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By A. Fahimifar, H. Soroush

Abstract: In order to develop non-destructive methods in studying physical and mechanical properties of rock and replacing them with difficult and expensive static methods, several ultrasonic tests were carried out on cylindrical rock specimens in accordance with the ISRM suggested methods and velocity of P and S waves were determined. Also, density, porosity, water absorption, uniaxial compressive strength and indirect tensile strength were determined for each specimen in accordance with ISRM suggested methods. According to above tests static and dynamic elastic constants were calculated After statistical analysis of data obtained from tests, the relationships between velocity of elastic waves and physical or mechanical parameters were determined and some equations were obtained. Also similar analyses were performed on static and dynamic constants and some equations were extracted. Using these equations, the physical and mechanical parameters of rock and also static elastic constants can be estimated by conducting simple and quick tests (i.e. ultrasonic tests). Abriß: Um zu entwickeln, die zerstörungsfreien Methoden für Studieren die physischen und mechanischen Eigentümer von Steinen und auch ist für Ersetzen diese Methoden mit schwierigen teuren statischen Methoden, mehrere altrasonic Prüfungen auf zylindrischen Steinproben gemäß ISRM anregenden Methoden und den Geschwindigkeiten von S und P Wellen bestimmt worden sind durchgeführt worden. Außer der Dichtheit und der Porosität betonen Wasser Aufnahme und monoaxial Widerstand und dehnbaren indirekten Widerstand jeder Probe betreffend der erhaltenen Ergebnisse die atmosphärische Aufladung sind bestimmt worden und die dynamischen Faktoren der Steine sind kalkuliert worden. Nachdem statistische Analyse die Korrelation der Ergebnisse zwischen der Geschwindigkeit elastischer Wellen und mechanischer und physischer Eigentümer der Steine erhalten worden ist, und mehrere Verhältnisse sind vorgeschlagen worden. Eine ähnliche Analyse ist auf atmosphärischer Aufladung und dynamischen Faktoren durchgeführt worden und einige Verhältnisse sind erhalten worden. Mit Hilfe dieser Verhältnisse die physischen und mathematischen Eigentümer von Steinen und auch können die Statistik Faktoren durch einfachen und schnellen altrasonic Prüfungen erhalten werden. Resume: Puor le development des method non-destructive et evaluuation des propietes physical et mechanical des rock et superseding avec les methods dificzle et cher statique, c‘ est fait plusieur essayes ultrasonique sur les echantillons cylinrique et par a port le proposale TSRM et le vittesse des ondes P et S et densite et porosite et absorption des eaux le resistant de pression uniaxial et resistance de chaque echantillon est determinee. A la fin en base des resultat obtenue les constant statique et dynamique des roches sont calcule. Apres les analyses statistiquc sur les resultat obtenue du les essaybs, c‘ etait produit les relation entre les viptesse les ondes elastique et les proprietes physic et mechanicue des roches et c est propose quelque relations. Aussi le meme enterpretation sur les constant statique etdinamique. En possezon de ces relations, les spesificatio physique, aussi on peut trouver leur constant statique, avel les essayes sample et raptid a d ultrasonique.

Jan 1, 2003

By R. T. Jones

"SynopsisScientific progress relies on the publication of ideas and experimental results that can be replicated, tested, and improved over time. The first printed book on metallurgy to have been published in Europe is considered to be De la Pirotechnia, written in Italian by Vannoccio Biringuccio, and published in Venice in 1540. Together with De Re Metallica, written by Georgius Agricola and published in Latin in 1556, this can be considered to mark the start of scientific and technical literature in this field. Scientific publishing of journal papers has been in existence for 350 years, since the world's oldest and longest-running scientific journal, the Philosophical Transactions of the Royal Society, was first published in London in 1665.The nature of scientific societies has changed significantly since the early days when regular meetings were held to discuss science and conduct experiments, and the reading of scientific papers took place, and publication of papers was undertaken to record the proceedings of meetings, often including rather robust debate. In today’s world, there is a plethora of publications, and it is close to impossible for anyone to keep up with the vast flow of information. International conferences with hundreds of presentations have taken the place of the local meetings that used to discuss a single paper or experiment. In this frenetic environment, it is essential that researchers are able to trust the material they read.The system of peer review is used to maintain standards and to improve the quality of papers. This vital system is, however, significantly flawed. There is little incentive for reviewers to invest sufficient time in picking up all errors in publications, and any ineptitude on their part is usually protected by anonymity. It has reached the point where some reviewers have mistakenly permitted the publication of hoax papers deliberately presented with a complicated scientific facade. In light of such astounding inadequacies, perhaps a more open review process would be an improvement. Electronic publishing allows errata to be linked to the original papers.There is an increasing trend towards open access for papers in scientific journals and conference proceedings, which helps to reach as wide an audience as possible. This also supports the statement in the Universal Declaration of Human Rights, which says ‘everyone has the right freely to … share in scientific advancement and its benefits’."

