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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 D. Grabowski, Z. Pokryszka

ABSTRACT: Some residential areas of the iron basin of Lorraine (in the North-East of France) are affected by noxious gas emissions (under oxygenated, carbon dioxide loaded and radon loaded gas mixtures). Site investigations showed that the gas flow was mainly due to natural thermal air circulation between old mines and the external atmosphere. The main hazards associated with this flow of gas and its potential accumulation in confined volumes within buildings are asphyxiation and intoxication. A further study is in progress in order to better understand the origin of the gas generation within the old iron mine workings. Following the first hypothesis, the carbon dioxide emission is mainly due to the specific hydro-geo-chemical process associating the pyrite oxidation with the acid dissolution of carbonates. KEY-WORDS : gas, emission, mine, flow, pyrite. ZUSAMMENFASSUNG: Einige Wohngebiete der Eisenmulde Lothringen (im Nordöst Frankreich) werden von Ausgasung gesundsheitsschädlichen sauerstoffarmen Mischungen, die mit Kohlendioxid und Radon beladen sind, betroffen. Untersuchungen am Ort haben gezeigt, wie diese Gasstroemung von natürlichem thermischen Luftumlauf zwischen den alten Bergwerken und der externen Atmosphäre ausgelöst wird. Erstickung und Vergiftung sind die wichtigste Risiken, die mit dieser Gasströmung und ihrer möglichen Speicherung in begrenzten Lokalen zusammenhängen. Eine weitere Untersuchung wird durchgefuehrt so dass man die Herkunft der Gaserzeugung in den alten Grubenräume besser versteht. Der ersten Hypothese folgend, Ausgasung von Kohlensäure liegt vor allem an dem hydro-geo-chemischen Prozess, der Pyritrösten mit der säuren Auflösung von Karbonate verbindet SCHLÜSSELWÖRTER: Gas, Ausgasung, Bergwerk, Strömung, Pyrit RESUME: Certaines agglomérations du bassin ferrifère lorrain (au Nord-Est de la France) sont affectées par des émanations de mélanges gazeux sous-oxygénés et chargés en certains gaz nocifs (dioxyde de carbone, radon…). Les investigations effectuées in situ ont montré que les écoulements gazeux à l’origine de ces émanations sont liées au phénomène de tirage naturel entre les anciens travaux miniers et la surface. Les principaux risques engendrés par ces émanations de gaz et son accumulation possible dans des endroits confinés sont l’asphyxie et l’intoxication. Une étude est en cours afin d’expliquer l’origine de la modification de l’air au sein des vieux travaux miniers. Les émissions de dioxyde de carbone seraient dues à des processus hydro-geo-chimiques associant l’oxydation de la pyrite et la dissolution de carbonates. MOTS CLES: gaz, émanation, mine, écoulement, pyrite.

Jan 1, 2003

By A. Rejeb

ABSTRACT: This paper contributes to the study of underground structures in argillaceous media, especially Tournemire argillites (Aveyron, France). The basic results obtained over six years in two experimental drifts at the Tournemire site are presented. In situ measurements cover drift wall temperature, humidity and convergence. Delayed convergence represents around 50-65% of the total measured convergence. Analysis of the measurements has shown that delayed convergence is explained by the viscoplastic behaviour of the argillaceous formations. Lemaitre’s rheological model has been extended to the orthotropic case, as Tournemire argillite is naturally anisotropic. The triaxial creep test results on samples at different orientations enabled the parameters of the Tournemire argillite to be identified in terms of orthotropic viscoplastic law. A plane deformation model, using this rheological law and the initial stress field in the site, was developed to interpret the convergence measurements in the drifts. The computed results match the measurements well, especially during the excavation phase. KEY WORDS: Argillite, convergence, time-dependent behaviour, creep, viscoplasticity, modelling. ZUSAMMENFASSUNG: Der vorliegende Artikel ist ein Beitrag zur Untersuchung der unterirdischen Strukturen tonhaltiger Milieus, insbesondere der Tongesteine von Tournemire (Aveyron, Frankreich). Die wichtigsten Ergebnisse, die in zwei Forschungsstrecken am Standort Tournemine über einen Beobachtungszeitraum von sechs Jahren zusammengetragen wurden, werden hier vorgestellt. Gemessen wurden in situ Temperatur, Feuchtigkeit und Streckenkonvergenz. Von der insgesamt gemessenen Konvergenz sind etwa 50 bis 65 % auf zeitlich verzögerte Konvergenz zurückzuführen. Die Auswertung aller Messungen hat ergeben, dass die zeitverzögerte Konvergenz mit dem viskos-plastischen Verhalten des Tonsteinmassivs zu erklären ist. Aufgrund der naturgemäßen Anisotropie des Tongesteins von Tournemine wurde das rheologische Modell von Lemaitre auf den orthotropen Fall ausgedehnt. Triaxiale Kriechversuche bei jeweils unterschiedlicher Ausrichtung dienten der Ermittlung der einzelnen Parameter des orthotropen, viskos-plastischen Gesetzes. Zur Auswertung der Konvergenzmessungen innerhalb der beiden Strecken wurde unter Beachtung dieses rheologischen Modells sowie des ursprünglichen Spannungszustands vor Ort ein flächiges Deformationsmodell entwickelt. Die Rechenergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung mit den Messungen, insbesondere während der Vortriebsphase. SCHLÜSSELWÖRTER: Tongestein, Konvergenz, zeitlich verzögertes Verhalten, Kriechen, Viskoplastizität, Modellbildung. RESUME : Cet article est une contribution à l’étude des structures souterraines dans les milieux argileux, notamment les argilites de Tournemire (Aveyron, France). Les principaux résultats obtenus pendant six années, dans deux galeries d’expérimentation au site de Tournemire, sont présentés. Ces mesures portent sur la température, l’humidité et la convergence des parements des galeries. La convergence différée représente environ 50 à 65% de la convergence totale mesurée. L’analyse de l’ensemble des mesures a montré que la convergence différée est interprétée par le comportement viscoplastique du massif argileux. Etant donné que l’argilite de Tournemire est naturellement anisotrope, le modèle rhéologique de Lemaitre a été étendu au cas orthotrope. Les résultats des essais de fluage triaxial, sur des échantillons à différentes orientations, ont permis de déterminer les paramètres de la loi viscoplastique orthotrope. Un modèle en déformation plane, utilisant cette loi rhéologique et l’état de contrainte initiale dans le site, a été développé en vue d’interpréter les mesures de convergence dans les galeries. Les résultats des calculs sont en bon accord avec les mesures et plus particulièrement durant la phase de creusement. MOTS-CLEFS : argilite, convergence, comportement différé, fluage, viscoplasticité, modélisation.

