Search Documents

By T. Ito, N. Tokashiki, H. A. Bilgin, Ö. Aydan, T. Akagi

This study is concerned with the electric potential induced by deformation, fracturing and sliding of non-piezoelectric geomaterials. In experiments, the acoustic emissions together with electric potential measurements were also measured in order to see how the so-called seismic electric signals are associated with new fracture occurrence and propagation and sliding in case of existing discontinuities. The outcomes of this experimental study may explain why such electric potential variations may occur during the fracturing and sliding of non-piezoelectric geomaterials. On the basis of these outcomes, their possible implications in geo-engineering and geo-science are discussed. Ce travail concerne 1e potentiel électrique produit par la déformation, 1a fracture ou le glissement du matériel géologique non-piézoélectrique. Aux expérimentations, on a mesuré 1es émissions acoustiques avec le potentiel électrique afin de constater la relation entre les phénomènes de glissement ou de formation et de propagation de nouvelles fractures le long des discontinuités existantes. Les résultats de ce travail expérimental expliquent pourquoi de telles variations de potentiel electrique se produisent durant le glissement ou la fracture du matériel non-piézoélectrique. Sur la base de ces résultats, on a discuté de leurs éventuelles implications dans les domaines de 1a géologie et de 1a géo-ingénierie. Diese Studie befasst sich mit dem elektrischen Potential das durch die Deformation, Bruchbildung und Gleiten von nicht-piezoelektrischen Geomaterialien induziert wird. In Experimenten wurden die akustischen Emissionen zusammen mit elektrischen Potentialmessungen gemessen, um zu sehen, wie die so genannten seismischen elektrischen Signale mit neuer Bruchbildung und Ausbreitung sowie Gleiten im Falle von vorhandenen Diskontinuitäten verbunden sind. Die Ergebnisse dieser experimentellen Untersuchungen könnten erklären warum elektrische Potential Schwankungen während der Bruchbildung und dem Gleiten von nicht-piezoelektrischen Geomaterialien entstehen. Auf der Basis dieser Ergebnisse, wurden ihre möglichen Implikationen in Geoingenieurwissenschaften behandelt.

Jan 1, 2003

By M. Seerane, R. Machaka, P. Ndlangamandla

"Metal injection moulding (MIM) is a near-net-shaping powder metallurgy technique suitable for the cost-effective mass production of small and complex components. In this paper, the effects of the metal powder particle size on the final properties of 17-4 PH stainless steel are reported. Three different particle sizes (d50 33.0, 7.91 and 4.04 µm) were used to prepare the injectable MIM feedstocks using a CSIR-developed wax-based binder system at a fixed solids loading of 60 vol.%. The distribution slope parameter and the rheological flow index behaviour were used to predict the flowability of the feedstocks. The effects of the particle size on MIM products were established. The results are discussed in terms of the subsequent microstructural and mechanical properties of MIM 17-4 PH stainless steel against the established MPIF Standard 35. IntroductionMetal injection moulding (MIM) is a near-netshape manufacturing process established as an alternative to produce complex small-tomedium shaped components that were previously fabricated by conventional methods at higher costs (Attia and Alcock, 2011; Todd and Sidambe, 2013).Although recent advances in micromanufacturing (mainly machining and electrodeposition-based) have enabled the fabrication of complex micro-size geometries directly into miniaturized parts, these processes are generally neither routine nor easily accessible at present (Attia and Alcock, 2011).Typically, the MIM process consists of four steps: mixing, injection moulding, debinding and sintering. Mixing involves blending of the desired metal powder composition with carefully selected multicomponent organic binders at the right proportion. This mixture, which is called feedstock, is then injected into a mould of a required shape to form a ‘green part’. Debinding is the removal of the binders by chemical, thermal, or catalytic means while maintaining the shape of the part. Finally, the debound part is sintered to a full or near-full density part (Sotomayor, Varez and Levenfeld, 2010). The MIM process is essentially a combination of plastic injection moulding with conventional powder metallurgy technologies."

