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By E. Yan

Electrostatic separation has been a mainstay of minerals sands flowsheets for over 50 years. Recent electrostatic developments have shown better conductor/non-conductor separation than technology previously available. Results to date show significantly increased separation efficiency over prior-art high-tension roll electrostatic separator (HTR). These improvements allow greater simplification of MSP circuits by minimizing re-circulating loads. The distinct features of the eForce include: 1) A provision that minimizes the affects of particle size to improve separator performance, 2) an enhancement of the design and arrangement of the static electrode providing a greater attraction force for separating fine conductive particles, and 3) inner roll and outer plate electrode configuration to improve separation efficiency and throughput capacity. Key Words: eForce, Electrostatic, Ion bombardment, HTR, Separation Efficiency, Electrostatic Classifier

Jan 1, 2003

By B. Amadei, F. Tonon

Rock stress measurement is cast in the more general context of the determination of boundary conditions for rock engineering. A study on the effect of elastic anisotropy on underground excavations reveals that this effect is actually controlled by the imposed boundary conditions. Applications to tunneling and to the Underground Research Laboratory (URL), Canada, exemplify a procedure for boundary condition estimation formerly developed by the authors. The procedure displayed fast convergence despite the complex geometry, and the high degree of non-linearity of the models. In the URL application, the 3-D model was able to completely reproduce the complex measured stress pattern, and the 90° rotation of the principal in situ stresses with depth. In order to reliably estimate the boundary conditions reproducing the current in situ state of stress, response measurements of the rock mass to current disturbances are necessary as input data. La mesure des contraintes in situ tombe dans le domaine général de la détermination des conditions aux limites pour les problèmes de mécanique des roches. Une étude sur le rôle de l’anisotropie élastique sur les excavations souterraines montre que ce rôle est contrôlé par les conditions aux limites qui sont imposées. L’application aux tunnels et au Laboratoire Souterrain de Recherche (URL) au Canada, nous permet de présenter une méthode de détermination des conditions aux limites. La méthode converge rapidement bien que le géométrie soit complexe et que le problème soit non-linéaire. Pour le URL, le modèle 3D est capable de reproduire la distribution des contraintes qui ont été mesurées ainsi que la rotation de 90 degrés des contraintes in situ avec la profondeur. Afin de déterminer avec précision les conditions aux limites responsables pour la distribution actuelle des contraintes, la réponse du massif rocheux doit être connue et mesurée. In der Felsentechnik sind die Spannungsmessungen in Gestein an die Bestimmung der Randbedingungen gebunden. Eine Studie legt dar, dass der Effekt elastischer Anisotropie in unterirdischen Aushoehlungen von den Randbedingungen kontrolliert ist. Eine von den Authoren entwickelte Methode zur Bestimmung der Randbedingungen wird an Beispielen im Tunnelbau und im Underground Research Laboratory (URL) in Kanada illustriert. Auch bei komplexer Geometrie und einem hohen Grad an Nicht-Linearitaet zeigt diese Methode ein schnelles Konvergenzverhalten. Ein 3D-Model und dessen 90° Drehung der lokalen Hauptspannungen mit der Tiefe, kann bei einer URL Anwendung vollstaendig reproduziert werden. Um mit dieser Methode die Randbedingungen zuverlaessig abschaetzen zu koennen, werden der gegenwaertige lokale Spannungszustand sowie die Antwort des Gesteins und die resultierenden Stoerungen als Eingabedaten benoetigt.

Jan 1, 2003

DD3-tunnels (PD BH's) ? Rotary coreholes 111no. (124) ? Percussion holes Ono. (37) ? Sampling (rock and soil) ? Soil and rock permeability ? testing ? BH Televiewer Surveys [ ]

Jan 1, 2007

By Y. -J. Park, K. -H. You, Y. -T. Choi, Lee. H. -W.

