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By R. Heiser, J. Vendetti, B. P. Connor, E. J. Haas

Health and safety indicators help mine sites predict the likelihood of an event, advance initiatives to control risks, and track progress. Although useful to encourage individuals within the mining companies to work together to identify such indicators, executing risk assessments comes with challenges. Specifically, varying or inaccurate perceptions of risk, in addition to trust and buy-in of a risk management system, contribute to inconsistent levels of participation in risk programs. This paper focuses on one trona mine’s experience in the development and implementation of a field-level risk assessment program to help its organization understand and manage risk to an acceptable level. Through a transformational process of ongoing leadership development, support and communication, Solvay Green River fostered a culture grounded in risk assessment, safety interactions and hazard correction. The application of consistent risk assessment tools was critical to create a participatory workforce that not only talks about safety but actively identifies factors that contribute to hazards and potential incidents. In this paper, reflecting on the mine’s previous process of risk-assessment implementation provides examples of likely barriers that sites may encounter when trying to document and manage risks, as well as a variety of mini case examples that showcase how the organization worked through these barriers to facilitate the identification of leading indicators to ultimately reduce incidents.

Jan 1, 2018

By C. J. Pritchard, R. D. Jacksha, K. V. Raj, C. B. Sunderman

In underground metal/nonmetal mines, repeated localized short-term exposure to high levels of airborne contaminants can become a serious health issue. Currently, there are no common mechanisms to control or mitigate these short-term high exposures to contaminants. To improve miners’ health and safety, the U.S. National Institute for Occupational Safety and Health’s Spokane Mining Research Division (SMRD) is developing a smart monitoring and control (SMAC) system for the real-time monitoring of mine air quality, with integrated countermeasures to reduce high concentrations of airborne contaminants in localized sections of mines. To develop and test a SMAC system capable of being implemented in an underground mine, SMRD researchers built a test apparatus incorporating a fan, louver, ducting and sensors combined with atmospheric monitoring and control software. This system will institute effective countermeasures to reduce contaminant levels, improving miner safety and health.

Jan 1, 2018

By J. F. Burr, D. Snyder, W. Calder

This paper provides a determination of the equivalent level of protection of the international standards relative to similar criteria used by the U.S. Mine Safety and Health Administration (MSHA) to approve two-fault intrinsically safe (IS) stand-alone equipment. U.S. mining law requires such a determination for MSHA to use alternatives to existing standards. The primary issue is to demonstrate that the international standards for equipment evaluation will provide at least the same level of protection for miners as the document currently used by MSHA.

Jan 1, 2018

By COLIN A. LAWRENCE, Anthony Del Vescovo

All Rights Reserved. Printed in the United States of America. Information contained in this work has been obtained by SME, Inc. from sources believed to be reliable. However, neither SME nor its authors guarantee the accuracy or completeness of any information published herein, and neither SME nor its authors shall be responsible for any errors, omissions, or damages arising out of use of this information. This work is published with the understanding that SME and its authors are supplying information but are not attempting to render engineering or other professional services. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording, or otherwise, without the prior written permission of the publisher. Any statement or views presented here are those of individual authors and are not necessarily those of the SME. The mention of trade names for commercial products does not imply the approval or endorsement of SME.

Dec 1, 2017

By Marcos Felipe Macêdo Cardoso

Com o aumento dos investimentos energéticos na região amazônica, surge a necessidade de recapacitação das linhas de transmissão existentes, a fim de mitigar as interrupções de fornecimento de energia para os grandes centros urbanos. Dentro deste contexto, as ligas termorresistentes possuem alta capacidade de transmissão de eletricidade, propondo-se avaliar a influência do tratamento térmico sobre as propriedades da liga Al-0,05%Cu-[0,35-0,45]%Fe modificada pelo teor de 0,15%Zr. Os lingotes foram obtidos por fundição direta em coquilha metálica, usinados e envelhecidos artificialmente por 04 (quatro) horas a 150ºC e comparado seus resultados para a mesma liga sem tratamento. A influência do tratamento térmico foi avaliada através da caracterização macroestrutural, elétrica (ensaio de resistividade) e mecânica (ensaio de tração). Foi selecionado o diâmetro que apresentou os melhores resultados nos ensaios, para realização dos testes de termorresistividade, segundo o Protocolo COPEL e a Norma ASTM B941-10. O tratamento térmico provocou ligeiro aumento nos valores de condutividade elétrica e limite de resistência à tração (LRT), sem alteração da macroestrutura. Como destaque, o diâmetro 3,0 mm apresentou os melhores resultados de LRT e condutividade, cujos fios foram caracterizados como termorresistentes com e sem tratamento térmico segundo o Protocolo Copel, e somente os fios com tratamento térmico segundo a norma ASTM B941-10.

