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By Z. Hou

ABSTRACT: Short-term strength, damage and healing boundaries for rock salt are experimentally determined and integrated into the Hou/Lux-MDS damage-healing model. This model can be used to describe the mechanical behaviour of rock salt during a damaging process (under high stress to strength ratios) as well as during a healing process (under very low stress to strength ratios with high confining pressure). The development of the damage and the stress to strength ratio in the excavation damaged zone (EDZ) of a storage cavern under a minimum internal pressure as well as the development of the healing of damage and the stress to strength ratio under a subsequent maximum internal pressure are investigated project-related. The results of the investigation make it possible to shift the permissible minimum pressure boundary down, allowing the optimisation of decisive economic characteristics of storage caverns. RÉSUMÉ: Le comportement court terme, l’endommagement et les conditions de colmatage pour le sel gemme ont été étudiés expérimentalement et intégrés dans le model endommagement-colmatage Hou/Lux-MDS. Ce modèle permet de décrire le comportement mécanique de sel gemme pendant le processus d’endommagement (sous fort rapport contrainte-résistance) et le comportement du processus de colmatage sous très faible rapport contrainte-résistance avec forte pression de confinement. Le développement d’endommagement et le rapport de contrainte-résistance dans une zone d’endommagée (EDZ) d’une cavité de stockage avec un maximum de pression de soutènement ont été étudiés. Les résultats de cette étude permettent de conclure qu’il est possible de baisser la pression de soutènement, et par conséquent d’optimiser les caractéristiques économiques décisives des cavité de stockage. ZUSAMENFASSUNG: Für Steinsalz werden Festigkeits-, Schädigungs- und Verheilungsgrenze experimentell ermittelt und in das Schädigungs-Verheilungs-Modell Hou/Lux-MDS integriert. Damit kann das mechanische Verhalten von Steinsalz sowohl bei einem Schädigungsprozess (mit hohen Ausnutzungsgraden) wie auch bei einem Verheilungsprozess (mit niedrigen Ausnutzungsgraden) beschrieben werden. Projektbezogen werden die Schädigungs- und Ausnutzungsgradentwicklung in der Auflockerungszone einer Speicherkaverne unter einem minimalen Innendruck sowie die Verheilungs- und Ausnutzungsgradentwicklung unter einem anschließenden maximalen Innendruck untersucht. Die Untersuchungsergebnisse erlauben, die zulässige Minimaldruckgrenze nach unten zu verschieben, so dass entscheidende wirtschaftliche Kenngrößen von Speicherkavernen optimiert werden können.

Jan 1, 2003

By P. He

Abstract This paper introduces the test results of dark-gray calcium-shale, discusses the infection of strength characteristic and deformation characteristic due to the angle between structural planes. Keywords calcium-shale, failure form, strength, deformation characteristic, structural planes. Zusammenfassung: basier auf der Anwendung von Problematik des Felsenbauprojektes und Beschaffenheit Felsen unter Beaugnshme auf den Zustand des Druckes von einzeler Welle legt dieser Text dar, wie der Winkel der Schichtstrukturflaeche des schwarzgrau kalziumhaltigen Schieferblocks auf die Zerstoerungs-, Intensitaets- und Deformationseigenschaften einwirkt. Schluesselwoerter: schwarzgrau kalziumhaltigen Schiefer, Zerstoerungseigenschften, Intensitaetseigenschften, Deformationseigenschaften, Flaeche dar Schichtstruktur. Résumé – En fonction de la configuration du massif rocheux sous l’état de la contrainte de pression axiale simple et de la pratique de l’ingénierie de roches, le présent article fait la déscription concernant l’influence de l’inclinaison ? de la couche de structure stratifiée du bloc de schiste calcaire gris noir sur ses caractéristiques de destruction, sa spécificité de résistance ainsi que sa nature de déformation. Mot clés – Schiste calcaire gris noir, Caractéristiques de destruction, Spécificité de résistance, Nature de déformation, Couche de structure stratifiée

Jan 1, 2003

By C. Musingwini, G. Njowa, M. Burnett, C. C. Birch

From 2022 to 2040, the global demand for mineral commodities is projected to increase by fourfold to six-fold, largely due to traditional drivers such as population growth and urbanisation compounded by the adoption of decarbonisation technologies that are more mineral intensive than fossil fuel technologies. To meet this projected demand, companies operating in the minerals industry should accelerate the development of mineral projects. Since most of the companies generally operate in multiple geographical, regulatory or legislative jurisdictions, it is critical that the information on Mineral Resources and Mineral Reserves they report on in the public domain should be comparable and consistent across different jurisdictions. The Committee for Mineral Reserves International Reporting Standards fosters alignment of national and regional mineral reporting codes through an internationally accepted template that creates common technical understanding of definitions, classification, estimation processes and the Public Reporting of Exploration Results, Mineral Resources, and Mineral Reserves. The Committee for Mineral Reserves International Reporting Standards Template-based codes guide reporting at respective national and regional levels. Since mine planning is critical in the conversion of mineral resources to mineral reserves, a shared technical understanding should aid comparability of mine planning results. However, differences persist in the way mine planning results are reported. Unlike most previous studies, which have primarily focused on comparing mineral reporting codes, this paper updates and extends such comparisons by exploring how similarities or differences in reporting should influence the mine planning process. It also recommends some principle and process changes to assist mine planning professionals to improve consistency and comparability in reporting mine planning results.