Many large caverns are being constructed in great depths in Korea mainly for the storage of oil and LPG. These caverns are mostly located near the port where rock conditions are reasonably good. In some instances, the horizontal stress is very high and endangers the stability of the cavern. The purpose of this study is to assess the stability of large caverns excavated in a rock mass with high horizontal stress where Ko value is close to 3. Result shows that stress exerted in the shotcrete at crown exceeds allowable value when the 3rd bench is excavated. Also found is the tensile failure of shotcrete near the boundaries between benches. In Korea werden viele grosse Kaverne fuer Aufbewahrung vom Oel und Fluessiggas in grosser Tiefe gebaut. Am Meisten befinden sich diese Kaverne in der Naehe von Haefen, wo der Fels gute Verhaeltnisse zum Bauen einer Kaverne besitzt. In einigen Faellen ist die Horizontalspannung sehr gross und dadurch wird die Stabilitaet vom Kaverne gefaerdet. Der Zweck dieser Arbeit ist die Stabilitaet des im Fels gebauten grossen Kavernes mit hoher Horiaontalspannung zu schuetzen, wo Ko-Wert sich auf 3 naehrt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Spannung im Spritzbeton an der Krone den zulaessigen Wert ueberschreitet, wenn das dritte Bank ausgegraben wird. Im Bereich des Spritzbetons zwischen Baenke wurde das Zugversagen festgestellt. Des larges cavités nombreuses sont en train d’être construites en grand profondeur en Corée prin-cipalement pour le stocage du pétrole et LPG. Ces cavités sont pour la plupart situées près de la porte oú les conditions des roches sont résonablement bons. En quelques cas, la contrainte hori-zontale est trés haute et met en danger la stabilité de la cavité. L’objet de cet étude est d’estimer la stabilité des large cavités excavées dans une masse de roche ayant une haute contrainte horizontale oú la valeur de Ko est proche à 3. Le résultat montre que la contrainte exercée dans le shotcrete à la couronne dépasse la valeur admissible quand le troisième banc est excavé. En plus une faillite en tension du shotcrete près de la frontière entre des bancs est trouvée.

Jan 1, 2003

By D. Boldini, R. Lackner, H. A. Mang

ABSTRACT: In this paper, the strong interaction between the hardening shotcrete lining and the surrounding ground in NATM tunneling is investigated by means of axisymmetric analyses, accounting for the three-dimensional nature of the excavation process. The effect of the hydration of shotcrete on strength, stiffness, chemical shrinkage as well as microcracking and creep are accounted for. For the description of the mechanical behavior of the ground, a multi-surface plasticity model is employed. The performed analyses of the excavation process provide insight into the influence of each phenomenon accounted for in the material model for shotcrete on the response of the ground-shotcrete compound structure. ZUSAMMENFASSUNG: In diesem Beitrag soll die Interaktion zwischen dem erhärtenden Spritzbeton und dem Boden auf der Basis axisymmetrischer Berechnungen untersucht werden. Derartige Berechnungen ermöglichen die Berücksichtigung des drei-dimensionalen Charakters des Vortriebprozesses. Die Auswirkung der Hydratation auf die Entwicklung der Festigkeit, Steifigkeit und der chemischen Schwindverzerrungen, sowie das Reißen und das Kriechen des Spritzbetons wurde berücksichtigt. Das mechanische Verhalten des Bodens wurde mittels eines Mehrflächenplastizitätsmodells simuliert. Die durchgeführten Berechnungen des Vortriebprozesses geben Einblicke in die Auswirkungen der Spritzbetoneigenschaften auf das Tragverhalten des Boden-Spritzbeton-Komposits. RÉSUMÉ: La stricte interaction entre le soutènement en béton projeté durcissant et le terrain dans un tunnel creusé avec la NATM est étudiée par des analyses axisymétriques, compte tenu de la nature tridimensionnelle des processus de creusement. Les effets de l’hydratation du béton sur la résistance, la rigidité et la contraction chimique, ainsi que sur la micro-fissuration et le fluage, sont mis en compte. Pour la description du comportement mécanique du terrain on emploie un modèle de plasticité multi-surface. Les analyses conduites mettent en évidence l’influence de chaque phénomène considéré dans le modèle constitutif du béton projeté sur la réponse de la structure composite terrain-béton projeté.

Jan 1, 2003

A well known rock mass classification system has been altered slightly to address the issues found under remnant mining conditions. By detail study of the expected fracture patterns and local geology, the rock mass is classified to indicate the condition of the hanging wall prior to mining. The risk level of each mining step is evaluated by calculating input parameters for computer simulations from the actual rock mass condition. Seismic activity is catered for by the understanding that large event rates and large magnitude events reduce the quality of the local rock mass and that the rock mass stiffness should be adapted accordingly. A case study is presented to test parts of the protocol. Un système connu de classification des masses rocheuses a été légèrement modifié pour faire face aux questions posées par les conditions d’extraction de débris. Une étude détaillée des diagrammes de fragmentation et de la géologie locale permet de classer la masse rocheuse pour indiquer la condition du toit avant l’extraction. Le niveau de risque de chaque étape minière est évalué en calculant les paramètres d’entrée pour simulation par ordinateur à partir de la condition réelle de la masse rocheuse. L’activité sismique est prise en compte avec la réalisation que les taux de larges évènements et les évènements de large magnitude réduisent la qualité de la masse rocheuse locale et que la raideur de la masse rocheuse doit donc être adaptée. Une étude de cas est présentée pour tester des sections du protocole. Ein sehr bekanntes Gesteinsmassenklassifikationssystem wurde abgeändert um die Probleme zu behandeln die unter Restabbaukonditionen angetroffen werden. Durch detaillierstes Studium der der zu erwartenden Bruchmuster und der lokalen geologischen Verhältnisse wird die Gesteinsmasse in Hinblick auf die Konditionen der Flözoberseite klassifiziert. Das Risikoniveau für jeden Abbauschritt wird durch die Eingabeparameter aktuellen Gesteinsmassenkondition für die Computersimulation evaluiert. Für die Seismische Aktivitäten wird Sorge getragen durch das Verständnis, daß große Ereignisraten und Ereignisse hoher Größenklassen die Qualität der lokalen Gesteinsmasse reduzieren und daß die Gesteinsmassensteifheit entsprechend adaptiert werden sollte. Eine Fallstudie um Teile des Protokolls zu testen wird präsentiert.