Jan 1, 2015

By A. K. Singh, R. Singh, P. K. Mandal

On the basis of in situ study of pillar loading at different sites, an attempt is made in this paper to visualize the development of mining induced stress under varying geo-mining conditions. Field study demonstrated interesting interaction between size of pillar and nature of roof rock mass under the influence of increasing dimension of the excavation. Stiffness of pillars/overburden, extraction ratio and depth cover are observed to be the important parameters for the estimation of mining induced stress over the pillar. These parameters influence, both, the value of ultimate induced stress (vertical) and its range of influence ahead of the face line. Further, it is observed that the change in width/height (w/h) ratio of a pillar has got considerable influence over the nature of mining induced stress over it. Impact of highly dynamic nature of mining induced stress over the natural supports is observed to be the most serious factor for the safety of working under a hard and massive roof rock mass. On the basis of these observations, a conceptual model of interaction between the natural support and overlying strata is discussed in the paper. ZUSAMMENFASSUNG: Aufgrund ist in situ Studium von Säule Beladung an verschiedenen Stellen, ein Versuch in diesem Papier gemacht, die Entwicklung des Bergbaus vostellen sich, Spannung unter Änderung von Geo Bergbau von Bedingungen hat veranlaßt. Feld Studium hat interessante Wechselwirkung zwischen Größe von Säule und Natur von Dach Felsen Masse unter dem Einfluß von Vermehrung Dimension des excavation vorgeführt. Steifheit des Säulen Overburden, Herausziehung Verhältnisses und Tiefe sind beobachtet bedeckt, die wichtigen Parameter für die Schätzung des Bergbaus zu sein, Spannung über der Säule hat veranlaßt. Diese Parameter beeinflussen, beide, der Wert allerletzter veranlaßter Spannung (senkrecht) und sein Bereich des Einflusses voraus von der Gesicht Linie. Weiter ist, es beobachtet, daß die Änderung in Breite Höhe (W H) Verhältnis einer Säule beträchtlichen Einfluß über der Natur des Bergbaus erhalten hat, Spannung hat darüber veranlaßt. Schlag sehr dynamischer Natur des Bergbaus ist Spannung über den natürlichen Stützen beobachtet hat veranlaßt, der ernsteste Faktor für die Sicherheit des Arbeitens unter einer harten und massiven Dach Felsen Masse zu sein. Aufgrund dieser Beobachtungen, ein begriffliches Modell der Wechselwirkung zwischen der natürlichen Stütze und der überlagernde strata ist im Papier diskutiert. RESUME: En se basant sur dans l'étude de situ de chargement de pilier aux sites différents, une tentative est faite dans ce papier pour envisager le développement de creuse la tension persuadée sous varier de conditions de geo creuse. L'étude de champs a démontré l'interaction intéressante entre la taille de pilier et la nature de masse de rocher de toit sous l'influence d'augmenter de dimension de l'excavation. La raideur de piliers overburden, la proportion d'extraction et la couverture de profondeur est observée pour être les paramètres importants pour le jugement de creuse la tension persuadée par-dessus le pilier. Ces paramètres influencent, les deux, la valeur de tension persuadée ultime (vertical) et sa gamme d'influence en avant de la ligne de face. Plus, il est observé que le changement dans la largeur hauteur (le w h) la proportion d'un pilier a reçu l'influence considérable par-dessus la nature de creuse la tension persuadée par-dessus il. L'impact de nature extrêmement dynamique de creuse la tension persuadée par-dessus les soutiens naturels est observé pour être le facteur le plus sérieux pour la sûreté de fonctionnement sous une masse de rocher de toit dure et massive. En se basant sur ces observations, un modèle conceptuel d'interaction entre le soutien naturel et les couches recouvrant est discuté dans le papier.