Mar 30, 2026

By T. Saito, S. Murata

An original concept of JRC-diagram that can evaluate JRC and its size-effect by using a fractal model was proposed. In order to confirm the applicability of the JRC-diagram, first, JRC of the tensile fracture surfaces of a granite and a sandstone were evaluated by both the JRC-diagram and Barton's JRC-profiles, and then, it was compared with the JRC inversely calculated from the peak shear strength that is obtained from the shear test for each fracture using Barton's empirical equation. As a result, JRC evaluated by the JRC-profiles was much smaller than the inversely calculated JRC. On the other hand, it became clear that JRC evaluated by the JRC-diagram is almost the same with the inversely calculated JRC, if the size of interlocking is evaluated correctly. Therefore, for the JRC evaluation, it is thought that the JRC-diagram is more applicable than the JRC-profiles. Als ein neues Verfahren zur Bewertung des Rauheitsindexes JRC für die Bruchfläche von Felsenschichten anhand eines fraktalen Modells, wobei auch der Maßeffekt berücksichtigt wird, wird ein JRC-Diagramm vorgeschlagen. Um die Angemessenheit der Bewertung vom JRC mit diesem JRC-Diagramm festzustellen, wurden die JRC-Werte an einer Bruchfläche zwischen Granit und Sandstein sowohl mit dem JRC-Diagramm als auch mit dem herkömmlichen JRC-Profilverfahren bewertet. Anschließend wurden die durch die beiden Verfahren ermittelten Werten mit den JRC-Werten verglichen, die von den Schertestergebnissen mit Hilfe von Bartonschen Erfahrungsformel zurückgerechnet werden können. Daraus ergab sich, daß das JRC-Profilverfahren ziemlich kleinere JRC-Werte gibt als bei der Zurückrechnung, während die JRC-Werte durch das JRC-Diagramm unter entsprechender Bewertung des Ineinandergreifungsmaßes an der Bruchfläche beinahe gleich sind wie die zurückgerechneten Werte. Diese Tatsache weist darauf hin, daß das JRC-Diagramm eine bessere JRC-Bewertungsmethode als das JRC-Profilverfahren darstellt. Nous avons proposé le diagramme JRC, nouvelle méthode d'évaluer JRC qui est un indice de rugosité superficielle d'une fracture de roche à l'aide du modèle de fracturation, compte tenu de son effet d'échelle. Pour vérifier la validité de JRC évalué au moyen de ce diagramme, nous avons évalué JRC d'une fracture de roche, granite et grès, par le diagramme JRC et le profil JRC, méthode conventionnelle, et les résultats ainsi obtenus ont été comparés avec la valeur de JRC calculée en sens inverse à l'aide de la formule empirique Barton sur la base des résultats de l'essai de cisaillement des fractures. Il en résulte que la valeur de JRC obtenue par le profil JRC était assez faible en comparaison avec la valeur calculée en sens inverse alors que celle de JRC obtenue par le diagramme JRC correspondait approximativement à la valeur calculée en sens inverse à condition d'évaluer l'échelle d'endentement d'une fracture. Par conséquent, nous considérons que le diagramme JRC est une meilleure méthode d'évaluation de JRC par rapport au profil JRC.

Jan 1, 2003

By K. G. Philo, R. C. W. Webber-Youngman

mining, where data-driven decision making optimizes resource extraction, enhances safety, and ensures sustainability. The adoption of digital technologies like artificial intelligence (AI) and the Internet of Things has amplified the importance of digital information. However, the integrity and security of this information are paramount, leading to the exploration of blockchain technology as a potential solution for secure digital value exchange in mining. This research examines blockchain's capabilities, drawing insights from its applications in sectors like banking, government, healthcare, and entertainment, and evaluates their relevance to mining's core value chain processes. The study identifies blockchain's distributed ledger technology, cryptographic security, and decentralization as unique advantages that can revolutionize mining by enhancing transaction speed, reducing costs, and improving supply chain transparency and compliance with sustainability standards. Blockchain's transparent and auditable records can enhance business transparency, fostering trust among stakeholders, including investors and regulatory bodies. The technology's consensus mechanisms and smart contracts further promote trust in collaborative ventures. This research provides a foundational understanding for decision-makers in the mining industry to evaluate blockchain's feasibility and potential return on investment, guiding strategic planning and resource allocation for blockchain applications. By leveraging blockchain, mining companies can optimize operations, improve sustainability practices, and establish a robust foundation for future growth, positioning blockchain as a transformative technology in the sector

