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By T. Saito, S. Murata

An original concept of JRC-diagram that can evaluate JRC and its size-effect by using a fractal model was proposed. In order to confirm the applicability of the JRC-diagram, first, JRC of the tensile fracture surfaces of a granite and a sandstone were evaluated by both the JRC-diagram and Barton's JRC-profiles, and then, it was compared with the JRC inversely calculated from the peak shear strength that is obtained from the shear test for each fracture using Barton's empirical equation. As a result, JRC evaluated by the JRC-profiles was much smaller than the inversely calculated JRC. On the other hand, it became clear that JRC evaluated by the JRC-diagram is almost the same with the inversely calculated JRC, if the size of interlocking is evaluated correctly. Therefore, for the JRC evaluation, it is thought that the JRC-diagram is more applicable than the JRC-profiles. Als ein neues Verfahren zur Bewertung des Rauheitsindexes JRC für die Bruchfläche von Felsenschichten anhand eines fraktalen Modells, wobei auch der Maßeffekt berücksichtigt wird, wird ein JRC-Diagramm vorgeschlagen. Um die Angemessenheit der Bewertung vom JRC mit diesem JRC-Diagramm festzustellen, wurden die JRC-Werte an einer Bruchfläche zwischen Granit und Sandstein sowohl mit dem JRC-Diagramm als auch mit dem herkömmlichen JRC-Profilverfahren bewertet. Anschließend wurden die durch die beiden Verfahren ermittelten Werten mit den JRC-Werten verglichen, die von den Schertestergebnissen mit Hilfe von Bartonschen Erfahrungsformel zurückgerechnet werden können. Daraus ergab sich, daß das JRC-Profilverfahren ziemlich kleinere JRC-Werte gibt als bei der Zurückrechnung, während die JRC-Werte durch das JRC-Diagramm unter entsprechender Bewertung des Ineinandergreifungsmaßes an der Bruchfläche beinahe gleich sind wie die zurückgerechneten Werte. Diese Tatsache weist darauf hin, daß das JRC-Diagramm eine bessere JRC-Bewertungsmethode als das JRC-Profilverfahren darstellt. Nous avons proposé le diagramme JRC, nouvelle méthode d'évaluer JRC qui est un indice de rugosité superficielle d'une fracture de roche à l'aide du modèle de fracturation, compte tenu de son effet d'échelle. Pour vérifier la validité de JRC évalué au moyen de ce diagramme, nous avons évalué JRC d'une fracture de roche, granite et grès, par le diagramme JRC et le profil JRC, méthode conventionnelle, et les résultats ainsi obtenus ont été comparés avec la valeur de JRC calculée en sens inverse à l'aide de la formule empirique Barton sur la base des résultats de l'essai de cisaillement des fractures. Il en résulte que la valeur de JRC obtenue par le profil JRC était assez faible en comparaison avec la valeur calculée en sens inverse alors que celle de JRC obtenue par le diagramme JRC correspondait approximativement à la valeur calculée en sens inverse à condition d'évaluer l'échelle d'endentement d'une fracture. Par conséquent, nous considérons que le diagramme JRC est une meilleure méthode d'évaluation de JRC par rapport au profil JRC.

Jan 1, 2003

By J. Gómez-Hernández, P. K. Kaiser

Abstract The process of stress-induced fracturing around underground excavations in brittle rock is associated with dilation or volume increase of the failed, fractured rock. Different attempts to account analytically for this dilation have been made within the framework of plasticity theory. This theory has been developed mostly for metals, strain-hardening materials or soils, but brittle failure of rock-like materials is characterized by strain-softening behaviour and the volume change is dominated by geometric factors, which may violate stability principles of plasticity. In this work a semi-empirical Rock Mass Bulking Model (RMBM) was developed, using as starting concepts: dilation angle, plastic strain rates, effective deformation modulus, effective Poisson's ratio, Griffith locus, and the definition of a bulking factor BF introduced by Kaiser et al. (1996). The model was calibrated in order to obtain bulking factors that are consistent with experimental data and case studies of measured bulking around underground excavations. Résumé La fracturation provoquée par le stress autour des excavations souterraines dans le minéral friable est associée à la dilatation ou à l’augmentation du volume de la roche en rupture. Dans le cadre de la théorie de la plasticité, différents essais ont été faits dans le but de trouver une justification analytique pour cette dilatation. Cette théorie a d’abord été élaborée pour les métaux, les matériaux ou les sols d’écrouissage, mais la rupture fragile de matériaux d’aspect rocheux est caractérisée par un comportement d’amollissement et le changement de volume est dominé par des facteurs géométriques, ce qui pourrait ne pas être conforme aux principes de stabilité de la plasticité. Dans le présent ouvrage, un Modèle semi-empirique de masse rocheuse a été élaboré, dont les concepts initiaux sont les suivants : angle de dilatation, vitesse de fluage plastique, module effectif de déformation, coefficient effectif de Poisson, locus de Griffith, et la définition d’un facteur de foisonnement FF apportée par Kaiser et al. (1996). Le modèle a été calibré afin d’obtenir des facteurs de foisonnement qui soient conformes aux données expérimentales et aux études de cas sur le foisonnement mesuré autour des excavations souterraines. Kurzfassung Der Prozess von Brüchen in unterirdischen Abgrabungen in sprödem Gestein ist mit der Ausweitung oder der Volumenzunahme des gebrochenen Gesteins verbunden. Verschiedene Versuche im Rahmen der Verformbarkeitstheorie haben versucht, diese Ausweitung analytisch festzustellen. Die Verformbarkeitstheorie wurde hauptsächlich für Metalle, kalthärtende Werkstoffe oder Böden entwickelt, da sprödes Versagen von Gestein ähnlichen Werkstoffen von kaltenhärtendem Materialverhalten gekennzeichtnet ist, und die Volumenveränderung von geometrischen Faktoren beherrscht wird, die die Stabilitätsprinzipien der Plastizität übertreten. In dieser Arbeit wurde ein halbempirisches Rock Mass Bulking Model (RMBM) (Modell für das Aufgehen der Gesteinsmasse), entwickelt, für das die folgenden Anfangsprinzipien benutzt wurden: Ausweitungswinkel, plastische Fliessensätze, wirksames Verformungsmodul, leistungsfähiges Poissons Verhältnis, die Griffith Ortskurve und die Bestimmung eines Aufgehensfaktor BF1 der von Kaiser et al. (1996) eingefürt wurde. Das Modell wurde so kalibriert, dass es die Aufgehenfaktoren erzielte, die mit den Vesuchsangaben und den Fallstudien von Aufgehensmessungen in unterirdischen Abgrabungen übereinstimmen.