Oct 30, 2017

By Roberto Silva de Andrade

O inchamento é um grande problema durante a redução de pelotas de minério de ferro. Várias mudanças podem ser feitas nas pelotas para minimizá-lo. Conforme o sínter utilizado se torna cada vez mais básico, pelotas mais ácidas são desejadas. A adição de MgO, assim como a modificação da basicidade binárias das pelotas pela adição de CaO são soluções que têm sido apontadas. Dessa forma, este trabalho estudou os efeitos do MgO a da modificação da basicidade binária nas seguintes propriedades de pelotas: compressão a frio, porosidade e índice de inchamento. Foram preparadas pelotas com até 5% de MgO e com basicidades entre 0,67 e 1,5. O aumento do teor de MgO causou aumento de porosidade e queda de resistência. A basicidade diminuiu a porosidade e causou aumento de resistência nas pelotas de basicidade 1,0. Tanto o aumento de basicidade quanto a adição de MgO diminuíram o inchamento.

Oct 30, 2017

By Talita Gama de Sousa

Determinadas aplicações de magnetos pulsados ocorrem sob a ação de campos magnéticos elevados, (= 100 T). Esses campos provocam efeitos tais como, elevadas tensões tangenciais (hoop stress) produzidas pela força de Lorentz e conversão de parte da energia elétrica em calor (efeito Joule) que deterioram o material. Assim uma combinação de alta resistência mecânica (> 1 GPa) e alta condutividade elétrica (mínimo de 70% IACS International Annealed Copper Standard) é necessária por parte destes materiais. No presente trabalho, foram desenvolvidos fios condutores para possível utilização em magnetos pulsados. O cobre e a liga nióbio-titânio foram escolhidos por possuírem boa condutividade elétrica e boa resistência mecânica, respectivamente; além de serem imiscíveis na temperatura ambiente. Inicialmente foram utilizados fios de cobre puro e Cu/NbTi, os quais foram convertidos em fios por trefilação. Após o processamento, os fios foram introduzidos em tarugos de cobre OFHC (Oxigen Free High Conductivity) e reprocessados. Foram produzidos 2 compósitos variando os tratamentos térmicos. Os compósitos obtiveram uma satisfatória interação matriz/filamento, o que melhor combinou propriedades mecânicas e elétricas foi o que atingiu limite de resistência de 547,8 MPa e condutividade 85,98% IACS.

Oct 30, 2017

By Angela Lorena Cardenas Manosalva

Este trabalho investigou o efeito do hidrogênio nas propriedades do aço 2,25Cr-1Mo-0,25V. As amostras foram envelhecidas a 600°C por 100h e 600h. Uma parte dos corpos de prova foi deixada somente na condição envelhecida e conduzidas ao ensaio de tração. Outras partes dos corpos de prova foram carregados com hidrogênio, sob tensão elástica e sem tensão aplicada, antes de serem conduzidos ao ensaio de tração. Análises microestrutural e fractografias foram realizadas via microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os corpos de prova envelhecidos por 600h não apresentaram significante diferença entre as tensões de escoamento e máxima, entre os corpos de prova carreagados com hidrogênio e não carregados (envelhecidos). Os corpos de prova envelhecidos por 100h e carregados com hidrogênio, no entanto, apresentaram uma queda nas tensões de escoamento e máxima quando comparadas com os corpos de prova somente envelhecidos.

Oct 30, 2017

By Victor Costa de Mello Vasconcelos

O objetivo desse projeto é a preparação nanofolhas de óxido de níquel por calcinação e a formação de híbridos com nanopartículas esféricas de ouro e paládio. O trabalho focou na síntese de materiais com forma e tamanho controlados por meio de metodologias simples e ambientalmente amigáveis e na preparação de estruturas híbridas com dispersão uniforme entre componentes. Foram obtidos hidróxidos, óxidos e híbridos, cujos parâmetros de síntese (como temperatura, tempo de reação, entre outros) foram estudados. Uma vez caracterizadas, empregaremos as estruturas do tipo M/NiO (M = Au, Pd) como catalisadores nas reações modelo de oxidação do álcool benzílico e de redução do 4-nitrofenol, com o intento de estudar a natureza da interação metal-suporte.

