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The unpaved road network on a surface mine is extensive, comprising numerous roads of varying construction and material qualities with highly variable traffic volumes. Existing haul road maintenance management systems (MMS) work well for predictable traffic volumes, but for complex mine road networks, the MMS becomes onerous. This results in sub-optimal road maintenance strategies with the attendant increase in total road-user costs and reduction in service. A real-time maintenance management system was thus sought to overcome the deficiencies of existing MMS for mine roads. Since most large mines operate trucks with on-board diagnostic data collation, linked through a centralized communication and GPS backbone, it was proposed that road condition could be monitored on a real-time basis through on-board vibration signature analysis. The aim of this paper is to present the development of a real-time mine haul road maintenance management system. Following are view of mine road maintenance practices, the real-time system architecture is introduced and the results of a field trial of on-board vibration signature assessment is presented. The trial results are discussed in the light of road defect signature recognition, analysis, signature repeatability and system limitations. This approach has applicability to other situations such as a network of district roads, subject to an analysis of the economic feasibility. The paper concludes that modern technology has the potential to apply maintenance as and where needed with possible reductions in authority cost and an improvement in service provided for the road user.

Jan 1, 2003

By R. Kus´

The paper presents the comments on the advantages of implementing an integrated system of managing mining exploitation in hard coal mines, as well as the comprehensive integration of information on the process of deposit exploitation with economic data, so as to achieve an optimum technical and economic effects. The principles of constructing the production management system have been presented, thanks to which the management boards are provided with reliable technical and economic information on a mining company via information technology. The strategic direction of a company’s operation may currently be verified according to the external conditions that change over time (the information on the deposit, force majeure events, changing expectations of customers, etc.).

Jan 1, 2003

By R. Katzenbach, M. Vogler, U. Adamietz

Abstract The design of deep excavation pits in rock mass is dependent as well on the mechanical properties of the rock mass as for example the orientation and the type of discontinuities like bedding planes, joints and fissures, the length of the discontinuities (persistence), the grade of weathering, the strength of rock mass, and the shear strength in the discontinuities, etc., and also on the respective boundary conditions specific for the project, and here especially the geometrical boundary conditions. The basic mutual influences and interactions between these boundary conditions are explained and exemplary presented at an excavation pit with a depth of 18,5 m, situated at a slope with a surface near groundwater table. Résumé La planification des excavations profondes dépend aussi bien de la qualité mécanique du roc, par exemple la location de la texture de la surface de moindre résistance, le degré de rupture, le degré de décomposition, la dureté du roc et la résistance limitée au cisaillement de la texture de la surface de moindre résistance que des conditions limitées spécifiques pour le projet, ici en particulier des conditions limitées géométriques. Les influences et interactions essentielles et mutuelles entre les conditions limitées isolées seront expliquées et présentées à l’aide d’une excavation 18,5 m de profondeur, située sur une pente où le niveau des eaux souterraines est près de la surface. Kurzfassung Die Planung tiefer Baugruben im Fels hängt sowohl von den mechanischen Eigenschaften des Fels wie z.B. der räumlichen Lage des Trennflächengefüges, dem Durchtrennungsgrad, dem Verwitterungsgrad, der Gesteinsfestigkeit sowie der Scherfestigkeit des Trennflächengefüges als auch von den projektspezifischen Randbedingungen hier insbesondere von den geometrischen Randbedingungen ab. Die wesentlichen gegenseitigen Einflüsse und Interaktionen zwischen den einzelnen Randbedingungen werden aufgezeigt und an einer 18,5 m tiefen Baugrube in Hanglage mit oberflächennahem Grundwasser vorgestellt.

Jan 1, 2003

By L. du Plessis

The name FISH (Fully Integrated Sort House) refers to a class of technology deployed at Jwaneng Mine final diamond recovery. The FISH concept is based on three pillars, namely: ?Improved sorting efficiency FISH is based on laser technology, which is more efficient than hand sorting for certain product categories. Laser sorting is based on measuring in-elastically scattered light from molecules and this is referred to as Raman spectroscopy. The Raman scattered light occurs at wavelengths that are shifted from the incident light by the energies of molecular vibrations ?Availability of production information Roller gap diamond size distribution information is generated on line for upstream process optimization ?Improved product security A ?hands-off? philosophy reduces security risk during operation and maintenance of the plant. In addition, a number of lessons were learnt about the application of new technologies in the industry: ?The required human competency profile demanded by new technology should match the available competencies of the operational staff ?An integrated information management system should be fully functional for both production management and diamond control purposes ?Operational feedback must be correctly evaluated to identify design, maintenance, training and operational issues so as to accelerate the maturity of the new technology within the time span of the sustainable operations project ?Project execution and technology maturity risks have to be evaluated and married to ensure risk mitigation by means of suitable project resource and contracting model selection.