Jan 1, 2003

By A. Fahimifar, H. Soroush

Abstract: Triaxial tests were conducted on the schist specimens with various anisotropic angles under confining pressures of 0, 7 and 15 MPa, and axial stress-axial strains, were measured and plotted for various conditions. The results obtained reveal the effects of schistose on the strength and deformability of the rock very clearly. Peak strength of the specimens for 00 and 900 schistose orientations are nearly the same. Modulus of elasticity of this rock varies with anisotropic angle. For 0 orientation modulus of elasticity increases to a maximum. Confining pressure increases the peak strength and improves the rock deformability. However, this effect is not the same for various orientations, and there are no similar trends for each anisotropy direction. Analysis of the results shows that consideration of a linear failure criterion such as Mohr-Coulomb is appropriate for the prediction of rock behaviour up to 10 MPa, rather than a non-linear one. The analysis also reveals that the friction angle and cohesion are affected by the anisotropy orientation, and this effect is more important for the cohesion than the friction angles. Resume: Les esseys triaxiales sur les echantillon d un roch schist avec les differents angles non-isotrop sous les tension lateral zero et sept et qoinze mega pascal (mpa) est fait et les covtraite et allongment unitaire sont mesure et leur curues est destine sous different condition les resultats obtenues montre les effets du schistosite sur le resistance et le ductilite vissiblement. Le resistance final sur les echantilions pour les angles o degre et 90 degree est equivalent. Le modoule d elasticite de ce roch sera difere par a port de l angle de stratification. Pour l angle o degree le valeur de modoule est le maximum. le pousse lateral augmenterai le resitance final, et sera amilterai le toleran le de ductilite. Mais cette effet bn est pas unigue pour les different stratification, et pour les diferents directions no– isotrop it n y a pas le meme solution. L analyse des resulitats montre que le criterre de ruin comme mohr–colomb est moderate pour le pousse lateral jusq av lo mega pascal , et ce n est pas neccesaire d utiliser de criterre no–linear . Cette analyse aussi montre que l angle de frottement et cohsion est en relation de la direction no–isotrop, et cette effet est olus important pour le cohsion par a port de l angle de frottement . Abriß : Dreiachsige Prüfung wurde auf den schist Exemplaren mit verschiedenen anisotropic Winkeln unter Bestätigen von Drücken von 0.7 und 15 MPa geleitet, und axiale Spannung axiale Spannungen, wurden gemessen und für verschiedene Bedingungen wurde geplant. Die Ergebnisse haben die Wirkungen von schisocity auf der Kraft und dem deformability des Felsen sehr deutlich erhalten offenbart. Maximale Kraft der Exemplare für 0° und 90 sind° schistos Orientierungen beinahe das gleiche. Modulus der Elastizität von diesem Felsen ändert sich mit anisotropic Winkel. Für 0° vermehrt Orientierung modulus der Elastizität zu einem Maximum. Einschränkender Druck vermehrt die maximale Kraft und verbessert den Felsen deformability. Aber ist diese Wirkung nicht das gleiche für verschiedene Orientierungen, und es gibt keine ähnlichen Tendenzen für jede anisotropic Richtung. Analyse der Ergebnisse zeigt jener Überlegung Kriterium eines linearen Ausfalls wie zum Beispiel Mohr Coulomb passend für die Voraussage von Felsen Verhalten bis zu 10 MPa, anstatt eines nicht linear ist. Die Analyse offenbart auch, daß der Reibung Winkel und Bindekraft werden beeinflußt von der anisotropic Orientierung, und diese Wirkung wichtiger für die Bindekraft ist, als der Reibung Winkel

Jan 1, 2003

By Y. Mitani, M. Xie, G. Zhou, T. Esaki

The assessment of landslide instability and risk has become a topic of major interest for both geoscientists and engineering professionals as well as for local communities and administrations in many parts of the world. In this paper, based on a new developed Geographic Information Systems (GIS) grid-based 3D deterministic model and taken the slope unit as the study object, the landslide hazard is mapped by the index of the 3D safety factor. Assuming the initial slip as the lower part of an ellipsoid, the 3D critical slip surface in the 3D slope stability analysis is obtained by means of a minimization of the 3D safety factor using the Monte Carlo random simulation. The failure probability of the landslide is calculated by an approximate method in which the distributions of f,c and the 3D safety factor are assumed to be in normal distributions. The assessment of the earthquake triggered landslide hazard is done by the dynamic displacement analysis using the index of the Newmark displacement. All the calculations are implemented by a computational system call 3DSLOPEGIS in that a GIS component is used for fulfilling the GIS spatial analysis function. Besides the results of 3D safety factor and probability, the possible landslide body and boundary can be three-dimensionally quantitatively identified. L’ estimation des glissement de terrain et des risques impliqués est devenu un des principal sujet de préoccupation pour les géotechniciens, mais aussi pour les ingénieurs specialisés ainsi que pour les communautés et administrations locales dans de nombreuses région du monde. Dans cette étude, basé sur un modèle de maillage 3D et une approche déterniniste couplée au Système d'Information Géographique (SIG), étudiant la stabilité des versants , le lieu d'étude à risque est maillé suivant le facteur de sécurité calculé en 3D. En supposant que le glissement initial soit la partie inférieure d'un élipsoïde, l'analyse de stabilité pour le glissement critique 3D d'un versant 3D est obtenu grace à une minimisation du facteur de sécurité en 3D utilisant la méthode de simulation aléatoire de Monte Carlo. La probabilité d'un glissement de terrain est calculée par une méthode approximative, supposant la distribution de c, f et du facteur de sécurité 3D normale. L'estimation d'un risque de glissement de terrain causé par un tremblement de terre est faite grace à une analyse du déplacement dynamique suivant l'index de Newmark. Tous les calculs sont effectués par le biais d'un système de calcul appellé 3DSLOPEGIS dans lequel te GIS est utilisé pour gérer l'analyse spatiale. En plus de cela, les résultats du coefficient de sécurité en 3D, des probabilités, le terrain susceptible de glisser, et ses limites, peuvent être quantitativement évalués en trois dimensions. Die Bewertung von Erdrutsch-Instabilität und risiko sind zu einem Thema von großen Interesse für sowohl Geowissenschaftlern und Ingenieuren als auch von Gemeinden und Verwaltungen in vielen Teilen der Welt geworden. In dieser Arbeit, basierend auf einem neu entwickelten Geografische Informationssysteme (GIS) gitterbasierten 3D deterministischen Modell und mit der Böschung als Untersuchungsobjekt wird die Erdrutschgefahr durch den Index des 3D-Sicherheitsfaktors kartografiert. Unter der Annahme, dass der erste Rutsch der untere Teil eines Ellipsoiden ist, wird die 3D kritische Schlupfoberfläche in der 3D-Böschungsstabilitätsanalyse mit einer Minimierung des 3D-Sicherheitsfaktors mit der Monte Carlo Zufallssimulation erhalten. Die Fehlerwahrscheinlichkeit des Erdrutschs wird mit einer Annäherungsmethode berechnet, bei der die Verteilungen von f,c und dem 3D-Sicherheitsfaktor als innerhalb normaler Verteilungen angenommen werden. Die Beurteilung der Erdbeben-ausgelösten Erdrutschgefahr wird mit der dynamischen Verdrängungsanalyse mit dem Index der Newmark-Verdrängung gearbeitet. Alle Berechnungen werden mit einem Berechnungssystem mit der Bezeichnung 3DSLOPEGIS ausgeführt, bei dem eine GIS-Komponente zum Erfüllen der GIS räumlichen Analysefunktion verwendet wird. Neben der Ergebnissen des 3D-Sicherheitsfaktors und der Wahrscheinlichkeit kann der mögliche Erdrutschkörper und der Umfang dreidimensional quantitativ identifiziert werden.