Oct 30, 2017

By Daniele Perondi

Diferentes resíduos são gerados pelas indústrias siderúrgicas, dentre eles o resíduo dos trituradores de sucatas (RTS). O RTS gerado pelas siderúrgicas brasileiras se difere dos demais países devido aos materiais que são alimentados no triturador. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar as características do RTS gerado por uma siderúrgica brasileira. As seguintes técnicas foram utilizadas: identificação e quantificação dos principais constituintes, análise termogravimétrica, imediata, elementar, poder calorífico superior e teor de cloro e metais. Os principais polímeros presentes no RTS foram o poliestireno e o polietileno. A partir dos resultados de análise imediata, elementar e de poder calorífico superior do RTS, verificou-se uma elevada quantidade de matéria volátil (76,22% ± 6,90). Os altos teores de carbono (72,92%) e hidrogênio (9,86%), foram atribuídos à elevada quantidade de polímeros e borrachas presentes no resíduo. O teor de enxofre (0,21%) pode ser atribuído a presença de borracha no resíduo, enquanto o teor de cloro (1,33% ± 0,13) pode ser atribuído a presença do PVC no resíduo. O poder calorífico superior do RTS foi de 30,01 ± 1,22 MJ/kg, de forma que uma avaliação termoquímica mostra-se como uma técnica atrativa para a sua destinação final.

Oct 30, 2017

By Willian dos Reis Lima

O aumento contínuo da produção de aço nas últimas décadas, fez com que usinas siderúrgicas se adaptassem a novas demandas a fabricação de aço. Este estudo teve como objetivo analisar os reatores que variam de 6-350 toneladas de aço vazado correlacionado seus parâmetros dimensionais e com a ajuda de uma ferramenta de extrapolação de dados, propor dimensionalmente um convertedor de 800 toneladas. Finalizando, verificando a correlação entre os aspectos importantes como: altura do nível do banho estático, relação de esbeltez e relação carga / volume. Os resultados mostram a grande variação dimensional entre os reatores. Em alguns casos, mesmo com capacidades semelhantes, os reatores são diferentes devido fabricantes diferentes. Em casos específicos, os reatores têm uma tendência para obter idealidade (volume específico igual a 1) ou superar com ele o nível adimensional tende a diminuir.

Oct 30, 2017

By Marcella Gautê Cavalcante Xavier

A presente proposta tem por objetivo desenvolver uma análise experimental da liga hipereutética Sn-0,5%Ni solidificada unidirecionalmente em regime transitório de fluxo de calor contra chapa molde de cobre. A liga foi avaliada quanto a sua microestrutura bruta de fusão e suas respectivas correlações com os parâmetros térmicos (velocidade da frente eutética -VE e taxa de resfriamento eutética -?E) e propriedades mecânicas. Os resultados mostram que a morfologia microestrutural predominante é composta por células ricas em estanho (β-Sn) circundadas por mistura eutética Sn+intermetálico tipo NiSn. Uma transição microestrutural foi observada entre as posições 15mm (?E=1,7°C/s) e 30mm (?E=1,1°C/s), de célula regular (CR)?célula tipo placa (CTP). Notou-se ainda a presença de intermetálicos primários NiSn distribuídos ao longo da matriz nas posições iniciais do lingote. Valores superiores de limite de resistência à tração (σu=26 MPa) e limite de escoamento (σy=21 MPa) foram encontrados para a posição 6mm a partir da base refrigerada do lingote, podendo estar relacionados com a estrutura celular mais refinada e também com a presença dos intermetálicos primários NiSn. O alongamento específico (?) comportou-se de maneira inversa, visto que as estruturas mais grosseiras (CTP) e a ausência de intermetálicos primários são responsáveis por facilitar a deformação plástica na estrutura da liga Sn-0,5%Ni, aumentando seu nível de ductilidade.