Jan 1, 2003

By V. P. Kolosyuk, A. M. Bryukhanov

Occurrences of hazardous events (explosions of methane or coal dust, fires, outbursts) have been investigated and presented as a flow of events in time. It has been shown that flows of hazardous events in a long time span are homogeneous, stationary and no-after effect flows and can be considered as stationary Poisson flows. A flow of CH4/coal dust explosions that had happened for the last 27 years in Ukraine was analyzed. The explosions have been statistically processed. Practicability of agreement of statistical and theoretical data on mathematical expectation and mean square deviation of time interval between explosion and the explosion intensity has been stated. Probability of an emergency event in time is expressed through an exponential function, while mathematical expectation of an accident and mean square deviation of time interval between successive explosions are in inverse proportion to the accident intensity. Accident probability for practical purposes can be determined as a product of accident intensity by calculated time interval.

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 C. Lumley

The management of the Anglo Platinum (AP) mining technical systems (MTS) embarked upon a process of defining the strategy for the MTS department. The newly established department forms part of the greater Group Information Technology (IT). The strategic process took place within an environment that had witnessed a dramatic proliferation of IT implementations across the group within the last three years. The IT department has been structured in terms of the classical plan, build and run functions with the applications and integration streams running perpendicular across these three functions. The application stream is divided into commercial and mining technical systems with business systems integration the third stream. The mining technical systems department supports mine management to effectively gather, analyse and disseminate data relating to the ore reserve by integrating a number of strategically selected IT applications to ensure that the safety, legal and operational requirements are met. This service to business is rendered by management of a strategic outsource partner via tightly controlled service level agreements (SLAs). The framework used for creating a mining technical systems department that is empowered to add value to business was formulated using the AP value chain as both the starting point and guiding process to ensure alignment to the greater internal strategy of the business. Keywords: Platinum, Mine planning, Mining technical systems, Value chain.

Jan 1, 2003

By T. F. Cho, B .. O. You, K. S. Yoon, K. S. Won

Discontinuity Orientation Measurement (DOM) drilling system capable of retrieving the reference line-marked core log, which can be used for determining the relative positions and orientations of discontinuity planes along the borehole axis, has been developed. Accuracy of the borehole joints data measured from the reference-lined core and, eventually, the significance and applicability of DOM drilling system for site exploration are verified by comparing with the spatial characteristics of joints investigated by implementing borehole image-taking instruments in the same borehole. Enhancement of boring efficiency has been also confirmed by performing twin drilling operations, one with DOM drilling system and the other with a conventional drilling machine equipped with D-3 core barrel, on two neighbouring sites of 5 m apart. Ein DOM(Diskontinuitätsorientierungsmessung)-Bohrsystem, das durch Grundlinien markierte Bohrprobelog extrahieren kann und die relativen Lagen und die Orientierungen der sich im Bohrloch verbreitenden Flächen bestimmen kann, ist entwickelt worden. Die Wichtigkeit des DOM-Bohrsystems und dessen Anwendbarkeit auf die Erforschung auf dem Bohrplatz werden dadurch bewiesen, dass man die Genauigkeit der Daten der Bohrlochsspalte, die durch die die Grundlinie zeichnende Bohrprobe gemessen werden, mit dem räumlichen Eigenschaften der Spalte vergleicht, die durch die Bildaufnahme des gleichen Bohrlochs nachgeforscht werden. Un system de sondage, Discontinuity Orientation Measurement (DOM), capable de récupérer des carottes markés en une ligne de référence a été dévelopé. Il peux être utilisé pour déterminer les positions relatives et les orientations des plans de discontinuité le long de l’axe de trou de sonde. Leur signification et applicabilité pour une caractérisation de site est verifiée par une comparaison de la précision des données a propos des joints mesurés a partir des carottes markés et les carac-téristigues spatiales des joints enquêtés par le camera de sondage

Jan 1, 2003

By P. J. Rider

Diamond Value Management?s objective is to achieve $/ton revenue improvement across De Beers group mines. The respective %improvement contributions are measured against targets set by each of the operations. Degree of target achievement is measured via a maturity model at each operation. DVM comprises seven elements. It spans several value chain facets and various collaborative projects are conducted under its umbrella. New technologies in De Beers are also evaluated from a DVM perspective.

