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

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

Jan 1, 2003

By N. Kinoshita, Y. Inada

The authors have proposed and discussed storage of low temperature materials such as LNG, LPG and frozen food in rock caverns. In this case, as the rock mass around the caverns will receive effects of low temperature, it is necessary to consider the thermal behavior and the stability of caverns. In this study, strength and deformation characteristics obtained by the uniaxial tension test and the compression test at low temperatures were discussed. Using the results, temperature and stress distribution around caverns when LNG was stored, were analyzed. Then thermal behavior of the rock mass around caverns was discussed. Die Autoren haben Lagerung von Niedertemperatur-Materialien wie LNG, LPG und tiefgefrorenen Nahrungsmitteln in Felskavernen vorgeschlagen und diskutiert. Da in diesem Fall die Felsmasse um die Kavernen den Effekten der niedrigen Temperatur ausgesetzt ist, ist es erforderlich, das Thermalverhalten und die Stabilität der Kavernen zu berücksichtigen. In dieser Untersuchung wurden Stärke-und Deformationseigenschaften, die durch ein-axialen Spannungstest und Kompressionstest bei niedrigen Temperaturen erhalten wurden, diskutiert. Mit diesen Ergebnissen wurden Temperatur- und Stressverteilung um die Kavernen bei Lagerung von LNG analysiert. Dann wurde das Thermalverhalten der Felsmasse in der Umgebung der Kavernen diskutiert. Les auteurs proposent et discutent l'entreposage de matériaux à basse température, tels que le GNL, le GPL et des aliments congelés, dans des cavités rocheuses. Comme, dans ce cas, la masse rocheuse entourant la cavité subit les effets des basses températures, il est nécesaire d'étudier le comportement thermique et la stabilité des cavités. Dans cette étude, les auteurs discutent des caractéristiques de résistance et de déformation, obtenues par essai de tension uniaxial et essai de compression à basse température. En se servant des résultats, ils analysent la répartition de la température et des pressions autour des cavités, lors du stockage de GNL. Ils discutent ensuite le comportement thermique de la masse rocheuse autour des cavités.

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 J. A. Taylor, R. J. Fowell

Abstract: The amount of published literature pertaining to the field of rock mechanics has increased markedly in recent years. Whilst computer applications aid our understanding of the mechanisms of pillar instability, the applications do not take into account the effect of time; thus the determined pillar factor of safety has limited meaning. A more realistic approach would be to consider pillar stability in terms of time to failure. However such an approach would require a reasonable estimate of the in-situ pillar mass strength and a validated methodology linking the time to failure with in-situ pillar mass strength and the geometric layout of the working. Résumé: Le volume de bibliographie au sujet de la mécanique des roches a augmenté considérablement ces derniêres années. Alors que des modeles informatiques aident a la compréhension des mécanismes d'instabilité de pilliers, ces modèles ne prennent pas en compte les effets du temps; ainsi, la determination du coefficient de surete du pillier a un sens limité. Une approche plus réaliste devrait considérer la stabilité du pillier en fonction du temps de défaillance. Cependant une telle approche exigerait une estimation raisonnable de la resistance du massif rocheux du pillier ainsi qu'une méthodologie qui lie le temps de défaillance avec la résistance in-situ du massif rocheux du pillier et la géometrie de l'excavation souterraine. Zusammenfassung: Die Anzahl der Veröffentlichungen auf dem Gebiet der Felsmechanik ist in jüngster Zeit sehr gestiegen. Computerprogramme sind wertvoll um den Mechanismus der Pfeilerunbeständigkeit zu verstehen, aber sie vernachlässigen den Zeiteffekt. Daher haben die errechneten Sicherheitsfaktoren der Pfeiler nur begrenzte Bedeutung. Eine realistischere Bewertung wäre, die Stabilität der Pfeiler auf Grund der Zeit bis zum Verfall zu beurteilen. So ein Verfahren würde eine Schätzung der in-situ Gebirgsfestigkeit und eine validierte Methologie, die die Zeit zum Verfall in Abhängigkeit der in-situ Pfeilerfestigkeit und der geometrischen Auslage der Grube zusammenbringt, brauchen.