Jan 1, 2003

By S. E. Olsen, T. Færden, G. Tranell, T. Lindstad, J. Lubetsky

The authors are lead authors for chapter 4.3 ?Emissions from Ferroalloy Production? in ?2006 IPCC Guide-lines for National Greenhouse Gas Inventories, Volume 3?. The paper discusses the methods to calculate and report emissions from the production of ferrosilicon, silicon-metal, ferromanganese, silicomanganese and ferrochromium alloys, as well as the basis for the methods and choice of emission factors. CO2 is the main greenhouse gas emission from ferroalloy production, accounting for about 95 % of the total CO2-equivalents. The most accurate method of determining emissions is to base the calculations on reported amounts and analyses of reducing agents and carbonate ores used in the process. If analyses are not available, typical CO2 emission factors for the different reducing agents are recommended. If neither reliable amounts nor analyses of all reducing agents are known, default generic CO2 emission factors for the type of ferroalloy multiplied with amount produced, can be used. The CO2 produced from bio-carbon (charcoal and wood chips) should be reported but will not be accounted for in national emissions. If any bio-carbon is used, the default generic CO2 emission factors cannot be applied. CH4 accounts for less than 1 % of the total emission of CO2-equivalents. Default emissions factors for CH4 are given for the production in open or semi-closed furnaces of silicon-metal and ferrosilicon. In the production of FeMn, SiMn and FeCr in closed furnaces the gas containing CO,CO2 and volatiles can be combusted in boilers and N2O may be formed. While reporting is not required, IPCC Guidelines recommend that the N2O-content in the off-gas is measured.

Jan 1, 2007

By V. Jovicic, J. Likar

The knowledge of the geological sequence and hydrological conditions in the area of portals was the basis for the design of the entry of the highway into tunnel Trojane. Mudstone, claystone and sandstone dominate the rock layering, which is tectonically reworked and contains structural anomalies. The complexity of the sequence makes it impossible to survey all the relevant features along the full 3km length of the tunnel. Sudden and frequent transitions between litological sequences impose potential instabilities and make the excavation of the tunnel particularly difficult. The initial survey established the zones of potential failures. These were monitored using topographic survey and inclinometers with an aim to make further geotechnical analyses more reliable and adjusted to the ground conditions. The analyses of the wall construction and the results of the monitoring showed that the design of the retaining wall was adequate. La connaissance de la séquence géologique et des conditions hydrologiques dans l'aire des portails a été la base pour la planification de l'entrée de l'autoroute dans le tunnel Trojane. Le schiste, l'argilite et le grès dominent la couche rocheuse qui est tectoniquement transformée et contient les anomalies structurales. A cause de la complexité de la séquence, il est impossible de revoir toutes les particularités le long des 3 kilomètres de la toute longueur du tunnel. Les transitions soudaines et fréquentes entre les séquences lithologiques imposent l'instabilité potentielle et font l'excavation du tunnel particulièrement difficile. La revue initiale a été établie sur les zones où il existe l'éboulement potential. Elles étaient contrôlées à l'aide de la revue topographique et de l'inclinomètre pour que les analyses géotechniques suivantes soient plus sûres et adaptées aux conditions du sol. Les analyses de la construction des murs et des résultats du contrôle ont montré que la planification du mur réteneur était correspondante. Der Autobahneingang in den Trojane Tunnel war projektiert auf Basis von der Kenntnis der geologischen und hydrogeologischen Bedingungen in dem Portalgebiet. Das Gebiet besteht aus dem Tonstein und dem Sandstein. Die Schichten sind tektonisch verformt und sind deswegen sehr heterogen. Die anfaenglichen Untersuchungen haben die Zonen von den potentiellen Bruechen definiert. Weitere geotechnische Analysen waren fitted an reale geologische Bedingungen durch das Monitoring der potentiellen Bruchzonen, welches aus den topographyschen Messungen und Inklinometerdaten entstand. Die Analyse des Wandbaues und die Resultate von dem Monitoring haben erwiesen, dass die Wandprojektierung entsprechend war.