Jul 10, 2024

By J. -H. Wu, S. Nishiyama, Y. Ohnishi

The behaviors and stress distributions of the inclined jointed rock masses with different dip angles obtained from DDA are compared to the results of laboratory tests. By calculating the block stress distributions, it is confirmed that DDA can reproduce the arching around the trap door when lowering the trap door. The shapes of arching change with the angles of inclined layers. In addition, the earth pressures acting on the trap door shows non-symmetrical distributions when the layers are not horizontal. The stress concentration occurs in one side of the rock masses close to the trap door. Furthermore, the surface settlements are also related to the inclined angle, and the loosening zone in rock masses can be different from Terzghi’s theory [1]. Since, simulations have good agreements with the laboratory test , it demonstrates the applicability of DDA to explain the mechanical behaviors of tunnel, such as arching phenomenon, non-symmetrical earth pressure distributions acting on the trap door, and the surface settlement profile in the jointed rock masses. Dans cet article est décrite l’étude numérique du perçage d’un tunnel dans un massif de couches rocheuses jointes inclinées. La simulation à l’aide de l’Analyse de Déformation Discontinue (DDA), en faisant varier l’angle d’inclinaison des couches de roche, nous apporte des résultats en termes de distributions de contraintes et de comportement des couches, résultats qui sont ensuite comparés avec des résultats de tests en laboratoire. Les résultats confirment le fait que la DDA est capable de reproduire le phénomène d’arcage autour de la trappe lorsque la trappe s’abaisse. Les formes d’arcage varient selon l’angle d’inclinaison des couches de roche. Par ailleurs, lorsque les couches ne sont pas horizontales, la distribution de pression agissant sur la trappe est assymmétrique. La concentration de contraintes se produit du coté proche de la trappe. De plus, les tassements de surface dépendent eux aussi de l’angle d’inclinaison. En conséquence, les résultats de simulation sont en accord avec les tests en laboratoire, ce qui prouve que la DDA permet d’expliquer des comportements mécaniques du tunnel tels que l’arcage, les distributions assymmétiques de pression du sol sur la trappe, ainsi que le profil du tassement de surface dans la masse de roches jointes. Dieser Beitrag beschreibt eine numerische Studie über Tunnel im geklüftetem Fels. Das Verhalten und die Druckverteilungen in den unterschiedlich geneigten und geklüfteten Felsenmassen wird mit Hilfe des Discontinuous Deformation Analysis Programms (DDA) simuliert, und mit Laborversuchen verglichen. Die Resultate bestätigen, dass DDA der Gewölbewirkung im „Trapdoor“ Experiment gut reproduzieren kann. Die Form des Gewölbes, ändert sich mit unterschiedlichen Neigungswinkeln der Schichten. Bei geneigten Schichten entstehen unsymmetrische Druckverteilungen. Auch die Oberflächenabsenkung ist von dem Neigungswinkel abhängig. Die gute Übereinstimmung der Simulationen mit den Laborversuchen zeigt, dass die DDA-Methode gut geeignet ist, um das mechanische Verhalten von Tunneln, wie z.B. den Effekt der Gewölbewirkung, die unsymmetrischen Druckverteilungen bei geneigten Schichten, oder die Oberflächenabsenkung in geklüfteten Felsenmassen, zu erklären.

Jan 1, 2003

By D. Grabowski, Z. Pokryszka

ABSTRACT: Some residential areas of the iron basin of Lorraine (in the North-East of France) are affected by noxious gas emissions (under oxygenated, carbon dioxide loaded and radon loaded gas mixtures). Site investigations showed that the gas flow was mainly due to natural thermal air circulation between old mines and the external atmosphere. The main hazards associated with this flow of gas and its potential accumulation in confined volumes within buildings are asphyxiation and intoxication. A further study is in progress in order to better understand the origin of the gas generation within the old iron mine workings. Following the first hypothesis, the carbon dioxide emission is mainly due to the specific hydro-geo-chemical process associating the pyrite oxidation with the acid dissolution of carbonates. KEY-WORDS : gas, emission, mine, flow, pyrite. ZUSAMMENFASSUNG: Einige Wohngebiete der Eisenmulde Lothringen (im Nordöst Frankreich) werden von Ausgasung gesundsheitsschädlichen sauerstoffarmen Mischungen, die mit Kohlendioxid und Radon beladen sind, betroffen. Untersuchungen am Ort haben gezeigt, wie diese Gasstroemung von natürlichem thermischen Luftumlauf zwischen den alten Bergwerken und der externen Atmosphäre ausgelöst wird. Erstickung und Vergiftung sind die wichtigste Risiken, die mit dieser Gasströmung und ihrer möglichen Speicherung in begrenzten Lokalen zusammenhängen. Eine weitere Untersuchung wird durchgefuehrt so dass man die Herkunft der Gaserzeugung in den alten Grubenräume besser versteht. Der ersten Hypothese folgend, Ausgasung von Kohlensäure liegt vor allem an dem hydro-geo-chemischen Prozess, der Pyritrösten mit der säuren Auflösung von Karbonate verbindet SCHLÜSSELWÖRTER: Gas, Ausgasung, Bergwerk, Strömung, Pyrit RESUME: Certaines agglomérations du bassin ferrifère lorrain (au Nord-Est de la France) sont affectées par des émanations de mélanges gazeux sous-oxygénés et chargés en certains gaz nocifs (dioxyde de carbone, radon…). Les investigations effectuées in situ ont montré que les écoulements gazeux à l’origine de ces émanations sont liées au phénomène de tirage naturel entre les anciens travaux miniers et la surface. Les principaux risques engendrés par ces émanations de gaz et son accumulation possible dans des endroits confinés sont l’asphyxie et l’intoxication. Une étude est en cours afin d’expliquer l’origine de la modification de l’air au sein des vieux travaux miniers. Les émissions de dioxyde de carbone seraient dues à des processus hydro-geo-chimiques associant l’oxydation de la pyrite et la dissolution de carbonates. MOTS CLES: gaz, émanation, mine, écoulement, pyrite.

Jan 1, 2003

By R. Katzenbach, M. Vogler, U. Adamietz

Abstract The design of deep excavation pits in rock mass is dependent as well on the mechanical properties of the rock mass as for example the orientation and the type of discontinuities like bedding planes, joints and fissures, the length of the discontinuities (persistence), the grade of weathering, the strength of rock mass, and the shear strength in the discontinuities, etc., and also on the respective boundary conditions specific for the project, and here especially the geometrical boundary conditions. The basic mutual influences and interactions between these boundary conditions are explained and exemplary presented at an excavation pit with a depth of 18,5 m, situated at a slope with a surface near groundwater table. Résumé La planification des excavations profondes dépend aussi bien de la qualité mécanique du roc, par exemple la location de la texture de la surface de moindre résistance, le degré de rupture, le degré de décomposition, la dureté du roc et la résistance limitée au cisaillement de la texture de la surface de moindre résistance que des conditions limitées spécifiques pour le projet, ici en particulier des conditions limitées géométriques. Les influences et interactions essentielles et mutuelles entre les conditions limitées isolées seront expliquées et présentées à l’aide d’une excavation 18,5 m de profondeur, située sur une pente où le niveau des eaux souterraines est près de la surface. Kurzfassung Die Planung tiefer Baugruben im Fels hängt sowohl von den mechanischen Eigenschaften des Fels wie z.B. der räumlichen Lage des Trennflächengefüges, dem Durchtrennungsgrad, dem Verwitterungsgrad, der Gesteinsfestigkeit sowie der Scherfestigkeit des Trennflächengefüges als auch von den projektspezifischen Randbedingungen hier insbesondere von den geometrischen Randbedingungen ab. Die wesentlichen gegenseitigen Einflüsse und Interaktionen zwischen den einzelnen Randbedingungen werden aufgezeigt und an einer 18,5 m tiefen Baugrube in Hanglage mit oberflächennahem Grundwasser vorgestellt.