Jan 1, 2003

By M. Lu, E. Broch

Abstract: The formation and mechanism of rock cavern roof arches are studied and effects of rockbolts reinforcement are evaluated. It is concluded that a self-supported roof arch may be formed by the excavation. To stabilize such a roof arch, fully grouted rockbolts are effective. Tensioned cable anchors may have a negative influence on the arch stability. Zusammenfassung: Die Formation und der Mechanismus von Deckenbögen in Bergkavernen wird studiert und der Effekt von Verstärkung mit Bergbolzen wird bewertet. Es wird festgestellt, dass die Exkavation einen selbst-stützenden / freitragenden Deckenbogen formen kann. Eingegossene Bergbolzen sind effektiv um einen solchen Deckenbogen zu stabilisieren. Spannkabel können unter Umständen eine negative Einwirkung auf die Stabilität des Bogens haben. Résumé: Le mécanisme et la formation de voûtes dans les cavernes rocheures sont étudiés et l'effet du renforcement par boulonnage est évalué. Nous arrivons à la conclusion qu'une voûte autosupportêe peut être formée par excavation. Des boulons entièrement scellés par coulis de bêton s'avèrent efficaces pour stabiliser de telles voûtes. Les tirants d'ancrage peuvent quant à eux nuire à la stabilité de la voûte.

Jan 1, 2003

By S. Okubo, K. Fukui

Empirical equations established for estimating the rock strength of the working face based on the cutting forces of a tunnel boring machines (TBM) are further examined and discussed with respect to the dominant factors affecting TBM performance. Constants in the equations are related to TBM-specific parameters such as excavation (tunnel) diameter, cutter diameter, and cutter distance. The relationship between the constants and the TBM specifications is examined in this study on the basis of data collected at ten tunnels, and it is found that the constants are most strongly influenced by the cutter diameter and tunnel diameter. Zur Schätzung der Gesteinsfestigkeit an der Arbeitsfläche ermittelte empirische Gleichungen, die auf den Schneidekräften von Tunnelbohrmaschinen (TBM) beruhen, wurden weiter im Hinblick auf die vorherrschenden, die Leistung der TBM beeinflussenden Faktoren hin untersucht und diskutiert. In der Gleichung enthaltene Konstanten werden zu den TBM-spezifischen Parametern wie Auschachtungs- (Tunnel) Durchmesser, Schneidendurchmesser und Schachtlänge in Beziehung gesetzt. Die Beziehung zwischen diesen Konstanten und den technischen Daten der TBM wird in dieser Studie auf der Basis der bei 10 Tunnelbauten gesammelten Daten untersucht. Dabei wurde gefunden, dass diese Konstanten am stärksten von den Durchmessern der Schneiden und der Tunnel beeinflusst werden. Cette étude examine et discute les équations empiriques permettant d'estimer la résistance de la roche attaquée aux forces de coupe des tunneliers dans le cadre de l'étude des facteurs dominants affectant les performances des tunneliers. Les constantes de ces équations concernent les paramètres spécifiques des tunneliers comme le diamètre d'excavation (du tunnel), le diamètre du couteau et la distance de coupe. Cette étude examine le rapport entre ces constantes et les caractéristiques techniques des tunneliers d'après des données collectées dans dix tunnels et elle conclut que ces constantes sont principalement influencées par le diamètre du couteau et le diamètre du tunnel.

