale ont démontré la valeur de mesures continues de fermeture dans le cas de profondes excavations tabulaires pour une conception améliorée du soutien, de l’évaluation du danger et pour quantifier l’effet de la séismicité sur l'affaissement du toit d’un chantier d’abattage. Le présent document décrit d’autres mesures dans un chantier d’abattage VCR afin de valider certaines des conclusions précédemment formulées. Le calcul du degré d'affaissement montre qu’il y va de soi d’identifier différentes conditions de sol ainsi que les dangers possibles. Les présents travaux ont été confirmés par des résultats de modélisation numérique, lesquels ont démontré que le taux d'affaissement est très utile quant à discerner la réponse dans des environnements géotechniques différents. Vorherige Forschungsprojekte haben den Wert von kontinuierlichen Setzungsmessungen im tiefen Sudafrikanischen Strebabbau angedeutet, vor allem fur Ausbaudesign und Risikobewertung, als auch fur die quantitative Bestimmungen der seismizitatsabhangigen Setzung. Dieses Referat beschreibt weitere Messungen in einer VCR Grube um fruhere Bestimmungen zu bewerten. Dass errechnete Konvergenzverhaltniss erweiste sich als eine gute Massnahme zur bestimmung von geotechnischen Zonen und moglichen Risiken. Numerische Analyse unterstutzte die vorliegende Arbeit und deutete darauf, dass das Konvergenzverhaltniss sehr brauchbar ist um Verhaltensunterschiede der geotechnischen Zonen zu erproben

Jan 1, 2003

By S Rupprech, T Lund, H Fourie, PH van Rooyen, NM Vegter

Rosh Pinah Zinc Corporation (Pty) Ltd (RPZC) operates an underground mine at Rosh Pinah in southern Namibia producing zinc and lead sulphide concentrates. It currently mines around 0.7 Mtpa run-of-mine ore containing around 6-10% zinc and 1.5-3.5% lead. As part of past exploration and current intensified exploration, a massive continuous low grade ore body was identified which grades at around 3% zinc equivalent. This ore body is near current mining infrastructure and could be amenable to bulk mining methods. In the present paper a concept is presented on how it could be exploited. As a precursor to exploitation of the low grade a number of enhancements are proposed for the current mining operations including: ? shortening load-and-haul distances by extending the conveyor raise further down the mine in a phased manner and back-filling of waste into mined-out stopes; ? use of mobile crushing plant at the crusher tip, and; ? installation of a system to allow scoops to load directly from stopes into ore passes close by combined with truck loops to haul from these ore passes to the crusher tip. To exploit the low grade ore body the following concepts are proposed: ? open stope mining from two areas at a total rate of up to 2 Mtpa; ? underground pre-beneficiation of mined low-grade ore near the stopes using either dense medium separation or X-ray sorting; ? pre-beneficiated tails back-filled to mined-out stopes and; ? pre-beneficiated product transported to surface by linking into proposed run-of-mine conveying system.

