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By K. Cybulski

In 2002 a coal dust explosions occurred in the Polish collieries “Jas-Mos” and “Rydultowy” in the Upper Silesia coal basin. In the “Jas-Mos” colliery the coal dust explosion was initiated in the face of gallery by explosives and causing ten death. The stone dust barrier extinguished the flame, stopped the explosion development and saved forty nine miners working in that area. In the “Rydultowy” colliery methane inflammation caused three deaths and seven serious burns and ignited the coal dust explosion. The coal dust explosion was stopped by stone dust barrier and did not cause any victims itself. This paper presents the investigation carried out by the Central Mining Institute Experimental Mine “Barbara” and shows that the stone dust barriers remain still a basic mean for suppression of coal dust explosion in mines. The investigation were aimed at determining the cause of explosion and circumstances that led to their propagation. The evaluation of the state of dust explosion hazard in the areas of accidents have been performed, and the range of flame estimated.

Jan 1, 2003

By J. Drzewiecki, J. Kabiesz

Coal mining using longwall methods of mining can lead to intense disturbances of undermined roof strata. The disturbances may extend beyond the extraction area and the resulted rock mass deformations will appear differentiated. In the case of stiff and undermined roof strata, the energy stored in these rock masses may be frequently dissipated in the form of high-energy seismic tremors. Such events can occur if these strata should fail or „free themselves” either from the constrainment of rock environment or from adjacent strata. It has also been found that the amount of the stored energy closely depends on the size and/or slenderness of these strata. Thus, it would be possible to apply specific preventive measures to reduce the energy of mining – induced seismic tremors. The methods are based on artificial disintegration of the structure of energy – storing strata. One of the most efficient methods is a method of directional hydraulic fracturing, which is regarded as an alternative solution from the traditional blasting and hydraulic methods.

Jan 1, 2003

By U. Kumar

Product designed characteristics like reliability and maintainability affect maintenance cost, service performance, and therefore product support strategy must be defined during design stage in terms of these two dimensions. Furthermore product support and service delivery strategy has considerable influence on the total life cycle cost and the economic viability of industrial systems/products. he paper presents a concept for the development of service delivery strategy for industrial products with a special reference to mining systems. In this paper we emphasize that the strategy for product support should not be centred only on ‘product’ but it should also take into account the service delivery capability of the manufacturers/suppliers and users service organization, users competence and capability, product use location, logistics and infrastructures, etc., to arrive at the best performance and economic results. Such strategy should invariably include services supporting the client apart from considering services supporting the product. The discussion in the paper is based on the experiences from the manufacturing industry engaged in manufacturing of mining systems and the observed trends in technology and management of operation and maintenance of mining systems. Keywords: Maintenance and product support, Service supporting client, Service delivery strategy, Products reliability and maintainability, Product use location, Operating environment, etc.

Jan 1, 2003

By R. B. August, J. N. Dunlevey

The Quaternary Age aeolian dune sands of the Sibaya Formation on the northern KwaZulu-Natal coast are well known for their heavy mineral content. Although ilmenite, rutile and zircon are the economically important members of the heavy mineral suite, many other nonsilicate minerals such as monazite, xenotime, chromite, magnetite, and spinel that are normally considered to be eitherun common or even rare are also present and these sands provide a unique opportunity to study such complex minerals. Monazite is the general term used for a complex series of rare earth phosphates dominated by lanthanum, cerium and neodymium with monazite-Ce, monazite-La and monazite-Nd recognized as distinct end members of the solid solution series. In addition to the elements indicated by the simplified formulae (LaCeNd) PO4monazite can also accept significant quantities of other elements from the lanthanide and actinide series (Pr, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy,Ho, Er, Tm, Yb, Th, Pa, U, Np). The monazite grains in the Sibaya Formation occur as both composite grains, composed of two or more distinct mineral phases, and homogeneous grains. The net physical properties of the composite grains, and their response to magnetic and electrostatic separation methods are related to size and composition of non-monazite component. However, the homogeneous monazite grains also display significant variation in their physical properties related to their chemical composition.