Jan 1, 2003

By N. Fardin, O. Stephansson, L. Jing

A pair of silicon rubber replicas of size 250 mm by 250 mm, from a natural rock joint, was used to produce several high strength concrete fracture replicas of different sizes, from 50 mm by 50 mm to 200 mm by 200 mm. The morphology of the concrete fracture replicas were digitized at the laboratory using a 3D-laser-scanning machine with high accuracy and resolution. The scale dependency of the geometrical properties, including surface roughness and aperture, of the samples were investigated using fractal method. The investigation was extended to study the scale effect on the mechanical properties of the concrete fracture replicas. Four concrete replicas having same geometry from each sampling size were sheared under four different normal loads. The results show that normal and shear stiffness and peak shear strength decrease with increasing sample size and decreasing normal stress. It is concluded that for accurate determination of geometrical and mechanical properties of rock joints in the laboratory and field scales, samples with size equal to or larger than stationarity limit are required. Silikongummiabdrücke der Größe 250 mm x 250 mm einer natürlichen Kluft dienten als Vorlage für mehrere Hochfestbeton Rissreplikas verschiedener Größe. Die Morphologie der Beton Rissreplikas wurde mittels eines 3D-Laserscanners hoher Genauigkeit und Auflösung im Labor digitalisiert. Die Skalenabhängigkeit der geometrischen Eigenschaften, dies inklusive Oberflächenrauhigkeit und Öffnungsweite, wurden mittels Fraktalen bestimmt. Die Studie wurde durch die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften der Betonrepliken erweitert. Hierbei wurden vier Betonrepliken der selben Geometrie jeder Probengrösse unter vier verschiedenen normalen Belastungen abgeschert. Die Ergebnisse zeigen das sowohl Normal- und Schersteifigkeit als auch die Spitzenscherfestigkeit mit zunehmender Probengrösse und abnehmender Normalspannung abnehmen. Es hat sich gezeigt, daß für eine genaue Bestimmung der geometrischen und mechanischen Eigenschaften von Felsklüften im Labor und im Feld Proben einer Größe gleich oder größer des stationären Limits verlangt werden. Deux répliques en gomme de silicone d’une fracture naturelle, de dimension 250 mm par 250 mm, ont été utilisées pour produire des répliques en béton de haute résistance de dimensions allant de 50 mm par 50 mm à 200 mm par 200 mm. La morphologie de ces répliques a été digitalisée au laboratoire à l’aide d’un laser-scanner 3D haute résolution et haute précision. L’influence de l’échelle des propriétés géométriques, incluant rugosité et ouverture, a été étudiée en utilisant la méthode des fractales. Des essais complémentaires ont été réalisés afin d’étudier l’effet d’échelle sur les propriétés mécaniques des répliques de fracture en béton. Quatre répliques béton de même géométrie pour les différentes tailles d’échantillons ont été cisaillées sous quatre valeurs de contrainte normale. Les résultats montrent que la rigidité normale et tangentielle ainsi que la résistance de pic diminuent en proportion de l’augmentation de la taille de l’échantillon et de la diminution des contraintes normales. On peut en conclure que, pour une détermination précise des propriétés géométriques et mécaniques des fractures au laboratoire et sur le terrain, des échantillons de taille égale ou supérieure à la limite stationnaire sont nécessaires.

Jan 1, 2003

Beatrix Gold Mine, a deep-level gold mine in the Free State province of South Africa, has the highest methane emission rate of any gold mine in the country. Methane is emitted from underground sources intersected during mining operations and is liberated into the general mine atmosphere. The total methane emission rate for the mine is of the order of 16001/s and the South section of the mine emits approximately 10001/s of methane gas. The mine has a history of gas accumulations which have led to a number of underground explosions. Following the last explosion in 2001 and the subsequent investigation, a number of recommendations were made. Two of these were to consider extracting the underground mine methane to render the mine atmosphere safe, and to declare hazardous locations that require special operating procedures. A number of such workplaces have now been declared at the South section of the mine. Methane gas is a potent, explosive greenhouse gas whose contribution to global warming and climate change is 21 times higher than that of carbon dioxide. To reduce its inherent danger and to mitigate its global warming impact, a carbon credit project under the Clean Development Mechanism (CDM) of the Kyoto Protocol has been developed and implemented, the aim being to capture and destroy the methane at Beatrix mine. The mine has constructed an extraction system to capture and extract 400 (Is of the methane. Percentage methane (per volume) of the gas intersected at source is 85%, with negligible concentrations of other hydrocarbons and water associated. The mine contracted the services of Group Five to design and construct the flare and ancillary equipment on surface, and Promethium Carbon was contracted to assist with the carbon¬-related aspects, approval framework, and administration of the project. A number of design and construction challenges had to be faced to extract and transport the gas effectively to the surface of the mine as the emitters are approximately 3 600 m away from the mine shaft at a depth of 860 m. Further considerations were the requirements for the type of column to be used to transport the methane gas, the pressure loss over the system, the safety systems needed to address the risk factors involved in the transport of the methane gas, and a suitable pumping system to extract the gas to the surface. The system operates under negative pressure provided by two blowers on surface delivering the emissions to a flare capable of burning off 450 8/s of methane gas. In this paper a number of benefits for the mine are discussed. These include, but are not limited to, the removal of approximately 55% of the total volume of methane gas from the general body of the air in the geographical areas of the mine where the methane gas is emitted into the atmosphere, and reducing the risk of methane-related incidents. A further benefit of this project is the mitigation of the global warming impact of the methane gas and the reduction of the mine's carbon footprint by approximately 25%. This project could also assist in alleviating the energy shortage being experienced in South Africa by means of the planned generation of 4 MW of electrical power, utilizing the methane gas, as a second phase of the project.