Jan 1, 2003

By M. J. King, A. Weissenberger, W. G. Davenport

Keywords: Pyrometallurgy, sulphuric acid, sulphur dioxide The raw material for sulphuric acid manufacture is clean SO2 gas. It comes from (i) burning molten by-product sulphur; (ii) roasting or smelting metal sulphide concentrates, and (iii) decomposing contaminated organic chemical process sulphuric acid catalyst. Efficient gas cleaning is required for metallurgical and contaminated acid decomposition gases, especially the former. Sulphuric acid is made from SO2 gas by (i) oxidizing the SO2(g) to SO3(g) in contact with supported liquid-phase catalyst then (ii) reacting the resulting SO3(g) with the water component of 98.5 mass% H2SO4, 1.5 mass% H2O acid. This paper discusses the reasons for these process steps and indicates how acidmaking can be controlled and optimized. Special emphasis is placed on SO2(g) oxidation efficiency and how it is influenced by feed gas composition, feed gas temperature, catalyst composition, catalyst bed pressure, number of catalyst beds, and double versus single contact acidmaking. In addition, a review of various other treatment methods for SO2-bearing gases is provided. A brief description of each process is included along with commentary on their technical and economic applicability for use at metallurgical facilities.

Jan 1, 2006

By S. Mohanta, I. D. Behera, B. Sahoo

"Run-of-mine coal contains particles of different sizes with different specific gravities, and when this coal is crushed, the amount of material present in a particular density class changes. This alters the washability characteristics of the coal, which affects the quantity, quality, and separation efficiency of the gravity-based coal washing process. The degree of difficulty in washing a typical coal at a particular specific gravity depends mostly on the amount of material occurring within ±0.1 specific gravity range, which is known as ‘near-gravity material’ at that particular specific gravity of separation. In this paper, two numerical indices, namely ‘near-gravity material index’ and ‘index of washability’, are used to quantify the distribution of near-gravity material in different density classes and to evaluate the degree of difficulty involved in the washing process. The results of this preliminary investigation indicate the uniform distribution of near-gravity material in all density classes for finer size fractions, whereas for coarser size fractions more near-gravity material is present in the lower density classes, making the washing process more difficult at a lower specific gravity of separation. IntroductionThe prime objective of coal beneficiation is to remove physical impurities as effectively and economically as possible. The beneficiation process includes various operations on the asmined coal to make it more suitable for enduse application without destroying the physical identity of the coal. There are several coal beneficiation processes, but gravity-based separators remain the most efficient unit operation for removing the undesirable gangue material from run-of-mine coal. These separators exploit the difference in density between coal particles and gangue particles to effect a separation. The feed is introduced into an aqueous suspension of ultrafine magnetite with a particular density. The feed particles with a relative density less than that of the suspension (clean coal) float to the top surface of the suspension, whereas particles denser than the suspension density (gangue material) sink to the bottom. When the difference in density between the particle and the aqueous suspension is large, the separation is easy, but when this difference is less the separation becomes much more difficult since the settling velocity of the particles is very low. This lower settling velocity increases the probability that particles that should report to floats report to sinks, and vice versa, hence increasing the amount of misplaced material. Therefore, the degree of difficulty in beneficiating a typical coal at a particular specific gravity depends on the amount of material occurring within ±0.1 specific gravity range. This is known as ‘neargravity’ material, also termed ‘near-dense’ material, at that particular specific gravity of separation."