Jan 1, 2007

By B. Haimson

A new loading apparatus was fabricated and used to conduct true-triaxial compression tests on KTB amphibolite, a crystalline basement rock. Tests in dry jacketed samples reveal that the intermediate principal stress has a significant effect on the onset of dilatancy and on rock strength, contrary to the implicit assumption made by Mohr-type failure criteria. Failure is induced through a shear fracture that dips steeply in the direction of the least principal stress. Experimental results lead to a new generalized strength criterion in terms of all three principal stresses. Unjacketed KTB amphibolite specimens, exposed to confining fluid, are considerably weaker than the jacketed ones, despite the negligible porosity and permeability. Failure is facilitated by several closely spaced subparallel tensile cracks normal to the least stress direction. SEM analysis suggests that microcracks developed upon dilatancy onset are penetrated and extended by the confining fluid, bringing about the unexpected rock failure mechanism at reduced stress levels. Un nouveau dispositif à chargement fut fabriqué et utilisé afin de réaliser un vrai essai de compression tri-axial sur KTB amphibolite, une roche cristalline du sous-sol. Les essais effectués sur échantillons enveloppés et secs révèlent que les contraintes principales intermédiaires affectent considérablement le début de la dilatance et la résistance de la roche, contrairement à la supposition fondée sur le critère de rupture de Mohr. La rupture est produite grâce à une cassure de cisaillement très incliner en direction où la contrainte principale est moindre. Ces résultats expérimentaux indiquent un nouveau critère de rupture général en fonction des trois contraintes principales. Les échantillons de KTB amphibolites sans enveloppe, exposés à un liquide confiné, sont considérablement plus faibles que ceux enveloppés, malgré la porosité et la perméabilité négligeable. La rupture est facilitée par plusieurs fissures de traction adjacentes et sub-parallèles, normales à la plus petite contrainte principale. L’analyse SEM suggère que les micro-fissures développent suivant le début de la dilatance, elles sont pénétrées et agrandies par le liquide confiné, produisant un mécanisme de rupture de roche inattendu, ceci à un niveau de contrainte réduit. Ein neuer Ladungsapparat wurde hergestellt um real - triaxiale Druckfestigkeitsversuche in KTB Amphibolit, einem kristallinen Grundgebirgsgestein, durchzuführen. Messungen in trockenen, bedeckten Proben zeigen that die mittlere Hauptspannung eine bedeutende Wirkung auf das Einsetzen von Dilatanz und auf die Stärke des Gesteins hat, im Gegensatz zu der impliciten Annahme auf Grund von Mohr-ähnlichen Versagungskriterien. Versagen ist induziert durch eine Scherfraktur die sich steil in die Richtung der geringsten Haupspannung nach unten senkt. Messergebnisse führen zu einem neuen, verallgemeinerten Stärke Kriterium dass auf alle drei Hauptspannungen basiert ist. Unbedeckte KTB Amphibolit Proben, die unmittelbar den umgebenden Fluiden ausgesetzt sind, sind wesentlich schwächer als bedeckte, trotz geringfügiger Permeabilität und Porosität. Versagen wird gefördert durch mehrere, nebeneinander liegende, sub-parallele Spannungsbrüche, normal zu der geringsten Spannungsrichtung. SEM Analyse lässt vermuten dass Mikrobrüche, die sich beim Überschreiten der Dilatanzschwelle entwickeln, durch die umgebenden Fluiden fortgepflanzt und weiter verbreitet werden, und unerwartet, auf Grund der reduzierten Spannungswerte, den Versagungsmechanismus des Gesteins einleiten

Jan 1, 2003

By T. H. Yang, K. K. Lee, Z. Z. Liang, C. A. Tang, L. C. Li, Y. Tsui, L. G. Tham

Abstract: A series of numerical tests of hydraulic fracturing in heterogeneous rocks were performed to investigate the influence of pore pressure magnitude and gradient on initiation and propagation of tensile fractures. The numerical tests were run with a Rock Failure Process Analysis code, F-RFPA2D, incorporated with a Flow-Stress-Damage coupling model (FSD). To investigate the influence of pore pressure magnitude on fracture behaviour, “pinch-off” breaking tests, originally employed by Bridgeman to investigate the effective stress law for tensile fracture in a uniform pore pressure field, were numerically modelled. In another numerical test, a double-notched sample, with fluid pressure in one notch while keeping the other one open to the atmosphere, is numerically extended to investigate how the fluid flow direction or the pore pressure gradient will influence the fracture behaviour. The simulation results show that fracture is strongly influenced by both pore pressure magnitude and pore pressure gradient. Keywords: seepage mechanics; heterogeneous; pore pressure; numerical simulation; failure process ZUSAMMENFASSUNG: Um den Einfluss der Wasserdruckgroesse der Oeffnung und der Porisitaet auf den Bruchentstanden und Verbreiten der Tension von Gebirgen zu beurteilen, wurde viele nummerische Pruefungen auf den hydraulischen Bruch in dem Gebirgen aufgenommen. Diese Pruefungen wurden mittels der Analyse- Software F-RFPA2D und Flow-stress-Damage Coupling model ( FSD) durchgefuehrt. Um den Einfluess der Wasserdruckgroesse der Oeffnung auf den Bruch zu beurteilen, wurden auch Bruchpruefung und nummerische Analogexperimenten gemacht, und dadurch wurde die ganze Phase der Bruchentstanden und Verbreiten wiedergezeigt, und die Ergebnissen ergeben sich, dass die Wasserdruckgroesse der Oeffnung und der Porisitaet sehr viel auf den Bruchentstanden und Verbreiten der Tension von Gebirgen beeinfluessen. Schluesselwoerter: Durchlaessigkeit , ungeleichmaessig, Wasserdruck der Oeffnung, nummerische Analog, Zerstoerungspahse Résumé : Une série de simulations numériques a été ménée pour analyser l’influence de la grandeur de la pression de pore et du gradient sur la naissance et la propagation des fractures de tensions par le biais de la simulation numérique des fractures hydroliques dans des rochers hétérogènes . Le logiciel F-RFPA (Rock Failure Process Analysis code ) intégrant FSD ( Flow-Stress-Damage coupling model ) y a été employé. Les résultats des simultations montrent tout le processus de la naissance et de la propagation des fractures sous la pression de pore. Ces résultats nous ont permis de constater que la grandeur de la pression de pore et le gradient exercent une influence importante sur la naissance des fractures dans les rochers et sur leur mode de propagation . Mots de clé : le mécanisme de transfusion ; l’hétéogénéité ; la pression de pore ; la simultation numérique ; le processus destructif