Jan 1, 2016

By P. Lundman, L. Rosengren, T. Brandshaug

Tunnel 99’, the Swedish National Road Administration´s (SNRA) general technical specification for road tunnels requires that the load bearing system must be designed to withstand specified design explosion loads. This paper presents the results of an SNRA study to provide a perspective of design analyses tailored to comply with the new requirement. The paper provides an example of a design analysis for assumed tunnel conditions using a numerical model. Dynamic predictions of potential damage to the rock mass and ground support system (rock bolts and shotcrete) from the specified explosion loads are presented including the nonlinear response of the shotcrete. “Tunnel 99”, qui fixe les règles de l’Administration nationale suédoise des Routes (Vägverket) concernant la conception et la construction des tunnels routiers, requiert entre autres que la structure porteuse soit capable de résister à certaines contraintes spécifiques résultant d’explosions. Cette étude présente les résultats d’une étude effectuée par Vägverket en vue d’obtenir une perspective d’analyses de conception spécialement élaborées pour se conformer aux nouvelles règles. Il contient un exemple d’analyse en fonction de conditions déterminées, basée sur un modèle numérique. Des prévisions de’études dynamiques de dommages potentiels subis par la masse rocheuse et les systèmes de soutènement (boulons d’ancrage et béton projeté) du fait des contraintes libérées par la force d’explosion spécifiée sont également présentées, y compris dans le cas d’une réaction non linéaire du revêtement en béton. “Tunnel 99” - die Vorschriften für Strassentunnel der Nationalen Schwedischen Behörde für Straßenwesen - (Vägverket) - fordern vom Tragsystem eine Auslegung in der Form, dass es spezifischen Explosionsbelastungen standhält. Dieser Artikel präsentiert die Ergebnisse einer Studie der Behörde, um einen Ausblick über konstruktive Auslegungen zu geben, die geeignet sind, die neuen Vorschriften zu erfüllen. Der Artikel zeigt ein Beispiel einer konstruktive Auslegung für eine angenommene Tunnelsituation mit Hilfe eines numerischen Modells. Voraussagen unter Beachtung der vollständigen dynamischen Berechnung zu potentiellen Schädigungen des Gebirges und des Ausbaus (Anker und Spritzbetonauskleidung) durch die spezifizierten Explosionsbelastungen, einschließlich des nichtlinearen Verhaltens der Spritzbetonauskleidung, werden gezeigt.

Jan 1, 2003

By B. H. Kim, S. K. Chung

RMR, Rock Mass Rating, is one of the famous rock classifications. However, RMR was proposed empirically and absolutely depends on the experience of engineer. Therefore, engineering verification is needed for RMR system itself. In this study, the factor analysis and the multiple regressions were performed in order to evaluate the validity of rating factor of RMR. Also numerical analysis was carried out using the FLAC based on Taguchi method, a kind of robust designs, in order to examine the support of tunnel corresponding to the revaluated RMR. As the result of the analysis new RMR was proposed with five minimized factors of intact rock strength, RQD, spacing, persistence and roughness of discontinuities. RMR est un des procédés de la classification du roc qui sont généralement utilisés. Mais RMR s'appuie sur l'expérience et se absolument soumet à l'expérience d'ingénieur. Il est donc nécessaire de vér- ifier techniquement sur le système de RMR. Dans cet étude, on met à exécution l'analyse du facteur et la régression multiple pour évaluer la convenance de la cause de classification de RMR. De même, pour évaluer le support du tunnel selon RMR réestimé, on a exécuté l'analyse de la valeur numérique par FLAC qui se base sur la lois de Taguchi, laquelle est une sorte de système du plan robuste. Selon le résultat de la régression multiple, il est proposé de nouvel RMR à partir de l’intensité de roc intact, RQD, l'espacement, la persistance et la rugosité RMR ist eine der weit benutzten klassifikationen fuer die felsenstuecke. Da aber RMR erfahrungs- maessig ist und ueberwiegend von der persoenlichen Erfahrung eines Ingenieurs entschieden ist, ist es mit Sicherheit notwendig, das RMR-system selbst technisch zu ueberpruefen. In diesem studium waren die faktorenanalyse und mehrfachregressionanalyse durchgefuehrt, um die gerechtigkeit der klassifikationenfaktoren von RMR zu bewerten. Ferner war noch eine numerische analyse mit ben- utzung von FLAC aufgrund der Taguchi-methode, eine art technik der robust design, eingefuehrt, um die tunnelstuetze infolge der neubewertung von RMR unterzusuchen. Gemaess der mehrfach regression analyse wurde eine neue RMR, die sich aus 5-eingeschraenkten faktoren wie intact rock strength, RQD, spacing, persistence und roughness von discontinuities zusammensetzen, in vorsch- lag gebracht