Jan 1, 2003

By K. -C. Han, S. -Y. Kim

This study was carried out in a bid to survey Ganboke gold mine in Pala, Mayo-Kebbi Province, southwestern Chad. The Ganboke mine is now being prepared for investigation and development, and the research sought to perform rock properties tests of relevant rocks through its geological survey, rock mass evaluation, and in-situ and laboratory tests and analyze the stability by the means of limit equilibrium method, thereby suggest appropriate methods to design the pit slope and individual benches in Ganboke mine. Targenting GS1-GS1' section with the depth of 180 m and GS2-GS2' section with the depth of 150 m in the survey area, we set the height of the bench at 10 m and 15 m, and the angle of bench at 60o and 70o, respectively, and then reviewed the stability for dried condition and saturated condition. The result of examination indicated that it would be appropriate to set the bench height at 10m and the bench angle at 60o in developing the mine slopes concerned. Cette étude est réalisé dans le but de faire des recherches sur Ganboke mine d'or dans Pala, Mayo-Kebbi Provence, Tchad sud-ouest. La Ganboke mine est actuellement en train de étre disposé à la investigation et le développement, et la recherche a cherché à accomplir les tests de la propriétè des roches par l'intermédiaire de la étude géologique, la évaluation de la masse rocheuse, et in-situ et les tests de laboratoire et à faire l'analyse de la stabilité au moyen de la méthode d'équilibre limite, de ce fait à proposer le methodes propres à faire le plan de la pente et les gradins individuels dans la Ganboke mine. Concernant la section de GS1-GS1' avec la profondeur de 180 m et la section de GS2-GS2' avec la profondeur de 150 m dans l'aire d'étude, nous mîmes l'hauteur du gradin à 10 m et 15 m, et l'angle du gradin à 60o and 70o, respectivement, et alors nous avon reconsidéré la stabilité pour la condition sèche et la condition saturé. Le résultat d'examen a indiqué que il pourrait être propre de mettre l'hauteur du gradin à 10m et l'angle du gradin à 60o en développant les pentes de la mine concerné. Diese Forschung wurde um das Gold Bergwerk zu überschauen in Pala, Mayo-Kebbi Provinz, der Südwesten Chad ausgeführen. Das Ganboke Bergwerk ist jetzt zur Erforschung und Entwicklung vorgebereiten worden, und die Forschung suchte zu ausführen die Prüfungen der Felseigenschaft durch geologischen Überblick, Felsmassewertbestimmung, und In-situ und Lavorversuch auf, und analysieren die Stabilität mittelst der Grenzegleichgewichtsmethode, da-durch schlug die angemes-sen Methoden zu entwerfen die Böschungen und die einzelnen Bänke im Ganboke Bergwerk vor. Für den Abschnitt GS1-GS1' mit der Tiefe von 180 m und GS2-GS2' mit der Tiefe von 150 m in der Überblickfläche, wir setzten die Bankhöhe an 10 m und 15 m, und das Bankwinkel an 60o und 70o, beziehungsweise, und dann zurückblickten die Stabilität für die getrockneten Bedingungen und die gesättigten Bedingungen. Das Ergebnis der Untersuchung anzeigte daß es würde angemessen sein zu setzen die Bqnkhöhe an 10m und das Bankwinkel an 60o in der Entwickelungen vom Bergwerk be-teiligt.