Jan 1, 2003

By C. G. Carey, M. P. Mullins

BHPBilliton is a large (US$32bn market capitalization) diversified mining group. Significant organic growth is planned through the development of a number of mining, processing and oil and gas projects, totalling some US$5.2bn over the next three years. The investment standards underpin the capital approval process, and incorporate the requirements for range and risk analysis of key input variables, including mineral resources. Public reporting codes for mineral resources and ore reserves (such as JORC) stipulate deterministic reporting of estimates, but are generally silent on any requirement for range or risk assessment, although they acknowledge the risk and uncertainty in the production of resource estimates. In contrast, public reporting of petroleum reserves allow for the use of either deterministic or probabilistic estimation, and for the latter, mandate the level of confidence required for proven versus probable reserves. Conditional simulation techniques, popular in the petroleum industry, provide an ideal tool forrange and risk assessment of the range of outcomes of key resource parameters, such as tonnagesand grades. Examples of a diamond deposit and of a porphyry copper deposit are presented. The understanding and quantification of mineral resource risk through a technique such as conditional simulation provides quantified information on the potential upside or downside. These techniques should be more widely utilized in the high-risk minerals extraction industry. Keywords: mineral resources, conditional simulation, risk, capital investment standards, BHPBilliton.

Jan 1, 2003

By B. Amadei, F. Tonon

Rock stress measurement is cast in the more general context of the determination of boundary conditions for rock engineering. A study on the effect of elastic anisotropy on underground excavations reveals that this effect is actually controlled by the imposed boundary conditions. Applications to tunneling and to the Underground Research Laboratory (URL), Canada, exemplify a procedure for boundary condition estimation formerly developed by the authors. The procedure displayed fast convergence despite the complex geometry, and the high degree of non-linearity of the models. In the URL application, the 3-D model was able to completely reproduce the complex measured stress pattern, and the 90° rotation of the principal in situ stresses with depth. In order to reliably estimate the boundary conditions reproducing the current in situ state of stress, response measurements of the rock mass to current disturbances are necessary as input data. La mesure des contraintes in situ tombe dans le domaine général de la détermination des conditions aux limites pour les problèmes de mécanique des roches. Une étude sur le rôle de l’anisotropie élastique sur les excavations souterraines montre que ce rôle est contrôlé par les conditions aux limites qui sont imposées. L’application aux tunnels et au Laboratoire Souterrain de Recherche (URL) au Canada, nous permet de présenter une méthode de détermination des conditions aux limites. La méthode converge rapidement bien que le géométrie soit complexe et que le problème soit non-linéaire. Pour le URL, le modèle 3D est capable de reproduire la distribution des contraintes qui ont été mesurées ainsi que la rotation de 90 degrés des contraintes in situ avec la profondeur. Afin de déterminer avec précision les conditions aux limites responsables pour la distribution actuelle des contraintes, la réponse du massif rocheux doit être connue et mesurée. In der Felsentechnik sind die Spannungsmessungen in Gestein an die Bestimmung der Randbedingungen gebunden. Eine Studie legt dar, dass der Effekt elastischer Anisotropie in unterirdischen Aushoehlungen von den Randbedingungen kontrolliert ist. Eine von den Authoren entwickelte Methode zur Bestimmung der Randbedingungen wird an Beispielen im Tunnelbau und im Underground Research Laboratory (URL) in Kanada illustriert. Auch bei komplexer Geometrie und einem hohen Grad an Nicht-Linearitaet zeigt diese Methode ein schnelles Konvergenzverhalten. Ein 3D-Model und dessen 90° Drehung der lokalen Hauptspannungen mit der Tiefe, kann bei einer URL Anwendung vollstaendig reproduziert werden. Um mit dieser Methode die Randbedingungen zuverlaessig abschaetzen zu koennen, werden der gegenwaertige lokale Spannungszustand sowie die Antwort des Gesteins und die resultierenden Stoerungen als Eingabedaten benoetigt.