Jan 1, 2003

By Z. Hou

ABSTRACT: Short-term strength, damage and healing boundaries for rock salt are experimentally determined and integrated into the Hou/Lux-MDS damage-healing model. This model can be used to describe the mechanical behaviour of rock salt during a damaging process (under high stress to strength ratios) as well as during a healing process (under very low stress to strength ratios with high confining pressure). The development of the damage and the stress to strength ratio in the excavation damaged zone (EDZ) of a storage cavern under a minimum internal pressure as well as the development of the healing of damage and the stress to strength ratio under a subsequent maximum internal pressure are investigated project-related. The results of the investigation make it possible to shift the permissible minimum pressure boundary down, allowing the optimisation of decisive economic characteristics of storage caverns. RÉSUMÉ: Le comportement court terme, l’endommagement et les conditions de colmatage pour le sel gemme ont été étudiés expérimentalement et intégrés dans le model endommagement-colmatage Hou/Lux-MDS. Ce modèle permet de décrire le comportement mécanique de sel gemme pendant le processus d’endommagement (sous fort rapport contrainte-résistance) et le comportement du processus de colmatage sous très faible rapport contrainte-résistance avec forte pression de confinement. Le développement d’endommagement et le rapport de contrainte-résistance dans une zone d’endommagée (EDZ) d’une cavité de stockage avec un maximum de pression de soutènement ont été étudiés. Les résultats de cette étude permettent de conclure qu’il est possible de baisser la pression de soutènement, et par conséquent d’optimiser les caractéristiques économiques décisives des cavité de stockage. ZUSAMENFASSUNG: Für Steinsalz werden Festigkeits-, Schädigungs- und Verheilungsgrenze experimentell ermittelt und in das Schädigungs-Verheilungs-Modell Hou/Lux-MDS integriert. Damit kann das mechanische Verhalten von Steinsalz sowohl bei einem Schädigungsprozess (mit hohen Ausnutzungsgraden) wie auch bei einem Verheilungsprozess (mit niedrigen Ausnutzungsgraden) beschrieben werden. Projektbezogen werden die Schädigungs- und Ausnutzungsgradentwicklung in der Auflockerungszone einer Speicherkaverne unter einem minimalen Innendruck sowie die Verheilungs- und Ausnutzungsgradentwicklung unter einem anschließenden maximalen Innendruck untersucht. Die Untersuchungsergebnisse erlauben, die zulässige Minimaldruckgrenze nach unten zu verschieben, so dass entscheidende wirtschaftliche Kenngrößen von Speicherkavernen optimiert werden können.

Jan 1, 2003

By J. van der Merwe, C. Phetolo, V. Matjeke

The mechanical properties and microstructure of AlSi10Mg alloy samples that were printed by selective laser melting (SLM) were studied to determine the effect of processing parameters and building orientation. After printing, the alloy was stress relieved at 250°C for 2 hours. The microstructures were analysed by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) to determine the alloy phases and distribution. Phase transformation characteristics of the material were evaluated using differential scanning calorimetry (DSC). Mechanical properties were determined by subjecting the XY- and Z-built samples to tensile and nano-indentation testing. The samples from the tensile tests were then used to perform fractographic analysis by SEM. The microstructural properties in each orientation revealed a non-homogeneous microstructure which was characterized by a semi-elliptical tract and fine silicon precipitates, which were found to be softer along the fusion zone. The DSC thermograms revealed that the material underwent two phase transformations during the first heating cycle. The mechanical properties revealed a higher UTS, higher yield strength, and a lower percentage elongation in the Z orientation than in the XY orientation. Fractographic analysis showed that crack initiation in both orientations started from the surface in a brittle manner due to surface flows, and then propagated via microvoid coalescence.