Jan 1, 2003

By N. Kinoshita, Y. Inada

The authors have proposed and discussed storage of low temperature materials such as LNG, LPG and frozen food in rock caverns. In this case, as the rock mass around the caverns will receive effects of low temperature, it is necessary to consider the thermal behavior and the stability of caverns. In this study, strength and deformation characteristics obtained by the uniaxial tension test and the compression test at low temperatures were discussed. Using the results, temperature and stress distribution around caverns when LNG was stored, were analyzed. Then thermal behavior of the rock mass around caverns was discussed. Die Autoren haben Lagerung von Niedertemperatur-Materialien wie LNG, LPG und tiefgefrorenen Nahrungsmitteln in Felskavernen vorgeschlagen und diskutiert. Da in diesem Fall die Felsmasse um die Kavernen den Effekten der niedrigen Temperatur ausgesetzt ist, ist es erforderlich, das Thermalverhalten und die Stabilität der Kavernen zu berücksichtigen. In dieser Untersuchung wurden Stärke-und Deformationseigenschaften, die durch ein-axialen Spannungstest und Kompressionstest bei niedrigen Temperaturen erhalten wurden, diskutiert. Mit diesen Ergebnissen wurden Temperatur- und Stressverteilung um die Kavernen bei Lagerung von LNG analysiert. Dann wurde das Thermalverhalten der Felsmasse in der Umgebung der Kavernen diskutiert. Les auteurs proposent et discutent l'entreposage de matériaux à basse température, tels que le GNL, le GPL et des aliments congelés, dans des cavités rocheuses. Comme, dans ce cas, la masse rocheuse entourant la cavité subit les effets des basses températures, il est nécesaire d'étudier le comportement thermique et la stabilité des cavités. Dans cette étude, les auteurs discutent des caractéristiques de résistance et de déformation, obtenues par essai de tension uniaxial et essai de compression à basse température. En se servant des résultats, ils analysent la répartition de la température et des pressions autour des cavités, lors du stockage de GNL. Ils discutent ensuite le comportement thermique de la masse rocheuse autour des cavités.

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 M Scott, J J. McEwan

Silver and silver alloys tarnish readily by the formation of tarnish on the surface when exposed to a wide range of sulphur-containing atmospheres. This tarnish is unsightly and undesirable and can be removed either with a silver polish or a chemical dip. Polishes are, however, not suitable for irregular and embossed surfaces such as on coins, medallions and jewellery items, because of uneven removal of the tarnish layer and excessive wear. Successful tarnish protection can be achieved by either storing the items away from the aggressive atmosphere or by coating/treating the exposed surfaces with a protective layer. Storage is feasible for collections but is not suitable for items that are handled or worn regularly, such as jewellery. A number of commercial coatings and treatments have been developed, but to date there has not been a systematic evaluation of tarnish protection. This paper details the performance of a range of generic coatings in an accelerated tarnish test. The degree of tarnish was evaluated by means of loss in reflectivity and change in colour. Four coatings/treatments improved the tarnish resistance of silver by more than tenfold. These include an organic lacquer, rhodium electroplating and an organic self-assembled monolayer (SAM) conversion coating. Research is continuing to optimise these coatings. Keywords: silver alloys, tarnish resistant coatings, silver polishes.