Jan 1, 2016

By L. A. Maseko

"As part of the mining engineering curriculum, students are required to be placed in industry for vacation work or work-integrated learning (WIL). In this paper we review work-based placement as done at the four South African mining schools: the University of Johannesburg, the University of Pretoria, the University of the Witwatersrand, and the University of South Africa.Key aspects of past and current WIL (pre- and post-graduation) practices that may need attention are highlighted for consideration by all universities that provide professional qualifications. Work-directed theoretical learning, problem-based learning, project-based learning, workplace learning, and simulated work experiences are discussed as legitimate approaches to WIL.Regardless of the choice each institution makes, commitments of universities, preparedness of university teachers, and the desire for equity and excellence will play an important role in the provision of WIL.DefinitionsAccredited Qualification: a qualification awarded on successful completion of an accredited programme.Advisory Boards (or Committees): are essential infrastructure for a WIL curriculum that is built on the integration of the workplace and the university. This requires the collaboration of experts from both environments. Workplace advisors are critical to the success of the academy as they embody expert knowledge of the ‘real world’.Assessment: the process of determining the capability or competence of an individual against standards by evaluating performance.Category: a mode of registration defined in or under the ECSA Act which has a distinctive purpose, characteristic competencies, defined principal routes to registration, and educational requirements.Experiential learning: (in South Africa sometimes used synonymously with work placement or cooperative education) is a term used with a great variety of meanings in the international literature. More broadly, it may refer to learning that has meaningful learner involvement. It is the process of generating meaning from direct experience. In the international literature, experiential learning is learning through reflection on doing, which is often contrasted with rote or didactic learning."

Dec 1, 2018

By T. Dlokweni

Several Rockmass classification systems have been developed and used in Civil Engineering design and for underground mining operations. Some of these rockmass classification systems have been modified and used in the South African coal mining industry to quantify descriptive geological information for use in coal mine design and roof support selection. The Coal Mine Roof Rating (CMRR) system developed in the USA has been investigated in detail as part of the study. Advantages and disadvantages of the system have been identified by means of underground and surface borehole testing. Investigations into the rating systems in South Africa found that most of the rating systems used in the South African coal mining industry are for planning purposes, and are conducted on borehole cores. This study also highlighted that the rating systems being used are based on geology, and that the human factor plays a major role in the rating systems. To overcome these problems, all the classification systems used in South African coal mines have been benchmarked against impact splitting technique and documented. The best elements of these systems are combined into a new standard system that will be easily used by all mine geologists and rock mechanics engineers. Plusieurs systèmes de classification de la masse rocheuse ont été développés et utilisés dans le Génie Civil et pour les opérations d'exploitation minière souterraine. Certains de ces systèmes de classification de la masse rocheuse ont été modifiés et utilisés dans l'industrie minière sud-africaine pour quantifier l'information géologique descriptive utilisée dans la conception de mines de charbon et la sélection de soutènement du toit. Le système d'Evaluation de Toit de Mine de Charbon (CMRR) développé aux USA a été examiné en détail, comme part de l'étude présente. Tests en surface de trous de mine ont permis d'identifier les avantages et inconvénients du système. Une étude des systèmes d'évaluation en Afrique du Sud a révélé que la plupart des systèmes d'évaluation utilisés dans l'industrie minière sud-africaine sont utilisés pour la planification, et sont menés sur les carottes de trous de mine. L'étude présente a aussi souligné que les systèmes d'évaluation utilisés sont basés sur la géologie, et que le facteur humain joue un rôle majeur dans les systèmes d'évaluation. Pour surmonter ces problèmes, tous les systèmes de classification utilisés en Afrique du Sud ont été référencés en termes de technique de fissuration sur choc, et documentés. Les meilleurs éléments de ces systèmes sont combinés dans un nouveau système standard qui sera utilisé aisément par tous les géologues de mine et les ingénieurs miniers. Verschiedene Gesteinsmassenklassifikationssysteme wurden entwickelt und kamen im Design für Hoch- und Tiefbau und Untertageabbau zum Einsatz. Einige dieser Gesteinsmassen-klassifikationssysteme wurden modifiziert und sind in der südafrikanischen Kohlebergbauindustrie in Verwendung, um beschreibende geologische Informationen für die Anwendung im Design von Kohlebergwerken und der Firstabstützungsauswahl quantitativ zu beschreiben. Das in den USA entwickelte Kohlengrubenfirstbewertungssystem (CMRR) wurde als Teil der Studie im Detail untersucht. Vorteile und Nachteile des Systems sind mittels der Untergrund- und Oberflächenbohrlochprüfung gekennzeichnet worden. Prüfungen der Bewertungssysteme in Südafrika ergaben, daß die meisten Bewertungssysteme die in der südafrikanischen Kohlebergbauindustrie benutzt werden, Planungszwecken dienen und werden anhand von Bohrlochkernen durchgeführt. Diese Studie hob auch hervor, daß die verwendeten Bewertungssysteme auf Geologie basieren und daß der menschliche Faktor eine Hauptrolle in den Bewertungssystemen spielt. Um diese Probleme zu überwinden, wurden alle in südafrikanischen Kohlengruben benutzte Klassifizierungssysteme vergleichsweise in Hinblick auf Spaltschlagtechnik überprüft und dokumentiert. Die besten Elemente dieser Systeme werden in ein neues Standardsystem kombiniert, das leicht von allen Grubengeologen und von Gebirgsmechanikingenieuren benutzt werden kann.