Jan 1, 2003

By X. H. Zhang, J. G. Cai

This paper discusses the behaviour of large-span tunnels and caverns in hard rock in a major underground storage project. In-situ stresses were measured using hydraulic fracturing during site investigation and 3-D overcoring during construction, with both showing a horizontal stress ratio of 2-3 times the vertical stress. Rock reinforcement design was based on the Q-system combined with numerical modelling for special design cases. Tunnel design and performance were checked and monitored by in-situ instrumentation during rock excavation, including measurements of deformation, convergence, and load on rock bolts. Deformation measurements using borehole extensometers included one borehole drilled into the virgin rock before rock excavation, which provided a direct and very insightful comparison with the various deformation measurements made during rock excavation. These measurements coupled with numerical calculations have proven that the high horizontal stresses to be very favourable to the stability of the large openings.

Jan 1, 2003

By S. -H. Chang, C. -I. Lee, Y. -K. Lee

Based on results from triaxial compressive tests, an experimental damage model to simulate post-peak behaviours as well as nonlinear behaviours before peak strength was developed. In order to consider pre-peak behaviours, variations of elastic constants at each damage level were regressed by functions of confining pressure. In addition, post-peak behaviours were simulated successfully by using Hoek-Brown constants. As results, the experimental model could predict nonlinear behaviours, peak strengths and stiffness changes observed in experiments. Basé sur des résultats des essais compressifs à trois axes, un modèle expérimental de dommages pour simuler des comportements de poteau-crête aussi bien que des comportements non-linéaires avant la force maximale a été développé. Afin de considérer des comportements de pré-crête, des variations des constantes élastiques à chaque niveau de dommages ont été régressées par des fonctions de pression d'emprisonnement. En outre, des comportements de poteau-crête ont été simulés avec succès en employant des constantes de Hoek-Brunes. Comme résultat, le modèle expérimental a pu prévoir des comportements non-linéaires, des forces maximales et des changements de riidité observés dans les expériences. Auf Basis der Ergebnisse des dreiaxialen Drucktests wurde das experimentelle Schadensmodell, das sowohl das nicht-lineare Verhalten vor der maximalen Stärke als auch das Verhalten nach der maximalen Stärke simulieren kann, entwickelt. Um das Verhalten vor der maximalen Stärke zu berücksichtigen, wurden die Veränderungen der elastischen Konstante bei dem jeweiligen Schadensniveau durch die Funktionen des begrenzten Drucks zurückgegangen. Außerdem wurde das Verhalten nach der maximalen Stärke unter Benutzung von Hoek-Brown Konstanten erfolgreich simuliert. Schließlich konnte das experimentelle Modell das nicht-lineare Verhalten, die maximale Stärke und die Veränderungen bezüglich der Steifigkeit während der Experimente voraussehen.

Jan 1, 2003

By W. D. Northrop

This paper gives an account of the development of a technique whereby the vertical limits of geological horizons may be identified by the use of vertical variograms on the mineral of economic interest. This information may supplement or guide the correct subdivision of the individual horizons into meaning full data sets by diligent geological observation. This process then improves the quality of the variance modelling of the gold distribution in the plane of the individual layers and therefore enables better estimates to be made into the grids or blocks of the mine model. The technique is explained by an account of the development work, which was performed, on duplicate superimposed reef horizons in the Kimberley formations. The paper then shows how the correct approach was developed to evaluate the mineralized layers in a multiple stacked conglomerate layer sequence in the Elsburg reefs of the Witwatersrand Rand System at the Target deposit. The method of categorization of resources according to confidence in the estimate is also explained. The feasibility processes carried out on the three-dimensional model, in accordance with the SAMREC code are also described. An example of the development of a reconciliation process utilizing chip sampling is also explained.