Jan 1, 2006

Ground control problems in the form of large dome or wedge collapses have been experienced at Tau Lekoa Mine since production began. Crush pillars in various configurations have been used and through a process of trial and error the current pillar layout has been derived. A strike pillar layout is used and additional mid-panel pillars are left spaced a maximum of 10m or 16m apart, depending on conditions and mining direction. Pillar spacing is based on an empirical relationship between fallout height and pillar spans. Analysis of the spatial distribution of large falls of ground indicates that there may be several geotechnical relationships contributing to stable pillar spans. The current focus is to define the relationship between geotechnical areas and hangingwall stability so that area specific support strategies can be formulated that could result in increased production efficiencies. Depuis le début de la production, la mine Tau Lekoa a connu des problèmes de contrôle au sol, sous la forme d’effondrements de grands dômes ou coins. Des piliers d’écrasement, dans des configurations variées, ont été utilisés et une série d’essais a résulté en la disposition de piliers en cours. Une configuration de piliers de direction est utilisée, et des piliers mi-panneau supplémentaires sont laissés, espacés d’un maximum de 10m ou 16m, selon les conditions et la direction de la mine. L’espacement des piliers est établi sur une relation empirique entre la hauteur des retombées et les intervalles entre piliers. L’analyse de la distribution spatiale de grandes tombées de terrain indique qu’il peut y avoir plusieurs relations géotechniques qui contribuent à des intervalles de piliers stables. L’intérêt présent est de définir la relation entre les zones géotechniques et la stabilité du toit, pour pouvoir formuler des stratégies de support spécifiques à un endroit, ce qui entraînerait des accroissements de production. Bodenkontrollprobleme traten seit Produktionsbeginn in Form von grossen Keil oder Dachhaubenbrüchen in der Tau Lekoa Mine auf. Bruchpfeiler in verschiedensten Konfigurationen wurden verwendet und auf Grund empirischer Fakten wurde das gegenwärtige Pfeilerlayout abgeleitet. Ein Layout für Strukturpfeiler wird verwendet und zusätzliche mittig situierte Pfeiler in einem Maximalabstand von 10m bis 16m installiert, abhängig von den Konditionen und der Vortriebsrichtung.Der Pfeilerabstand basiert auf dem empirischen Verhältnis Fallhöhe und Pfeilerspannweite. Die Analyse der räumlichen Verteilung großer Bodenabsenkungen deutet an, daß es einige geotechnische Verhältnisse geben kann, die zu stabilen Pfostenspannweiten beitragen. Der gegenwärtige Fokus soll das Verhältnis zwischen geotechnischen Bereichen und Stollendeckenstabilität definieren, damit bereichspezifische Unterstützungsstrategien formuliert werden können, welche in erhöhter Produktionsleistung resultieren könnten.

Jan 1, 2003

By C. E. Fivaz

SYNOPSIS Tribute is paid to J.S. MacArthur and the Forrest brothers for their invention. The opinion is expressed that the successful application of their process, not only saved the gold-mining industry on the Witwatersrand from stag¬nation for an indefinite but probably prolonged period, but also made a major contribution to the economic growth of the country in the twentieth century. A background is given of the activities of prominent chemists who researched the solubility of gold in cyanide solution prior to the MacArthur-Forrest invention. An account is given of the invention and patenting of the cyanidation process, and of the golden rule that the patentees laid down for themselves, which came close to wrecking the invention. The South African gold-mining scene from the discovery of gold on the Witwatersrand in 1886 up to 1890 is sketched. An account is given of how, when unoxidized ores were first encountered, the recovery efficiency dropped alarmingly, gold shares were sold on an unprecedented scale, and doom and despondency seized the town of Johannesburg. The complete turnabout in the fortunes of the South African gold-mining industry after the introduction of the cyanidation process in 1890, the steady rate of increase in production after the Anglo-Boer War, and its effect on the South African economy are described. A brief look is taken at the effect of gold mining on secondary industry. The deportment of the gold that is not dissolved from the ore by the cyanidation process is illustrated. Some thoughts are expressed on what can be done to increase the gold recovered by cyanidation.