Jan 1, 2003

By T. R. Curr, W. A. Gericke, J. Basson

South Africa is a leading player in the international ferro alloys industry. Historical factors that have contributed to this dominant position include an abundance of natural resources and relatively low cost electricity. A number of relatively recent developments are potentially threatening this position. These include new legislation affecting the mining and minerals industry, a shortage of some types of suitable reductants, depletion of surplus electricity generation capacity with resultant threat of real escalation of electricity prices and pressure resulting from the recent strengthening of the South African Rand. The industry is addressing these challenges in a number of ways to ensure long-term viability. Some of these measures include investments in more efficient technologies that have economy of scale benefits and are less dependent on expensive reductants and electricity. Local macro-economic impacts include new legislation regarding ownership of enter-prises, mineral rights and royalties on mineral sales, development plans for port and rail infrastructure, as well as initiatives to expand electricity generation and coke production capacity. The fundamentals for being a successful ferro alloy producer are still largely in place for South African producers. Therefore the South African ferro alloy industry will remain competitive and is well placed for continued growth in line with the international growth in ferro alloy demand. The industry should emerge leaner, more efficient and ready to respond to any future demands of the industry. This paper will cover the present status of the industry, the factors that are impacting thereon and a view on its future outlook.

Jan 1, 2007

By B. Genc

Safety in South African mines is a subject of significant interest, since many mining companies are experiencing production deficits due to safety-related stoppages. In this paper, safety data from the South African platinum mining sector is analysed for the period 2006 to 2010. The data was obtained from company annual reports as well as the Department of Mineral Resources, and analysis in the study is limited to injury and fatality data only. The overall safety performances of companies in the sector are compared, and opportunities for benchmarking and recognising potential sources of best practice amongst platinum miners are identified. Improving safety usually incurs a cost, and mining companies are particularly conscious of the importance of controlling costs. However, cost considerations often deal only with direct costs, and it has been shown that indirect costs are usually far more significant. Therefore, a greater safety spend will usually result in the creation of value for the mine since it will reduce the indirect costs associated with accidents. The results of some recent research in this area are presented. In this light, where available, the financial performances of mining companies in the sector, obtained from published annual results, are included in the benchmarking exercise to determine whether there is any correlation with safety performance.

Jan 1, 2012

By J. Autio, H. Malmlund

The excavation damage zone (EDZ) caused by drill and blast excavation consists of intense damage adjacent to the remaining half barrel of the blast hole, new fracturing induced by the blast and reactivation of pre-existing fractures. The properties of intense microfracturing adjacent to the half barrels of remaining blast holes are based on study of rock samples from ZEDEX-tunnel and it’s extension at Äspö and the Research tunnel at Olkiluoto in Finland. The new and reactivated fracturing is based on results of mapping of slots cut in the rock in ZEDEX-project. The zone of increased porosity adjacent to half barrels, which penetrates to a depth of some centimeters was studied by using novel 14C-PMMA method. The penetration of the radial fractures, which is an order of magnitude deeper, was studied by mapping using color penetrant. Results of EDZ studies carried out at Äspö HRL in Sweden and in Research Tunnel at Olkiluoto show that the properties of EDZ can be affected significantly by engineering design. The result imply that the additional pore volume caused by distinct fracturing around the blast holes caused by state-of-the-art smooth blasting technique could be of the same order as that of the damaged zone adjacent to the surface of the half barrels. Durch Bohr- und Sprengarbeiten entstandene Eigenschaften der Auflockerungszone: Die durch Bohr- und Sprengarbeiten entstandene Auflockerungszone besteht aus einem großen, an das Resthalbrohr des Bohrloches angrenzenden Schaden, neuer Rissbildung und einer Reaktivierung der bereits existierenden Risse. Die Eigenschaften einer immensen, an die Halbrohre der Restbohrlöcher angrenzenden Mikrorissbildung beruhen auf einer Studie über die aus dem ZEDEX-Tunnel gewonnenen Gesteinsproben und deren Fortsetzung im Untertage-Labor Äspö (Hard Rock Laboratory, HRL) in Schweden und im Forschungstunnel bei Olkiluoto in Finnland. Die neue und reaktivierte Rissbildung basiert auf den Auswertungsergebnissen der Schlitze, die bei dem ZEDEX-Projekt ins Gestein geschnitten wurden. Die Zone der vermehrten, an die Halbrohre angrenzenden Porösität, die in ein paar Zentimeter Tiefe eindringt, wurde anhand der neuen 14C-PMMA-Methode untersucht. Das Eindringen der etwas tiefer gelegenen radialen Risse wurde anhand eines farbigen Eindringungsmittels untersucht. Die in Äspö und Olkiluoto durchgeführten EDZ-Studien zeigen, dass die EDZ-Eigenschaften wesentlich durch Engineering Design beeinflusst werden können. Das durch Bohrarbeiten verursachte Hohlraumvolumen der Rissbildung um den Tunnel herum ist ähnlich wie das Hohlraumvolumen der Bruchzone um die Bohrlöcher herum. Caractéristiques d’une zone endommagée par le creusement résultant d’un creusement par forage et dynamitage: La zone endommagée par le creusement résultant d’un creusement par forage et dynamitage présente un endommagement intense adjacent au demi-cylindre restant du trou de mine, une nouvelle fracturation et la réactivation des fractures préexistantes. Les caractéristiques de la microfracturation intense adjacente aux demi-cylindres des trous de mine restants reposent sur l’étude des échantillons de roche en provenance du tunnel ZEDEX et de son extension au laboratoire souterrain d’Äspö (« Hard Rock Laboratory » ou HRL) en Suède et du tunnel de recherche d’Olkiluoto en Finlande. La fracturation nouvelle et réactivée repose sur les résultats du placement des rainures sur la roche dans le projet ZEDEX. La zone de porosité accrue adjacente aux demi-cylindres et pénétrant à une profondeur de quelques centimètres à fait l’objet d’études recourant à la nouvelle méthode 14C-PMMA. La pénétration des fractures radiales, considérablement plus profondes, a été étudiée par placement en utilisant un agent pénétrant coloré. Les résultats des études EDZ effectuées à Äspö et à Olkiluoto montrent que les caractéristiques de l’EDZ sont susceptibles d’être affectées de manière significative par la conception technique. Le volume vide de fracturation résultant du dynamitage autour du tunnel est du même ordre que celui de la zone concassée autour des trous de mine.service.

