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The injection of grouting compounds into the consolidated rock surrounding underground mine workings has long been practiced for the purpose of sealing against water flows. In more recent times however, grout injection has also found application for the purpose of rock mass reinforcement. Mines in Europe,America, Australia and elsewhere now make use of significant quantities of chemical grouts in both preventative and remedial strata control work.   Despite the increasing usage of grouting for these purposes, there is limited knowledge about the effects of grout injection on the rock mass, and acceptance of the method is by no means universal. In some cases grouting has been applied with little understanding of the factors that control its effectiveness, and disappointing results have been obtained.   This paper reviews the basic concepts of how grout injection may contribute to the control of rock surrounding underground mine excavations, and highlights the factors which may serve to limit the efficacy of the method and the uncertainties that complicate the appraisal of grouting as a method of strata control.

Jan 1, 1994

By James J. Olson

Most of the projects summarized in this paper are funded under the Bureau's Advancing Metal-Nonmetal Mining Technology program and are part of the in situ mining subprogram coordinated at the Twin Cities Mining Research Center. The borehole mining equipment development, are funded under the Bureau's Advancing Coal Mining Technology program, is essential to accelerated progress in the in situ mining subprogram, and some background information on this concept is included. The initial in situ research projects started in 1971-72 evaluated some of the critical blast design parameters for in situ copper leaching. The present program totals about $1 million per year and includes in-house research projects, cooperative (cost-sharing) projects with the mining industry, and research and development contracts. Two different extraction schemes are under investigation: inplace leaching and borehole (or slurry) mining. The principal commodity targets for the Bureau's improved in situ mining technologies include copper, uranium, coal, and potash. The principal purpose of this paper is to inform the mining industry of the in situ mining research recently completed or being conducted by the Bureau of Mines. In addition the Bureau encourages companies to comment on the program accomplishments as well as offer suggestions on top priority research needs for improving the in situ mining methods described in this paper.

Jan 1, 1977

By W. Collingwood, K. V. Raj, S. Bandopadhyay

In the mining industry, computational fluid dynamics (CFD) modeling is used extensively to simulate air flow in underground mines. CFD modeling of pollutant transport in openpit mines is relatively new. Modeling the actual pit geometry of an openpit mine and the open domain is complex. The complexity is primarily due to the faceted geometry of an openpit mine with its numerous associated sharp features. Important issues that are not considered carefully at the geometry level are generally propagated to the subsequent processes. Several challenges and pitfalls are encountered in modeling pollutant transport in openpit mines. These challenges and pitfalls are related to the geometry, meshing, boundary conditions and turbulence modeling parameterization. An appropriate mesh selection is critical. A detailed discussion of the meshing of the domain of an openpit mine is presented in this paper. The selection of an appropriate turbulence model, such as kappa-epsilon (κ-ε), large eddy simulation (LES), Reynolds stress model (RSM), etc., to obtain the best possible solution is equally significant. This paper discusses the various challenges in modeling the pollutant transport process in an openpit and some of the approaches adopted to address these challenges.

Jan 1, 2013

By Edward L. McHugh

In 1984, at the request of the Bureau of Land Management, the U.S. Bureau of Mines studied an 84,165-acre portion of the 84,935-acre Clover Mountains Wilderness Study Area (NV-050-139) in order to evaluates its identified mineral resources. The area studied is in Lincoln County, NV, about 90 miles north of Las Vegas, NV. No mineral resources were identified in the study area. Volcanic rocks are the most common in the study area, consisting mainly of a thick sequence of ignimbrites in a cauldron complex. Cambrian to Triassic marine sedimentary rocks and Cretaceous to Oligocene clastic rocks are along and partly inside the west and south sides of the study area. No mineral production ha s come from the study area, but gold, silver, copper, and fluorspar have been mined nearby. Eleven mines and prospects in or adjacent to the study area were examined. Workings inside the study area include two shafts, 10 and 60 ft deep, and eleven shallow prospect pits at four sites along the west edge.