Jan 1, 1988

By R. C. M. Minnitt, W. Dr. Assibey-Bonsu, F. A. Camisani-Calzolari

Born in Bothaville (OFS) on the 26th August 1919, Daniel G. Krige grew up in Krugersdorp on the West Rand. Hematriculated from Monument High School in Krugersdorpin 1934 at the age of 15 and graduated with a B.Sc. (Eng.)degree in mining engineering from the University of the Witwatersrand at the end of 1938 (age 19). In 1938 he joined Anglo Transvaal where he worked on a number of gold mines until 1943, gaining a wide range of valuable practical experience in surveying, sampling and ore valuation. He then joined the Government Mining Engineer’s Department where he worked for 8 years during which time he participated in the uranium negotiations with the British and American authorities and designed the uranium pricing formula for the contracts which led to the establishment of South Africa's profitable uranium industry in the early 1950s. During the same period he began his pioneering work in the application of mathematical statistics to the valuation of new gold mines using a limited number of boreholes and of ore reserves for existing mines. His early papers in the application of mathematical statistics, some republished in French, created world-wide interest that led to the development of the science and concepts that surround the spatial evaluation of mineral resources and reserves known as geostatistics. This technique has contributed to improved ore evaluation techniques as well as the reduction of the financial risks associated with investment in mining enterprises. Furthermore, it led to the recognition of his contributions to the evaluations of mineral deposits through the coining of the term ‘kriging’ that is used to describe a spatial mineral evaluation process known and practised in international mining circles. He continued his work in geostatistics throughout his career as Group Financial Engineer of the Anglovaal Group until his retirement in1981 and afterwards for ten years as Professor of Mineral Economics at the Witwatersrand University. He is still active as a consultant and is a registered Professional Engineer. He has published some 90 technical papers both locally and overseas, some in Russia, and has lectured and participated in international congresses in many countries. His contributions were recognized by the Witwatersrand University through the award of the D.Sc. (Eng.) degree in1963, by three honorary degrees (from the universities of Pretoria, UNISA and Moscow State Mining University), by many awards from the South African Institute of Mining and Metallurgy, the International Association for Mathematical Geology, Die Suid Afrikaanse Akademie vir Wetenskap en Kuns, the SME of the American Institute of Mining Engineers, the International APCOM Council in1999, the University of Antofagasta in Chile, and by the South African President (Order for Meritorious Service, Class 1, Gold). He has served on various Government committees, notably that for State Aid for gold mines (1967/8) and designed the State Aid formula which enabled many mines to survive a period of low gold prices; also various taxation committees, and the mining mission to Iran in 1974. He is a fellow and/or honorary life member of various technical societies locally and overseas, including the Royal Society of South Africa. During the period in the Government service he also handled several of the post-war lease applications in the Free State and Klerksdorp goldfields. The fact that decisions on new gold mines of critical importance to the State and the economy as a whole, were being taken on a limited number of drillholes without any scientific analysis of the risks of failure, stimulated him to start basic research into ore evaluation. His approach was based on the application of Mathematical Statistics to these problems, an approach of which very little was known world-wide at that stage but which had already been initiated in South Africa by Sichel via the lognormal frequency distribution model. In Krige's 1951 paper published in the Journal of the Chemical, Metallurgical and Mining Society of South Africa he covered the statistical explanation of the conditional biases in ore block valuations and stimulated the use by several gold mines of regression corrections for routine ore reserve valuations, a technique which, in effect, was the first use on an elementary basis of what is now known as kriging. His 1952 paper introduced, inter alia the basic geostatistical concepts of ‘support’, ‘spatial structure’,’ selective mining units’ and ‘grade-tonnage curves’. His 1951 paper was based on his M.Sc. (Eng.) thesis submitted in the Department of Mining Engineering to the University of the Witwatersrand, and expounded his pioneering work in geostatistics in more detail. His early research papers that had stimulated interest in several mining circles overseas, were republished in French in1955, resulting in a major research effort by French mining engineers in this field. This, in turn, led to the establishment of the now world-renowned French school of ore evaluation in Fontainebleau, Le Centre de Geostatistique de l’École des Mines de Paris. As the Group’s Financial Engineer at the Anglovaal Head Office until his retirement in 1981, he was responsible for

Jan 1, 2003

By K. Aoki, Y. Mito, S. Shirasagi

The authors developed the TBM Excavation Control System (the TBM Navigator), in order to realize the advanced observational construction. During the excavation using this system, the rock strength value is immediately calculated from the TBM driving data as an index of rock properties, and the drill energy coefficient is also calculated from the drill logging data that is carried out using the probe hole ahead of the tunnel face. In this study, a new, geostatistical simulation-based method is proposed for the automatic prediction of the rock properties ahead of the tunnel face with good precision, using both the drill logging data and the TBM driving data. The applicability of this method is validated through the prediction at the actual tunnel excavation that passes through the faults. Les auteurs ont mis au point un Système de Contrôle de forage avec la machine à pleine section (Navigateur de la machine à pleine section), en vue de réaliser un système de surveillance plus efficace. Avec ce système, la résistance de la roche est immédiatement calculée, au cours du forage, à partir des données de conduite de la machine, comme indice des propriétés de la roche, et le coefficient d'énergie de la foreuse est également calculé à partir des données de log de forage collectées dans un trou de sonde foré dans le front de taille. Dans cette étude, on propose une nouvelle méthode basée sur la simulation géostatistique qui permet de prévoir d’une manière automatique, des propriétés de roches se trouvant derrière le front de taille avec une précision satisfaisante, à l’aide des données de log de forage et celles de conduite de la machine à pleine section. Cette méthode s’est avérée suffisamment précise au cours du forage d’un tunnel réel qui traversait une zone de failles. Die Autoren entwickelten das TBM Ausschachtungssteuerungssystem (den TBM Navigator), um noch besser überwachte Bauarbeiten zu ermöglichen. Unter Einsatz dieses Systems wird die Gesteinsfestigkeit während der Ausschachtungsarbeiten unmittelbar aus den TBM Antriebsdaten als ein Index für die Gesteinseigenschaften berechnet. Gleichzeitig wird auch der Bohrenergiekoeffizient aus den Bohrlogdaten berechnet, die an Hand der Probebohrung am Stirnende des Tunnels erhalten wurden. In der vorliegenden Studie wurde ein neuartiges, auf geostatistischen Methoden basierendes Verfahren für die automatische und angemessen genaue Vorhersage der Gesteinseigenschaften am Stirnende des Tunnels vorgeschlagen, für das sowohl die Bohrlogdaten als auch die TBM Antriebsdaten verwendet werden. Die Anwendbarkeit dieser Methode wird durch die Vorhersage bei einer tatsächlichen, durch Verwerfungen verlaufenden Tunnelausschachtung bewiesen.