Jan 1, 2003

By K. Sugawara, Y. Hirakawa, A. Sato

The rock mass properties such as deformability and permeability are highly dependent on the existence of cracks. The Ratio of Crack Opening Dependency (RCOD) was proposed as a new index to evaluate the deformability of infinite jointed rock mass. The RCOD is defined as the ratio of total amount of crack opening and the total deformation of jointed rock mass. The theoretical relation between the RCOD and the effective compliance of jointed rock mass is discussed and confirmed through two-dimensional numerical analysis by the SC-DDM, together with the applicability to the rock engineering. Les propriétés de masse rocheuse telles que la déformabilité et la perméabilité sont très dépendantes de l'existence de fissures. Le rapport de dépendance d'ouverture des fissures a été proposé comme un nouvel index d'évaluation de la déformabilité de masse rocheuse à assemblage infini. Le rapport de dépendance d'ouverture des fissures est défini comme étant le pourcentage de quantité totale d'ouverture des fissures et de déformation totale de la masse rocheuse assemblée. Le rapport théorique entre le rapport de dépendance d'ouverture des fissures et la compliance efficace de masse rocheuse assemblée sont traités et confirmés au travers d'une analyse numérique à deux dimensions par SC-DDM en même temps que l'applicabilité à l'ingénierie des roches. Die Felsmasseneigenschaften wie Verformbarkeit und Durchlässigkeit sind hochgradig abhängig von dem Vorhandensein von Rissen. Das Verhältnis der Riss-Öffnungsabhängigkeit (RCOD) wurde als neuer Index der Verformbargkeit von infinit zerklüfteter Felsmasse vorgeschlagen. Der RCOD wird als Verhältnis der Gesamtmenge der Rissöffnungen und der Gesamtverformung der zerklüfteten Felsmasse definiert. Die theoretische Beziehung zwischen RCOD und der effektiven Verformbarkeit von zerklüfteter Felsmasse wird diskutiert und durch zweidimensionale numerische Analyse mit SC-DDM bestätigt, zusammen mit der Anwendbarkeit auf Bergbautechnik.

Jan 1, 2003

By A. Rejeb, A. Millard

ABSTRACT: An evaluation of the importance of the thermo-hydro-mechanical couplings (THM) on the performance assessment of a deep underground storage design has been made as part of the international DECOVALEX III project. It is a numerical study that simulates a generic repository configuration in the near field in a granite medium. The thermo-hydro-mechanical evolution of the whole configuration is simulated over a period of 100 years. The model used to represent the unsaturated behaviour of the various porous media makes allowance for moisture transfers through the effect of thermal and water gradients. The paper presents a comparison of the temperature, water pressure and stress fields obtained by TM, TH, HM and THM coupled calculations. The results demonstrate that temperature is hardly affected by the couplings. In contrast the influence of the couplings on the mechanical stresses is considerable. This is attributed to the key role that water has on bentonite swelling or shrinkage effects that are dependent on its saturation level variations. KEY WORDS: Modelling, thermo-hydro-mechanical couplings, temperature, pressure, stress. ZUSAMMENFASSUNG : Im Rahmen des internationalen Projekts DECOVALEX III wurde untersucht, wie groß der Einfluss thermisch-hydraulisch-mechanischer Kopplungen (THM) auf die Leistungsfähigkeit eines Konzeptes zur Lagerung hoch radioaktiver Abfälle zu bewerten ist. Bei dieser numerischen Behandlung wird eine generelle Lagerungskonfiguration in granitartigem Milieu simuliert. Die thermisch-hydraulisch-mechanischen Prozesse werden für eine Dauer von 100 Jahren simuliert. Bei dem Modell, mit dem das Verhalten der verschiedenen, unterschiedlich porösen Milieus in ungesättigtem Zustand dargestellt werden soll, werden die Feuchtigkeitstransporte infolge thermischer und hydraulischer Vorgänge berücksichtigt. Verglichen werden in diesem Artikel verschiedene Temperatur-, Wasserdruck- und Beanspruchungsfelder, die sich aus TM-, TH-, HM- und THM gekoppelten Berechnungen ergaben. Dabei stellte sich heraus, dass die Temperatur nur gering von den Kopplungen berührt wird. Die Einflüsse der Kopplungen auf die Mechanik sind hingegen bedeutend; ausschlaggebend dafür ist der Faktor Wasser, der den Bentonit je nach Sättigungsgrad quellen oder trocknen lässt. SCHLÜSSELWÖRTER: Modellbildung, thermisch-hydraulisch-mechanische Kopplungen, Temperatur, Druck, Beanspruchung. RESUME : Dans le cadre du projet international DECOVALEX III, une évaluation de l’importance des couplages thermo-hydro-mécaniques (THM) sur les performances d’un concept de stockage de déchets fortement radioactifs a été menée. Il s’agit d’une étude numérique simulant une configuration générique de stockage en champ proche dans un milieu granitique. L’évolution thermo-hydro-mécanique de l’ensemble est simulée sur une période de 100 ans. Le modèle utilisé pour représenter le comportement non saturé des différents milieux poreux prend en compte les transferts d’humidité sous l’effet de gradients thermiques et hydriques. L'article présente une comparaison des champs de température, de pression d’eau et de contraintes obtenues par des calculs couplés TM, TH, HM et THM. Les résultats montrent que la température est peu affectée par les couplages. En revanche, l’incidence des couplages sur la mécanique est importante; ce qui est attribué au rôle majeur joué par l’eau à travers les effets de gonflement ou de retrait de la bentonite selon la variation de son degré de saturation. MOTS-CLEFS : modélisation, couplages thermo-hydro-mécanique, température, pression, contrainte.