Jan 1, 2003

By K. R. P. Petersen

Paper written on project work carried out in partial fulfilment of M.Sc. Eng.(Metallurgical Engineering) degree The interrelationship between mineral liberation and leaching behaviour of a gold ore is ill defined, mainly due to the complexity of both leaching and mineral liberation. This study presents a neural network approach to modelling the liberation of gold bearing ores. A complete mineralogical analysis of unmilled and milled ores, including gold deportment and gangue content are used as inputs to a self-organizing neural net, which generates order preserving topological maps. The arrangement and shapes of these clusters are coupled to unmilled free gold data to predict gold liberation in milled ores (absolute error: 8.1%). Moreover, the self-organizing maps were diagnostic of the quality of data used, indicating that the relationship between particle size and gangue material content requires further investigation.

Jan 1, 2003

This paper presents an initial investigation into the viability of co-kriging the grades of multiple mining cuts in a two dimensional, thin reef scenario. Deposits with gradational mineralized zones, in the perpendicular sense, are not as well served by the use of reef accumulation and thickness as deposits characterized by a sharp distinction between ore and waste rock. South African Bushveld Complex platinum deposits and Witwatersrand gold deposits are examples of this distinction. The calculation of an optimal mining cut is of paramount importance in the mining of Bushveld platinum. Two-dimensional kriging of a constant stoping width mining cut is an effective method for resource calculations once a cut is decided, but this begs the question of how to decide on the cut. Comparison of multiple cuts is used as a way of achieving this decision on many of Anglo Platinum’s operations. Although the kriging of each cut is valid in isolation, occasional negative values occur when incremental grades between overlapping cuts are calculated. Negative incremental grades cannot reflect reality. They are thought to be related to the inability of the method to include the strong continuity in the perpendicular direction demonstrated by the relevant variograms. Co-kriging of related variables has been investigated as a potential means tore impose this inherent order relationship. Various co-kriging options have been investigated. The method has been tested on a real data set from an established platinum operation. One of three types of anomaly has been investigated so far. The results show that co-kriging the mining cut grade as the primary variable, with just one secondary variable, the reef thickness, eliminates most occurrences. Severe anomalies remaining are arguably indicative of population mixing and might be more effectively treated by rezoning the data. Aim—To investigate the viability of co-kriging the grades of multiple mining cuts as a method for resolving anomalies in the estimation of such cuts on Bushveld platinum deposits, with applicability to other thin reef type deposits with a gradational not sharp cut-off between ore and waste in the direction perpendicular to the reef. Keywords: co-kriging, cross variograms, ordinary kriging, platinum, two-dimensional, grade profile

Jan 1, 2003

By B. Zlender

ABSTRACT: The paper presents investigation of carboniferous slates from the Trojane hilly area performed on series of samples of equal material. The results of static loading tests show that carboniferous slate is heterogeneous and yields on slate layers. Where that kind of heterogeneity is distinctive the strength results are essentially lower of commonly tests results. The results of dynamical loading tests show that the slate surfaces have the essential meaning for the stability of the material. When those surfaces are moistened the material become unstable. RÉSUMÉ: L'article présente une épreuve des ardoises carbonifères de la région montagneuse de Trojane sur une série des échantillons des matériaux identiques. Les résultats des tests de charge statique montrent que l'ardoise carbonifère est hétérogène et qu'elle cède sur les couches d'ardoise. Quand l'hétérogénéité est distinctive, les résultats de stabilité sont essentiellement plus bas que les résultats obtenus par des tests ordinaires. Les résultats des tests de charge cyclique montrent que les surfaces d'ardoise sont très importantes pour la stabilité du matériel. Quand ces surfaces sont mouillés, le matériel devient instabile. ZUSAMMENFASSUNG: Der Artikel präsentiert die Forschung von Karbonschiefersteinen im Bereich des Bergland Trojane, ausgeführt durch Serien von Proben aus den gleichen Erdmaterial. Die Resultate der statischen Belastungsprüfungen zeigen, das die Karbonschiefersteine heterogen sind und die Schieferflächen nachlassen. Wo bei dieser Art der Heterogenität die Festigkeitsergebnisse wesentlich niedriger sind als bei gewöhnlichen Testergebnissen. Die Ergebnisse der zyklischen Belastungsprüfungen zeigen das die Schieferflächen eine wesentliche Bedeutung für die Stabilität des Erdmaterials haben. Wen diese Schieferflächen befeuchtet sind, wird das Erdmaterial unstabil.