Jan 1, 2003

By S. H. Badenhorst

Zacharias Lewala discovered a diamond at Grasplatz, near Lüderitz in April 1908. While this stone may not have been the first diamond to be found in this barren, inhospitable area, it most certainly was the stone that set off a chain reaction ultimately leading to the creation of Namdeb as we know it today. [ ]

Jan 1, 2003

By C. S. Oteo, H. Suárez, P. de la Fuente

ABSTRACT: In the south of the Island of Gran Canaria (Spain) there appear layers of swelling clays inside volcanic formations of a fonolitic type, down to depths as low as 500 m, with thicknesses of 1 to 3 m. Two tunnels (each of length 1,500 m) have been built in these zones (ignimbrites and swelling clays), work on which started in the ‘70s. The construction has been influenced by phenomena of expansivity and decompression. Presented below are the problems that arose, the field and indoor studies conducted and the numerical optimisation of the lining. ZUSAMMENFASSUNG: Im Süden der Insel Gran Canaria (Spanien) kommen im Inneren vulkanischer Formationen phonolithischen Typs in Tiefen von bis zu 500 Metern 1 bis 3 Meter dicke Blähtonschichten vor. In diesem Gelände aus Schmelztuff und Blähton begann man zu Beginn der siebziger Jahre, zwei Tunnel von jeweils 1.500 Metern Länge anzulegen. Die Bauarbeiten standen unter dem Einfluss von Dehnungs- und Dekompressionserscheinungen. Der folgende Text enthält eine Darstellung der aufgetretenen Probleme, der durchgeführten Feld- und Laborstudien und der numerischen Optimierung der Tunnelauskleidung. RESUME: Dans le sud de l’Ille du Gran Canaria (Espagne) on a détecté des couches d’argile gonflante dans l’intérieur des formations de roches volcaniques fonolitiques, à la profondeur autom des 500 m, avec épaisseur de 1 à 3 m. On a perforé deux tunnels (de longueur 1.500 m chaque un) dans cettes zones (igniumbrités et argiles gonflantes), chantier qui comenza pendant les 70’. La construction on a influencé pour des phénomènes d’expansivité et de décompression. Dans cette communication on présente les problèmes presentes, les études de chantier et théoriques realicés et l’optimisation numérique développé pour dimensionner le revêtement.

Jan 1, 2003

By R. Ajalloian, L. Karimzadeh

This paper describes the engineering properties of Givi dam foundation. Givi dam will be built across the Givi River on the andesitic rocks (Karaj formation) in Ardabil province (northeast of Iran). Geotechnical investigations including drilling, pumping tests, sampling for laboratory testing and discontinuity survey. Physical and mechanical properties of andesitic rocks such as density, water absorption, porosity, uniaxial compressive strength, triaxial compressive strength, durability and direct shear tests are evaluated in this paper. Discontinuity data are process for the determination of dominant sets and for the rock mass characterization in terms of classification systems ( RMR, Q and RSR ). Correlations between these three classifications are discussed. Le barrage doit être construit sur la rivi_re givi qui cou_e sur les andesites (formation de Karaj)dans la province d_ Ardebile situee_ a Nord- Ouest de l_ _Iran. Les études géophsique commesondage, Pompage. Et échantillonnage afin de verifier les discontinutés out éte_ effectuées. Lesproprietés physique et méchanique des roches andesifique ont éte_ verifieés. Les informations concernaüt aux discontinuitiés afin de montrer leur principale direction ont éte_ verifieés, les proprietés des roches dans leurs ensemble ont éte_ etudieés. Les divers classifications(RMR,Q,RSR ) ont éte_ comparés et analyseés. Dieses Schreiben ist zur Erklaerung der Ingenieureigenschaften ueber Baugrund des Givi Deiches.Dieser Deich soll im Givi fluss auf Andesitgesteine (Karaj formation) gebaut werden. Der platzdes Deiches legit im Ardebil Provinz nordwestlich von Iran. Geotechnische Untersuchungen Sind:Bohrungen, pumpen Versuche, Probenentnahme fuer Laborversuche, BrechbarkeitBestimmungen, physikalische und mechanische Eigenschaften der Andesitgesteine wurde hierausgewertet, wie Z.B.: Wasserleitfahigkeit, Porositaet, Scherfestigketswiderstand, Informationenueber Brechbarkeiten der Gesteine wurde gesamelt, und die meisten Brechbarkeiten bestimdamitman die Gesteine besser klassifizieren kann. In Endefekt wrid die Resultate verschiedeneKlassifizierung wie RMR, Q, und RSR besser geachtet und zusammen vergliechen.