Jul 1, 2021

By A. Kapito

The ferrite-pearlite microstructure is the most popular microstructure for alloys used in structural applications, including railway wagon wheels. These alloys have been designed through alloying and thermo-mechanical processing to have a refined microstructure. Ferrite-pearlite alloys are low cost, weldable, have good fabricability, and are reliable under extreme conditions. Given these performance attributes, it seems unlikely then that their dominant position as structural steels would ever be challenged by alternative microstructures. One major achievement in the development of ferrite-pearlite steels has been in the refinement of their interlamellar spacing to very fine distances of the order of < 0.3 µm. A refined microstructure increases the hardness of the alloy, thus increasing its life under wear conditions. The interlamellar spacing in pearlitic steels has, however, been refined almost to its theoretical limit. The increasing demand for speed and increased axle loading on railway wagons requires the use of stronger, tougher, and more durable materials. This has opened the window for the development of novel bainitic steels. Bainitic alloys have a higher level of microstructural refinement than pearlitic ones. They have shown to have good wear resistance and rolling-contact fatigue resistance, and high toughness. This paper will discuss the progress to date on the development of bainitic railway wheel alloys. Four alloy chemistries have been chosen for possible further development.

Jan 1, 2012

By Y. H. Hatzor

ABSTRACT: A fully dynamic, two dimensional, stability analysis of a highly discontinuous rock slope is demonstrated in this paper. The studied rock slope is the upper terrace of King Herod’s Palace in Masada, situated on the western margins of the seismically active Dead Sea Rift. The dynamic deformation of the slope is calculated using a fully dynamic version of DDA in which time dependent acceleration is used as input. The analytically determined failure modes of critical keyblocks in the jointed rock slope are clearly predicted by DDA at the end of the dynamic calculation. It is found however that for realistic displacement estimates some amount of energy dissipation must be introduced into the otherwise fully elastic, un-damped, DDA formulation. Comparison of predicted damage with actual slope performance over historic time span window of 2000 years allows us to conclude that introduction of 2% kinetic damping should suffice for realistic damage predictions. This conclusion is in agreement with recent results of Tsesarsky, Hatzor and Sitar (2002) who compared displacements of a single block on an inclined plane subjected to dynamic loading obtained by DDA and by shaking table experiments. Using dynamic DDA it is shown that introduction of a simple rock bolting pattern completely stabilizes the slope. RÉSUMÉ : On présente dans cet article une analyse bidimensionnelle complète de la stabilité d’une pente rocheuse très fracturée. La pente rocheuse étudiée est la terrasse supérieure du Palais du roi Hérode à Massada, située sur la rive Ouest du Rift sismiquement actif de la Mer Morte. La pente est constituée de blocs de dolomite raide présentant une stratification sub-horizontale et des joints sub-verticaux. La déformation dynamique de la pente est calculée en utilisant une version entièrement dynamique de l’Analyse de Déformation Discontinue (DDA) où l’accélération dépendant du temps est utilisée comme donnée. Les modes de rupture déterminés analytiquement des blocs clés dans la pente rocheuse fracturée sont clairement prévus par l’approche DDA à la fin du calcul dynamique. On trouve cependant, que pour obtenir des estimations réalistes du déplacement, il faut introduire un facteur de dissipation énergétique sans lequel la formulation DDA serait totalement élastique et sans amortissement. En comparant l’endommagement prévu avec les caractéristiques de la