Jan 1, 1987

By G. Huang, S. Vytla

Computational fluid dynamics (CFD) is a continually developing numerical technique by which complex fluid flow problems can be solved on computers. To be able to transfer CFD expertise to analyze and design a face-ventilation system, a comprehensive validation study of current CFD tools against mining-related benchmark experiments is required. In the last four years, such studies, funded by National In¬stitute for Occupational Safety and Health (NIOSH) under Grant #R01 CCR415822, were conducted in the Department of Mining Engineering at the University of Kentucky. A wide array of ventilation schemes and mining configurations were considered. Recently, an additional study was performed in cooperation with the NIOSH Pittsburgh Research Laboratory. This study was dedicated to the methane behavior in the empty (containing no equipment) face area with a blowing curtain and a 10. 7-m (35-ft) setback. In this paper, the authors present and discuss the computer-simulation data and compare them with data collected during the laboratory studies at the NIOSH lab.

By Lumena Glória de Souza Nunes

No tocante a qualidade da pelota de minério de ferro, a resistência à compressão é uma das propriedades mais importantes. Utilizando redes neurais artificiais este trabalho teve como principal objetivo a análise da influência de variáveis de processo na resistência à compressão da pelota queimada de minério de ferro. Para isso, foi analisado um banco de dados de 90 dias de produção de pelotas para alto forno de uma usina de pelotização do estado do Espírito Santo. Então desenvolveu-se um modelo matemático por rede neural artificial para predizer a resistência à compressão das pelotas de minério, que avaliou a influência de variáveis metalúrgicas, de ajustes de processo e operacionais. A rede neural mostrou-se capaz de prever a resistência a compressão de maneira satisfatória com um R² de 0,91. Por fim, constatou-se que o percentual de carbono fixo é a variável que possuí maior influência sobre a resistência à compressão, seguida pela velocidade de grelha e a basicidade binária.

Oct 30, 2017

By Severino Albani Junior

Descreve as atividades envolvidas no processo de inspeção e caldeiras de vasos de pressão instalados na usina ArcelorMittal Tubarão, localizada em Vitória - ES. Mostra que esses equipamentos possuem critérios rigorosos não somente para inspeção, mas também de fabricação e operação que necessitam obedecer a códigos de projetos e normas técnicas nacionais e internacionais com objetivo de garantir o funcionamento seguro. Aplica como ferramenta principal no suporte da gestão das atividades um sistema informatizado de manutenção, utilizado em toda usina. Utiliza como pilar na gestão das atividades de inspeção conceitos e ferramentas de planejamento, programação e controle e mostra a complexidade de fazer o controle dessas inspeções numa usina do porte dessa Siderúrgica, que possui uma planta industrial enorme tanto no tamanho, quanto no número de equipamentos e processos existentes. Destaca um grande avanço nos resultados obtidos na gestão das atividades de inspeção dos vasos de pressão e caldeira da ArcelorMittal Tubarão.

Aug 7, 2018

By Marcos Vinícius Fonseca Ferreira

Questões socioambientais têm maximizado a permuta entre o uso de materiais sintéticos para o uso de materiais naturais. A fibra de fique disposta no presente trabalho na forma de tecido, extraída do folha da planta do fique (Furcraea Andina) demonstra grande potencialidade como reforço de compósito polimérico. Nos corpos de prova para os ensaios, as camadas de tecido foram misturadas à resina epoxídica DGEBA/TETA e justapostas sob pressão em um molde retangular metálico à temperatura ambiente por 24 horas. A quantidade de tecido de fique nos corpos de prova gerados, foram de até 5 camadas, cortados a partir das dimensões matriciais, seguindo a norma ASTM D256. Testados e após analisados por microscopia de varredura eletrônica (MEV). Pode-se notar o aumento significante da resistência ao impacto de acordo com o crescimento numérico de camadas fibrosas que reforçaram o compósito. Tal performance pode ser associada ao mecanismo de fratura, gerada da interação entre o tecido de fique e a matriz.