Jan 1, 2003

By C. Ware, R. Uken, G. Whitmore

The coastal dune cordon of northern KwaZulu-Natal is among the highest in the world reaching heights in excess of 180 m and up to 2 km in width. It comprises a complex system of Quaternary stacked dunes of various geomorphologies, types and ages (Sudan, 1999; Maud and Botha, 2002;Ware et al., 2001; Ware, 2003). The dunes contain economic heavy minerals that have been exploited for the last two and a half decades. Dune units have recently been defined based on sand composition and texture(Sudan, 1999; Ware, 2003). Despite this, little work has been undertaken on the clay-fraction (< 2 um). This work documents the weathering of dunes to form clays. From the documented clay assemblages and relative abundances, a simplified weathering sequence with increasing maturity can be summarized as follows: primary minerals ? illite + vermiculite ?illite +interstratifications ?illite + montmorillonite ?halloysite + interstratifications + kaolinite ?kaolinite. The dominant controlling factors in determining clay assemblages is pH and leaching conditions. The presence of carbonates results in an alkaline pH and high concentrations of Ca2+and Mg2+which favours the formation of montmorillonite and vermiculite. However, vermiculite tends to form under slightly acidic conditions and is indicative of palaeosols where organic acids produce localized acidic pH’s. In contrast to this, kaolinite will only form and concentrate when carbonates have been leached. Kaolinite dominated samples are considered very mature under current climatic conditions(Chamley, 1989). Halloysite represents a transitional phase between montmorillonite and kaolinite (Herbillon et al., 1981). Ion mobility and evacuation is also critical in determining clay assemblages. Past work and field studies indicate that the dune cordon acts as an open system, resulting in carbonates and mobile ions being readily leached and lost from the system. However, when prolonged weathering has caused an accumulation of fine-grained material, the permeability decreases substantially whereby mobile cations and silica cannot be readily evacuated. This results in the formation of montmorillonite rather than kaolinite, even when carbonates have been leached. Illite (sericite) is considered to alter directly from feldspars. However, dune stacking and geometries, vegetation, water fluxes, reworking and erosion complicates this sequence.

Jan 1, 2003

By A. J. Van Der Merwe, N. A. Barcza, M. Boyes, N. R. Clarke

Oriel Resources has with the support of SRK (Cardiff) and DRA and Mintek (South Africa) carried our a Definitive Feasibility Study (DFS) to recover high grade chrome ore from its Voskhod deposit very close to Chromtau that is near to Aktobe in Kazakhstan. Voskhod is a large podiform ore body that contains nearly 20million tons of chromite grading about 48% Cr2O3 and with a Cr/Fe ratio of over 3/1. Selected bore hole core samples were obtained from the confirmation drilling programme during the DFS phase of the project in 2005 for pilot plant test work to design the mineral beneficiation plant. The chrome ore is characterised by four main types, namely high grade lumpy and chip sized ore, high-grade fine ore, lower grade (subordinate) lumpy ore and lower grade fine ore. Gravity separation tests carried out by Mintek showed that the large density difference between the high grade (at over 3.7t/m3) and lower grade ore (at less than 2.97t/m3 ) should ensure very good separation in the DMS drum and DMS cyclone stages resulting in high recoveries of Cr2O3 - rich chromite ore products. Very high chrome ore grades of up to 64% Cr2O3 and Cr/Fe ratios of 4 to 1 were obtained at an 80% mass yield from selected samples of lumpy and chip ore size fractions. The overall predicted recovery from the design work on the mine and plant is expected to be closer to about 70% of the ROM (Run of Mine) feed. DRA has completed the design of the mineral processing plant to recover about 900 kt/a of chrome ore from the 1.3 Mt/a of ROM feed. The plant has been sized to handle up to 1.5 Mt/a and will also be able to address the variability in ore feed as different regions in the deposit are mined. The lumpy high-grade product and the chips size fraction is expected to grade around 48% Cr2O3 and the fine concentrate between 56 and 58%Cr2O3 The ratio of products is expected to be about 70, 15 and 15 percent respectively but will vary to some extent during the expected 20 year life of the mining operation based on including the associated adjacent Karaagash deposit together with the Voskhod deposit. The prediction of the product split from the processing plant depends on many factors such as the geology, mineralogy, mining, handling and metallurgical processing. An overall process flow model has been developed that covers the ROM ore, the various types of chrome ore feed to the mineral beneficiation plant, the projected products and the subsequent smelting of the chromite ores to produce High Carbon Ferrochromium. The model allows the optimisation of the quality of the chrome ore in terms of Cr2O3 content, Cr/Fe ratio and recovery to be studied. This information can also be evaluated in terms of the economic requirements for smelting High Carbon Ferrochromium (HCFeCr) at a given location. Oriel is planning to supply chrome ore to Ferrochrome plants mostly in China and Russia. The use of the model will assist to maximise the value of the Voskhod project to its owners and also assist the users of the chrome ore in selecting the appropriate supply quality to meet their needs for a given smelter operation. The smelting of high grade Voskhod ore requires a limited addition of about 5 to 7% quartz to flux the MgO and Al2O3 and about 25% coke as a reducing agent to produce an alloy containing from about 65 to 74%chromium depending on the Cr/Fe ratio.