Jan 1, 2003

By K. -H. Lux, Z. Hou

ABSTRACT: It is well known in underground mining and waste disposal that the development of excavation damaged zones (EDZ), and thus, hydraulic pathways, is closely related to the excess in the corresponding damage boundary (= long-term strength) of the rock mass and the resulting damage. By integrating short-term and long-term strength, dilatancy, damage and healing into the newly extended Hou/Lux constitutive model for rock salt, it is possible to treat the tertiary creep, to identify the EDZ around underground facilities and to predict the time-dependent development of the EDZ in rock salt. Under in-situ conditions, the EDZ of a 37-year-old drift at the Sondershausen salt mine and the EDZ around a drift dam in rock salt are numerically examined. The numerical analysis gives satisfactory results. RÉSUMÉ: Dans les exploitations minières et le stockage souterrain des déchets, le développement des zones endommagées et fracturées (EDZ – excavation damaged zone), créant des chemins préférentiels pour écoulement, est étroitement lié au contexte géotechnique et à la méthode d’excavation. En intégrant la résistance court et long terme, la dilatance, l’endommagement et le colmatage, le nouveau modèle rhéologique Hou/Lux pour le sel gemme est capable de traiter le fluage tertiaire, d’évaluer l’extension de l’EDZ et de prédire l’évolution de EDZ dans temps autour des ouvrages creusés dans le sel gemme. L’EDZ d’une galerie datée de 37 ans dans la mine de sel de Sondershausen et les EDZ autour de barrage des galeries dans un sel gemme ont été modélisées. Les résultats numériques fournissent des résultats satisfaisants. ZUSAMENFASSUNG: Bekanntlich ist die Entstehung von Auflockerungszonen und damit hydraulischen Wegsamkeiten in der unmittelbaren Umgebung um bergmännische Hohlräume mit der Überschreitung der entsprechenden Schädigungsgrenze eng verbunden. Unter Berücksichtigung der Bruchfestigkeit, Schädigungsgrenze, Dilatanz, Schädigung und Verheilung kann das Stoffmodell Hou/Lux das Verhalten des tertiären Kriechens beschreiben, die Auflockerungszone im Salzgebirge ermitteln und ihre zeitabhängige Ausdehnung vorausberechnen. Mit diesem Stoffmodell werden die Auflockerungszonen einer 37jährigen Strecke in der Salzgrube Sondershausen und die Auflockerungszonen um ein exemplarisches Abdichtungsbauwerk im Salzgebirge numerisch untersucht. Dabei werden zufriedenstellende Berechnungsergebnisse erzielt.