Oct 30, 2017

By Jocemir da Silva Santos

A água bruta captada no Canal São Francisco abastece a estação de tratamento de água (ETA) e alimenta todo o Complexo Siderúrgico da TKCSA e tem como uma das principais características de qualidade um elevado indice de corrosividade representado por milésimo de polegada por ano expressos em “mpy” devido à baixa alcalinidade e proximidades da bacia de Sepetiba sofrendo impactos da cunha salina em períodos de maré alta e redução de vazão do canal São Francisco em função de períodos de pouca chuva. A fim de evitar prejuízos aos processos e elevados custos de manutenção a TKCSA investe em controles e monitoramentos de taxas de corrosão desde a agua produzida pela estação de tratamento até a entrega aos consumidores internos, através da aplicação de produtos químicos inibidores de corrosão específicos e controle online de monitoramento de taxas de corrosão obtendo melhora na estabilização do processo e ganhos financeiros significativos com o desenvolvimento de novos fornecedores e redução de manutenção de redes de distribuição.

Oct 30, 2017

By S. Durapraj, R. T. Masethe, U. Maqina, A. C. Adoko

This study investigates seismicity and rockburst control within the Merensky Reef and UG2 orebody of an intermediate-depth platinum mine located in South Africa's Bushveld Complex. Utilising a mine-wide seismic monitoring system, over 1,900 seismic events were recorded between April 2023 and May 2024, revealing complex seismic patterns driven by mining-induced stress changes. The largest event, with a magnitude of ML 2.0, underscores the seismic risks associated with mining at increasing depths. Key findings include the spatial and temporal variability of seismic events, with high seismic activity observed near pillars and geological structures. A significant portion of events correlated with pillar and foundation failures. Moment tensor analysis identified dominant failure modes, such as stress-driven fracture closures and dynamic pillar failures. To mitigate risks, the study emphasises advanced support system redesign and rockburst risk assessment using the rockburst damage potential (RDP) method. The research highlights the importance of monitoring, geotechnical compliance, and adaptive designs in enhancing safety and reducing seismic hazards in underground mining operations. The study applied the RDP framework, classifying damage across R1 to R5 scales, where most instances fell into low-risk categories (R1 and R3), indicating minor to moderate damage. However, data limitations and the tabular stoping method's complexity led to inconclusive results, highlighting the need for more robust data and customised risk assessment tools. Despite these challenges, the RDP approach provided valuable insights into rockburst mechanisms and the effectiveness of existing support systems.

Jan 12, 2025

By Filipe Arthur Firmino Monhol

O setor de mineração gasta milhões de dólares com a utilização de combustíveis fósseis nos seus mais variados processos, como, por exemplo, em fornos de pelotização. Paralelamente a isso, a humanidade está produzindo cada vez mais resíduos e nestes existe um potencial energético que não pode ser negligenciado devido a situação de grande demanda em que se encontra a sociedade. Assim, a reciclagem energética desses resíduos pode aliar os conceitos de sustentabilidade e economia. A utilização de resíduos como fonte energética pode, assim, além de gerar uma grande economia ao setor, aumenta significativamente a contribuição ambiental do mesmo. Portanto esse trabalho faz uma análise de viabilidade do uso de resíduos sólidos, que são transformados em combustíveis fluidos através das tecnologias da gaseificação e da pirólise, para utilização em fornos de pelotização de minério de ferro. Diferentes tipos de resíduos são propostos. Foram realizados alguns ensaios para se obter a capacidade energética desses materiais. Os resíduos se mostraram altamente energéticos e uma excelente alternativa à demanda industrial.

Aug 8, 2018

By Artur Fernando de Vito Júnior

Caracterizar propriedades de resistência à propagação de trinca em aços é um elemento central em métodos de avaliação de integridade estrutural. Tal caracterização, normalmente se dá por meio da obtenção de curvas de resistência à propagação estável de defeitos (curvas J-R) do material. Sendo assim, para tornar este estudo mais amplo, serão obtidas curvas J-R de um aço estrutural com o objetivo de elaborar um roteiro metodológico para obtenção de curvas J-R. O ensaio de tenacidade à fratura para obtenção da curva J-R foi conduzido utilizando a técnica do corpo de prova único (single specimen) empregando o método da flexibilidade no descarregamento (unloading compliance), segundo a norma de ensaios ASTM E1820. Para este estudo, foram utilizados corpos de prova compactos C(T) de espessura B=10,0 mm, largura W=2B e uma relação aproximada entre o tamanho de trinca (a) e a largura, a/W=0,5.