Jan 1, 2011

By C. -T. Mutale, A. S. Tuling

Titanium can exist in three different oxidation states. Its oxides are numerous and in presence of iron and oxygen, iron-titanium oxide compounds can also form. Some of the oxides are non-stoichiometric, making the determination of the thermodynamic properties of titanium and its oxides in molten steel and in slag difficult. Therefore, for the assessment of titanium activity in molten steel using the electrochemical measurements of oxygen partial pressure, the identification of oxides in equilibrium with titanium is important. This paper reports on an investigation of solid titanium oxide inclusions, which have been identified by combining different methods of analysis on quenched samples. These samples were taken from a Fe-Ti-melt at 1600°C, quenched in cold water then mounted and polished for optical microscopy. The oxide inclusions were analysed using transmission electron microscopy (TEM) with energy dispersive spectroscopy (EDS). Both single crystal and polycrystalline diffraction patterns were used to identify the oxides by comparing the d spacings with those in the ICDD X-Ray Diffraction (XRD) database. XRD was used to analyse the oxide particles on the top of slow cooled samples. It was found in the TEM study that the similarity of the diffraction patterns of the various phases meant that unique identification was difficult to achieve in some of the diffraction patterns. However, TiO, Ti2O3, Ti3O5, Ti4O7were identified in quenched samples, while TiO2, FeO.TiO2and iron oxides were seen in slow cooled samples. It was also confirmed that the type of oxides is related to titanium content of the samples. Keywords: Titanium, Titanium Oxides, Iron, TEM, XRD, thermodynamic.

Jan 1, 2004

By J. Y. Foley, K. Eden, A. E. Grosz, C. J. Giles, J. E. Grosz

"Portions of the Icy Cape placer Au district have been described and exploited since the early 1900s. Industrial studies of Au-bearing garnetrich intervals established a 3.5 million troy ounce resource in the western half of the district. This estimate is not compliant with CIM and SME definition standards for Mineral Resources and Mineral Reserves. We note high variability in the textures of sediments and their heavy mineral (HM) content and composition in the district, probably as a function of the depositional environment. Sediments are medium- to fine-grained sands with a valuable HM assemblage that averages 26.0% in a range of 1.1– 72.6%. Valuable heavy minerals (VHMs) garnet, magnetite, ilmenite, rutile, and zircon, but excluding Au, average 7.9% in a range of 1.0–37.6% of the HM assemblage. Trace quantities of uraninite, thorite, monazite, xenotime, and others are noted. Garnets have an average Y content of 726 ppm with a range of 0–2150 ppm. Energy-dispersive X-ray fluorescence confirms compositions commensurate with Ca, Al, and Mg silicates. We provide empirical analytical data and note high variability in the textures, HM content, and compositions as a probable function of depositional environment. Icy Cape District land and resources are owned by the Alaska Mental Health Trust Authority and managed by the Trust Land Office (TLO). IntroductionThe Icy Cape Heavy Minerals (HM) District in Alaska subtends more than 200 km2 fronting the Pacific Ocean and backing to the foot of the Robinson Mountains at about 1700 m above sea level. We classify the district into geomorphic provinces; the eastern region as deltaic (Figure 1) and the western region as coastal plain (Figure 2), based on geomorphologic expressions. The coastal plain is entirely built up of unconsolidated outwash sediments and ancient beach sand deposits."