Jan 1, 2003

By H. E. James

Much has been said and written about the need to reduce South Africa's dependence on gold. To compensate for the decline in the country's foreign-exchange earnings resulting from the phasing out of gold, which must inevitably occur at some future date, a far higher priority will have to be placed on the mining, beneficiation, and export of the 59 other mineral commodities produced in South Africa. The basic strategy of the mining and metallurgical industries should be to move from the traditional approach of establishing a resource base to the establishment of a market base; to turn from production orientation to market orientation; and to rely less on exploration and economies of scale and more on process innovation and product development. The enthusiasm, entrepreneurial spirit, and commitment of the leaders in the mining and metallurgical industry will clearly be of decisive importance in the establishment of new industries for the beneficiation and export of added-value mineral-based products. The State can make a significant contribution by the provision of a welldeveloped and efficient infrastructure, including rail and harbour facilities, communications and health services, roads, and of electricity and water supplies. In our search for a new development strategy for the beneficiation and export of South Africa's minerals, we need to recognize that no one nation has all the mineralresources that it needs. Commercial and strategic manipulation of mineral supplies should no longer be tolerated. The future of the human species lies in international cooperation and in a greater understanding of the limitations of the world we live in.

Jan 1, 1985

By B. G. Russell

A wide range of minerals is found within the Republic of South Africa, many of which are exploited to a greater extent than in similar deposits found elsewhere. It is often asked whether this is atributed to the high grade of the ores encountered in this country, or whether such factors as fiscal and Infrastructural incentives create an economic climate that has en bled the mining industry to successfully extract and market minerals at a profit. This paper views South Africa's mineral resources in a regional and global context In an attempt to place the country's geological wealth in perspective. It represents the author's own Views, and not necessarily those of the Department of Mine al and Energy Affairs.

Jan 1, 1986

By J. H. Rhee, H. B. Ku, J. S. Lee, H. J. Park, B. S. Jang

A large wedge failure had occurred in the study area which was under construction. Therefore, in order to analyze the potential instability for this rock slope, the authors conducted numerical analysis with DEM and then the behaviour of rock mass was analysed after appropriate reinforce-ments were applied. Ein großer Keildefekt geschah in dem Untersuchungsgebiet, das im Bau befindlich ist. Deshalb, um die potentielle Unbeständigkeit für diesen Felsenabhang zu analysieren, führen die Urheber zahlenmäßige Analyse mit DEM. Und dann wird die Bewegung der Felsenmasse ana-lysiert, nachdem angemessene Verstärkungstruppen angewandt werden. Un grand échec de coin sèst passé dans le région étudié qui était en construction. Par conséquent afin d’analyser linstabilité potentielle de cette pente de roches, les auteurs ont mené une analyse numérique avec DEM. Ensuite le comportement de la masse de roches pourrait être analysée après les renforts appropriés étaient appliqués.

Jan 1, 2003

By D. B. Paterson

In view of decreasing head grades, the relatively high gold price, and recent developments in metal evaluation, an exercise was initiated to determine the extent of gold concentration, the mode of occurrence, and the areas of concentration within the run-of-mine milling circuits of Randfontein Estates Gold Mining Company (Witwatersrand) Limited. The total gold content of three of the thirteen run-of-mine mils in the Group was measured as a typical lock-up of approximately 200 kg per mil. The majority of this gold was concentrated either behind the grid-type body liners or within the pockets of the body liners. This paper is an account of the experimental procedure and the results obtained, and highlights possible means of limiting gold lock-up in future.

Jan 1, 1988

By J. N. Van der Merwe, D. P. Roberts

The two components of pillar design formula being used in South Africa are pillar strength and pillar load. While considerable effort has been directed to the determination of pillar strength, the other half of the safety factor equation, the load, has not received the same amount of attention. The load acting on pillars has always been calculated using the Tributary Area Theory (TAT). This paper summarises the recent studies on coal pillar loading using various numerical models. It concludes that although there are meaningful differences under certain circumstances, there is still a compelling argument to use the TAT in coal pillar design. Les deux parties composantes de la formule de conception de pilier généralement utilisée en Afrique du Sud sont la résistance de pilier et la charge de pilier. Tandis que des efforts considérables on été dirigés vers la détermination de la résistance de pilier, l’autre moitié du facteur de sécurité n’a pas reçu la même attention. La charge agissant sur les piliers a toujours été calculée avec la Théorie d’Aire Tributaire (TAT). L’étude présente résume les études récentes sur la charge de pilier de charbon utilisant des modèles numériques variés. La conclusion est que bien qu’il y ait des différences significatives selon les circonstances, il y a toujours un argument puissant pour utiliser le TAT dans la conception de pilier de charbon. Die in Südafrika für die Auslegung von Pfeilern verwendeten zwei Formelkomponenten sind Pfeilerstärke und Pfeilerbelastung. Während beträchtlicher Aufwand zur Bestimmung der Pfeilerstärke gemacht wurde, wurde der anderen Hälfte der Sicherheitsfaktorsgleichung nicht die gleiche Aufmerksamkeit gewidmet. Die auf die Pfeiler wirkende Last wurde immer unter Verwendung der Tributary Area Theory (TAT) berechnet. Diese Arbeit fast neuere Studien betreffend der Belastung von Kohlepfeilern unter Verwendung verschiedener numerischer Modelle zusammen. Die Schlussfolderung ist, daß obwohl unter bestimmten Vorraussetzungen bedeutende Unterschiede existieren, nach wie vor ein bezwingendes Argument besteht TAT in der Kohlepfeilerauslegung zu verwenden.