Jan 1, 2007

By A. Bouvard, N. Hoteit, E. Boidy, F. Pellet

In the context of the construction of an Underground Research Laboratory devoted to the feasibility studies of radioactive waste deposits, it appears of the utmost importance to study the long-term behaviour of rock, over a long time period. In this paper, some results of tests performed on the argillite from the Meuse-Haute-Marne site test in Eastern France are presented. Then a numerical simulation of one of this test using the viscoplastic damaging constitutive law proposed by Lemaitre is presented. Finally, this law is used to simulate numerically the behaviour of the rock at the wall of a circular tunnel in order to determine the extension and the change along the time of the Excavated Damaged Zone (EDZ). Advantages and limitations of the model are discussed. Dans le cadre de la réalisation d’un laboratoire de recherche souterrain conçu pour étudier la faisabilité d’installations de stockage de déchets radioactifs, il apparaît fondamental de caractériser non seulement le comportement viscoplastique à très long terme des matériaux mais aussi les phénomènes d’endommagement consécutif à la redistribution de contraintes provoquées par l’excavation des cavités. On présente ici les résultats d’essais réalisés sur les argilites du site de Meuse/Haute-Marne et destinés à caractériser leur comportement visco-endommageable. Il est ensuite procédé à une application de la loi viscoplastique endommageable de Lemaitre pour simuler l&apos;un de ces tests. Les apports et les limites d&apos;un tel modèle sont mis en évidence par des simulations numériques du comportement de la roche au pourtour d&apos;une galerie circulaire permettant de suivre l’évolution au cours du temps de la zone endommagée (EDZ) à la paroi . Im Rahmen des Baus eines unterirdischen Forschungslabors für die Untersuchung der Machbarkeit von Deponien für radioaktive Abfälle erweist es sich als äußerst wichtig, das langfristige Verhalten von Gestein über einen langen Zeitraum zu untersuchen. Im vorliegenden Artikel werden einige Ergebnisse von Untersuchungen vorgestellt, die mit Tonschiefer aus der Meuse-Haute-Marne in Frankreich durchgeführt wurden. Anschließend wird eine numerische Simulation der Untersuchungen unter Verwendung des von Lemaitre vorgeschlagenen viskoplastischen Verformungsgesetzes vorgestellt. Schließlich wird dieses Gesetz auf die numerische Simulation eines Kreistunnels angewandt, um die Ausdehnung und die zeitliche Entwicklung der Auflockerungszone (EDZ) zu bestimmen. Es werden die Vorteile und Grenzen des Modells diskutiert.