Oct 30, 2017

By Steven G. Jansto

Carbon content and continuous casting parameters affecting solidification behavior, such as super heat, mold level fluctuation, heat transfer, fine grain chill zone depth and other process solidification parameters directly influence the surface and internal quality of the steel strand. The carbon content, resultant fine grain chill zone depth, the equiaxed-columnar transition zone and the strain energy are the primary drivers that govern hot ductility behavior. These factors influence the propensity for crack formation during the unbending section in the continuous casting process. Elements such as microalloys exhibit secondary or tertiary root causes for crack formation and are not the primary crack formation root cause. This solidification research identifies that the traditional hot ductility as measured via the percent reduction in area (%RA) at elevated temperature grossly overstates the minimum ductility required to assure crack-free casting of microalloyed steels. The strain at the ultimate tensile strength exhibits a very high correlation coefficient with strain energy while an extremely low correlation coefficient is exhibited with %RA.

Oct 30, 2017

By Andrea Pezza

The paper describes the recent new installation and start-up of the second RH (Recirculation Degasser) in Rio de Janeiro plant of thyssenkrupp CSA Siderúrgica do Atlântico. The new plant is installed as part of the existing RH, the twin solution increases the overall melt shop production in the area of quality plates especially for deep drawing grades. With this new equipment, CSA is able to increase degassed grades production with a state of art asset that has the ultimate technology in operation, safety and automation. The description of the main components parts and the operational concept gives an overview of the latest experience in RH plant engineering combined with best operational practice of world class steel producer.

Oct 30, 2017

By Francisco Morganti

This report gives in the first part the metallurgical basics for the production of AHSS grades in integrated steel plants starting at the melt shop and ending at the annealing lines of the cold mill. The corresponding process and plant technologies in each production step with its specifics and rules are explained. In the second part by way of example the practical requirements for TRIP 780 steel grade are highlighted like a recipe for process control in the steel plant, hot and cold rolling mill, annealing line and finally skin pass mill. Measuring of mechanical technological properties on samples shows that the specifications according to DIN EN 10268 are fulfilled.

Oct 30, 2017

By Kurt Herzog

State-of-the-art automation information technology and connectivity enables the digitalization of steel production that goes far beyond conventional automation of industrial production. Initiatives have been started around the globe to foster digitalization like IIoT (Industrial Internet of Things) in the US, Industrie 4.0 in Germany or China 2025. Primetals Technologies is actively driving the digitalization shaping the future of steel production. Intelligent combination of sensor technology combined with digital models as well as quality and production planning and control systems leads to new dimensions in product quality and production cost reduction. New diagnostic ways allow intuitive fault tracing or processing to support faster maintenance. Digital assistants support both operation and maintenance using context-oriented or self-learned information.

Oct 30, 2017

By Robson Jacinto Coelho

A equipe da Coqueria identificou a possibilidade de reduzir o Burn Loss, que é a perda de material por queima durante o processo de coqueificação. Após uma série de estudos, utilizando a metodologia Seis Sigma, identificou-se oportunidades de melhorias operacionais que trariam mais eficiência, estabilidade operacional e consequente aumento na produção de coque e vapor, tais como: maior controle na admissão de ar, controle das perdas de coque e carvão, vedação dos fornos de coque e execução de paradas programadas específicas para Preservação Refratária, com foco na redução do back log e consequente prolongamento da vida útil das baterias de fornos de coque. A redução Burn Loss aumenta o rendimento coque/ carvão, com consequente redução do consumo específico de carvão e aumento na produção de coque e vapor. A implantação desse projeto permitiu a redução de 2,5 dólares por tonelada de aço produzida no Fiscal Year 16/17.

Oct 30, 2017

By S Graskoski

The allocation of boggers and trucks at Telfer’s sublevel cave mine is currently assigned by manual techniques, with decision-making primarily dependant on the judgement of the operators and mine control. Field observations indicate that allocation decisions could be improved by establishing a systematic approach to dispatch. An investigation into the current state of technology determined that no currently available solution would provide a tool to make optimal decisions for the Telfer dispatch challenge.In an underground sublevel cave (SLC) environment, the destination decision is fixed and the source is variable, so open pit and block cave solutions are not relevant. Newcrest underwent a development venture with an external vendor to develop a novel production dispatch algorithm and user-friendly software program to make allocation decisions in a systematic way with consideration given for the true complexity of the operation.This new production software, nicknamed Dingo (for Dispatch ‘n’ Go), is a smart way to assist forepersons and mine control operators in their day-to-day roles of planning shifts and allocating trucks and loaders to optimal locations during shifts.CITATION:S Graskoski, 2017. Dingo – an optimisation tool to solve complex short interval control at Telfer underground mine, in Proceedings 13th AusIMM Underground Operators’ Conference 2017, pp 261–266 (The Australasian Institute of Mining and Metallurgy: Melbourne).