Jan 1, 2003

By L. Andrews

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

Jan 1, 2011

By J. Morkel

During research on mainly the weathering of kimberlite, it became evident that its mineralogical composition is an important factor in the complex process of physical and chemical disintegration. The mineralogy of tuffisitic kimberlite breccias from two localities, the Cullinan and Venetia mines, is compared with special reference to the occurrence of associated clay minerals. The clay mineral composition influences the engineering properties of these rock types. It is illustrated how the presence of swelling clay components can be confirmed by ethylene glycol treatment and chlorite minerals by heat treatment using X-ray diffraction. Smectites are present in both tuffisitic kimberlites, dominant at Venetia while chlorite is more frequent at Cullinan. More tuffisitic kimberlite breccias samples from venetia were also characterized. It was found that kimberlite disintegration is correlated with the presence and abundance of smectite.

Jan 1, 2006

Pyrometallurgy has played a very important role in southern Africa for at least four centuries. It continues to do so, and recent years have seen many exciting developments in pyrometallurgical technology. The wonderfully diverse rich mineral deposits in this area of the world have provided some unique opportunities for industrial processes to be established. The ?Southern African Pyrometallurgy 2006? conference was set up to showcase southern African pyrometallurgical operations, and to provide a forum for the exchange of ideas between people working at various types of smelters. Papers have been obtained from a wide variety of pyrometallurgical plants in southern Africa. These descriptions of plant operations (as well as some history, and highlights of current work) will provide useful reference information for some time to come. Contributions are also included from universities, research organizations, and engineering companies, so that the full spectrum of pyrometallurgical activities can be covered. The plant descriptions will be published on a website, where they can be updated as and when required, with the eventual goal of having a description of every smelter in the region. The conference venue was selected to be the 'Cradle of Humankind' world heritage area, about 40 km from Johannesburg. Not only does this keep the conference within easy reach of the city and yet far enough out into the countryside to allow people to focus on the conference, it is also within easy reach of many pyrometallurgical plants. There is a particular significance to the choice of location, in that the Swartkrans area close to the Sterkfontein Caves is the site of the earliest evidence of the deliberate controlled use of fire by human beings (about 1.3 million years ago), and this is obviously a necessary precursor to pyrometallurgy. The area also lends itself to a very wide range of outdoor, social, and cultural activities to supplement the technical content of the programme. It is hoped that activities such as a hot air balloon safari and visits to the world-renowned Sterkfontein Caves and Wonder Cave will help to make the conference a memorable one for those able to attend. I trust that the ongoing value of the papers and presentations will make all the hard work of the many contributors most worthwhile.