Jan 1, 2003

By A. Thoraval, K. B. Slimane, O. Ozanam

The REP experiment is part of the research programme conducted by Andra to investigate the possibility of reversible radwaste disposal in a Jurassic (Callovo-Oxfordian) argillite formation at the Meuse/Haute-Marne underground laboratory site in northeastern France. The experiment focuses on the hydromechanical response of the formation to sinking the laboratory access shaft. Modelling of boreholes and shaft sinking operations has helped to optimise measurement point locations based on initial stress tensor anisotropy, while minimising interaction between instrument boreholes. Analyses were made of model sensitivity to intrinsic rock characteristics, hydromechanical coupling properties and sensor installation procedures. L’expérimentation REP fait partie du programme de recherche pluridisciplinaire engagé par l’Andra pour étudier la possibilité d’un stockage réversible des déchets radioactifs dans la formation Callovo-Oxfordienne des argilites du site de Meuse/Haute-Marne (Commune de Bure - France). Cette expérimentation permettra d’étudier la REponse hydromécanique de la formation aux sollicitations engendrées par le fonçage du Puits d’accès du laboratoire souterrain de recherche. Afin d’optimiser le positionnement des points de mesures, compte tenu de l’anisotropie du tenseur des contraintes initiales, et de minimiser les interactions entre les forages d’instrumentation, des modélisations des forages et du creusement du puits ont été conduites. Des analyses de sensibilité aux caractéristiques intrinsèques de la roche, aux propriétés de couplage HM et aux protocoles d’installation des capteurs ont été faites. Die REP-Untersuchung ist Teil des multidisziplinären Forschungsprogramms, das die ANDRA im Callovo-Oxfordian-Tonstein in situ am Standort Meuse/Haute Marne (Gemeinde Bure – Frankreich) im Hinblick auf eine Eignung zur reversiblen Lagerung radioaktiver Abfälle durchführt. Dabei soll das hydro-mechanische Verhalten der Formation auf die Beanspruchungen, die durch das Abteufen des Zugangsschachts zum Untertage-Forschungslabor erzeugt werden, untersucht werden. Zur optimalen Positionierung der Messpunkte unter Berücksichtigung der Anisotropie des Tensors der Ausgangsspannungen und zur Minimierung der gegenseitigen Beeinflussung der Instrumentierbohrungen wurden ein Schachtabteuf- und Bohrmodelle entwickelt. Zur Untersuchung der inhärenten Eigenschaften des Gesteins, des gekoppelten HM-Verhaltens und der Installationsprotokolle der Messsonden wurden Sensibilitätsanalysen durchgeführt.

Jan 1, 2003

Geologists in some underground gold mines collect grab samples from broken ore piles or trucks as a method of grade control. It is often known as muck sampling. Generally, the goal of grab sampling is to try and reconcile the mined grade at the ore source to the predicted grade and/or predict the mill feed grade. The mass of the sample collected is limited by health and safety issues, as well as by the capacity of the laboratory to process the samples within a given time frame. In general terms, grab sampling is known to be problematic because samplers tend to oversample the fines, and/or pick out high-grade fragments; surface sampling of piles does not test material within the pile; muck piles in development drives/faces are likely to be zoned due to the blasting sequence; high or low-grade material may preferentially segregate in the pile during mucking; the five per cent mass reject size of the material in muck piles is very large from underground blasting; some correlation usually exists whereby the larger fragments are enriched or depleted in the critical component of value; and the average error made in estimating the true stockpile grade is likely to be high. The method is prone to chronic fundamental sampling, grouping and segregation, delimitation, and extraction errors. Substantial warnings must be given about the use of grab sampling for grade control in gold mines. The method may appear to work sometimes, which can be attributed to a fine gold particle sizing and more disseminated distribution. As with all sampling methods, its appropriateness must be determined by ore characterization and heterogeneity testing to ensure the method suits the ore type.

Jan 1, 2010

The roasting of sulphide ores and concentrates is often the first step in the production of metals or chemicals. In many processes, the production of sulphuric acid is viewed as a by-product, whereas in some plants production is an important economic factor. Regardless of the purpose, a pyrite roasting plant consists of mainly three plant sections: roasting, gas cleaning and sulphuric acid. With the addition of air, the pyrite concentrates are transformed into solid oxides and gaseous sulphur dioxide at temperatures of 600?1000°C. After cleaning and cooling, the sulphur dioxide in the roasting gas is further processed to sulphuric acid. Two types of reactors are used depending on the application: stationary or circulating fluid bed. For over 60 years, Outotec has progressively been developing the principle of fluidized bed technology in several different reactor types for a multitude of process applications. The versatility of the fluidized bed reactor system has manifested itself in the treatment of minerals, including solid fuels, and for metallurgical processes both in the ferrous and non-ferrous fields. Process applications have included roasting, calcining, combustion and charring of coals, as well as off-gas treatment. This paper provides a summary of the pyrite roasting technology currently used along with a simple cost comparison of pyrite roasting and sulphur burning processes.

Jan 1, 2009

By R. C. D. Phillis

The management of critical resource inventories is an important productivity lever and a significant risk factor?risk in the sense that poor resource availability lends itself to disempowerment of workers, unsafe work practices, wasted spending (high unit costs),and poor quality of work (including mining waste/rework). Most underground platinum mines experience lost blasts that directly lead to reduced productivity. In most surveyed shafts, 30% of lost blasts can be attributed to shortages of critical material and/or equipment. The problem is prevalent despite the existence of conventional transitory surface and underground stores. This paper discusses the introduction of buffer stores as a complementary materials storage system in order to improve health and safety in mines as well as reduce lost blasts. Both quantitative and qualitative results have shown that buffer stores result in dramatic improvements in productivity and are readily acceptable by stakeholders. Keywords Buffer stores, lost blast.