Oct 16, 2017

By M Lee, J F. Carswell, G Reitsema

"The increased costs of underground mining have continually challenged engineers to identify opportunities for alternatives to common approaches to underground development. Considerations to the design of horizontal and vertical development at the Dugald River mine targeted inclined raise boring to reduce horizontal development, not only to reduce cost, but to allow development activities to focus on other areas of the mine.The mine plan consists of 50 raise bored ventilation shafts, of which 17 have been mined to date with diameters ranging from 3.1 m to 5 m and lengths from 30 m to 200 m. The expected performance and stability of these shafts has been determined using methodologies proposed by McCracken and Stacey (1989) and further refined by Peck, Coombes and Lee (2011). Actual raise performances have been collated and compared to a database of raise bore performances across Australia as presented by Coombes, Lee and Peck (2011), and form a database of raise bore performance specific to Dugald River.Opportunities to further optimise the mine plan and reduce costs have seen the introduction of large diameter-inclined raise bored ventilation shafts to minimise the required lateral development to connect the ventilation circuits. Large diameter inclined shafts ranging between 3.1 m and 4.5 m in diameter have been successfully mined with dips down to 70°, reducing the cost of lateral development by more than $1 million over the next two years.Both technical and operational challenges were overcome in the mining of large diameter-inclined raise bores, including modification of: existing methodologies of assessing shaft wall stability for inclined raises. These included variations of the McCracken and Stacey method and the utilisation of the modified stability number (N’) previously developed for stope performance (Potvin, 1988). both the collar and toe development profiles, including the general set-up of the raise bore drill rig to reduce the operational risks associated with angled raises.Due to their success, inclined raises have been designed for subsequent stages of the life-of-mine ventilation system at Dugald River. This has resulted in significant capital cost savings for the mine.CITATION:Carswell, J F, Reitsema, G and Lee, M, 2017. Vertical and inclined raise bore performance at Dugald River mine, in Proceedings 13th AusIMM Underground Operators’ Conference 2017, pp 313–320 (The Australasian Institute of Mining and Metallurgy: Melbourne)."

Oct 16, 2017

By J Player, R de Vries, J F. Carswell, R Hassell

"The feasibility of Dugald River mine was highly sensitive to mining and geotechnical design assumptions, particularly stope dilution and strike length. Following the start of initial mine development in 2012 the project was suspended in 2013 due to concerns over the complex ground conditions and resulting dilution, stope sizes and general mineability. A technical risk mitigation program was undertaken with a key aim to increase the level of confidence in predicting stope dilution.A stope sizing and dilution model was developed that provided a range of stope sizes based on geotechnical conditions and acceptable dilution. The original feasibility used a standard stope size of 25 m height by 25 m span. The new model was used as the foundation for the subsequent updated development plan for Dugald River that reduced much of the previous technical risk through greater confidence in the geotechnical and mining parameters.Several methods to predict stope hanging wall dilution and appropriate stope size have been used at Dugald River that relied on the modified stability graph method. Improvements to the method were identified as more rock mass and mining data became available through the completion of a trial stoping program, increased underground development and a large geotechnical core logging campaign. These improvements not only focused on the technical aspects of the model, but also on creating an easy to use and sustainable process that could be used at multiple stages of mine planning from life-of-mine (LOM) through to final stope design.Several of the main improvements are: understanding stope failure mechanisms and collecting only geological information that is most relevant detailed modelling restricted to the rock mass that could be expected to influence stope behaviour accounting for different stope failure mechanisms with the stability chart method assigning a geotechnical confidence factor to the data making it useful as a mine planning tool with integration into the mine planning process using performance of completed stopes to update and calibrate the model.The model provides recommended hydraulic radius and associated dilution estimates across the ore body. Providing the hydraulic radius allows planning engineers the option to consider single, double and triple lift stoping options suitable to mine scheduling. While the model has been calibrated for conditions at Dugald River the process used to create the model is not site specific and is applicable to other steeply dipping tabular orebodies.CITATION:Hassell, R, de Vries, R, Player, J and Carswell, J F, 2017. Improving the prediction of stope hanging wall dilution – a critical factor to the success of Dugald River, in Proceedings 13th AusIMM Underground Operators’ Conference 2017, pp 71–78 (The Australasian Institute of Mining and Metallurgy: Melbourne)."

Oct 16, 2017