Aug 8, 2018

By G. C. McLachlan

Two papers dealing with Noranda's milling operations have already been presented. The first1 of these covered the initial metallurgical problems connected with the treatment of the ore, while the second2 described the development of the mill from a 500-ton unit in 1928 to one with a daily capacity of 3000 tons less than six years later. At the time the second paper was written the equipment whirh had been installed to bring the mill capacity up to 3000 tons was being tuned into production and for this reason, though each step had previously been tested by a large-scale pilot operation, it was thought advisable to withhold metallurgical data until any starting-up difficulties had been overcome and anticipated requirements fulfilled. These requirements called for an improvement in gold recovery without any lowering of the previous ratio of concentration, and the pages that follow deal with the methods by which this result was obtained. An idea of the character of Noranda concentrating ore will be gained from an inspection of the following mineralogical analysis of the ore treated by the mill during 1933: MineRal Content Mineral ConteNt Chalcopyrite, per cent..... 6.8 Silica and silicates, per cent............ 18.3 Pyrite, per cent........... 22.1 Gold, native and as telluride, oz. per ton 0.15 Pyrrhotite, per cent....... 51.5 Silver, probably as argentite, oz. per tou 0.35 Magnetite, per cent....... 0.5 Thesr figures, which are typical, show that over 73 per cent of the ore treated consists of pyrite and pyrrhotite. Determirnation of the proportion of unrecovered gold associated with each of these minerals was therefore of primary importance in developing a suitable method for improving gold recovery. As pyrrhotite is magnetic, this information was obtained by making magnetic sorting tests on samples of the mill tailing and screening the material thus segregated. This showed that the magnebtic material finer

Jan 1, 1935

By Guery Augusto Echeverria Martínez

O profissional brasileiro tem uma grande capacidade em criar soluções. Na área de trefilação o resultado desta criatividade é facilmente encontrado em diversos pontos do processo. No entanto esta capacidade não segue um roteiro, simples ou complexo, de tal forma a possibilitar respostas inovativas em alto nível e por toda a equipe da organização. Este trabalho propõe o ensino da metodologia TRIZ e de ferramentas auxiliares a todos os colaboradores das trefilarias. A TRIZ é uma metodologia sistemática, isto é baseado em regras, o que permite a obtenção de uma solução direcionada, portanto, muito mais assertiva no processo de inovação. A natural criatividade do profissional brasileiro pode ser amplificada com o aprendizado de uma metodologia que sistematize o desenvolvimento de novas soluções para antigos e novos problemas no processo de trefilação. O aprendizado das ferramentas básicas de TRIZ, associado a outras ferramentas, podem tornar os profissionais da área de trefilação mais confiantes e efetivos na análise de problemas, geração de ideias e prevenção de falhas.

Aug 16, 2017

By José Hugo de Carvalho Souza

Buscando melhorar a detecção das causas de falhas em equipamentos pela equipe no setor de trefilados e ampliados, o tempo de reparo de manutenção, diagnóstico de desempenho dos processos e melhoria na segurança operacional, foi criado um sistema de informação integrado de engenharia de manutenção e processos, com plataforma de carta de controle online e off-line integrada, monitorando aproximadamente quatro mil e trezentas variáveis de processos analógicas e digitais, adicionadas câmeras IP nos processos e desenvolvido um sistema de rastreabilidade de volumes produzidos que garante o correto apontamento de produção da área, minimizando dessa forma as divergências de inventário. A criação da rede integrada, permite unificar as comunicações de automação, possibilitando monitoramento e modificações das lógicas nos PLCs na central da automação, agilizando os diagnósticos e padronizando backups. A partir das implementações e projetos, foi possível aumentar no período de 12 meses em 5,5% a produtividade e otimizar em 2,9% o resultado de interrupção de manutenção dos equipamentos.