Jan 1, 2003

By C. Erichsen

ABSTRACT: The Berg Bock Freeway Tunnel represents the southernmost link of the "Thuringian tunnel chain" of the new freeway A71 located in the eastern part of Germany. It comprises two tubes each 2700 m in length. From north to south, it passes through the Suhl granite, the base sediments and the porphyrite of the New Red as well as the layers of the Middle Bunter. The two tunnel tubes were driven by the shotcrete method within appr. 10 months. With four tunnel faces, maximum performances totalling appr. 30 m/d were attained. Additional, supplementary demands on the safety conception, resulting from the findings from and the analysis of fire accidents in tunnels in recent years, had to be fulfilled in the execution planning at short notice. The inner lining is largely constructed using non-reinforced concrete. Reinforcement is only installed in the portal zones, in tunnel sections in less stable rock and in areas with a special cross-section as for instance cross connections and niches. ZUSAMMENFASSUNG: Der Autobahntunnel Berg Bock stellt das südlichste Glied der "Thüringer Tunnelkette" auf der Autobahn A71 dar, die im Osten von Deutschland liegt. Er besteht aus zwei Röhren von je 2700 m Länge. Vom Norden nach Süden durchörtert er den Suhler Granit, die Basissedimente und den Porphyrit des Rotliegenden, sowie die Schichten des Mittleren Buntsandsteins. Die beiden Tunnelröhren wurden in Spritzbetonbauweise in einer Bauzeit von etwa zehn Monaten aufgefahren. An vier Vortriebsorten wurden Spitzenleistungen von insgesamt etwa 30 m/d erzielt. Ergänzende Anforderungen an das Sicherheitskonzept, die sich auf der Grundlage der Auswertung der in den letzten Jahren aufgetretenen Brandunfälle in Tunneln ergeben haben, wurden im Rahmen der Ausführungsplanung kurzfristig berücksichtigt. Die Tunnelinnenschale wurde weitgehend aus nicht bewehrtem Beton hergestellt. Nur in den Portalzonen, in Tunnelabschnitten mit weniger standsicherem Fels und in Bereichen mit speziellen Querschnitten, wie beispielsweise im Bereich von Querstollen und Nischen, wurde bewehrter Beton ausgeführt. RÉSUMÉ: Le tunnel d'autoroute de Berg Bock représente le plus méridional maillon de la "chaîne thuringienne de tunnels" sur l'autoroute A71 dans l'est de l'Allemagne. Il se compose de deux tubes d'une longueur de 2700 m chacun. Du nord vers le sud, il traverse le granit de Suhl, les sédiments de base et le porphyrite du Rotliegendes, aussi que les strates du grès bigarré intermédiaire. Les deux tubes étaient creusés en méthode de construction de béton projeté dans une période de construction d'environ dix mois. À quatre fronts de taille rendements maximaux collectifs d'environ 30 m par jour étaient obtenus. On a eu égard à court terme dans la conception d'exécution à des demandes supplémentaires vers la conception de sécurité, qui ont résulté sur la base de l'interprétation des accidents d'incendie dans des tunnels dans les années dernières. La paroi intérieure était construite largement de béton non armé.