Jan 1, 2017

By J. Y. Foley, K. Eden, A. E. Grosz, C. J. Giles, J. E. Grosz

"Portions of the Icy Cape placer Au district have been described and exploited since the early 1900s. Industrial studies of Au-bearing garnetrich intervals established a 3.5 million troy ounce resource in the western half of the district. This estimate is not compliant with CIM and SME definition standards for Mineral Resources and Mineral Reserves. We note high variability in the textures of sediments and their heavy mineral (HM) content and composition in the district, probably as a function of the depositional environment. Sediments are medium- to fine-grained sands with a valuable HM assemblage that averages 26.0% in a range of 1.1– 72.6%. Valuable heavy minerals (VHMs) garnet, magnetite, ilmenite, rutile, and zircon, but excluding Au, average 7.9% in a range of 1.0–37.6% of the HM assemblage. Trace quantities of uraninite, thorite, monazite, xenotime, and others are noted. Garnets have an average Y content of 726 ppm with a range of 0–2150 ppm. Energy-dispersive X-ray fluorescence confirms compositions commensurate with Ca, Al, and Mg silicates. We provide empirical analytical data and note high variability in the textures, HM content, and compositions as a probable function of depositional environment. Icy Cape District land and resources are owned by the Alaska Mental Health Trust Authority and managed by the Trust Land Office (TLO). IntroductionThe Icy Cape Heavy Minerals (HM) District in Alaska subtends more than 200 km2 fronting the Pacific Ocean and backing to the foot of the Robinson Mountains at about 1700 m above sea level. We classify the district into geomorphic provinces; the eastern region as deltaic (Figure 1) and the western region as coastal plain (Figure 2), based on geomorphologic expressions. The coastal plain is entirely built up of unconsolidated outwash sediments and ancient beach sand deposits."

Jan 1, 2017

By J. Dvorácek

Similar to the case of any other business venture, the activities of mining industries are profit-oriented. Nothing will stop successful businesses in their quest for new localities to be prospected for minerals of their choice, because the useful economic life of any mine is limited. Before starting the process of land acquisition, it is important for any mining company to be able to forecast the profitability of the venture. The focus of this paper has been on the prospects of success, concerning the case of the opencast extraction of aggregates for construction. A set of 70 successful and loss-making quarries was subjected to investigation. An international company owns the quarries, which are located in seven European countries. The method of discriminate analysis provided the criteria for assessing future economic performance. The same criteria served the purpose of classifying other quarries belonging to the company.