Jan 1, 2006

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

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

Jan 1, 2003

By M. Hakala

A computer program was developed to simulate transient strains and stresses during an overcoring in the situ stress measurement. The solution is based on superpositioning of elastic stresses. The measured strains can be compared with the calculated ones to check if the measured transient behaviour is accordant with the interpreted in situ state of stress. If not, the in situ state of stress can be calculated based on any transient or final strain values. The transient stresses can be compared with the strength envelope of intact rock and thereby estimate the core damage potential. Technically, the developed code fulfilled all the objectives, and the numerical error was found to be less than 5%. The basic idea can be applied also for different overcoring probes with minor modifications and recalculation of stress tensors. The analysed case studies showed clearly the advance of having an objective and practical quality control method to study the reliability of the in situ stress measurement data. The study was set up and funded by the nuclear waste management companies Posiva Oy ( Finland ) and Svensk Kärnbränslehantering AB ( Sweden ). Un programme informatique a été développé pour simuler des tensions et des contraintes passagères pendant la mesure in situ de contrainte de surcarottage. La solution se fonde sur une superposition de contraintes élastiques. Les contraintes mesurées peuvent être comparées avec celles calculées pour vérifier si le comportement passager mesuré correspond à l'état de contrainte in situ interprété. Sinon, l'état de contrainte in situ peut être calculé à partir de n'importe quelle valeur de contrainte passagère ou finale. Les contraintes passagères peuvent être comparées avec l'enveloppe de force de roche intacte et ainsi il est possible d'évaluer le potentiel de dégâts au noyau. Techniquement le code développé a rempli tous les objectifs, et le taux d'erreur s'est révélé être inférieur à 5 %. L'idée de base peut être appliquée aussi pour différentes expériences de surcarottage avec des modifications mineures et le recalcul de tenseurs de contrainte. Les études de cas analysées ont montré clairement l'avantage d'avoir une méthode de contrôle de qualité objective et pratique pour étudier la fiabilité de données de mesure de contrainte in situ. L'étude a été fondée et financée par les sociétés de gestion de déchets nucléaires Posiva Oy (Finlande) et Svensk Kärnbränslehantering AB (Suède). Es wurde ein Computerprogramm entwickelt, um Transient-Beanspruchungen und Spannungen während eines Überentkernens in situ-Spannung-Messung zu simulieren. Die Lösung beruht auf Superpositionierung von elastischen Spannungen. Die gemessenen Beanspruchungen können mit den berechneten Daten verglichen werden, um nachzuprüfen, ob das abgemessene Transient-Verhalten mit dem interpretierten in situ-Zustand der Spannung übereinstimmt. Wenn nicht, kann der situ-Zustand der Spannung auf irgendwelchen Transient- oder endgültigen Beanspruchungswerten berechnet werden. Die Transiet-Spannungen können mit dem Stärke-Umschlag des intakten Felsens verglichen werden und dadurch ein Kernbeschädigungspotential kalkulieren. Technisch erkannte der entwickelte Code alle Ziele und hat gefunden, dass die numerische Fehler weniger als 5 % waren. Grundsätzlich können auch verschiedene Überentkernen-Untersuchungen mit kleineren Modifizierungen und Wiederberechnung des Spannung-Tensors angewandt werden. Die analysierten Fallstudien zeigten deutlich den Fortschritt, objektive und praktische Qualitätskontrollmethode zu haben, die Zuverlässigkeit in Situ-Spannung-Messung-Daten zu studieren. Die Studie wurde aufgestellt und durch Atommüll-Management-Firmen Posiva Oy (Finnland) und Svensk Kärnbränslehantering AB (Schweden) finanziert.