Jan 1, 2003

By B. C. Alberts

Planning the use of South Africa's energy resources, especially coal, is of the utmost importance. The State and the mining industry require reliable official estimates of the economically mineable coal reserves for planning purposes. An overview of al the previous reserve estimates is given, with specific attention to the two most recent estimates-those of Petrick and De Jager. The differences between these two estimates are highlighted. The following important aspects are discussed: . the need to update the information regarding South Africa's mineable coal reserves, . the necessity of understanding and agreement between the coal-mining industry and the State department responsible for updating the coal-reserve data, and . the importance of the specific assumptions used in the updating of the data. A downward adjustment of mineable reserve figures is proposed, and the factors that influence the meaningful exploitation of the coal reserves are discussed. A recommendation is made as to how the Waterberg coal reserve should be exploited, and it is concluded that the Soutpansberg Coalfield cannot be exploited economically in the foreseeable future. An evaluation of the status of the coal-export trade is made and compared with the assumptions and targets set at the start of the coal-exportation scheme. The comparison shows the extent to which the exploitation of the coal reserves is being negatively influenced by the current market situation. Recommendations are made regarding planning for the coal-export market, and the aspects that have to be taken into account to keep South Africa in the export market are identified. Reference is made to the fact that the present unrestrained wage and salary adjustments, which show a total disregard of South Africa's poor productivity record, require serious thought and speedy rectification if the country is to survive in the export market. A salary and wage strategy must be developed to suit the specific needs of the Republic of South Africa.

Jan 1, 1987

Pyrometallurgy has played a very important role in southern Africa for at least four centuries. It continues to do so, and recent years have seen many exciting developments in pyrometallurgical technology. The wonderfully diverse rich mineral deposits in this area of the world have provided some unique opportunities for industrial processes to be established. The ?Southern African Pyrometallurgy 2006? conference was set up to showcase southern African pyrometallurgical operations, and to provide a forum for the exchange of ideas between people working at various types of smelters. Papers have been obtained from a wide variety of pyrometallurgical plants in southern Africa. These descriptions of plant operations (as well as some history, and highlights of current work) will provide useful reference information for some time to come. Contributions are also included from universities, research organizations, and engineering companies, so that the full spectrum of pyrometallurgical activities can be covered. The plant descriptions will be published on a website, where they can be updated as and when required, with the eventual goal of having a description of every smelter in the region. The conference venue was selected to be the 'Cradle of Humankind' world heritage area, about 40 km from Johannesburg. Not only does this keep the conference within easy reach of the city and yet far enough out into the countryside to allow people to focus on the conference, it is also within easy reach of many pyrometallurgical plants. There is a particular significance to the choice of location, in that the Swartkrans area close to the Sterkfontein Caves is the site of the earliest evidence of the deliberate controlled use of fire by human beings (about 1.3 million years ago), and this is obviously a necessary precursor to pyrometallurgy. The area also lends itself to a very wide range of outdoor, social, and cultural activities to supplement the technical content of the programme. It is hoped that activities such as a hot air balloon safari and visits to the world-renowned Sterkfontein Caves and Wonder Cave will help to make the conference a memorable one for those able to attend. I trust that the ongoing value of the papers and presentations will make all the hard work of the many contributors most worthwhile.

Jan 1, 2006

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 P. He

Abstract This paper introduces tested results of rock-socketed pile in Nanjing, Wuhan and Chongqing. From a force- transfer model, a distribution of axial force for pile-body and inlaid resistance for rock-socketed pile was deduced. Comparing the results of test and calculation, it shows that the calculation result coincide with the test result. Keywords rock-socketed pile, load transfer, inlaid resistance, end resistance. Zusammenfassung: dieser text legt eine kuyze Einfuehyung ueber die Erfolge wissenschaftlicher Forschungsarbeit in bezug auf die Grundprinzipien der Mechanik von Belastungsuebermittlung der Einlegesteinpfeilers der Durch Benutzung von Ausgleich/Balance der inneren Kraft und Deformationskoordinierung wird das mechanische Modell der Belastungsuebermittlung des Einlegesteinpfeilers aufgestellt. Vom lebendigen Beispiel wird dia Wellenkraft des Steinpfeilera und die Verteilungskurve Einlegebfestigungskraft ausgelegt, man hat diess bereits mit der tatsaechlichen genessenen Kurve verglichen. Schluesselwoerter: Einlegesteinpfeilers, Belastungsuebermittlung, Einlegebfestigungskraft, Seitenwiderstand. Résumé - Le présent article décrit de façon succincte des résultats de la recherche sur le mécanisme du transfert de chargement du pieu d’ancrage au massif. Une modèle dynamique du transfert de chargement du pieu d’ancrage au massif est ainsi établie avec l’application des conditions de l’équilibre de contraintes internes et de coordination de la déformation. L’expérimentation sur des exemples réels a permis de mettre à jour des courbes de distribution de la force axiale du corps du pieu et de la force d’ancrage avec comparaison aux courbes effectivement mesurées in situ. Mots clés - Pieu d’ancrage au massif, Transfert de chargement, Force d’ancrage, Résistance à la pointe