Jan 1, 2003

By D. F. Malan, M. Grave, J. A. L. Napier

Previous fundamental research projects have indicated the value of continuous closure measurements in deep tabular excavations for improved support design, hazard assessment and for quantifying the effect of seismicity on stope closure. This paper describes further measurements in a VCR stope to validate some of the earlier findings. Calculation of the closure ratio showed that it is a good measure to identify different ground conditions and possible hazards. This work was supported by numerical modelling results, which showed that the closure ratio is very useful in discriminating the response of different geotechnical environments. Des projets précédents de recherche fondamentale ont démontré la valeur de mesures continues de fermeture dans le cas de profondes excavations tabulaires pour une conception améliorée du soutien, de l’évaluation du danger et pour quantifier l’effet de la séismicité sur l&apos;affaissement du toit d’un chantier d’abattage. Le présent document décrit d’autres mesures dans un chantier d’abattage VCR afin de valider certaines des conclusions précédemment formulées. Le calcul du degré d&apos;affaissement montre qu’il y va de soi d’identifier différentes conditions de sol ainsi que les dangers possibles. Les présents travaux ont été confirmés par des résultats de modélisation numérique, lesquels ont démontré que le taux d&apos;affaissement est très utile quant à discerner la réponse dans des environnements géotechniques différents. Vorherige Forschungsprojekte haben den Wert von kontinuierlichen Setzungsmessungen im tiefen Sudafrikanischen Strebabbau angedeutet, vor allem fur Ausbaudesign und Risikobewertung, als auch fur die quantitative Bestimmungen der seismizitatsabhangigen Setzung. Dieses Referat beschreibt weitere Messungen in einer VCR Grube um fruhere Bestimmungen zu bewerten. Dass errechnete Konvergenzverhaltniss erweiste sich als eine gute Massnahme zur bestimmung von geotechnischen Zonen und moglichen Risiken. Numerische Analyse unterstutzte die vorliegende Arbeit und deutete darauf, dass das Konvergenzverhaltniss sehr brauchbar ist um Verhaltensunterschiede der geotechnischen Zonen zu erproben

Jan 1, 2003

By V. Riihimäki, M. Luotamo

The Unit of Toxicological Risk Assessment of the Finnish Institute of Occupational Health (FIOH) is conducting a &apos;Health Risk Assessment for Metallic Chromium and Trivalent Chromium&apos; under the sponsorship of the International Chromium Development Association (ICDA) and the International Stainless Steel Forum (ISSF). This risk assessment will be conducted in accordance with the current European Union legislation in force (Council Regulation 793/93/EEC, Commission Regulation 1488/94/EEC, Dir. 67/548/EEC), but also to meet the regulatory obligations as set out in the European Commission REACH legislation proposal (Consultation Document, the Registration, Evaluation, Authorisation and Restrictions of CHemicals). Further aims include outlining the criteria for the setting of occupational exposure limits for metallic chromium and trivalent chromium compounds. Human Health Risk Assessment according to the current legislation shall entail hazard identification of the toxic end points (acute toxicity, irritation/corrosivity, sensitisation, repeated dose toxicity, mutagenicity, carcinogenicity, reproductive toxicity) including, as appropriate, dose (concentration) - response assessment, and derivation of the N(L)OAELs (No (Lowest) Observed Adverse Effect Level) and/or DNELs (Derived No Effect Level). Exposure assessments for workers, consumers and humans exposed via the environment take into account all the known intended uses. Risk characterisation will compare the typical and/or reasonable worst case exposure estimates to the N(L)OAELs or DNELs to determine Margins of Safety (MOS) for all human populations by each exposure scenario and type of effect, followed by conclusions about the presence or absence of risk. Although all of the key elements of existing legislation remain in REACH, the principal change is that, the burden of proof will be transferred from the member state authorities to industry. The new proposed format of Chemical Safety Report (CSR) will include Risk Management Measures (RMM) as an essential part of the report in addition to the risk assessment. The RMM plays a role in the evaluation of further testing needs and advocating reasons for possible waiwer of requirements. The research programme started in March 2002 and will be completed within the time frame of two years.

Jan 1, 2004

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&apos;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 D. Bessinger

The present paper provides a brief overview of the thermodynamics of titania rich slags, an outline of the Multi-Phase Equilibrium (MPE) package and its application to ilmenite smelting. Through assessment of published experimental data on various systems containing TiOx, it was found that despite considerable scatter in measured phase equilibria data for the binary Ti2O3-TiO2system,the behaviour of binary and higher order titania rich slags and oxide solid solutions phases could be represented by solution models in the MPE package. Results from the applications of the MPE model on the stability of solid phases and slag-refractory interactions will be presented and discussed. Parallels will be drawn between the predictions by the model and observations made during pilot plant tests. Key words: Thermodynamics, titania slags, ilmenite smelting, phase equilibria, refractory.

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&apos;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&apos;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&apos;évaluer JRC qui est un indice de rugosité superficielle d&apos;une fracture de roche à l&apos;aide du modèle de fracturation, compte tenu de son effet d&apos;échelle. Pour vérifier la validité de JRC évalué au moyen de ce diagramme, nous avons évalué JRC d&apos;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&apos;aide de la formule empirique Barton sur la base des résultats de l&apos;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&apos;évaluer l&apos;échelle d&apos;endentement d&apos;une fracture. Par conséquent, nous considérons que le diagramme JRC est une meilleure méthode d&apos;évaluation de JRC par rapport au profil JRC.