Jan 1, 2012

By A. K. Singh, R. Singh, P. K. Mandal

On the basis of in situ study of pillar loading at different sites, an attempt is made in this paper to visualize the development of mining induced stress under varying geo-mining conditions. Field study demonstrated interesting interaction between size of pillar and nature of roof rock mass under the influence of increasing dimension of the excavation. Stiffness of pillars/overburden, extraction ratio and depth cover are observed to be the important parameters for the estimation of mining induced stress over the pillar. These parameters influence, both, the value of ultimate induced stress (vertical) and its range of influence ahead of the face line. Further, it is observed that the change in width/height (w/h) ratio of a pillar has got considerable influence over the nature of mining induced stress over it. Impact of highly dynamic nature of mining induced stress over the natural supports is observed to be the most serious factor for the safety of working under a hard and massive roof rock mass. On the basis of these observations, a conceptual model of interaction between the natural support and overlying strata is discussed in the paper. ZUSAMMENFASSUNG: Aufgrund ist in situ Studium von Säule Beladung an verschiedenen Stellen, ein Versuch in diesem Papier gemacht, die Entwicklung des Bergbaus vostellen sich, Spannung unter Änderung von Geo Bergbau von Bedingungen hat veranlaßt. Feld Studium hat interessante Wechselwirkung zwischen Größe von Säule und Natur von Dach Felsen Masse unter dem Einfluß von Vermehrung Dimension des excavation vorgeführt. Steifheit des Säulen Overburden, Herausziehung Verhältnisses und Tiefe sind beobachtet bedeckt, die wichtigen Parameter für die Schätzung des Bergbaus zu sein, Spannung über der Säule hat veranlaßt. Diese Parameter beeinflussen, beide, der Wert allerletzter veranlaßter Spannung (senkrecht) und sein Bereich des Einflusses voraus von der Gesicht Linie. Weiter ist, es beobachtet, daß die Änderung in Breite Höhe (W H) Verhältnis einer Säule beträchtlichen Einfluß über der Natur des Bergbaus erhalten hat, Spannung hat darüber veranlaßt. Schlag sehr dynamischer Natur des Bergbaus ist Spannung über den natürlichen Stützen beobachtet hat veranlaßt, der ernsteste Faktor für die Sicherheit des Arbeitens unter einer harten und massiven Dach Felsen Masse zu sein. Aufgrund dieser Beobachtungen, ein begriffliches Modell der Wechselwirkung zwischen der natürlichen Stütze und der überlagernde strata ist im Papier diskutiert. RESUME: En se basant sur dans l'étude de situ de chargement de pilier aux sites différents, une tentative est faite dans ce papier pour envisager le développement de creuse la tension persuadée sous varier de conditions de geo creuse. L'étude de champs a démontré l'interaction intéressante entre la taille de pilier et la nature de masse de rocher de toit sous l'influence d'augmenter de dimension de l'excavation. La raideur de piliers overburden, la proportion d'extraction et la couverture de profondeur est observée pour être les paramètres importants pour le jugement de creuse la tension persuadée par-dessus le pilier. Ces paramètres influencent, les deux, la valeur de tension persuadée ultime (vertical) et sa gamme d'influence en avant de la ligne de face. Plus, il est observé que le changement dans la largeur hauteur (le w h) la proportion d'un pilier a reçu l'influence considérable par-dessus la nature de creuse la tension persuadée par-dessus il. L'impact de nature extrêmement dynamique de creuse la tension persuadée par-dessus les soutiens naturels est observé pour être le facteur le plus sérieux pour la sûreté de fonctionnement sous une masse de rocher de toit dure et massive. En se basant sur ces observations, un modèle conceptuel d'interaction entre le soutien naturel et les couches recouvrant est discuté dans le papier.

Jan 1, 2003

By M. Andrews, B. J. Göhre, G. Strong, C. Terblanche

Mechanized mining can be experienced as a symphony by substituting the instruments for the different machines that each perform their own function and thus have different sounds. The drill-rig is the soloist around which all the other machines must play their part in harmony. Each machine can function on its own, but productivity is achieved only when all of the machines function in a holistic manner, as the different sounds of instruments form a symphony when playing together. To produce a symphony is to have the ability to put together all the pieces. It is the capacity to synthesize rather than to analyse. Today?s managers have to apply this harmonic way of thinking to make the system of mechanized mining work. In other words each of these people must have the ability of a conductor, whose job involves corralling a diverse group of notes, instruments and performers, and producing a unified and pleasing sound. At Modikwa Mine the introduction of the MAPS (Mine Activity Performance System) has allowed management to obtain a clear view of all the activities associated with the equipment. Through synthesis the issues that hampered productivity were identified and addressed to improve production and reduce costs.

Jan 1, 2006

By H. W. J. P. Neomagus, R. K. K. Mbaya, J. R. Bunt, N. T. Leokaoke, N. W. Makgobelele

Silicon Smelters consumes more than 80000 t/a of wood-derived charcoal as carbonaceous reductant in the production of silicon metal. More than 10% of this material is discarded as fines (<6 mm) generated due to abrasion during processing. Charcoal fine residues (<650 μm) and polyvinyl alcohol (PVA) binder were used in this study to produce mechanically strong charcoal briquettes for metallurgical application as carbonaceous reductant. The PVA binder was added in mass percentages of 1, 3, and 5 wt% to the charcoal fines. The compressive strength, abrasion resistance index (ARI), drop shatter resistance (SRI), and water resistance index (WRI) were measured as functions of curing for up to 7 days under atmospheric conditions, and the results compared with metallurgical grade coarse charcoal. The ash content of the produced briquettes was found to be high (6.6–8.0%) compared with the coarse charcoal (1–3%). The 3 and 5 wt% PVA-bound briquettes were found to be the strongest, with compressive strengths of 40 and 115 kg/cm2 respectively, with WRI values of 75 and 73% respectively. The produced briquettes were found to have lower ARI and SRI values compared to the coarse charcoal. Future work should include beneficiation of the fine charcoal discards prior to briquetting, and an increase in binder addition to above 6 wt% to improve the ARI and SRIn.