Jan 1, 2003

By R. Singh, A. K. Dhawan, M. Dixit, H. Dev

ABSTRACT: The modulus of deformation of rock mass is an important engineering parameter required for the design of foundation of hydraulic structure and to study the interaction of rock mass and the structure at the foundation support. Different equipment and techniques are used to arrive at the design modulus value. Since any error in the estimation of modulus values results in multiplication of its effects in the analysis, it is necessary to know about the reliability of testing equipment and procedures. In the present study modulus values obtained by different in-situ equipment at different project sites have been compared. KURZFASSUNG: Der Verformungsmodul von der Felsenmasse ist technisch ein wichtiger Parameter, den man zur Konstuktion des Grunds fuer die Hydro – Tektonik, benoetigt um auch die gegenseitige Beeinflussung der Felsenmasse und der Tektonik am Traggrund zu betrachten. Verschiedene Geraete und Methoden werden angewandt, um den Ausfuehrungsmodul -Wert zu erreichen. Es ist erforderlich, die Zuverlaessigkeit der Pruefeinrichtung sowie des Verfahrens zu kennen, da irgend ein Fehler in der Abschaetzung von Modulwerten in der Analyse zu einer Vervielfachung ihrer Einwirkung fuehrt. In der vorligenden Arbeit werden die Modulwerte gewonnen aus unterschiedlichen Einrichtungen an Ort und Stelle and verschiedenen Projekt -Stellen mit einander verglichen. SOMMAIRE: Le module de deformation d’une roche est un parametre important pour la conception et realisation des ouvrages hydrauliques ainsi que pour etudier l’interaction de la roche et de la structure d’appuis de base. De divers equipments et techniques sont employes pour determiner la valeur de ce module de conception. Puisque l’effet d’une erreur d’evaluation du module devient multiplie dans l’analyse, il est necessaire de savoir la fiabilite des equipments et des methods qu’on ulilise. Dans cette etude, on a compare les valeurs des modules obtenues en employant les equipments in-situ aux sites differents de projets.

Jan 1, 2003

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

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

Jan 1, 2003

By F. T. Cawood

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

Jan 1, 2003

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

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

Jan 1, 2003

By K. J. Oliver, A. G. Meyers, S. P. Hunt

Deformation Rate Analysis (DRA) and porosimetry have been used to demonstrate the “stress memory” effect in rock and to estimate the vertical in-situ stress in samples of fine-coarse grained sandstone and carbonaceous mudstone. The results of this study indicate that the stresses predicted using both methods are similar to those determined from depth and density of the overburden rocks. The results confirmed that DRA was still applicable even when the core had been sampled 18 months prior to testing. Additionally, the DRA results were modelled using the software PFC2D. A uniaxial test was modelled using the same rock parameters as those observed for the actual core samples. This numerical technique can be used as an aid for DRA results analysis, and can also be used to predict the minimum stress level at which the DRA technique is applicable. The results confirm that any rock mechanics laboratory having standard test equipment could apply the DRA method combined with standard UCS testwork to determine the in-situ stress. Mit der Analyse der Deformationsrate (DRA) und der Anwendung der Porosimetrie wird der Spannungsgedaechtnisseffekts (Stress Memory Effect) im Fels demonstriert, und es werden Abschaetzungen fuer die vertikale in-situ Spannung einer Probe aus mittelgrobem Sandstein und carbonierten Lehmstein getroffen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, dass die mit Hilfe dieser beiden Methoden ermittelten Spannungen sind vergleichbar. Die Ergebnisse bestaetigen, dass DRA noch anwendbar ist, wenn die Proben schon 18 Monate vor Untersuchungsbeginn gesammelt worden sind. Darueber hinaus wurden die DRA Ergebnisse mit Hilfe des Sofwarepakets PFC modelliert. Ein einaxialer Test wurde mit genau die gleichen Felsparametern, die fuer die eigentliche Probe gelten, modelliert. Diese numerische Methode kann sowohl als eine Unterstuetzung fuer DRA Ergebnisanalyse als auch zur Ermittlung der minimalen Spannung, bei dem die DRA Methode noch anwendbar ist, herangezogen werden. Die Ergebnisse bestaetigen, dass jedes Felsmechaniklabor, das mit den ueblichen Testgeraeten ausgestattet ist, die DRA Methode in Kombination mit dem Standard UCS Testarbeit zur Bestimmung der in-situ Spannungen anwenden kann. L'Analyse du Taux de la difformité (DRA) et les porosimetry ont été utilisés démontrer le " effet de la mémoire " du stress dans roc et estimer le stress dans - situ vertical dans échantillons de grès du grained fin grossier et mudstone carbonifère. Les résultats de cette étude indiquent que les insistances ont prédit utiliser les deux methods est semblable à ceux déterminés de profondeur et densité du surchargez des rocs. Les résultats ont confirmé ce DRA était encore même applicable quand le coeur avait été goûté 18 mois avant tester. En outre, les résultats DRA étaient des modelled qui utilisent le logiciel PFC2D. Une épreuve de l'uniaxial était modelled qui utilise les mêmes paramètres du roc comme ceux observé pour les réels échantillons du coeur. Cette technique numérique peut être utilisée comme une aide pour DRA résulte analyse, et peut aussi être utilisé pour prédire le niveau du stress minimum à que la technique DRA est applicable. Les résultats confirment que tout laboratoire des mécaniques du roc qui a le matériel de l'épreuve standard pourrait appliquer la méthode DRA combinée avec testwork UCS standard pour déterminer le stress dans - situ.