Jan 1, 2003

By M. Arlandi, J. C. Monge

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

Jan 1, 2003

By C. Musingwini, G. Njowa, M. Burnett, C. C. Birch

From 2022 to 2040, the global demand for mineral commodities is projected to increase by fourfold to six-fold, largely due to traditional drivers such as population growth and urbanisation compounded by the adoption of decarbonisation technologies that are more mineral intensive than fossil fuel technologies. To meet this projected demand, companies operating in the minerals industry should accelerate the development of mineral projects. Since most of the companies generally operate in multiple geographical, regulatory or legislative jurisdictions, it is critical that the information on Mineral Resources and Mineral Reserves they report on in the public domain should be comparable and consistent across different jurisdictions. The Committee for Mineral Reserves International Reporting Standards fosters alignment of national and regional mineral reporting codes through an internationally accepted template that creates common technical understanding of definitions, classification, estimation processes and the Public Reporting of Exploration Results, Mineral Resources, and Mineral Reserves. The Committee for Mineral Reserves International Reporting Standards Template-based codes guide reporting at respective national and regional levels. Since mine planning is critical in the conversion of mineral resources to mineral reserves, a shared technical understanding should aid comparability of mine planning results. However, differences persist in the way mine planning results are reported. Unlike most previous studies, which have primarily focused on comparing mineral reporting codes, this paper updates and extends such comparisons by exploring how similarities or differences in reporting should influence the mine planning process. It also recommends some principle and process changes to assist mine planning professionals to improve consistency and comparability in reporting mine planning results.

Mar 30, 2026

By Y. Guglielmi, V. Merrien-Soukatchoff, I. Kadiri

ABSTRACT: Hydraulic experiments have been conducted since 1997 within a small fractured calcareous rock mass in southeastern France, at a site called Coaraze. On this reduced-scale site closing a floodgate located on a downstream spring produces repeated hydraulic loadings. Simultaneous measurements of normal deformations and pressure in several joints have provided a better understanding of the hydromechanical behaviour of such a fractured rock mass. The present paper first describes both the site and conceptual interpretation of the measurements performed. We showed that accurate measurement reproduction requires incorporating certain features: a variable normal joint stiffness, the joint vicinity (through introducing a Z coefficient), and the initial stress state. The paper then develops an original analytical interpretation of the coupled pressure-displacement measurements carried out, which reveal the high level of measurement suitability to the non-linear behaviours examined. 2D modelling, using the discontinuous code (UDEC) was used to proceed with the calibration step. KEY WORDS: In situ test, methodology, hydromechanics, modelling, non linear behaviour ZUSAMMENFASSUNG : Hydromechanische Experimente werden seit 1997 in einer kleinen Kalksteinmasse, das sich im Südosten von Frankreich befindet durchgeführt. In diesem kleinen Standort, werden wiederholte Wasserdruck Erhöhungen durch das Schliessen eines Hahnes produziert. Gleichzeitiger Druck und normale Verformung Meßungen in mehreren Fugen haben erlaubt, das hydromechanische Verhalten einer solche gebrochene Felsenmasse besser zu verstehen. Der Artikel beschreibt zuerst den Standort und stellt die begrifflichen Interpretationen der Meßungen vor. Um die Meßungen gut zu reproduzieren ist es wesentlich, bestimmte Faktoren wie die veränderliche normale Steifheit der Fugen, die Nachbarschaft der Fugen (über einen Z-Koeffizient) und der Spannungstand zu berücksichtigen. Der Artikel erklärt die originale Methode für die Druck- und Verformungs-Meßungen Interpretation und zeigt die gute Korrelation der Meßungen mit dem nicht-linearen angenommen Verhaltens der Fugen. Die numerische 2D-Modellierung mit dem UDEC Software ist für die Verkeilung der Faktoren gebraucht worden. SCHLÜSSELWÖRTER: In-situ-test, Methodologie, Hydromechanik, Numerische Modellierung, nicht-lineares Verhalten RESUME : Des expérimentations hydromécaniques sont conduites depuis 1997 dans un petit massif calcaire fracturé situé dans le sud de la France. Dans ce site de taille réduite des mises en charge répétées sont produites par la fermeture d'une vanne située à l'aval du site. Des mesures simultanées de déformation normale et de pression dans plusieurs joints ont permis de mieux appréhender le comportement d'un tel massif fracturé. L'article décrit dans un premier temps le site et présente les interprétations conceptuelles des mesures. Pour bien reproduire les mesures, Il est essentiel de prendre en compte certains facteurs tels que la raideur normale variable du joint, le voisinage du joint (par l'intermédiaire d'un coefficient Z), l'état de contrainte initial. L'article précise la méthode originale d'interprétation des mesures pression-déplacements qui montre la bonne adéquation aux lois de comportement non linéaire proposées. La modélisation 2D, à l'aide d'un code discontinu (UDEC) a été employée pour le calage des facteurs. MOTS-CLEFS : In-situ, méthodologie, hydromécanique, modélisation, comportement non linéaire