May 1, 2021

By P. Sun

Abstract: From the viewpoint of interaction mechanics of solid and gas, a coupled mathematical model is presented for coal/rock mass deformation and gas leak flow in parallel deformable coal seams. Numerical simulations for the prediction of the safety range of mining of protection layer are performed with experimental data from a mine with potential danger of coal/gas outbursts. Analyses show that the numerical simulation results are consistent with the measured data on the spot. Therefore, the coupled model shows a positive future for applications in a wide range. ZUSAMMENFASSUNG:Von der Veranschaulichung der Abhängigkeit Mechaniker für Körper und Gas, wird ein verbundenes mathematisches Modell für festen coal/rock Deformation und Gasleckstelle Fluß in parallele deformable Kohlenähte dargestellt. Numerische Simulationen für die Vorhersage der Sicherheit Strecke, die Schutzschichtbergbau verwendet, werden mit experimentellen Daten von einer Grube mit möglicher Gefahr der coal/gas Ausbrüche durchgeführt. Analysen zeigen, daß die numerischen Simulation Resultate mit den gemessenen Daten bezüglich des Punktes gleichbleibend sind. Folglich zeigt das verbundene Modell eine positive Zukunft für Anwendungen in einer breiten Strecke. RÉSUMÉ: Du point de vue de la mécanique d&apos;interaction pour le solide et le gaz, un modèle mathématique couplé est présenté pour l&apos;écoulement plein de déformation de coal/rock et de fuite de gaz dans les filons houillers deformable parallèles. Des simulations numériques pour la prévision de la gamme de sûreté employant l&apos;exploitation de couche de protection sont effectuées avec des données expérimentales d&apos;une mine avec le danger potentiel des accès de coal/gas. Les analyses prouvent que les résultats numériques de simulation sont conformés aux données mesurées sur place. Par conséquent, le modèle couplé montre un futur positif pour des applications dans un éventail.

Jan 1, 2003

By H. Willenberg, J. S. Coggan

ABSTRACT: Although individually both continuum and discontinuum numerical analyses provide useful means to analyze rock slope stability problems, complex failures typically involve mechanisms related to both existing discontinuities (i.e. discontinuum) and deformation and brittle fracture of intact rock (i.e. continuum). One such example is the 1991 Randa rockslide in the southwestern Swiss Alps, where failure involved several complex mechanisms, which require the consideration of progressive failure and rock mass strength degradation. This paper presents results from a series of hybrid finite-/discrete-element models directed towards the explicit modelling of brittle fracturing in natural rock slopes, enabling the modelling of progressive failure, from initiation, through to the development of catastrophic failure, transport and deposition. RÉSUMÉ: Si les modélisations numériques de type continu ou discontinu fournissent des outils utiles pour l’analyse de problèmes de stabilité de pentes rocheuses, elles montrent de sérieuses limitations lorsque des mécanismes de rupture complexes impliquent des processus liés autant aux discontinuités préexistantes qu’au développement progressif de nouvelles fractures. Ceci se retrouve typiquement dans l’exemple de l’éboulement de 1991 à Randa dans les Alpes suisses du sud-ouest, où la rupture a impliqué plusieurs mécanismes complexes nécessitant la prise en considération de la fracturation progressive ainsi que de la dégradation de la résistance des masses rocheuses. Cet article présente des résultats provisoires d&apos;une série de modèles hybrides orientés vers la modélisation explicite de la fracturation de pentes naturelles, permettant la modélisation de fractures progressive de leur initiation jusqu’à leur développement, leur rupture catastrophique, leur transport et leur déposition. ZUSAMMENFASSUNG: Obwohl numerische Kontinuum- und Diskontinuum-Berechnungen einzeln nützliche Ergebnisse zur Stabilitätsanalyse von Felshängen liefern, sind komplexe Felsrutschungen typischerweise mit Mechanismen verbunden, die sowohl durch bestehende Trennflächen (s.a. Diskontinuum-Ansatz) als auch durch die Deformation und das Versagen intakter Felsbereiche (s.a. Kontinuum-Ansatz) bedingt werden. Ein Beispiel für einen solchen Sachverhalt ist der Bergsturz von Randa 1991 im südwestlichen Teil der Schweizer Alpen, bei dem die Rutschung mehrere komplexe Mechanismen umfasste, so dass “progressive failure” und Verminderung der Gebirgsfestigkeit in Betracht gezogen werden müssen. Dieser Artikel beschreibt vorläufige Ergebnisse einer Reihe von hybriden Modellrechnungen (Finite-/Diskrete-Elemente). Diese haben zum Ziel, explizit das bruchhafte Versagen natürlicher Felshänge zu modellieren, wobei das progressives Versagen im ganzen modelliert wird, von der Anfangsphase über die Entwicklung zum katastrophalen Versagen und den Transport und die Ablagerung der Rutschmassen.