Jan 1, 2003

By K. Kasas, J Kermeci, S. Vujic, S. Secei, P. Kermeci

On the ‘Majdan III’ open pit mine, supplying with brick clays the production plants of the industry of building material ‘Potisje-Kanjiza’ from Kanjiza, a modern ECS (excavator-conveyor-spreader) complex was built, integrating four bucket excavators, six conveyors and one spreader into a whole. This complex connects the mineral-exploitation unit with the final brick-products plant of the company. Monitoring and management of the ECS complex is carried out by modern computer-supported information-management system (IMS) implementing most modern measuring-regulation, computer and GPS equipment. It was concluded that, for safety reasons, the functions of the IMS should be developed by a component of active visual monitoring of the ECS complex. For this purpose, the task of making a project on intelligent system for visual monitoring of the ECS complex was entrusted to the Department of Computer Application at the Faculty of Mining and Geology, University of Belgrade. This paper gives a review of basic project solutions. Keywords: Automation, process management, information management technology, visual system, intelligent systems, TV monitoring, surface exploitation, clay, Majdan III, Potisje-Kanjiza.

Jan 1, 2003

By S. K. Murphy, S. M. Spottiswoode, A. M. Milev, D. Geyser

A portable, stand-alone instrument especially designed for recording strong ground motion was used in this study to create a large database of peak particle velocities measured underground. A total number of 39 sites located in stopes mining Carbon Leader and Ventersdorp Contact Reefs were investigated. Peak particle velocities whith values up to 3 m/s were recorded at some sites. The data recorded on the skin of the excavations were compared to the data recorded by the mine seismic networks to determine the site response. The maximum site response was obtained for source radii of between 5 m and 30 m and events locating within 200 m of the site. The extreme values of peak particle velocities were obtained in cases were the face-area lay within the source radius. Un instrument portable unique spécifiquement conçu pour enregistrer les mouvements dynamiques des terrains, a été utilisé dans cette étude pour créer une base de données importante sur la vélocité maximum des particules, mesurée en souterrain. Un nombre total de 39 sites situés dans les excavations exploitant les récifs appelés ‘Carbon Leader et Ventersdorp Contact Reefs’, a été investigué. Une vélocité maximale avec des valeurs allant jusqu’ à 3 m/s a été enregistrée sur certains sites. Les données enregistrées sur le bord de l’excavation ont été comparées aux données enregistrées par les réseaux séismiques de la mine pour déterminer la réponse du site. La réponse maximum du site a été obtenue pour des sources de rayons entre 5 m et 30 m et des évènements situés dans les 200 m du site. Les valeurs extrêmes de vélocités maximales ont été obtenues pour les cas où la zone de face se trouve à l’intérieur du rayon de la source. Ein mobiles, alleinstehendes Instrument, speziell entworfen um starke Formationsbewegungen aufzuzeichnen, wurde in dieser Studie verwendet um eine große Datenbank von Partikelspitzengeschwindigkeiten, die Untertage gemessen wurden, aufzuzeichnen. Eine Gesamtanzahl von 39 Aufstellungsorten in den Schichtabbauorten vom Carbon Leader und Ventersdorp Contact Reef wurden untersucht. Partikelspitzengeschwindigkeiten mit Werten bis zu 3 m/s wurden an einigen Standorten aufgezeichnet Die an der Oberfläche des Grubenraumes aufgezeichneten Daten wurden mit jenen Daten verglichen, die vom seismischen Netzwerk der Grube notiert wurden, um die örtliche Reaktion des Standortes zu bestimmen. Die maximale Standortreaktion wurde für Ursprungsradien von zwischen 5 m und 30 m erhalten und Ereignissen die sich innerhalb von 200 m vom Standort befanden. Die extremen Werte der Partikelhöchstgeschwindigkeiten wurdenin jenen Fällen erreicht wo sich der Abbaubereich innerhalb des Ursprungsradiuses befand.