Jan 1, 2003

By A. Pellegrino, F. Collin, C. Guiducci, R. Charlier

A numerical approach for modeling coupled Hydro-Mechanical fracture behavior in 2D is presented in this paper. This approach accounts for the strong dependence of the flow characteristics on fracture apertures and offers an anisotropic description of the flow propagation in the fracture. An interface finite element and a constitutive model are developed . In order to validate the applicability of the model to general geomechanic problems, 2D simulations were performed. Results show the good application of the mathematical model and the fundamental hydraulic role played by the fractures. In diesem Beitrag wird ein Stoffgesetz vorgeschlagen um hydromechanisches Kluftverhalten numerisch zu Modellieren. Dieser Vorgang nimmt die starke Abhängigkeit der Fliesseigenschaften von der Kluftöffnung mit in Anbetracht. Ein Interfaceelement und ein Stoffgesetz wurden entwickelt. Zum validieren der Anwendbarkeit dieses Modells wurden 2D Simulationen durchgeführt. Ergebnisse haben gezeigt dass das mathematische Model anwendbar ist und dass Klüfte eine fundamentale hydraulische Rolle spielen. Une approche numérique pour la modélisation du comportement couplé hydro-mécanique des fractures en 2D est présentée dans ce papier. Cette approche prend en compte la forte dépendance des caractéristiques du flux de fluide sur les ouvertures des fractures et présente une description anisotrope de la propagation du flux dans la fracture. Un élément fini d'interface et un modèle constitutif sont développés. Dans le but de valider l'applicabilité du modèle à des problèmes généraux de géomécanique, des simulations 2D ont été réalisées. Les résultats montrent la bonne application du modèle mathématique et le rôle hydraulique fondamental joué par les fractures.

Jan 1, 2003

By O. Bazhko, F. D. L. Uahengo, Y. R. S. Hara

Although the conventional acid-reductive leaching method effectively extracts copper (Cu) and cobalt (Co) from Cu–Co oxide ores, efforts to enhance hydrometallurgical performance are ongoing. This study evaluates the influence of sulphuric acid (H2SO4) and sodium metabisulphite (Na2S2O5) on metal extraction from Zebesha Cu–Co oxide ore using ferrous sulphate heptahydrate (FeSO4·7H2O) and ferric sulphate (Fe2(SO4)3) as lixiviants. Ore samples (<150 μm) were leached at ambient temperature for two hours, and metal concentrations were determined via X-ray fluorescence analysis. In the FeSO4·7H2O system, Co, Mn, and Ni recoveries increased w=ith Na2S2O5 concentration, reaching a maximum of approximately 80% Co at 150 kg/t, while Cu recovery remained below 5%. Conversely, with Fe2(SO4)3, Cu recovery peaked at 88% at 50 kg/t Na2S2O5, then declined to 79% at 150 kg/t. The addition of H2SO4 improved metal recoveries in both systems. Notably, 60 kg/t H2SO4 yielded 92% Cu extraction in Fe2(SO4)3, while Co, Ni, and Mn remained below 40%. However, in FeSO4·7H2O, Co recovery improved from 40% to 84%. These findings suggest Na2S2O5 is more effective for cobalt extraction with FeSO4·7H2O, whereas H2SO4 enhances copper extraction in Fe2(SO4)3.

Oct 24, 2025

By S. Burks

This paper develops the themes explored by the authors at the Fourth International Platinum Conference,. Optimization techniques can be used to significantly increase the value of mining businesses by enabling better long-term planning decisions. Open pit and underground mine design, mine scheduling, cut-off grade and blending, stockpiling, and the linking of these to flexible elements of the metallurgical recovery processes are all evaluated together. Transport or sale of intermediate products and the requirements of the product metal markets can also be considered. Experience shows that net present value (NPV) can potentially be increased by 5-35 per cent or more, usually even before the expenditure of significant amounts of project capital. The case studies presented include: > An existing operation with multiple open pits and PGM concentrators linked to offsite downstream processing facilities, and with infrastructure constraints for which the scheduling of current operations and the potential for expansion were investigated > An existing operation with an integrated portfolio of mines, concentrators, smelter, and refinery, for which the various possible sources of ore for processing were prioritized to match the downstream process plant constraints and the product markets > An underground operation in Zimbabwe for which the optimum mining width was calculated and expansion plans were evaluated > An underground mine with many separate mining sections, for which a revised schedule was developed aiming to keep the shaft system and processing plant at capacity with the highest net value material available at any time throughout the life of mine. In the concluding section of the paper, a few brief notes are included suggesting how the strategic recommendations from enterprise optimization studies may be implemented by the owner&apos;s team.

Jan 1, 2013