Jan 1, 2003

By C. Haberfield, J. Szymakowski

Recent studies by the authors into the behaviour of jointed rock masses using direct shear testing have confirmed that joint spacing has a significant effect on rock mass strength. The rock mass failure envelopes assessed from these tests have been compared to failure envelopes obtained using the Hoek-Brown GSI criterion. Good agreement between measured and estimated GSI strength envelopes where obtained when joint spacing was considered in the assessment of GSI. Les études récentes conduites par les auteurs sur le comportement des joints rocheux employant l&apos;essai direct de cisaillement ont confirmé que l&apos;espacement a un effet significatif sur la force de la masse rocheuse. Les enveloppes de ruptures obtenues pour ces essais ont été comparées à l&apos;enveloppe de rupture obtenue en utilisant le critère GSI Hoek-Brown. Une bonne corrélation a été constatée entre les enveloppes obtenues expérimentalement et les enveloppes calculées par la méthode GSI quand l&apos;espacement des joints a été pris en considération dans l&apos;évaluation de GSI. Kuerzliche Untersuchungen der Autoren betreffs Reaktionen von gebrochenen Felsmassen zu direkter Scherkraft, bestaetigen, dass die Abstaende von Rissen einen deutlichen Einfluss auf den Widerstand der Felsmassen hat. Die Bruchbereiche der Felsmassen die von diesen Untersuchungen entwickelt wurden, wurden verglichen mit den Bruchbereichen, die man mit der Anwendund der Hoek-Brown GSI Formulierung erhaelt. Eine gute Uebereinstimmung zwischen gemessenen und errechneten GSI Festigkeitsbereichen wurde erzielt, wenn der Abstand der Risse in der Berechnung der GSI in Betracht gezogen wurde.

Jan 1, 2003

By M. Tanaka, K. Aoki, T. Mori, H. Morioka, K. Iwano, T. Kanagawa

To estimate the detailed characteristics of the rock around the cavern during excavation, new monitoring technique for dynamic properties of the rock has been applied. In this paper, micro-seismic monitoring and AE monitoring technique are applied to the excavation of large underground rock cavern and the result was discussed to clarify the acutal behavior of EDZ around the cavern. Zur Einschätzung der Gesteinseigenschaften um die Ausschachtung herum haben die Autoren eine Technik eingesetzt, mit der die physikalischen und dynamischen Änderungen im Gestein um den Schacht während der Ausschachtung beobachtet werden. In der vorliegenden Studie wurde zur mikroseismischen Überwachung ein AE Überwachungsverfahren eingesetzt und die Autoren berichten über die Veränderungen in den Gesteinseigenschaften um die Ausschachtung herum. Dans le but d&apos;évaluer en détail les propriétés des roches qui forment les parois des cavernes creusées, les auteurs ont utilisé une technique de mesure permettant d’observer les modifications physico-dynamiques des roches aux alentours de la caverne pendant son excavation. Dans le cadre de cet article, une technique de surveillance de l’agitation et du bruit microséismiques a été mise en œuvre et les auteurs font état de la modification des propriétés de la roche environnante.

Jan 1, 2003

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