Jan 1, 2003

By P. Amponsah-Mensah

Dilution of ore has a major impact on economics of a mine. The magnitude of dilution depends on mining method, stope dimensions, reef and host rock quality, wall support and drilling accuracy. The main contributing factor is the presence of very weak graphitic shear band of varying thickness in and around the reef. The reef, at Obuasi, is generally steeply dipping and open stoping is the predominant mining method. The stability of the stope walls limits the stope dimensions. Various options for allowing larger stopes for higher productivity and limiting dilution are analysed. The most economic way is to reinforce the walls with systematic cablebolt supports. This option does not only add the support cost but also requires additional cost of access development. These conflicting requirements are continually being optimised at the mine for the economics of dilution control. La dilution du minerai à un impact majeure sur l’économie d’une mine. La quantité de matériel diluant le minerai dépend de la méthode d’extraction, de la dimension des chantiers d’abattage, de la qualité du filon et de la roche mère, du support des épontes et de la précision du forage de production. Le facteur principal qui contribue à la dilution est la présence d’étroites zones cisaillées qui contiennent du graphite ayant différentes épaisseurs à l’intérieur et autour du filon. Le filon, à Obuasi, est généralement à fort pendage et la méthode d’abattage principale est par chantier long-trous. La stabilité des épontes est le facteur qui détermine la dimension des chantiers d’abattage. Differentes options ont été analysées de façon à permettre de plus larges chantiers de manière à augmenter la productivité tout en limitant la dilution. Le moyen le plus économique est de renforcer les épontes avec des cables d’acier cimentés forés de façon systématiques. Cette option n’augmente pas seulement les coûts de support mais aussi les coûts de développement. Ces besoins contradictoires sont continuellement revisés à l’opération afin d’optimiser l’économique par le contrôle de la dilution. Verdünnung des Erzes hat eine spürbare Auswirkung auf die Ekonomie einer Grube. Die Größe der Verdünnung hängt von gewinnenmethode, von den Stopemaßen, von der Reef- und Wirtsfelsenqualität, von der Wandunterstützung und von der bohrengenauigkeit ab. Der beitragende Hauptfaktor ist das Vorhandensein einer sehr schwachen graphitic Scherbandes unterschiedlichen Stärke in und um der Reef. Der Reef, bei Obuasi, taucht im allgemeinen steil ab und geöffnete Aufstemmung ist die überwiegende gewinnenmethode. Die Stabilität der Wand begrenz die Stope grösse. Verschiedene Wahlen für das Erlauben der größeren Stopes für höhere Produktivität und das Begrenzen von Erzesverdünnung werden analysiert. Die ökonomischste Weise soll die Wände mit systematischen Kableankerbolzenunterstützungen verstärken. Diese Wahl addiert nicht nur die Kosten der Unterstützung aber erfordert auch zusätzliche Kosten fuer Zugangsentwicklung. Diese kontroversen Anforderungen werden fortwährend an der Grube analysiert um die Verdünnungkontrolle zu optimieren.

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 J. Autio, H. Malmlund

The excavation damage zone (EDZ) caused by drill and blast excavation consists of intense damage adjacent to the remaining half barrel of the blast hole, new fracturing induced by the blast and reactivation of pre-existing fractures. The properties of intense microfracturing adjacent to the half barrels of remaining blast holes are based on study of rock samples from ZEDEX-tunnel and it’s extension at Äspö and the Research tunnel at Olkiluoto in Finland. The new and reactivated fracturing is based on results of mapping of slots cut in the rock in ZEDEX-project. The zone of increased porosity adjacent to half barrels, which penetrates to a depth of some centimeters was studied by using novel 14C-PMMA method. The penetration of the radial fractures, which is an order of magnitude deeper, was studied by mapping using color penetrant. Results of EDZ studies carried out at Äspö HRL in Sweden and in Research Tunnel at Olkiluoto show that the properties of EDZ can be affected significantly by engineering design. The result imply that the additional pore volume caused by distinct fracturing around the blast holes caused by state-of-the-art smooth blasting technique could be of the same order as that of the damaged zone adjacent to the surface of the half barrels. Durch Bohr- und Sprengarbeiten entstandene Eigenschaften der Auflockerungszone: Die durch Bohr- und Sprengarbeiten entstandene Auflockerungszone besteht aus einem großen, an das Resthalbrohr des Bohrloches angrenzenden Schaden, neuer Rissbildung und einer Reaktivierung der bereits existierenden Risse. Die Eigenschaften einer immensen, an die Halbrohre der Restbohrlöcher angrenzenden Mikrorissbildung beruhen auf einer Studie über die aus dem ZEDEX-Tunnel gewonnenen Gesteinsproben und deren Fortsetzung im Untertage-Labor Äspö (Hard Rock Laboratory, HRL) in Schweden und im Forschungstunnel bei Olkiluoto in Finnland. Die neue und reaktivierte Rissbildung basiert auf den Auswertungsergebnissen der Schlitze, die bei dem ZEDEX-Projekt ins Gestein geschnitten wurden. Die Zone der vermehrten, an die Halbrohre angrenzenden Porösität, die in ein paar Zentimeter Tiefe eindringt, wurde anhand der neuen 14C-PMMA-Methode untersucht. Das Eindringen der etwas tiefer gelegenen radialen Risse wurde anhand eines farbigen Eindringungsmittels untersucht. Die in Äspö und Olkiluoto durchgeführten EDZ-Studien zeigen, dass die EDZ-Eigenschaften wesentlich durch Engineering Design beeinflusst werden können. Das durch Bohrarbeiten verursachte Hohlraumvolumen der Rissbildung um den Tunnel herum ist ähnlich wie das Hohlraumvolumen der Bruchzone um die Bohrlöcher herum. Caractéristiques d’une zone endommagée par le creusement résultant d’un creusement par forage et dynamitage: La zone endommagée par le creusement résultant d’un creusement par forage et dynamitage présente un endommagement intense adjacent au demi-cylindre restant du trou de mine, une nouvelle fracturation et la réactivation des fractures préexistantes. Les caractéristiques de la microfracturation intense adjacente aux demi-cylindres des trous de mine restants reposent sur l’étude des échantillons de roche en provenance du tunnel ZEDEX et de son extension au laboratoire souterrain d’Äspö (« Hard Rock Laboratory » ou HRL) en Suède et du tunnel de recherche d’Olkiluoto en Finlande. La fracturation nouvelle et réactivée repose sur les résultats du placement des rainures sur la roche dans le projet ZEDEX. La zone de porosité accrue adjacente aux demi-cylindres et pénétrant à une profondeur de quelques centimètres à fait l’objet d’études recourant à la nouvelle méthode 14C-PMMA. La pénétration des fractures radiales, considérablement plus profondes, a été étudiée par placement en utilisant un agent pénétrant coloré. Les résultats des études EDZ effectuées à Äspö et à Olkiluoto montrent que les caractéristiques de l’EDZ sont susceptibles d’être affectées de manière significative par la conception technique. Le volume vide de fracturation résultant du dynamitage autour du tunnel est du même ordre que celui de la zone concassée autour des trous de mine.service.