pente sur une période historique de 2000 ans, nous pouvons conclure que l’introduction d’un amortissement cinématique de 2% suffit pour obtenir de prévisions réalistes. Cette conclusion est conforme aux résultats récents de Tsesarsky, Hatzor and Sitar (2002) qui ont comparé les déplacements d’un bloc isolé sur un plan incliné sous chargement dynamique obtenus avec l’analyse DDA et à partir d’essais sur table vibrante. ZUSAMMENFASSUNG: En utilisant une modélisation DDA dynamique on montre que l’introduction d’un système simple de boulonnage stabilise la pente.In dieser Veroeffentlichung wird eine vollstaendig dynamische, zweidimensionale Stabilitaetsanalyse eines hoechst diskontinuierlichen Steinhangs dargestellt. Der untersuchte Hang ist die obere Terrasse des Herodespalastes in Massada, welche in den westlichen Randgebieten des seismisch aktiven Toten Meer Grabens liegt.Die dynamische Deformation des Berghangs wird mit Hilfe einer vollstaendig dynamischen DDA-Version berechnet, in welcher als Input die zeitabhaengige Beschleunigung eingegeben wird. Die analytisch bestimmten Versagensarten kritischer Schluesselbloecke in diesem zerkluefteten Steinhang werden durch Anwendung von DDA am Ende der dynamischen Berechnung klar vorausgesagt. Es zeigt sich jedoch, dass fuer realistische Dislozierungs-Abschaetzungen ein gewisses Mass an Energieverlust in der sonst vollstaendig elastischen, ungedaempften DDA-Fassung einbezogen werden muss. Der Vergleich des vorhergesagten Schadens mit dem aktuellen Verhalten des Berghangs waehrend einer historischen Zeitspanne von 2000 Jahren erlaubt uns zu schliessen, dass ein Zusatz von 2% kinetischer Daempfung fuer eine realistische Vorhersage des Schadens ausreichen sollte. Diese Schlussfolgerung steht im Einvernehmen mit neuen Ergebnissen von Tsesarsky, Hatzor und Sitar (2002), welche die Dislozierung eines einzelnen Blocks auf geneigter Ebene unter dynamischer Belastung – unter Anwendung von DDA und “shaking table”-Versuchen – verglichen. Mit Hilfe der dynamischen DDA wird gezeigt, dass der Steinhang durch Anwendung einer einfachen Steinschraubenstruktur vollkommen stabilisiert werden kann.

Jan 1, 2003

By T. Wajima

Recovery of precious metals from hydrochloric solution using sulfur-impregnated carbonaceous adsorbent was examined. Sulfur-impregnated adsorbent with adsorption abilities of precious metals can be prepared from activated carbon using pyrolysis at 600 oC under 10 % H2S gas flow, and the adsorbed Au and Pd were precipitated as metal phase on the surface of the adsorbent. The adsorbents after precious metals adsorption were burned at 700 oC to obtain the residue mainly containing precious metals. The adsorbent was found to be highly efficient and selective for the uptake of precious metals, especially Au, in the presence of excess base metal ions from simulated spent automotive catalyst eluted solution using a column pack test. Keywords: Gold, platinum, palladium, reduction precipitation

Jan 1, 2020

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

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

Jan 1, 2003

By L. M. Falcon

Cassiterite is considered to be the only economically significant tin mineral in the earth&apos;s crust. In its purest form, cassiterite contains 76 per cent tin. The mineral is hard and heavy but also extremely brittle. and is therefore ideally suited to gravity recovery techniques. Cassiterite deposits can be categorized into two main types, i.e. alluvial or &apos;soft&apos; rock deposits, and &apos;hard&apos; rock deposits. The former are relatively simple to upgrade owing to their relatively coarse nature and their high degree of liberation. Hard-rock deposits, on the other hand, require considerably more sophisticated gravity methods to achieve the required degree of beneficiation. Various types of gravity recovery devices, both old and new, are described, and their respective roles in the flowsheets used are illustrated.

