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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 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

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

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

Jan 1, 2003

By 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 S. Sakurai

We discuss the mechanical characteristics of underground structures that are subjected to vertical oscillations. Under such circumstances - expected when an earthquake rupture occurs very close to highly developed urban areas - the conventional seismic analysis, which mainly considers horizontal shear oscillations, may not be fully valid. Our analysis, based on the elastic wave theory, shows the effects of vertical disturbances and the generation mechanism of the unique damage patterns observed on the occasion of the 1995 Hyogo-ken Nanbu (Kobe) Earthquake. Wir diskutieren über die mechanischen Eigenschaften der unterirdischen Strukturen, die sich vertikalen Schwingungen aussetzen. Unter solchen Umständen - erwartet, wann ein Erdbebenabbruch sehr nah an hochentwickelten städtischen Bereichen geschieht - kann die herkömmliche seismische Analyse, die sich hauptsächlich horizontale Schubbewegungen überlegt, möglicherweise nicht völlig gültig sein. Unsere Analyse, basiert auf der elastischen Wellentheorie, zeigt die Effekte der vertikalen Bewegungen und den Erzeugungsmechanismus der einzigartigen Beschädigungsmuster, die anläßlich des 1995 Kobe Erdbebens beobachtet wurden. Nous discutons les caractéristiques mécaniques des structures souterraines qui s’exposent aux oscillations verticales. Dans ces conditions - s’attendent quand une rupture de tremblement de terre se produit tout près des secteurs urbains fortement développés - l’analyse séismique conventionnelle, qui considère principalement des oscillations horizontales de cisaillement, peut ne pas être entièrement efficace. Notre analyse, qui est basée sur la théorie des vagues élastiques, montre les effets des mouvements verticaux et le mécanisme de génération des modèles uniques de dommages, que nous avons observés à l’occasion du tremblement de terre 1995 de Kobe.

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 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 M. Shahabi, M. Kashfi

This paper briefly describes the excavation procedure of a powerhouse, comprising of its incremental excavation, reinforcement measures, and the installed monitoring system. During the first phase of excavation, the data obtained from monitoring of the behavior of Mudstone layers were used to recommend extra support measures. These data are also used to design the support of the powerhouse during its extension phase. In diesen bericht wird die bohrmcthode von kraftwerk ecavation in stupenweise dargestelt, und in die richtung d.sicherung, Mit hilfe von monitoring systeme. Die monitoring in (mudstone) schichten ist an schutz in bohrung entworfen und montiert in diese methode in K.W. fase 1 schutzung das K.W. in erweiterung der K.W. das berte auserwelt worden ist Cet article décrit brièvement le procédé d'excavation d'une centrale électrique, comportant de son excavation incrémental, de mesures de renfort, et du système de surveillance installé. Pendant la première phase de l'excavation, les données obtenues à partir de la surveillance du comportement des couches de schiste ont été utilisées pour recommander des mesures supplémentaires de soutien. Ces données sont également utilisées pour la conception de la soutènement de la centrale électrique pendant sa phase d’extension.

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 D. Grgic, A. Giraud, F. Homand