Jan 1, 2011

By D. Grobbelaar, A. Cichowicz, D. J. Birch

The Q-coda method for estimating the quality factor Q(f)= Qo(f)n was used to characterize seismic wave attenuation in a region of the Kaapvaal Craton that includes the mining areas of the Bushveld Complex and Witwatersrand Basin. Seismic waveform data, collected by locally distant stations of the South African National Seismograph Network (SANSN), consisted of mining-related events with magnitudes ranging from ML 1.8 to ML 4. Q was calculated for nine different source-receiver pairs spanning the study region. A weighted average Q based on the number of available data gave an estimated attenuation relation for the study region of Q(f) = 327 f 0.81.

Jan 1, 2015

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

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

Jan 1, 2003

By J. P. Josien, Didier C.

ABSTRACT: France now faces the closure of most of its mining sites. Surface instability risk may sometimes remain, especially where large underground voids exist. This paper illustrates the importance of failure mechanisms identification in order to define properly how to manage the residual risk. RESUME: La France fait aujourd’hui face à la fermeture de ses exploitations minières. Des risques d’instabilités de surface peuvent persister, notamment lorsque des vides résiduels existent au sein des travaux souterrains. L’article illustre l’importance que présente la nature des mécanismes de rupture potentiels dans le choix des mesures compensatoires à adopter pour gérer le risque résiduel à long terme. ZUSAMMENFASSUNG: In Frankreich stellt sich derzeit das Problem der definitiven Schliessung des meisten Bergwerke. In manchen fällen ist die Stabilität der Oberfläche nicht garantiert, speziell wenn unter Tage nicht verfüllte Hohlräume verblieben sind. Dieser Bericht zeigt die Wichtigkeit, bei der Auswahl geeigneter Langzeit-Risikomanagementmethoden, der verschiedenen Mechanismen mit denen ein eventueller Bruch an die Tagesoberfläche geraten kann.

Jan 1, 2003

By R. Armstrong

The stability of rock slopes is significantly influenced by their curvature in plan view. The importance of this in open pit mining is indicated by the fact that, in a deep pit, steepening of the slopes by 1° may save as much as $100 million. It is considered that there are two significant factors that play a part in the influence of plan curvature. These two factors are the effect of stress, and the effect of geological structure. The scant literature that pertains to this aspect of rock slope design was reviewed. The geometrical influence of the plan curvature was then investigated. It was seen that it has a parabolic effect on the maximum possible wedge that can fail into a circular pit, where the tighter the concave curvature the smaller the wedge. The plan curvature also affects the volume of a particular wedge, where concave slopes result in an exponential decrease in the volumes and convex slopes have exponentially increased wedge volumes. A change in the strike of the wedge did not affect the curvature’s influence on the volume, but the volumes of shallower dipping wedges were affected more by the influence of the plan curvature. La stabilité des talus des roches est très influence par la courbure de celles ci dans la vue en plan.Son importance de l peut arriver à sauver même $100 millions. Il est considère qu il y a deux facteurs importants qui jouent une influence sur cette courbure. Il s’agit de l’effet des contraintes et l’effet de la structure géologique. La brève littérature qui se réfère à cet aspect du conception sur le talus des roches a été revue. L’influence géométrique de la courbure des plans a été investiguée. Il a été vu que cela un effet parabolique sur la bosse ou le su relèvement maximum possible qui peut faillir dans un puits circulaire, ou le plus resserre est la courbure concave, le plus petit est su relèvement (bosse). La courbure plane aussi affecte le volume d’un particulier su relèvement ou les talus concaves résultent dans une décroissance exponentielle en volume alors que les talus convexes accroissent la volume de ces su relèvements (bosse). Le changement de l’orientation de la bosse (su relèvement) perpendiculairement ou obliquement n’ a par affecte l’influence de al courbure sur le volume mais les volumes des bosse (su relèvement) peu profonds étaient affectes par la courbure des plans. Die Stabilität der Felsensteigungen wird erheblich durch ihre Biegung im Plan beeinflußt. Der Wert von diesem in der Tagebaugrube wird durch die diese Tatsache, in einer tiefen Grube, steepening der Steigungen durch 1° angezeigt; kann soviel wie $100 Million speichern. Es wird betrachtet, daß es zwei bedeutende Faktoren gibt, die eine Rolle im Einfluß der Planbiegung spielen. Diese zwei Faktoren sind der Effekt des Druckes und der Effekt der geologischen Struktur. Die dürftige Literatur, die diesen Aspekt des Felsensteigungdesigns betrifft, wurde wiederholt. Der geometrische Einfluß der Planbiegung wurde dann nachgeforscht. Es wurde gesehen, daß es einen Parabolischen Effekt auf dem maximalen möglichen Keil hat, der in eine kreisförmige Grube ausfallen kann, wo, das fester die konkave Biegung, das kleiner der Keil. Die Planbiegung beeinflußt auch das Volumen eines bestimmten Keils, in dem konkave Steigungen eine exponentiale Abnahme an den Volumen ergeben und konvexe Steigungen exponential Keilvolumen erhöht haben. Eine Änderung im Schlag des Keils beeinflußte nicht den Einfluß der Biegung auf das Volumen, aber den Volu