Jan 1, 2003

By J. M. Cardoso, E. F. Quadros, A. Chiarini, F. Fernandes, G. Vilela, J. Ireno, L. C. Agostini

Based on the geological-geometric characterization of the basaltic rock at the site of a factory for chemical products situated in the Southern region of Brasil, and on results of a significant number of packer tests, the principal directions of flow were estimated, taking into consideration the intersection and the orientation of the joints and the amount of contaminant flow measured in each interval. The tests were performed using the multi-packer hydraulic multitest probe of IPT (HMTP) instrumented with an electric conductivity meter. A method of analysis for three-dimensional evaluation of the amount of contaminant flow in the area was proposed for future mitigation of the problem. Basé sur une caractérization géologique-géotechnique de la roche basaltique existant sur un site dune fabrique de produits chimiques située au sud du Brésil et sur les resultants dún nombre significantif déssais du type packer, les directions principales d´écoulement ont été estimées en considerant l´intersection et orientation des joints et la quantité de contaminant mesurée sur chaque intervale d´essais. Ceux-ci ont été realizes en utilisant une sonde multipacker developée au IPT – São Paulo (HMTP) instrumentée avec un mesureur de condictivité électrique. Une méthode d´analyse 3-D pour l´évaluation du transport du contaminant sur ce site a été proposée pour une future mitigation du problème. Auf Grund der geologischen Struktur des Basalts auf dem Gelände einer chemischen Fabrik in Südbrasilien und der Ergebnisse einer ansehnlichen Zahl von Pumpversuchen wurden die Hauptfließrichtungen bestimmt unter Berücksichtigung des Kluftgefüges und der in jedem Intervall gemessenen Menge kontaminierten Wassers. Die Versuche erfolgten mit dem im IPT entwickelten Verfahren (HMTP) mit Mehrfachpackern und elektrischen Leitfähigkeitsgebern. Ein analytisches Verfahren zur dreidimensionalen Ermittlung der Mengen kontaminierten Wassers wurde für die künftige Befassung mit dem Problem entwickelt.

Jan 1, 2003

The paper examines the design issues associated with the integration of mineral processing within underground mining systems. It demonstrates conceptual integrated system design options appropriate to a range of geological scenarios. Particular reference is then given to a case study of stoping in narrow base metal veins. The performance of such integrated systems in terms of productivity, economic and environmental criteria is demonstrated by means of simulation. Particular attention is given to the potential benefits to mine waste management. Processing technologies appear to offer genuine potential benefit, whilst underground mining methods may need to evolve further to facilitate full integration. This paper is based on industry supported research aimed at developing selective and clean underground mining systems.