Jan 1, 2003

By M. Arlandi, J. C. Monge

In this paper, the finite element method is used to obtain deformations of a rock tunnel. More than 3,000 numerical simulations and calculations were carried out. The analysis of this results has allowed to achieve mathematical formulations and graphs, to obtain in advance support monitored displacements in tunnelling construction, so they can be predicted before excavation and supporting woks. The application of the presented formulations and charts will aid engineers to control tunnel monitoring, reducing decision time when problems occur. The analysis is limited to cases involving elastic behaviour of the terrain for tunnels of average to good quality in rock, and to excavation sections of average or smaller dimensions for road tunnels. The results show that, in all cases, mathematical expressions to obtain induced displacements around tunnel excavations, have similar pattern than Kirsch (1898) expressions for circular excavations. As corollary of the achieved results, a method to estimate in situ natural geostress ratio K0=sh/sv , by means of convergence measurements, is presented. In diesem Beitrag wurden die Verschiebungen eines Tunnels durch die Methode de Finiten Elemente berechnet. Mehr als 3000 numerische Simulationen und Berechnungen wurden ausgeführt. Die Analyse dieser Resultate hat es ermöglicht, mathematische Formeln und Grafiken zu entwickeln, die zur Voraussage der Verschiebungen in Tunnel dienen, auch unter Betrachtung der verschiedenartigen Abstützungen. So können die Verschiebungen vor den Erdarbeiten und dem Bau der Abstützung abgeschätzt werden. Die abgeleiteten Formeln und Grafiken werden vor allem einen grossen Dienst für Ingenieure bei der Mithilfe zu zeitsparenden Entscheidungen im Tunnelbau und bei der Tunnelkontrolle leisten. Die analysierten Fälle sind auf eine elastische Modellierung des Baugrunds beschränkt, sowie auf eine mittlere bis gute Qualität des Felsens und auf die Aushebung von Abtragungsabschnitten mittlerer oder geringer Grösse für den Strassenverkehr. Die Resultate zeigen, dass in allen Fällen die hergeleiteten Formeln zur Berechnung der durch den Tunnelbau verursachten Verschiebungen um den Tunnel die gleiche mathematische Struktur haben wie diejenigen von Kirsch (1898) für kreisförmigen Bodenaushub. Als Korollarium der ausgeführten Berechnungen wird eine Methode zur Abschätzung der vorherrschenden in situ Geospannungs-Verhälniss K0=sh/sv angegeben, die von den Messungen der Verschiebungen im Tunnel ausgeht. Dans cet article, la méthode des éléments finis est utilisée pour obtenir les déformations d’un tunnel creusé dans la roche. Plus de 3000 simulations numériques et calculs ont été effectuées. L’analyse de ces résultats a permis de définir des modèles mathématiques et des abaques afin de prédire, avant l’excavation et les travaux de soutènement, les déplacements auscultés pendant la construction du tunnel. L’application de ces modèles et abaques permettra donc aux ingénieurs de contrôler les déplacements durant l’auscultation du tunnel et de réduire le temps de décision lorsque des problèmes surviennent. L’analyse est limitée au cas du comportement élastique du terrain pour des tunnels creusés dans de la roche de moyenne a bonne qualité, et à de sections d’excavation de petites à moyennes dimensions pour des tunnels routiers. Les résultats montrent que, dans tous les cas, les expressions mathématiques permettant d’obtenir les déplacements induits autour des excavations de tunnel, présentent des similitudes avec celles de Kirsch (1898) pour des excavations circulaires. Comme corollaire aux résultats obtenus, une méthode pour estimer le rapport des

Jan 1, 2003