Jan 1, 2003

By A. Fahimifar, H. Soroush

Abstract: Triaxial tests were conducted on the schist specimens with various anisotropic angles under confining pressures of 0, 7 and 15 MPa, and axial stress-axial strains, were measured and plotted for various conditions. The results obtained reveal the effects of schistose on the strength and deformability of the rock very clearly. Peak strength of the specimens for 00 and 900 schistose orientations are nearly the same. Modulus of elasticity of this rock varies with anisotropic angle. For 0 orientation modulus of elasticity increases to a maximum. Confining pressure increases the peak strength and improves the rock deformability. However, this effect is not the same for various orientations, and there are no similar trends for each anisotropy direction. Analysis of the results shows that consideration of a linear failure criterion such as Mohr-Coulomb is appropriate for the prediction of rock behaviour up to 10 MPa, rather than a non-linear one. The analysis also reveals that the friction angle and cohesion are affected by the anisotropy orientation, and this effect is more important for the cohesion than the friction angles. Resume: Les esseys triaxiales sur les echantillon d un roch schist avec les differents angles non-isotrop sous les tension lateral zero et sept et qoinze mega pascal (mpa) est fait et les covtraite et allongment unitaire sont mesure et leur curues est destine sous different condition les resultats obtenues montre les effets du schistosite sur le resistance et le ductilite vissiblement. Le resistance final sur les echantilions pour les angles o degre et 90 degree est equivalent. Le modoule d elasticite de ce roch sera difere par a port de l angle de stratification. Pour l angle o degree le valeur de modoule est le maximum. le pousse lateral augmenterai le resitance final, et sera amilterai le toleran le de ductilite. Mais cette effet bn est pas unigue pour les different stratification, et pour les diferents directions no– isotrop it n y a pas le meme solution. L analyse des resulitats montre que le criterre de ruin comme mohr–colomb est moderate pour le pousse lateral jusq av lo mega pascal , et ce n est pas neccesaire d utiliser de criterre no–linear . Cette analyse aussi montre que l angle de frottement et cohsion est en relation de la direction no–isotrop, et cette effet est olus important pour le cohsion par a port de l angle de frottement . Abriß : Dreiachsige Prüfung wurde auf den schist Exemplaren mit verschiedenen anisotropic Winkeln unter Bestätigen von Drücken von 0.7 und 15 MPa geleitet, und axiale Spannung axiale Spannungen, wurden gemessen und für verschiedene Bedingungen wurde geplant. Die Ergebnisse haben die Wirkungen von schisocity auf der Kraft und dem deformability des Felsen sehr deutlich erhalten offenbart. Maximale Kraft der Exemplare für 0° und 90 sind° schistos Orientierungen beinahe das gleiche. Modulus der Elastizität von diesem Felsen ändert sich mit anisotropic Winkel. Für 0° vermehrt Orientierung modulus der Elastizität zu einem Maximum. Einschränkender Druck vermehrt die maximale Kraft und verbessert den Felsen deformability. Aber ist diese Wirkung nicht das gleiche für verschiedene Orientierungen, und es gibt keine ähnlichen Tendenzen für jede anisotropic Richtung. Analyse der Ergebnisse zeigt jener Überlegung Kriterium eines linearen Ausfalls wie zum Beispiel Mohr Coulomb passend für die Voraussage von Felsen Verhalten bis zu 10 MPa, anstatt eines nicht linear ist. Die Analyse offenbart auch, daß der Reibung Winkel und Bindekraft werden beeinflußt von der anisotropic Orientierung, und diese Wirkung wichtiger für die Bindekraft ist, als der Reibung Winkel