Jan 1, 2003

By B. P. Watson

The first crush pillars on the Bushveld platinum mines were introduced at Union Section in 1978. Before the introduction of crush pillars, serious problems were experienced when stoping advanced to a point 30 m to 40 m on both sides of the centre gully. At least three to four stopes were collapsing per month. The introduction of the pillars stopped the stope collapses in the mining area where they were introduced. The residual stresses of these pillars were never measured; however, the successful elimination of the ?back-break? problem suggests that the original pillars had a residual strength of at least 8 MPa. Apart from back analyses, very little work has been done to determine the residual strength of crush pillars and only very recently have any measurements been made. The lack of knowledge in this field has resulted in pillars being designed based on experience. Concerns about stope collapses, similar to the Coalbrook disaster, have led to larger pillars being cut in more recent times. If such pillars were cut in brittle quartzites they would always fail violently but the ductile nature of the Merensky Reef generally allows large pillars to fail without bursting. Occasionally, however, one would burst in a working area. Increased incidence of bursting has been reported on some mines at deeper levels but most of these bursts occur in the back areas. Nevertheless, the incidence of bursting increases the risk of falls of ground in already dangerous areas, and the larger pillars decrease the extraction ratio. This paper describes the evaluation of stress measurements conducted in two boreholes over a crush pillar with dimensions 2.5 m x4.0 m, and a height of 1.2 m. Boussinesq equations for vertical and shear stress were used to analyse the original measurements and provide a stress profile across the pillar as well as the residual strength of the pillar. The results showed an unexpectedly high peak stress of 280 MPa at the centre of the pillar and a residual strength of 48 MPa. The reason for the high residual strength is suspected to be the result of the stiff environment under which the pillar failed and the small height of the siding on the up-dip edge of the pillar. More measurements should be conducted on several mines to establish a range of residual strengths for narrow crush pillars.

Jan 1, 2008

By J. Morkel

During research on mainly the weathering of kimberlite, it became evident that its mineralogical composition is an important factor in the complex process of physical and chemical disintegration. The mineralogy of tuffisitic kimberlite breccias from two localities, the Cullinan and Venetia mines, is compared with special reference to the occurrence of associated clay minerals. The clay mineral composition influences the engineering properties of these rock types. It is illustrated how the presence of swelling clay components can be confirmed by ethylene glycol treatment and chlorite minerals by heat treatment using X-ray diffraction. Smectites are present in both tuffisitic kimberlites, dominant at Venetia while chlorite is more frequent at Cullinan. More tuffisitic kimberlite breccias samples from venetia were also characterized. It was found that kimberlite disintegration is correlated with the presence and abundance of smectite.