Jan 1, 1982

By G. du T. Judeel

An investigation was carried out to determine whether a numerical model could be constructed that would produce results that realistically represent actual ground deformations in and around a vertical shaft. The ground deformation was brought about by the partial extraction of the shaft pillar. A special characteristic of the rock masses, affected by the shaft pillar extraction, was that the shaft was located in poor quality rock masses. After the extraction of a portion of the shaft pillar, excessive deformations occurred at the shaft/reef intersection. Therefore, a decision was taken to extract the entire shaft pillar protecting the shaft by a proposed waste-cut across the shaft. The effects of stress and displacement on the shaft were investigated by using inelastic numerical modelling in different stages. A calibrated numerical model was constructed producing modelled results comparable to the actual displacements along the shaft. Des recherches ont été poursuivies pour déterminer si on pouvait construire un modèle numérique qui donnerait des résultats représentant avec réalisme les déformations réelles du terrain à l’intérieur et autour d’un puits vertical. La déformation du terrain était entraînée par l’extraction partielle du massif de protection. Une caractéristique spéciale des masses rocheuses, affectées par l’extraction du massif de protection, était que le puits était situé dans des masses rocheuses de qualité inférieure. Après l’extraction d’une portion du massif de protection, des déformations excessives se sont produites à l’intersection du puits avec le filon. Par conséquent, la décision a été prise d’extraire le massif de protection en entier par une coupe de déblais à travers le puits. Les effets de contraintes et décalage furent étudiés en utilisant une modélisation numérique inélastique à des stages différents. Un modèle numérique calibré fut construit, donnant des résultats modelés comparables aux décalages réels le long du puits. Eine Untersuchung wurde durchgeführt um festzustellen, ob ein numerisches Modell konstruiert werden könnte, das Resultate produzieren würde, welche realistisch aktuelle Bodendeformationen in und um einen vertikale Schacht darstellen. Die Bodendeformation resultierte teilweise aus der Extraktion des Schachtpfeiler. Eine spezielle Eigenschaft der Gesteinsmassen, beeinflußt durch die Schachtpfeilerextraktion, war, daß der Schacht in Gesteinsmassen geringer Qualität situiert war. Nach der Extraktion eines Teils der Schachtpfeiler, traten übermäßige Deformationen am Schacht/Riff Kreuzungspunkt auf. Folglich wurde die Entscheidung getroffen, die gesamten Schachtpfosten zu extrahieren und den Schacht mittels eines geplanten Verlustschnittes quer zum Schacht zu schützen. Die Auswirkungen des Druckes und der Versetzung auf den Schacht wurden unter Anwendung unelastischer numerischer Modelle in unterschiedlichen Stadien untersucht. Ein kalibriertes numerisches Modell wurde konstruiert, welches berechenete Ergebnisse mit den tatsächlichen Versetzungen entlang des Schachtes vergleicht.

Jan 1, 2003

By J. E. Quintanilha de Menezes, L. Ribeiro e Sousa, I. Ferreira

The Paradela dam has a spillway that makes it possible to discharge a maximum flow of 400 m3/s, the water discharges being on the river Sela, about 2km upstream the river Cávado. After the first use of the spillway, some landslides have occurred on the right bank of the river Sela as a result of the erosion generated on its base about one hundred meters near some houses of a small village. This paper presents a study performed for the slope stability where finite element results are taken into account. A monitoring program was established that essentially consisted of measuring sub-horizontal displacements in points located in boreholes at different depths and also phreatic levels. Some monitoring results are presented. Le barrage de Paradela a une décharge d’eau avec un débit maximal de 400 m3/s sur le fleuve Sela dans un endroit situé environ 2km sur l&apos;amont du fleuve Cávado. Après la première utilisation de cette décharge, quelques glissements se sont vérifiés sur le versant droit du fleuve Sela résultant de l’érosion générée sur sa base dans une zone à 100 mètres de quelques maisons d’un petit village. Ce travail présente une étude réalisée concernant la stabilité du versant avec la considération des résultats des éléments finis. Un programme d’auscultation a été mis en place pour mesurer les déplacements sub-horizontales sur des points situés en forages à des différentes profondeurs. Quelques résultats de cette monitorization sont présentés. Der Ueberlauf des Padela Dammes ermoeglicht das Ablassen einer max. Wassermenge on 400 m3/s in den Sela Fluss, ca. 2 km flussaufwaerts des Cávado Flusses. Nach Inbetriebnahme des Ueberlaufes traten in ca. hundert Meter Entfernung zur Wohnbebauung eine Dorfes Erdrutschungen am rechten Ufer des Sela Flusses auf, die auf Erosionen am Flussbett zurückzuführen waren. In der vorliegenden Studie wurde die Boeschungsstabilitaet unter Beruecksichtigung von Berechnungsergebnissen der Finiten Element Methode untersucht. Es wurde ein essprogramm ausgearbeiten, das im Wesentlichen auf Messungen der Untergrundverformungen in verschiedenen Bohrlochteufen sowie auf Grundwassermessungen beruht. Im Folgenden sind einige Messergebnisse dargestellt.