Jan 1, 2003

By H. Willenberg, J. S. Coggan

ABSTRACT: Although individually both continuum and discontinuum numerical analyses provide useful means to analyze rock slope stability problems, complex failures typically involve mechanisms related to both existing discontinuities (i.e. discontinuum) and deformation and brittle fracture of intact rock (i.e. continuum). One such example is the 1991 Randa rockslide in the southwestern Swiss Alps, where failure involved several complex mechanisms, which require the consideration of progressive failure and rock mass strength degradation. This paper presents results from a series of hybrid finite-/discrete-element models directed towards the explicit modelling of brittle fracturing in natural rock slopes, enabling the modelling of progressive failure, from initiation, through to the development of catastrophic failure, transport and deposition. RÉSUMÉ: Si les modélisations numériques de type continu ou discontinu fournissent des outils utiles pour l’analyse de problèmes de stabilité de pentes rocheuses, elles montrent de sérieuses limitations lorsque des mécanismes de rupture complexes impliquent des processus liés autant aux discontinuités préexistantes qu’au développement progressif de nouvelles fractures. Ceci se retrouve typiquement dans l’exemple de l’éboulement de 1991 à Randa dans les Alpes suisses du sud-ouest, où la rupture a impliqué plusieurs mécanismes complexes nécessitant la prise en considération de la fracturation progressive ainsi que de la dégradation de la résistance des masses rocheuses. Cet article présente des résultats provisoires d&apos;une série de modèles hybrides orientés vers la modélisation explicite de la fracturation de pentes naturelles, permettant la modélisation de fractures progressive de leur initiation jusqu’à leur développement, leur rupture catastrophique, leur transport et leur déposition. ZUSAMMENFASSUNG: Obwohl numerische Kontinuum- und Diskontinuum-Berechnungen einzeln nützliche Ergebnisse zur Stabilitätsanalyse von Felshängen liefern, sind komplexe Felsrutschungen typischerweise mit Mechanismen verbunden, die sowohl durch bestehende Trennflächen (s.a. Diskontinuum-Ansatz) als auch durch die Deformation und das Versagen intakter Felsbereiche (s.a. Kontinuum-Ansatz) bedingt werden. Ein Beispiel für einen solchen Sachverhalt ist der Bergsturz von Randa 1991 im südwestlichen Teil der Schweizer Alpen, bei dem die Rutschung mehrere komplexe Mechanismen umfasste, so dass “progressive failure” und Verminderung der Gebirgsfestigkeit in Betracht gezogen werden müssen. Dieser Artikel beschreibt vorläufige Ergebnisse einer Reihe von hybriden Modellrechnungen (Finite-/Diskrete-Elemente). Diese haben zum Ziel, explizit das bruchhafte Versagen natürlicher Felshänge zu modellieren, wobei das progressives Versagen im ganzen modelliert wird, von der Anfangsphase über die Entwicklung zum katastrophalen Versagen und den Transport und die Ablagerung der Rutschmassen.

Jan 1, 2003

By K. Sørli, H. Elstad, I. M. Skaar, A. Hildal

Generally, monitoring of refractory furnace linings is of interest to the metallurgical industry. The main issues are to control wear of the furnace lining and break out of molten metal. Penetration of molten metal through the lining can cause considerable damage to equipment in the vicinity of the furnace and endanger operators. Rebuilding of a furnace lining is expensive, mainly because it stops production, but also because the lining materials are expensive. Here, two methods for monitoring the lining of a smelting furnace are presented. The methods are based on monitoring of the temperature distribution in the lining, more specific monitoring an isotherm in the lining. One method is based on the assumption of unidirectional heat flow locally, reducing the problem to a set of one-dimensional heat conduction problems. The other method is based on inverse heat conduction. In this context inverse heat conduction means estimating the wear from temperature measurements using mathematical optimization techniques. The study is based on the ilmenite smelting furnace at Tinfos Titan & Iron KS. Some results from real temperature measurements and real observations from the ilmenite smelting furnaces is presented.