Jan 1, 2003

By N. D. L. Burger

An effective prototype face support system to minimize rockfalls in rockfall-prone mines was developed and patented during a project sponsored by the Mine Health and Safety Council (MHSC). An experimental development model (XDM) roof support unit was developed and evaluated. Mines with rockfall problems in the face areas can use the roof support system to reduce fatalities and injuries in the face area of stopes. The roof support system consists of two similar support units connected to each other via two crank mechanisms. Each unit consists of a headboard supported by a ?wishbone? structure (top and bottom leg). In the first design a threaded bar with struts similar to a scissors jack keeps the legs apart. (In the final version that was field trialed, the threaded bar mechanism was replaced with a hydraulic cylinder). All the components are manufactured from steel. To move the system forward the first support unit is collapsed, the second remaining in the loaded position. The first unit then hangs from the second unit to which it is connected. The first collapsed unit is then manually cranked forward and prestressed. If the required position is still not achieved, the other unit is released and moved forward. The specification for the system was determined and presented at a workshop with industry participants. Different concepts were developed and evaluated against the system specifications. A technology demonstrator was then developed and tested on surface. The technology demonstrator development process included detail design, building and testing of components and subsystems, design reviews and the building and commissioning of the technology demonstrator. The testing of the technology demonstrator was done in a 500-ton hydraulic press, in a mock-up stope and underground. A risk analysis, in which technical, logistical and economic aspects were assessed, was done to determine the critical areas of the system. During the next phase of the project working prototypes were developed for underground tests and evaluation. This process indicated that it was necessary to adjust the system specifications and a redesign was called for. In an iterative process test units were built for purposes of evaluation, specification verification and field trialing. After the successful conclusion of the trials the equipping of a complete production stope started for purposes of integrating the system into the current mining process.

Jan 1, 2008

By Y. Mitani, F. Vallier, T. Esaki

Shear-flow coupling tests are conducted using an original apparatus, and a shear-flow coupling model using Geographic Information System (GIS) is developed in order to evaluate shear-flow coupling properties of a rock joint. Shear-flow coupling tests indicate that the hydraulic conductivity of joint once decreases, and then rapidly increases at the shear displacement near the peak shear stress. The proposed model simulates the test results relatively well. However it indicates that it is difficult to apply the local ‘cubic law’ model in the initial shear stage, in which the change of selective flow path is remarkable. Scher-Fliess-Kopplungsversuche werden mit einem neuartigen Versuchsgerät durchgeführt und mithilfe von Geo-Informationssystemen (GIS) gedeutet, um so ein Modell für die Scher-Fliess-Kopplung in Gebirgstrennflächen zu entwickeln. Die Versuche zeigen, dass die hydraulische Leitfähigkeit zuerst abnimmt, dann aber schnell wieder zunimmt sobald die maximale Scherfestigkeit erreicht ist. Das vorgestellte Modell bildet die Testergebnisse relativ gut nach. Es zeigt auch, dass es schwierig ist, das lokale Cubic Law im Initialstadium der Scherbeanspruchung anzuwenden, in dem die Variationen selektiver Fliesswege gross ist. Les essaies hydro-mécaniques couplés en cisaillement sont réalisés grâce à un appareil éxperimental prototype et un modèle de couplage hydro-mécanique utilisant le S.I.G (systeme d'information géographique) développé dans le but d'évaluer les propriétés hydro-mécaniques des joint rocheux. Les résultats indiquent que la conductivité hydraulique des joints décroit puis augmente rapidement en se rapprochant du pic de cisaillement. Le modèle proposé simule relativement bien les résultats expérimentaux ; mais indique également qu’il est difficile d’appliquer localement la loi cubique au début du cisaillement où, les changements d’orientation dans le réseau d'écoulement sont considerables.

Jan 1, 2003

By L. Robles-Stefoni

"Multiple-point simulation (MPS) methods have been developed over the last decade as a means of reproducing complex geological patterns while generating stochastic simulations. Some geological spatial configurations are complex, such as the spatial geometries and patterns of diamondbearing kimberlite pipes and their internal facies controlling diamond quality and distribution.Two MPS methods were tested for modelling the geology of a diamond pipe located at the Ekati mine, NT, Canada. These are the single normal equation simulation algorithm SNESIM, which captures different patterns from a training image (TI), and the filter simulation algorithm FILTERSIM, which classifies the patterns founded on the TI. Both methods were tested in the stochastic simulation of a four-category geology model: crater, diatreme, xenoliths, and host rock. Soft information about the location of host rock was also used. The validation of the simulation results shows a reasonable reproduction of the geometry and data proportions for all geological units considered; the validation of spatial statistics, however, shows that although simulated realizations from both methods reasonably reproduce the fourth-order spatial statistics of the TI, they do not reproduce well the same spatial statistics of the available data (when this differs from the TI). An interesting observation is that SNESIM better imitated the shape of the pipe, while FILTERSIM yielded a better reproduction of the xenolith bodies. IntroductionThe simulation of geological units poses several technical problems that challenge the capabilities of available geostatistical simulation approaches and their ability to deal with spatial complexity of categorical variables. The spatial geometry of diamondbearing pipes and their internal facies controlling diamond distributions are a specific and well-known difficult modelling problem. The geometry of a kimberlite pipe is typically like an inverted cone (Figure 1); the wider part is known as the crater and is located near the surface, and the narrower, deeper part is known as the diatreme. Xenolith bodies can also be found inside the pipe. A very important contribution to the geological modelling of the contours of the pipe is the measure of uncertainty about the location of the contact between the kimberlite pipe and the host rock."

Jan 1, 2016