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 H. Sekimoto, T. Matsuoka, K. Yasuhara, M. Ota, S. Akutagawa

A magnetic anisotropy sensor is used for nondestructive measurement of stress on surfaces of a ferromagnetic material, such as steel. The sensor is built on the principle of the magneto-strictive effect in which changes in magnetic permeability due to deformation of the material is measured in a nondestructive manner, which then can be translated into the absolute values of stresses existing on the surface. This technique was applied to measure stresses of H-beams used in tunnels. The results show that this method could be one of the promising technologies for non-destructive stress measurement for safe construction of underground structures. Une sonde magnétique anisotropique est utilisée pour des mesures non-destructives de stress sur la surface d' unmétal ferromagnétique, comme l'acier. La sonde est construite sur le principe de l'effet magnéto-strictif dans lequel les changements dans la perméabilité magnétique due à la déformation du metal est mesurée avec une manière non-destructive, qui peut être alors traduite en valeurs absolues des stress existants à la surface. Cette technique a été appliquée pour la mesure de stress des poutres en H utilisées dans les tunnels. Les résultats montrent que cette méthode peut être l'une des technologies promet tantes concernant les mesures non-destructives de stress pour des constructions sûres de strcutures souterraines. Ein magnetischer Anisotropie-Sensor wird für die zerstörungsfreie Messung von Spannungen an Oberflächenvon ferromagnetischen Materialien wie z.B. Stahl verwendet. Der Sensor kann Änderungen in der magnetischen Durchlässigkeit auf Grund von Verformungen des Materials erkennen, die dann in Absolutwerte der Spannungen an der Oberfläche umgerechnet werden können. Die Methode wurde auf Messung von Spannungenvon H-Balken in Tunnels angewendet. Ergebnisse zeigen, dass dies eine vielversprechende Methode für diezerstörungefreie Messung im Tiefbau ist.

Jan 1, 2003

By B. Haimson

A new loading apparatus was fabricated and used to conduct true-triaxial compression tests on KTB amphibolite, a crystalline basement rock. Tests in dry jacketed samples reveal that the intermediate principal stress has a significant effect on the onset of dilatancy and on rock strength, contrary to the implicit assumption made by Mohr-type failure criteria. Failure is induced through a shear fracture that dips steeply in the direction of the least principal stress. Experimental results lead to a new generalized strength criterion in terms of all three principal stresses. Unjacketed KTB amphibolite specimens, exposed to confining fluid, are considerably weaker than the jacketed ones, despite the negligible porosity and permeability. Failure is facilitated by several closely spaced subparallel tensile cracks normal to the least stress direction. SEM analysis suggests that microcracks developed upon dilatancy onset are penetrated and extended by the confining fluid, bringing about the unexpected rock failure mechanism at reduced stress levels. Un nouveau dispositif à chargement fut fabriqué et utilisé afin de réaliser un vrai essai de compression tri-axial sur KTB amphibolite, une roche cristalline du sous-sol. Les essais effectués sur échantillons enveloppés et secs révèlent que les contraintes principales intermédiaires affectent considérablement le début de la dilatance et la résistance de la roche, contrairement à la supposition fondée sur le critère de rupture de Mohr. La rupture est produite grâce à une cassure de cisaillement très incliner en direction où la contrainte principale est moindre. Ces résultats expérimentaux indiquent un nouveau critère de rupture général en fonction des trois contraintes principales. Les échantillons de KTB amphibolites sans enveloppe, exposés à un liquide confiné, sont considérablement plus faibles que ceux enveloppés, malgré la porosité et la perméabilité négligeable. La rupture est facilitée par plusieurs fissures de traction adjacentes et sub-parallèles, normales à la plus petite contrainte principale. L’analyse SEM suggère que les micro-fissures développent suivant le début de la dilatance, elles sont pénétrées et agrandies par le liquide confiné, produisant un mécanisme de rupture de roche inattendu, ceci à un niveau de contrainte réduit. Ein neuer Ladungsapparat wurde hergestellt um real - triaxiale Druckfestigkeitsversuche in KTB Amphibolit, einem kristallinen Grundgebirgsgestein, durchzuführen. Messungen in trockenen, bedeckten Proben zeigen that die mittlere Hauptspannung eine bedeutende Wirkung auf das Einsetzen von Dilatanz und auf die Stärke des Gesteins hat, im Gegensatz zu der impliciten Annahme auf Grund von Mohr-ähnlichen Versagungskriterien. Versagen ist induziert durch eine Scherfraktur die sich steil in die Richtung der geringsten Haupspannung nach unten senkt. Messergebnisse führen zu einem neuen, verallgemeinerten Stärke Kriterium dass auf alle drei Hauptspannungen basiert ist. Unbedeckte KTB Amphibolit Proben, die unmittelbar den umgebenden Fluiden ausgesetzt sind, sind wesentlich schwächer als bedeckte, trotz geringfügiger Permeabilität und Porosität. Versagen wird gefördert durch mehrere, nebeneinander liegende, sub-parallele Spannungsbrüche, normal zu der geringsten Spannungsrichtung. SEM Analyse lässt vermuten dass Mikrobrüche, die sich beim Überschreiten der Dilatanzschwelle entwickeln, durch die umgebenden Fluiden fortgepflanzt und weiter verbreitet werden, und unerwartet, auf Grund der reduzierten Spannungswerte, den Versagungsmechanismus des Gesteins einleiten