Jan 1, 2003

By L. I. Gonzalez de Vallejo

SRC rockmass classification have been applied to 25 tunnels in Spain and Italy, for which it was found that much heavier supports than those estimated by the RMR index were required. SRC and RMR indices and other relevant geomechanical data were obtained during the site investigation and construction stages. Data corresponding to in situ stress measurements, analysis of tectonic structures, and instability problems arising during construction were used to asses the state of stress. The relationship between tunnel section convergence and the SRC and RMR indices was also analysed. Support measurements based on SRC and RMR classification were compared with those actually used during construction. These analyses indicate that for most of the tunnels examined, supports estimated using the SRC were much closer to those actually installed than those predicted by the RMR index. Bei der Verwendung des SRC-Systems zur Klassifizierung des Gesteins als Baugrund für 25 Tunnel in Spanien und Italien wurde festgestellt, dass viel schwerere Abstützungen benötigt wurden, als wenn die Beurteilung anhand des RMR-Systems angefertigt würde. Die Klassifizierung anhand des SRC- und des RMR-Systems, sowohl als auch andere wichtige geomechanische Daten wurden während des Ablaufs der Erkundungen und der Bauausführung gewonnen. Die Resultate der Messungen der Spannungen vor Ort, die Analyse der tektonischen Struktur und die Stabilitätsprobleme während der Bauausführung wurden dazu verwendet, um den im Felsgrund vorherrschenden Spannungszustand zu definieren. Das Verhältnis der Messungen der Tunnelkonvergenz zu dem SRC- und RMR-Index wurde auch analysiert. Die durch das SRC- und RMR-System vorhergesagte Grösse der Abstützung wurde mit der Grösse der Abstützungen verglichen, die am Bau letztlich verwandt wurden. Diese Vergleiche zeigen, dass für die meisten der studierten Tunnel die Vorhersage der Abstützungen, die anhand des SRC-Systems angefertigt wurden, viel näher der wirklich verwendeten waren als die Vorhersage anhand des RMR-Systems. SRC rockmass la classification ont été appliqué à 25 tunnels en Espagne et l'Italie, pour laquelle il a été trouvé que des appuis beaucoup plus lourds que ceux évalués par l'index RMR ont été exigés. SRC et des index RMR et d'autres données geomechanical appropriées ont été obtenu pendant l'enquête de site et les étapes(scènes) de construction. Les données correspondant aux mesures de stress(d'accent) in situ, l'analyse de structures tectoniques et des problèmes d'instabilité surgissant pendant la construction ont été utilisées aux ânes(culs) l'état de stress(d'accent). Le rapport entre la convergence de section de tunnel et le SRC et les index RMR a été aussi analysé. Les mesures d'appui basées sur SRC et la classification RMR ont été comparées avec ceux en réalité utilisés pendant la construction. Ces analyses indiquent que pour la plupart des tunnels examinés, les appuis évalués utilisant le SRC étaient beaucoup plus proches de ceux en réalité installés que ceux prévus par l'index RMR.

Jan 1, 2003

By K. Sugawara, H. -S. Jeong, Y. Ishiguro, J. Otani, Y. Obara, A. Hirata

A series of measurements of induced stress by the Compact Conical-ended Borehole Overcoring (CCBO) technique was performed within rock mass around a tunnel excavated in a region that an underground powerhouse is constructed under high initial rock stress. In the measurements, a phenomenon of core disking was observed during overcoring. The selecting method of strain data uninfluenced by the core disking was proposed, using X-ray CT scanner. Then, the state of induced stress determined from the selected strain data was discussed, comparing with the state of initial stress. Eine Serie von Messungen von induzierter Belastung mit kompaktem konisch-beendetem Überbohrverfahren (CCBO) wurde in Felsmassen um einen Tunnel ausgeführt, der in einer Region gebohrt wurde wo ein unterirdisches Kraftwert unter hoher anfänglicher Felsbelastung gebaut wird. Bei den Messungen wurde beim Überbohrverfahren ein Phänomen des Core Disking beobachtet. Die gewählte Methode der Belastungsdaten, unbeeinflusst durch Core Disking wurde vorgeschlagen, unter Verwendung von Röntgen-CT-Scanner. Dann wurde der Zustand der induzierten Belastung aus den gewählten Belastungsdaten diskutiert, unter Vergleich mit der ursprünglichen Belastung. Une série de mesures de contrainte induite effectuée avec la technique de forage de sur-carottage compacte à embout conique a été exécutée dans la masse rocheuse autour d'un tunnel excavé dans une région de construction d'une centrale électrique souterraine sous haute contrainte de roche initiale. Au cours des mesures, un phénomène de discage de carotte a été observé pendant le sur-carottage. La méthode de sélection des données de contrainte non influencée par le discage de carotte a été proposée, en utilisant un scanneur de tomographie calculée aux rayons X. Il s'ensuit que l'état de contrainte induite provoquée et déterminé à partir des données de la contrainte sélectionnées a été traitée, en effectuant une comparaison avec l'état de contrainte initiale.