Jan 1, 2003

By J. W. Klokow, S. L. Mulder

Early removal of the shaft reef is usually considered necessary on deep level South African gold mines to avoid damaging stress build-up associated with traditional shaft-protection pillars. In the case of the relatively shallow Beatrix Gold Mine it was largely motivated by early access to ore and the consequent earlier return on invested capital. A number of options were considered to protect the shaft from possible damaging stress changes and to minimise deformations in the shaft-reef area. Numerical modelling was used to evaluate the options and to quantify as accurately as possible the likely deformations to be accommodated by the shaft steelwork designs. The option chosen was a combination of strategically placed satellite pillars and yield pillars, and backfill. Following the mining of a small inner cut during the shaft sinking process, full-scale mining is progressing away from the shaft. Suitable instrumentation has been installed to monitor deformations associated with the shaft reef removal. Enlever rapidement le filon du puits est en général considéré nécessaire dans les galeries de fond des mines d’or sud-africaines pour éviter l’accumulation nuisible de contraintes associée aux piliers de protection de puits traditionnels. Dans le cas de la mine d’or Beatrix, relativement peu profonde, l’enlèvement était motivé en grande partie par l’accès rapide au minerai et par conséquent un profit plus rapide sur l’investissement. Un certain nombre d’options furent considérées pour protéger le puits contre les changements de contraintes potentiellement nuisibles, et pour minimiser la déformation dans l’aire puits/filon. La modélisation numérique fut utilisée pour évaluer les options et pour quantifier aussi précisément que possible les déformations probables que la conceptualisation du puits devrait prendre en compte. L’option choisie fut une combinaison de piliers satellites placés à des points stratégiques avec des piliers de protection, et terre de remblayage. Pendant le fonçage de puits une petite coupure intérieure fut exploitée, et maintenant l’exploitation à grande échelle, au-delà du puits, est en cours. Les instruments nécessaires ont été installés pour surveiller les déformations associées à l’enlèvement du filon du puits. Die frühe Entfernung des Riffschachtes wird normalerweise bei südafrikanischen Tiefbaugoldmienen als notwendig erachtet um den zerstörende Druckaufbau zu vermeiden, welcher mit traditionellen Schachtschutzpfeilern verbunden ist. Im Fall der verhältnismäßig flachen Beatrix Goldmine war es hauptsächlich vom frühen Zugang zum Erz und dem konsequenten frühen Rückfluß des investierten Kapitals motiviert. Eine Anzahl an Optionen wurde erachtet um den Schacht vor möglichen zerstörenden Druckänderungen zu schützen und Deformationen im Riffschachtbereich zu minimieren. Um die Optionen zu bewerten und mögliche Deformationen so genau wie nur möglich quantitativ darzustellen die von den Schachtstahlkonstruktionen aufgenommen werden müssen, wurden numerische Modelle verwendet. Die gewählte Option war eine Kombination aus strategisch plazierten exzentrischen Pfeilern und Schutzpfeilern sowie Hinterfüllungen. Nach dem Vortrieb eines kleinen inneren Einbruches während des Abteufens wird der Vollvortrieb vom Schacht weg vorgenommen. Um die Deformationen, die mit der Riffschachtentfernung verbunden sind zu überwachen, müssen geeignete Instrumentenausrüstungen installiert werden.

Jan 1, 2003

If you have problems or questions relating to the installation of this disc, please either telephone Document Transformation Technologies at (+27 12) 667 2074, or e-mail: nigel@doctech.co.za Si vous avez des problèmes relatifs àl?installation de ce disque, veuillez appeler Document Transformation Technologies au (+27 12) 667 2074, ou nous écrire par courrier électronique: nigel@doctech.co.za Produced by: / Produitpar:Document Transformation TechnologiesP O Box 560 ?Irene ?0062 ?South Africa.Tel: (012) 667 2074; Fax: (012) 667 2766; International Code (+27 12) e-mail: doctech@doctech.com website: http://www.doctech.co.za

Jan 1, 2004

By C. Tan, C. Detournay

Wellbore stability is a major concern for drilling in naturally fractured formations. The infiltration of drilling mud into the fractures is a factor, which may compromise wellbore integrity due to the loss of strength experienced by the fractures. The reduction in the fracture frictional and cohesive properties is attributed to weakening of the infill materials and lubrication of fracture asperities by the mud filtrate. One way to investigate the influence of mud infiltration on wellbore stability in fractured formations is to use a numerical modeling approach. A requirement for the numerical model is the ability to predict the region of mud infiltration. This paper describes a numerical technique to model the extent of mud infiltration for application in coupled fluid-mechanical simulations in densely fractured rock masses using the computer code, UDEC. Several factors are considered including fracture pattern, in-situ stresses, reduction in joint frictional angle and cohesion, viscosity of the mud filtrate and fracture plugging. Results of numerical simulations are presented to illustrate the technique and show the influence of these factors on the extent of mud infiltration. Un des problèmes importants posés par le forage en milieu fissuré saturé, est celui du maintient de la stabilité du puit. L’infiltration de boue de forage dans le massif peut avoir pour effet de réduire les propriétés frictionnelles et cohésives des fractures et de compromettre ainsi la stabilité du puit de forage. Le radoucissement des propriétés des fractures est attribué à la dégradation du materiau de remplissage et au pouvoir lubrifiant des boues. L’analyse numérique offre un moyen d’investiguer l’influence jouée par l’infiltration de boue sur la stabilité du puit. Un des critères de sélection du modèle numérique sera son pouvoir de prédiction du domaine d’infiltration de boue. Cet article décrit une technique numérique permettant de modéliser l’infiltration de boue de forage dans le cadre de simulations hydro-mécaniques, en milieu à haute densité de fractures, effectuées avec le logiciel de calcul UDEC. Parmis les facteurs tenus en compte, on trouvera la nature du réseau de fractures, les contraintes in-situ, le radoucissement en friction et cohésion des joints, la viscosité de la boue et le bourrage des fractures. Des résultats de simulations sont présentés pour illustrer la technique et montrer l’influence de ces facteurs sur la taille du domaine d’infiltration de boue. Bohrlochstabilität ist ein wichtiger Aspekt für das Bohren in geklüfteten Gebirgsformationen. Das Eindringen der Bohrlochstützflüssigkeit in die Klüfte kann die Bohrlochintegrität wegen des Verlustes der Festigkeit des Kluftsystems gefährden. Die Reduktion der Reibung und kohäsiven Eigenschaften ist der Schwächung der Kluftfüllung und der Schmierwirkung der eingerungenen Stützflüssigkeit in Bezug auf die Kluft-Asperities geschuldet. Numerische Berechnungen sind ein Weg zur Untersuchung des Einflusses der Infiltration der Bohrlochstützflüssigkeit auf die Bohrlochstabilität in geklüfteten Gebirgsformationen. Eine Voraussetzung für numerische Modelle ist die Fähigkeit den Bereich der Infiltration der Stützflüssigkeit zu prognostizieren. Diese Publikation beschreibt ein numerisches Verfahren, um die Reichweite der Infiltration von Stützflüssigkeiten mittels fluid-mechanisch gekoppelter Simulationen im engständig geklüfteten Gebirge mit dem Programm UDEC zu modellieren. Verschiedene Faktoren, wie Kluftmuster, Gebirgsspannungszustand, Reduktion von Kluftreibungswinkel- und kohäsion, Viskosität der Stützflüssigkeit und Rissabdichtung wurden untersucht. Ergebnisse numerischer Simulationen werden präsentiert, um die Vorgehensweise zu illu