Jan 1, 2003

By J. Riss, S. Gentier, A. Marache

The study of the hydromechanical behaviour of fractured rock masses requires a detailed knowledge of the isolated fractures. The aim of the paper is the simulation of the evolution of the void space, located between both walls of a fracture, during a shear test under constant normal stress. Results of the mechanical simulation model are first validated then analyzed in detail. We observe that, during the shear process, there is an opening of the fracture with the creation of preferential channels. These channels are determined at the early phase of the shear process (pre-peak phase), and we observe during the post-peak phase that void areas increase in size rather than the creation of new apertures. Die Untersuchung des hydromechanischen Verhaltens eines zerlegten Felsmassivs erfordert genaue Kenntnisse der einzelnen Spalten. Ziel dieses Artikels ist die Simulation der Evolution des Hohlraumes zwischen den beiden Wänden eines Spaltes während eines Abscherungsexperimentes unter konstantem senkrechtem Druck. Die Ergebnisse der Modellierung werden zunächst mit dem Abscherungsexperiment verglichen und dann im Einzelnen ausführlich analysiert. Während des Abscherungsprozesses tritt eine Öffnung des Spaltes auf, die die Bildung von bevorzugten Fliesswegen fördert. Diese Kanäle werden bereits in einer frühen Phase des Abscherungsprozesses (pre-peak Phase) festgelegt. In der post-peak Phase tritt dann eher eine Vergrößerung dieser Kanäle, als die Bildung neuer Hohlräume auf. L’étude du comportement hydromécanique d’un massif rocheux fracturé ne peut se faire sans une connaissance approfondie des fractures le constituant. L’étude présentée dans cet article concerne la simulation de l’évolution de l’espace des vides présent entre les deux épontes d’une fracture au cours d’un essai de cisaillement à contrainte normale constante. Les résultats du modèle sont tout d’abord validés puis analysés en détail. On constate que, au cours du cisaillement, il apparaît une ouverture de la fracture permettant la création de chenaux préférentiels. Ces derniers sont déterminés très tôt dans le cisaillement (phase pré-pic), et on observe dans la phase post-pic davantage un accroissement de la taille des chenaux plutôt que la formation de nouvelles zones de vides.

Jan 1, 2003

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 F. Ma, F. Yang, T. Zhao, P. Dai, Z. Shao, D. Zuo

With the development of modern digital technique, computers have been widely used to monitor and control in retrofitting traditional industries. In Chinese coal industry, some analog monitoring and control systems have been replaced by the modern computer digital systems. According to the development status of Chinese coal industry, this paper presents some technique and its applications of modern digital computer monitoring and control for safety mining production process. The technique has been used in the full digital monitoring and automation control for hoists, coal mining machines, belt transport machines, and whole coal mining production process. With the technique, it has been achieved the better economical and social benefits in safety mining production in China.

Jan 1, 2003