RESUME : Le comportement mécanique partiellement saturé du minerai de fer a été étudié à partir d’essais de compression simple sur des éprouvettes à pression capillaire imposée par les solutions salines. Les échantillons restent peu saturés (32 %) même pour une humidité relative de 94 %, du fait de la présence de mésopores. Jusqu’à 90 % d’humidité relative la résistance diminue régulièrement. De 90 % à 94 % une forte chute est observée et pourrait être liée à la fois aux effets capillaires et à l’hydratation de certains minéraux. Le cycle hydrique subit par la roche dans la mine a été modélisé en 1D à l’aide d’un code de calcul entièrement couplé pour les milieux poreux partiellement saturés. Les calculs ont montré notamment une diminution importante en paroi des contraintes totales au cours de la phase de désaturation et une augmentation importante au cours de la phase de resaturation. Ces variations pourraient induire un endommagement du massif et être à l’origine d’instabilités, et soulignent l’intérêt d’une modélisation avec une géométrie plus adaptée. MOTS-CLEFS : mines de fer, partiellement saturé, pression capillaire, résistance, modélisation. ABSTRACT : The partially saturated mechanical behavior of iron ore has been studied from uniaxial compression tests on samples in which the suction is imposed with aqueous solutions. Samples are little saturated (32 %) even for a 94 % relative humidity because pores are too large. Up to 90 % relative humidity the strength decreases regularly. From 90 % to 94 % a great decrease is observed ; it could be explained by the capillary effects and the moisturizing of some minerals. The hydrous cycle imposed to the rocks in the mine has been modeled with an 1D fully coupled code for partially saturated porous media. The computations have shown an important decrease in the total stresses at the wall during the desaturation stage and an important increase during the re-saturation stage. These variations could induce a rock mass damage and instabilities, and highlight the necessity of a modeling with a well-adapted geometry. KEY-WORDS : iron mines, partially saturated, suction, strength, modeling. ZUSAMMENFASSUNG : Das mechanische Verhalten von teilweise gesättigten Eisenerz wird durch einachsige Druckversuche untergesucht. Die Prüfkörper haben einen durch Salzlösungen gestimmten kapillarischen Druck. Sie bleiben kaum gesättigt (32 %), sogar bei einer relativen Feuchtigkeit von 94 %, aufgrund der Anwesenheit von Mesoporen. Bis eine relative Feuchtigkeit von 90 % verringert sich gleichmässig die Druckfestigkeit und zwischen 90 % und 94 % merkt man eine starke Abnahme in Verbindung, möglicherweise, mit kapillarischen Effekten und Hydratation von bestimmten Mineralen. Die nümerische 1D Modellisierung des gezwungenen Wasserzyklus im Stein der Mine ist mit einem für porösen Medien ganz vernetzten Rechnungcode geführt. Sie zeigt besonders ein bedeutendes Sinken der Gesamtspannung während der Entwässerung und eine bedeutende Steigerung während der Sättigung. Diese Veränderungen könnten die Beschädigung des Gesteines herbeiführen und die Grundlage von Unstabilität sein. Sie unterstreichen die Wichtigkeit eine Modellisierung mit einer gut geeigneten Geometrie. STICHWÖRTER : Eisenminen, teilweise gesättigt, kapillarischer Druck, Druckfestigkeit, Modellisierung.

Jan 1, 2003

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 Z. Zhang, R. G. Reddy

Experimental and thermodynamic modelling studies on the structure of alkali borate melts and properties are discussed. A thermodynamic structure model for alkali borate melts is developed to describe the distribution of structural groups in the alkali borate melts as a function of composition. A qualitative interpretation for the boron anomaly in viscosity has been proposed, which regards the boron anomaly as a manifestation of the various antithetical effects caused by the introduction of alkali oxide into boric oxide. It has been found that the viscosity of alkali borate melts increases or decreases according to the changes in rigidity and spatial connectivity of the glass network structure, which is the function of temperature and composition. These concepts with some key examples are discussed in relation to their usefulness and practicality in industrial slags. Keywords: alkali borate melts; structural model; activities; structural groups; viscosity;

Jan 1, 2004

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

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Jan 1, 2009

By S. J. Lötter, J. T. Nel, W. Purcell

"SynopsisGlow discharge optical emission spectroscopy (GD-OES) is an analytical technique used in the analysis of solid, conducting materials. Though primarily of interest as a depth profiling technique on samples with varying layers of both conducting and non-conducting materials, it is also capable of rapid bulk analysis of homogenous, solid samples. GD-OES combines the advantages of ICP-OES (wide detection range, speed, and lack of interferences) with the solid sampling of XRF techniques. This allows the analyst to not only quantify the elemental composition of a sample, but to evaluate it in terms of homogeneity with depth, a field in which auger electron spectroscopy (AES) and secondary ion mass spectrometry (SIMS) have traditionally been the primary techniques. Although GD-OES does not replace these useful techniques, it does offer various advantages over them, making it an excellent complementary analytical tool.In GD-OES analysis, a low-pressure glow discharge plasma is generated with the sample material acting as a cathode, accelerating the cations in the plasma towards the sample surface. This bombardment causes the sample material to ‘sputter’, essentially knocking free atoms or molecules of analyte material, which are then drawn into the plasma where they are excited. The light emitted by this excitation is then diffracted to separate the wavelengths emitted by the specific elements and detected by a spectrophotometer. The intensity of the signal is directly proportional to the quantity of analyte element present in the sample, allowing simple calibration and quantitative determination of the elements. Technological improvements made in the past twenty years or so have significantly increased the usefulness of GD-OES for surface analysis. Faster plasma stabilization and start-up allow for the quantification of surface layers as thin as 1 nm. Sputter rates have been accurately measured for many common materials, allowing them to be built into software libraries in the instrument’s control software. This dramatically expands the usefulness of this software and the ease of performing analyses.GD-OES analysis of nuclear materials allows for the rapid determination of the elemental composition without the requirement of initial dissolution. The thickness of any corrosion layers on nuclear materials can also be determined."