Jan 1, 2003

By J. W. Latilla, J. J. van Wijk

A running facebreak ahead of the powered support units occurred on the number 4 seam at Matla Coal’s number 3 shaft (Matla 3) in April and May 2002.Very difficult mining conditions were experienced for a distance of some 150 m in the tailgate and to a lesser extent on the face itself. The paper analyses the main causes for the high stress conditions leading to the facebreak, namely, the existence of a >20 m dolerite sill close to surface and the effect of stopping longwalling on the overlying 5 seam. Difficulties experienced during the facebreak are discussed, including, pillar and roof collapses in the tailgate, high stress areas ahead of the face causing roof and sidewall stability problems, flushing of broken rock into the face area at the tailgate, secondary mid-face breaks, and the availability of critical support units. Successful rock engineering interventions and learning points were that, a goaf angle of 14.6° was found to be more realistic than the previously used 20 to 25° in predicting dolerite sill behaviour in this area, pre-split blasting of the sill significantly reduced stress on the face and tailgate allowing re-support work to proceed, varying pillar support types were analysed and rated, the need to always have a ground control “First Aid” kit available was recognised and a strategy for subsequent panels beneath the sill was developed. Numerous support units were used and the performance of the more suitable types is briefly discussed. A running facebreak ahead of the powered support units occurred on the number 4 seam at Matla Coal’s number 3 shaft (Matla 3) in April and May 2002.Very difficult mining conditions were experienced for a distance of some 150 m in the tailgate and to a lesser extent on the face itself. The paper analyses the main causes for the high stress conditions leading to the facebreak, namely, the existence of a >20 m dolerite sill close to surface and the effect of stopping longwalling on the overlying 5 seam. Difficulties experienced during the facebreak are discussed, including, pillar and roof collapses in the tailgate, high stress areas ahead of the face causing roof and sidewall stability problems, flushing of broken rock into the face area at the tailgate, secondary mid-face breaks, and the availability of critical support units. Successful rock engineering interventions and learning points were that, a goaf angle of 14.6° was found to be more realistic than the previously used 20 to 25° in predicting dolerite sill behaviour in this area, pre-split blasting of the sill significantly reduced stress on the face and tailgate allowing re-support work to proceed, varying pillar support types were analysed and rated, the need to always have a ground control “First Aid” kit available was recognised and a strategy for subsequent panels beneath the sill was developed. Numerous support units were used and the performance of the more suitable types is briefly discussed. Une cassure de taille en avant des unités de soutènement s’est produise sur la veine numéro 4 dans le puits numéro 3 (Matla 3) de la mine Matla Coal en avril et mai 2002. Les conditions d’extraction étaient extrêmement difficiles sur une distance d’environ 150 m dans la voie de tête et, en moindre mesure, sur le front de taille lui-même. L’étude présente analyse les raison majeures pour les conditions de grandes contraintes qui ont conduit à la cassure de taille, à savoir l’existence d’un mur de dolérite de >20m proche de la surface et l’effet d’arrêter la longue taille sur la veine 5 superposée. Les difficultés rencontrées pendant la cassure de taille sont rapportées, y compris les effondrements de piliers et toit dans la voie de tête, les aires de grandes contraintes en avant du front de taille causant des problèmes de stabilité pour le toit et les parois latérales, l’injection de roches cassées dans la taille en voie de tête, les cassures secondaires à mi-taille, et la disponibilité d’unités de soutènement critiques. Interventions minières réussies et leçons apprises furent : un angle de remblai de 14.6° était plus réaliste que celui de 20 à 25° utilisé auparavant pour prédire la conduite du mur de dolérite dans cet endroit ; tir à deux temps du mur a réduit considérablement les contraintes sur la taille et la voie de tête, ce qui a permis un travail de support complémentaire ; des types variés de support de piliers furent analysés et évalués ; la nécessité d’avoir toujours une trousse de première urgence disponible fut reconnue ; et finalement une stratégie pour les panneaux en dessous du mur fut

Jan 1, 2003

By P. K. Sahoo, C. R. Ray, S. S. Rao

This paper deals with various factors affecting the strength of chromite briquettes which plays a vital role in the smelting of charge chrome / ferro chrome production. Appropriate briquetting parameters like molasses and lime binder level, molasses quality, particle size distribution and segment condition etc. are essential to guarantee quality briquettes in the successful use of briquette and chromite ore fines. In developing a technology for briquetting of chromite ores, it is important not only to study the grain size characteristics of the chrome ore fines but also to make an informed choice of the type and quality of the binder and the condition for producing a physically and chemically competent green and cured briquette. This paper also describes the effect of strength of briquettes on various parameters of charge chrome production as the use of quality briquettes in the production of high carbon ferrochrome alloys has a number of operational, metallurgical and economic advantages. It is also a requirement for submerged arc furnace operation that the charge be adequately porous to allow gaseous products of the reduction reaction to escape from the furnace charge burden without hindrance. Otherwise, furnace material would erupt causing electrodes and furnace other equipments damage and risking the safety of the work force. The briquette, because it replaces lumpy charge but has an advantage of smaller size, allows for an uniform and porous charge so that the ascending gaseous products can escape freely. Finally this paper deals with furnace operational results with varying proportion of briquettes having same strength.

Jan 1, 2007