Jan 1, 2003

By Chris M. Haberfield, Neil D. Benson

The assessment of overall modulus (or stiffness) of a fractured weak to moderately strong rock mass is a key parameter in the design of civil engineering works in these materials. It also provides the highest level of uncertainty due to scale effects, anisotropy and the influence of joint frequency and joint stiffness. Using the example of the Melbourne Mudstone, this paper compares approaches using empirical rules based on intact rock strength, laboratory testing, in situ field testing, semi-quantitative assessment techniques based on rock mass classification and back analyses. L'évaluation du module (ou rigidité) global d’une masse rocheuse faible et fissurée a modérément forte est un paramètre principal dans la conception des travaux du génie civil dans ces types de matériaux. Elle fournit également le niveau le plus élevé d'incertitude due aux effets d’échelle, à l'anisotropie et à l'influence de la fréquence et de la rigidité des joints rocheux. En utilisant l'exemple du schiste de Melbourne, cet article compare des approches empiriques basées sur la force intacte de La roche, les essais expérimentaux au laboratoire, les essais sur site, les techniques semi-quantitatives d'évaluation basées sur la classification de la masse rocheuse et les analyses en retour. Die Schaetzung des allgemeinen Steifigkeit-Moduls des gebrochenen schwachen bis zu maessig starken Felsmassen ist eine Haupt- Annahme in dem Entwurf von Tiefbau-Projekten in diesen Materialien. Es verursacht den hoechsten Grad der Ungewissheit in Folge der Groessenordnung, Spaltorientierung und dem Einfluss der Haeufigkeit der Risse und Bruch-Steife. Unter Verwendung des Beispiels des Melbourner Tonsteine, vergleicht diese Darlegung die Anwendung der empirischen Regeln, die sich auf die Staerke des ungestoerten Fels Basieren mit Versuchen in der Material Pruefungsanstalt, Untersuchungen auf der Baustelle und halb-quantitative Schaetzungsverfahren, die sich auf die Felsmassen Klassifikation und fruehere Analysen stuetzen.

Jan 1, 2003

By M. Mpofu, G. Stenzel, F. Magweregwede, B. Maphalala, T. Kgarume

Surface coal operations in which mining activities are conducted above old underground workings experience hot holes after drilling. In a coal mine, hot holes are defined as shot holes, which after being drilled have an in-hole ambient temperature of 40°C or above or show a temperature increase of 3°C or more during monitoring. Hot holes and other cavities, such as cracks, pose health and safety risks to workers, such as exposure to hot air and high concentrations of noxious gases released from these holes. In addition, workers may be exposed to premature detonation of explosives caused by in-hole temperature increases and chemical reactions. To this end, Coaltech Research Association commissioned a project to develop a Best Practice Guideline for the management of hot holes. This paper is a compilation of the activities conducted in the development of the Best Practice Guideline between 2021 and 2022. The activities included a review of standard operating procedures and hot-hole temperature-measuring and -monitoring devices, and the assessment of current hot-hole procedures at selected mines. The results indicated that management of hot holes requires a focus on pre-emptive risk assessment of mining blocks, identification of hot holes using the correct temperature-measuring devices, and continuous monitoring of hot holes from the time of drilling until just before blasting. Hot-hole management accessories, such as polyvinyl chloride sleeves, were found to be effective in insulating the hot-hole emulsion from the rock mass temperature, thus preventing the potential for premature detonation.

Sep 9, 2024

By L. Robles-Stefoni

"Multiple-point simulation (MPS) methods have been developed over the last decade as a means of reproducing complex geological patterns while generating stochastic simulations. Some geological spatial configurations are complex, such as the spatial geometries and patterns of diamondbearing kimberlite pipes and their internal facies controlling diamond quality and distribution.Two MPS methods were tested for modelling the geology of a diamond pipe located at the Ekati mine, NT, Canada. These are the single normal equation simulation algorithm SNESIM, which captures different patterns from a training image (TI), and the filter simulation algorithm FILTERSIM, which classifies the patterns founded on the TI. Both methods were tested in the stochastic simulation of a four-category geology model: crater, diatreme, xenoliths, and host rock. Soft information about the location of host rock was also used. The validation of the simulation results shows a reasonable reproduction of the geometry and data proportions for all geological units considered; the validation of spatial statistics, however, shows that although simulated realizations from both methods reasonably reproduce the fourth-order spatial statistics of the TI, they do not reproduce well the same spatial statistics of the available data (when this differs from the TI). An interesting observation is that SNESIM better imitated the shape of the pipe, while FILTERSIM yielded a better reproduction of the xenolith bodies. IntroductionThe simulation of geological units poses several technical problems that challenge the capabilities of available geostatistical simulation approaches and their ability to deal with spatial complexity of categorical variables. The spatial geometry of diamondbearing pipes and their internal facies controlling diamond distributions are a specific and well-known difficult modelling problem. The geometry of a kimberlite pipe is typically like an inverted cone (Figure 1); the wider part is known as the crater and is located near the surface, and the narrower, deeper part is known as the diatreme. Xenolith bodies can also be found inside the pipe. A very important contribution to the geological modelling of the contours of the pipe is the measure of uncertainty about the location of the contact between the kimberlite pipe and the host rock."

Jan 1, 2016