Jan 1, 2015

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 T. G. Carter

Support system design for tunnels and underground excavations has for many years relied heavily on the use of rock mass classification systems and the Hoek-Brown failure criterion as a means for characterizing rock mass behaviour. Because of their development, both the GSI system and the Hoek-Brown criterion admirably characterize most ?normal? rockmasses from the viewpoint of their behaviour for rock excavations. They, however, run into difficulties when applied at the two ends of the rock competence scale. This is largely because block size and incipient strength are such that rockmass behaviour in these domains tends not to be controlled by interblock shear strength but rather by material strength. At the low end of the rock competence scale (UCSi <<15 MPa and GSI generally <30) discontinuities play less of a role and rock mass strength tends to matrix strength. Similarly, at the high end of the scale (GSI >>65, mi>>15), because discontinuities are now widely spaced, block size becomes so significant that again, intact material behaviour rather than the fracturing becomes the dominant factor controlling rock mass strength. In this paper several case examples are presented to illustrate the application of the high-end (spalling) and low-end (weak ground) transition Hoek-Brown relationships proposed by Carter, Diederichs and Carvalho (2007) as a basis for better defining rockmass behaviour at the extreme ends of the rock competence scale.

Jan 1, 2008

By P. P. Kim, M. Tangstad, T. A. Larssen

"The kinetics of MnO and SiO2 reduction in SiMn slags based on Assmang/Comilog ore and HCFeMn (highcarbon ferromanganese) slag were investigated between 1500 and 1650°C under a CO atmosphere. The results showed that charges containing HCFeMn slag had relatively faster reduction rates than those without. The difference in the driving force for MnO reduction was insignificant among the SiMn slags at 1500°C, which implies a low contribution of the driving force for reduction rate. The slag viscosities were also rather similar, around 1 poise at 1500°C, which could not explain the different reduction rates. Instead, the different charges containing various sulphur contents are believed to give rise to the varying reduction rates. The estimated activation energies for MnO reduction were around 500–920 kJ/mol for charges containing HCFeMn slag, and between 250–300 kJ/mol for those without. Based on the estimated kinetic parameters, the considered rate models were able to describe the reduction of MnO and SiO2 in SiMn slags between 1500 and 1650°C. IntroductionManganese ferroalloys such as ferromanganese (FeMn) and silicomanganese (SiMn) are important ingredients in steel production due to the beneficial effects of manganese on the physical properties of steel. Mn enhances the strength, toughness, and hardness of steel products, and both Mn and Si are used as deoxidizers to prevent the development of porous structures (International Manganese Institute, 2014; Olsen, Tangstad, and Lindstad, 2007; Subramanyam, Swansiger, and Avery, 1990; Tomota et al., 1987).The thermodynamic background of manganese ferroalloys is well established (Olsen, Tangstad and Lindstad, 2007), but kinetic information is rather scarce, especially for the SiMn process (Tranell et al., 2007; Tore-Andre Skjervheim, 1994). The absence of kinetic information makes it more difficult to understand the reduction mechanisms of MnO and SiO2. It is not clear how different raw materials affect the SiMn process. The main metal-producing reactions in the SiMn process are described by Equations [1] and [2]:"

May 1, 2019

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