Jan 1, 2006

By V. Ross

"Bench-scale flotation tests play a major role in the geometallurgical process value chain. Despite their apparent simplicity, these tests pose pitfalls in terms of operation, as well as the interpretation and modelling of results. In this paper we highlight key aspects to consider in generating accurate and reproducible experimental results, and critically review some assumptions relating to the estimation of entrainment and froth recovery. We subsequently focus on first-order equations to model kinetics and propose a method that accounts more realistically for the decay in kinetics over the duration of a float, and the contributions of froth stability and hence mass pull. The method was applied to three case studies on platinum group metal (PGM) ores and matched or outperformed first-order, two-component models. Also, it allows for a deeper analysis of the integrity of the bench-scale flotation results. IntroductionGeometallurgy is a structured, multidisciplinary approach that integrates key data from the geological, mining, mineralogical, and metallurgical aspects of the value chain to construct spatial models of an ore deposit such that the overall economic benefit and sustainability of an operation can be optimized. Process geometallurgy is aimed primarily at enhancing metallurgical efficiency and plant throughput by the application of appropriate mining and processing strategies, as well as supporting production planning and operational strategies to reduce the impact of highly variable ores. With flotation being the dominant concentrating process in the mineral value chain, the bench-scale flotation test is an important characterization tool – a relatively cheap, simple, and rapid way to obtain key information about the ore and its amenability to economic extraction of valuable minerals. This includes the evaluation of different ore types and the implications of mineralogical composition and texture for comminution and floatability, the effect of the grinding environment on the liberation of minerals, the electrochemical environment in the pulp (Bradshaw et al., 2006), the screening of reagents to improve floatability (Ekmekci et al., 2003), and the role of hydrodynamics in the recovery of valuables and the entrainment of gangue (Amini et al., 2016; Wang et al., 2016). It is also a critical tool in auditing the performance of a flotation plant by hot floats, paving the way for concept and feasibility studies and providing essential data on kinetics for the purposes of scale-up, optimization, and simulation of flotation circuits."

Mar 1, 2019

By H. Copur

Experimental studies for quantification of force and brittleness indices relevant to rock cutting performance are presented. A simple interpretation method is developed, which quantifies the force-penetration response obtained from indentation tests. Basic parameters of the quantification are force increment and decrementrates, force increment and decrement periods, and number of increment and decrement data points. Blocks of eleven different rock samples were collected from different operating mines in Turkey and subjected to indentation tests to calculate the indices. The samples included harzburgite, serpentinite, trona, limestone, claystone, two different sandstone samples, siltstone and three different chromite ore samples. The concept was validated by a set of full-scale linear cutting tests using a conical cutter for measuring the cutting performance in relieved and unrelieved conditions, i.e. cutter forces, specific energy, size distribution of rock cuttings. The rock cuttings were sieved to determine coarseness index, indicates coarse chip generation characteristics, and size distribution. The force index is moderately correlated with the cutting performance and mechanical properties of the rocks, and poorly correlated with the coarseness index and size distribution of cuttings. A general and moderate trend is observed between the brittleness index and the coarseness index, cutting performance for unrelieved cutting conditions and mechanical properties of the rocks. However, additional data is required to fill the data gaps and to potentially establish relationship between the brittleness index and all other parameters.

Jan 1, 2003

By J. Muralha

The paper presents the limit equilibrium equations for the analysis of toppling blocks on a rock slope. The safety conditions are assessed by a numeric procedure implemented in an Excel worksheet. The UDEC numerical program was exploited to validate the procedure. A probabilistic model considering the spacing variability of the discontinuities was developed to define the most relevant parameters in this kind of problems. La communication presente les equations d’équilibre limite pour l’analyse de blocs rocheux sur une pente. Les conditions de securité sont évaluées par une procédure numérique en Excel. Le logiciel UDEC a été exploité pour valider cette procedure. Un modèle probabilistique a été developpé pour définir les plus importants paramètres dans ces problèmes. Das Referat stellt die Grenzgleichgewichtsgleichungen für die Analyse von umstrürzenden Blök-ken auf eines Felshang vor. Die Sicherheitsbedingungen werden durch ein numerisches Verfahren mit Excel beurteilt. Um die Gültigkeit des Verfahrens festzustellen, wurde das Programm UDEC benutzt. Ein die Klufabstandsvariabilität berücksichtigendes probabilistisches Modell wurde entwickelt, um die wichtigsten Parameter dieser Probleme zu bestimmen.