Jan 1, 2003

By D. Saramak, T. Gawenda, A. Stempkowska, Z. Naziemiec

The aim of the paper is to discuss the possibility of producing aggregates with an increased content of regular particles, as well as to present a method of aggregate production which has not previously been used in the industry. Traditional aggregate production circuits require the application of three or four grinding stages (depending on the particle size of the feed), but for fine particle fractions of aggregates, irregular grains occur on average with a content of 10%. The innovative technological circuit can produce the aggregates with the content below 3%, even in a single- or two-stage crushing circuit. Downstream jig beneficiation of such prepared material results in higher separation sharpness, lower probable error index (Ep) and imperfection (I). Keywords: Aggregate production, jig beneficiation, mineral processing, raw materials

Jan 1, 2020

By D. Minson, G. Lindner, S. Miskovic

Thickening is an essential process in the mining industry and currently one of the most costeffective technologies for recovering water from tailings streams. Improved performance of thickeners can lead to significant energy savings, and increased recovery of water close to the mill. Its performance is directly affected by the rheological properties of slurry at the raking zone. To further understand the dynamics of slurry inside thickeners, a multiphase particle-in-cell method (MP-PIC), is used to investigate its behaviour on a sliding channel. Parameters like particle-size distribution (PSD), rheological properties, and domain discretisation were benchmarked to study its influence on highly dense flows. The slurry concentration by weight of the samples ranged between 60 to 70% of solids by mass, under which conditions it is known to behave like a non-newtonian fluid. An experimental flume, 0.2 m wide and 2 m long, was used for validation under different angles and slurry composition. Visual analysis of the slurry height and shape, as well as velocity measurements, were compared with numerical data. The preliminary results show the ability of MP-PIC method to represent different types of highly dense flows, while still being computationally affordable and practical for industrial use. Keywords: High density thickener, CFD, MP-PIC, multiphase-flow

Jan 1, 2020

By O. T. Konina, V. A. Masloboev, A. V. Svetlov, E. A. Krasavtseva, D. V. Makarov, A. A. Goryachev

Dusting phenomena have been examined at the tailings storage facility of Apatit JSC Kirovsk, a mining operation located in the far north of the Russian Federation. The material composition of the tailings was identified. Existing dust suppression methods were examined. Field observations were undertaken and official data was obtained from the Murmansk Administration for Hydrometeorology and Environmental Monitoring, and analysed. A database was built for forecasting dusting according to critical scenarios in order to estimate the peak MPCs of suspended solids in the atmospheric air. Mitigation measures were formulated and recommended to the mining operation. Keywords: Mineral dust particles, apatite-nepheline ore concentration tailings, suspended solids MPC, climate change

Jan 1, 2020

By O. S. Lubbe, G. Annandale, J. W. van Wyk

This paper deals with the development and evolution of room and pillar mining in the South African chromitite and platinum mining industry over the past sixteen years. The paper describes the need for cheaper, more effective and safer mining methods in hard rock mining. It also describes how a mining method traditionally only applied in coal mining in South Africa evolved into a method ideally suited to conditions in chromitite and platinum mines. The paper also touches on joint efforts from mining houses, mine management and equipment manufacturers to design and build mechanized equipment custom designed and unique to South Africa in order to overcome challenges presented by the harsh operating conditions encountered in the mines in the Bushveld Complex.