Aug 16, 2017

By LJ Aspinall, Paulo Sérgio Soares Santiago

Monitorar adequadamente a qualidade da água em sistemas de resfriamento é fundamental para assegurar um bom condicionamento de seus indicadores chave de desempenho: a corrosão, a incrustação, a formação de depósitos e a atividade microbiológica, de forma que as unidades operacionais possam atingir suas metas com relação aos seus respectivos índices chaves de performance do processo industrial. Enquanto a confiabilidade deste monitoramento em antever problemas assume, então, elevada importância, os métodos utilizados até o presente na indústria não têm efetivamente fornecido resultados realísticos pela ausência de troca térmica nos dispositivos usados. A Knew Value desenvolveu e patenteou uma nova tecnologia, o Sentinel, que permite aplicar métodos inovadores de monitoramento on-line, permitindo realizar simulações em condições críticas de velocidade de escoamento e temperatura de película e atingindo excelência em monitoramento de indicadores chaves de desempenho do tratamento químico aplicado em sistemas de resfriamento. O objetivo deste trabalho é apresentar esta tecnologia e casos históricos de desempenho.

Aug 1, 2019

By Bruno Souza Fernandes

Eixos são componentes utilizados para transmissão de movimento e energia em máquinas. Os eixos são sujeitos à fadiga, visto que são submetidos à esforços combinados de flexão e torção cíclica. No presente estudo foi feita a análise de falha de eixo de uma bomba de alimentação de ureia fundida de uma fábrica de fertilizantes. Foram realizadas inspeção visual, fractografia, metalografia. A falha foi associada à concentração de tensões no raio da chaveta e ranhuras de usinagem, o que causou a fadiga.

Aug 16, 2017

By R. W. O. Kersten, J. D. Austin

A questionnaire was circulated in 1986 that had the objective of establishing the type of material that members would like to see featured in the Journal of The South African Institute of Mining and Metallurgy. The questionnaire contained five main questions involving the following:

Jan 1, 1987

By L. Yuan

To reduce fire hazards from spontaneous combustion of coal in longwall gob areas, a series of computational fluid dynamics (CFD) simulations were conducted by National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) to model the spontaneous heating of coal in longwall gob areas. The previous modeling results demonstrate that spontaneous heating of coal usually occurred behind the longwall shields and along the face with a bleeder ventilation system. Assuming a stationary longwall face, the spontaneous heating could turn to a spontaneous fire in several days for the most reactive coal under favorable conditions. When the longwall face advances, the spontaneous heating process will be significantly affected. In this study, the effect of longwall face advance on the spontaneous heating in the gob area is investigated using the CFD model developed in previous studies. One longwall panel with a bleeder ventilation system is simulated. The width of the panel is 300 m, while the length of the panel is changed between 1,000 to 2,000 m. The same permeability and porosity profiles are used for gobs with different lengths. The spontaneous heating first develops in the gob when the longwall face is stationary. Then, the face advances at a certain rate. The face advance is simulated as a series of discrete movements, and the effect of the face advance on the maximum temperature developed during the face stoppage is examined. Disclaimer: The findings and conclusions in this report are those of the authors and do not necessarily represent the views of the National Institute for Occupational Safety and Health.

Jan 1, 2009

By J. Drelich

The highly-efficient and economically-feasible technology for bitumen recovery from US oil sands using a water extraction approach was developed at the end of the last century. This water-based bitumen extraction process has been optimized based on observations and analysis of microscopic mechanisms of bitumen release from oil sands and the bitumen transfer to a froth product as well as measurements of interfacial properties of bitumen. The wetting mechanisms that occur in the diluent-assisted water-based processing of US oil sands include bitumen film rupture and recession on sand grains and bitumen transfer to nucleated and injected gas bubbles. These mechanisms are reviewed in this contribution.

Jan 1, 2007