Jan 1, 2003

By S. Wakita, K. Aoki, Y. Mito, K. Date

It is of great importance to prevent a leakage of hazardous substances from underground storage plants, because this certainly leads to a fatal disaster for human societies. Therefore, effective grouting system needs to be developed, which can inject cement grout into low-permeable rock masses. Authors have carried out a series of laboratory injection tests using a fracture model and field tests in low-permeable rock masses. In these tests, not only was the superiority of dynamic grouting confirmed, but also the relationship between grouting-efficiency and injection parameters was investigated. In this paper, the results of laboratory injection tests and field tests together with theoretical approaches to them are mentioned. L’empêchement de la fuite des substances dangereuses des galeries de stockage est un traitement très important pour protéger la société humaine contre la comtamination catastrophique. Par conséquent, un procédé d’injection efficace doit être mis au point, qui peut injecter du coulis de ciment dans le rocher ayant une perméabilité basse. Les auteurs ont effectué une série d'essais d'injection en laboratoire en utilisant un modèle de rupture et d'essais sur le terrain dans le rocher ayant une perméabilité basse. Dans ces essais, était non seulement la supériorité du l’injection dynamique confirmée, mais aussi le rapport entre l’efficacité de l’injection et les paramètres d'injection a été étudié. Dans cet article, les résultats des essais d'injection en laboratoire et des essais sur le terrain ainsi que les méthodes théoriques pour les essais sont mentionnés. Es ist wichtig, Durchsickerns gefährlicher Substanzen aus unterirdischen Lagerstellen zu verhindern, weil dies für die menschliche Gesellschaft unter Umständen zu verheerenden Unfällen führen kann. Daher muß ein effizientes VerfugesSystem entwickelt werden, welches erlaubt den Mörtelschlamm in wenig durchlässige Felsenmassen einzuspritzen. Die Autoren haben eine Serie von Laboreinspritzungsversuchen mit einem Bruchmodell und Feldversuche an wenig durchlässigen Felsenmassen durchgeführt. Diese Versuche zeigten nicht nur die Überlegenheit des dynamischen Verfugens, sondern wurde dabei auch das Verhältnis zwischen Verfugen und Leistungsfähigkeit sowie den Einspritzungparametern untersucht. In dieser Studie werden die Ergebnisse der Laboreinspritzungtests und die Feldversuche zusammen mit den entsprechenden theoretischen Ansätzen erläutert.

Jan 1, 2003

By M. Ghoreychi, X. Daupley

ABSTRACT: The paper is devoted to two major aspects related to the abandonment of salt mines: 1)- Long-term risk associated with the mechanical instability of surface and its consequences for public security and properties. 2)- Long term dissolution and transport of salt resulting from its communication with groundwater. Basic characteristic features of salt deposits and mining methods are presented through the studies already undertaken on French mines. This analysis allows to identify major hazards encountered in different traditional salt mines and solution-mining cavities. In particular, the role of overburden (presence and thickness of salt layer in exploitation roof, presence of clayey rocks or hard rocks e.g. dolomite or anhydrite), presence of water-bearing strata and possibly natural brine levels, discontinuities, etc. are discussed. In the second part, the main features of mechanical behaviour of salt (creep, damage) as well as transfer processes of this material are presented. The influence of these aspects on the long term evolution of abandoned salt mines is then analysed. KEY WORDS: exploitation, abandonment, salt, mechanical, stability, transport, solution, brine. ZUSAMMENFASSUNG: Der Artikel bezieht sich auf zwei bedeutende Aspekte beim Salzabbau: 1)-Das langsfristige Risiko zur Bodenoberflächeunbeständigkeit und sein Einfluss über Mensch= und Gütersicherheit. 2)-Die langsfristige Auflösung und Beförderung des Salz beruhen sich auf Studien über französiche Bergbauen. Diese Analyse emöglicht es, die bedeutendesten Risiken in verschiedenen Salzgruben zu identifizieren, bzw. Traditionellen oder durch Auflösung abgebauten. Insbesondere wird die Rolle des Deckgebirges (Vorhandensein und Dicke von Salzschicht am Dach des Grube, Beisein von Tanlager oder hartem Gestein wie Bitterkalk oder Anhydrid), Beisein von wasserhaltigem Boden und/oder gesalzenen Wasserflächen, Trennflächen, usw… erötert. Im zweiten Teil werden die haupsächlichen Eigenschaften des Salzverhaltens (Kriechen und Beschädigung) beschrieben. Ihr Einfluss über das Verhalten von stillgelegten Bergwerken lässt sich analysieren. SCHLÜSSELWÖRTER: Bergwerksbetrieb, Stilllegung, Mechanik, Beständigkeit, Ausbreitung, Aussolung, Solewasser. RESUME: L’article est consacré à deux aspects majeurs liés à l’abandon d’exploitations de sel : 1)- Le risque d’une instabilité à long terme de la surface du sol et son incidence sur la sécurité des personnes et des biens. 2)- La dissolution à long terme et le transport de sel sous l’effet d’une communication avec des eaux souterraines. Les principales caractéristiques de gisements et d’exploitations de sel sont présentées en s’appuyant sur les études antérieures réalisées sur les exploitations en France. Cette analyse permet d’identifier les risques majeurs rencontrés dans différentes mines de sel traditionnelles ou exploitées par dissolution. En particulier, le rôle du recouvrement (présence et épaisseur d’un banc de sel au toit de l’exploitation, présence de terrains argileux ou de roches dures telles que la dolomie ou de l’anhydrite), présence de terrains aquifères ou de nappes salées éventuelles, discontinuités, etc. sont discutées. Dans la deuxième partie, les principaux traits du comportement mécanique du sel (fluage, endommagement) ainsi que les processus de transport de ce matériau sont présentés. L’influence de ces aspects sur le comportement à long terme d’exploitations abandonnées de sel est ensuite analysée. MOTS CLES: exploitation, abandon, mécanique, sel, stabilité, transport, dissolution, saumure.

Jan 1, 2003