Jan 1, 2003

By B. Simser

At Brunswick Mine, an increase in the number of seismically-related falls of ground and in particular rockbursts occurred during 1999. This was due to the ever-increasing stress levels in the remaining ore reserves, mining in difficult highly stressed areas and in particular troublesome geological features. In conjunction with the Noranda Technology Centre, development of rockburst support systems started at the Brunswick Mine in 1996 and efforts were accelerated in 1999. A support package consisting of #6 gauge chain link mesh, #0 gauge heavy mesh straps, and a 1 m by 1 m pattern of modified conebolts was developed. The conebolts were modified to enable mixing of the resin anchoring. Two major rockbursts occurred during an intense seismic episode at the Brunswick Mine from October 13th to 17th , 2000.The area was evacuated approximately four hours before the first burst hit, and remained closed during the seismic ?flurry??. The first damaging activity occurred around midnight on Friday the 13th, and a second damaging episode occurred on the 17th that included a local Richter Magnitude 2.7 event. The second rockburst had dimensions of approximately 5 m by 5 m by 20 m or 2150 tonnes of massive sulphide material (density 4300 kg/m3). The first failure area was more extensive, caving approximately six metres of an intersection back with the lateral extent not safely measurable. This paper briefly describes the mining conditions that led to the bursting, the seismic response of the region, the mechanisms thought to have caused the bursts, and a yielding support system which had been partially installed before the burst.

Jan 1, 2002

By J. Sepulveda

"Despite the recognized influence of product fineness on line capacity and downstream process performance, few mineral concentrators today use particle size measurement of the final product in automatic control applications for particle size. ‘Near-line’ particle size instrumentation has existed for decades and is utilized in modern concentrators, but low availability and measurement frequency, due to problems with slurry sampling and transport systems, make these technologies unreliable for use in automatic control. An innovative technology for real-time particle size measurement on individual hydrocyclones, named CYCLONEtrac™ PST (particle size tracking), has been developed by CiDRA Minerals Processing, and proven in commercial installations, demonstrating near 100% availability with minimal maintenance requirements, thus overcoming the limitations of previous technologies. Potential stakeholders require convincing, reliable information regarding the economic value delivered by automatic grind control projects. In this paper we present a methodology for estimating such value with the CYCLONEtrac™ PST technology, and demonstrate unique opportunities to improve process stability and performance. Based on actual plant data accumulated over time, the evaluation approach assesses and highlights the significant potential process improvement that can be expected with the particle size tracking technology. As an extension of previous work, in this paper we present the key operating criteria for optimizing the production of valuable metals and increase mill throughput by identifying the optimal grind size. As this requires operating closer to the process boundaries, accurate real-time particle size measurements, such as those provided by the CYCLONEtrac™ PST system, become essential for achieving the maximum potential value from every operation. For further illustration, data from three different copper plants is compared.Introduction Owners and operators of mineral concentrators constantly search for the most economically attractive way to increase the output of valuable metal. A logical approach is to identify a key parameter that has the greatest impact on the performance of multiple stages of the process and then use a holistic analysis methodology to determine how this key parameter can be controlled to optimize the final output.Particle size is widely recognized as such a key parameter; however, very few concentrators today use real-time particle size measurements for automatic control of the final product size due, to a large extent, to the inherent limitations of existing technologies. ‘Near-line’ particle size measurement instrumentation, which has been used for decades, typically suffers from low availability because the fundamental measurement technologies were developed for other, less demanding industries and then adapted to the harsh environment of the typical mineral concentration process. An outline of the key differences among the available technologies used for particle size measurement in comminution circuits has been completed in previous work, and plant data has proven the benefits of measurements on individual cyclones – something that, until now, has not been possible (Cirulis, 2017)."

Nov 1, 2018

By Z. Saw, C. Poveda, N. L. Mai

Optimising the throughput of a mining network comprising all equipment from shovels to semi-autogenous grinding (SAG) mills is a complicated task, yet the potential benefits can be significant. Key modelling challenges stem from the sheer number of possible routes which material can travel, different equipment operating under different constraints, and the rate of SAG mills being calculated through a nonlinear function of the blended materials’ rock attributes. Nevertheless, this is an ideal onapplication area of mathematical programming, a branch of operations research. This paper describes an application of mixed integer linear programming (MILP) to optimise the mining equipment network of one of the world’s largest copper mines.The model takes as input a year-long monthly mine schedule of shovels in different pits, pushbacks, sequences and faces which produce material to be moved through a network of crushers, conveyors, silos, distributors, stockpiles and SAG mills, ultimately outputting a daily operational plan for all equipment that maximises the throughput of the network. All operational constraints and business rules are considered, including three quality attributes of copper ore. Comparing model results with actual data shows an improvement of 4.47% in network throughput tonnage. Additionally, although the model is solved using a free, open-source solver, optimal solutions are still achieved within a practical timeframe.

Sep 1, 2021