Sep 1, 2001

By K. Barani, F. Moradpouri, M. Godarzi

A sampling campaign carried out on the lead flotation circuit at Lakan lead-zinc processing plant demonstrated that the Pb recovery was only about 68-69%. Characterization of the Pb flotation tailing showed that 61.4% of the Pb is in the –37 μm size fraction, which is difficult to recover by flotation. Batch flotation experiments were carried out on a plant sample of the lead flotation feed and high-intensity conditioning (HIC) was used to improve flotation recovery. The results showed that increasing the collector conditioning time from 1 to 3 minutes significantly increases the Pb recovery from 42.5% to 57.3%. Further increases in conditioning time to 5 to 7 minutes decreased the Pb recovery. With a collector conditioning time of more than 3 minutes, due to the surface cleaning effect, increasing collector and frother dosage improved the flotation selectivity and recovery, even at higher collector dosages. The Pb recovery increased from 69.1% to 79.8% with increasing impeller speed from 600 to 1250 r/min. HIC increases the flotation kinetics and greatly improves the flotation recovery and concentrate grade.

Apr 2, 2022

By G. Akdogan, C. Dorfling, L. Bumhira

Hydrometallurgical recovery of rare earth elements from phosphors obtained from end-of-life fluorescent lamps involve leaching followed by extraction of dissolved metals from solution. The similar properties of rare earth elements make selective recovery of individual elements challenging. The aim of the paper was to investigate the extraction of primarily Ce and Tb from a hydrochloric acid leach solution also containing other REEs (Y and Eu) as well as impurity metals (Ca and Al). Batch solvent extraction tests were performed with di-(2-ethylhexyl) phosphoric acid (DEHPA) at various extractant concentrations, pH conditions and organic-to-aqueous ratios. Extraction isotherms and separation factors for the range of conditions tested in the project are presented in the paper. Separation of individual REEs was not possible at the conditions investigated, but a mixed REE product can be obtained in a single extraction stage operated at a pH of 0.5 using 1 M extractant at an O/A ratio of 1; these conditions resulted in complete Y and Eu, 95 % Ce and 99 % Tb extraction with Ca and Al coextraction below 7 %. A better quality mixed REE product can be produced by operating at lower pH and extractant concentration conditions, but this would require a larger number of extraction stages. Keywords: Cerium, fluorescent lamps, phosphors, rare earth elements, solvent extraction, terbium

Jan 1, 2020

By P. Michalcik, V. Petros, M. N. Bagde, K. Holub

The objective of this paper is to present some results of laboratory experiments during the investigation of stress-strain characteristics of Carboniferous sandstones at dynamic loading. During these experiments increasing frequency and the constant amplitude of dynamic loading and/or constant frequency at different amplitude of dynamic loading were applied. Der Gegenstand dieses Artikels ist, irgendeine von Ergebnissen von Laborexperimenten bei Messung der Spannungs- und Deformationscharakteristik der Karbonsandsteine bei ihrer dynamischen Belastung vorzustellen. Im Laufe diesen Experimenten wurden entweder anwachsende Frequenzen bei konstanter Amplitude der dynamischen Belastung, oder gleiche Frequenzen bei variabler Amplitude der dynamischen Belastung verwendet. L&apos;objectif de ce papier est présenter quelques résultats d&apos;expériences de laboratoire pendant l&apos;enquête de caractéristiques de la tension – deformation de grès Carbonifère à sollicitation dynamique. Pendant ces expériences fréquence croissante et l&apos;amplitude constante de sollicitation dynamique et/ou fréquence de la constante à amplitude différente de sollicitation dynamique ont été appliquées.

Jan 1, 2003