Software application in mining engineering

Purpose. The main purpose is solving transportation problems using some methods of transportation modeling by linear programming. Linear programming has already demonstrated its value as an aid to making decisions in mining, business, industry, and governmental applications. This paper discusses how to solve transportation problems using manual solution method and computer software solutions. The transportation model deals with a special case of linear programming problems whose objective is to “transport” a single commodity from various “points of departure” to different “destinations” at minimum total cost. Methods. In this paper, we used manual and computer software to solve many problems in mining engineering. Findings. The optimum solution for the problems occurring in the mine site, which will apply for future problems in different conditions, has been obtained. It was proved that results are identical because they produce the same effect when solving the problem using the following five methods: northwest corner method; minimum cost method; row minimum cost method; column minimum cost method, and Vogel’s approximation method. Originality. The new trend is how to use computer application in solving all mining problems and obtain the optimum solution for any problem considering the constraints. Practical implications. All the suggested solutions are optimum ways to solve mining problems which can be applied to any problem beyond the studied field.Мета. Виявлення і вирішення транспортних проблем гірничих підприємств на основі моделей перевезень, побудованих методом лінійного програмування у комп’ютерних програмних продуктах LP Softwares. Методика. Для вирішення транспортних і технологічних завдань у гірничодобувній галузі застосовані програмні продукти Lindo Software та Premium Solver Platform. Результати. У статті розглянуті способи вирішення транспортних завдань “вручну” та за допомогою комп’ютерних програм. Отримано оптимальні рішення для проблем, які є або можуть виникнути на гірничому підприємстві в майбутньому при різних умовах. Отримано аналогічні результати при вирішенні задач наступними п’ятьма способами: метод північно-західного кута, метод мінімальної вартості, мінімальний тариф за рядком, мінімальний тариф за стовпцем і метод апроксимації Фогеля. Наукова новизна. Принципово новим є застосування комп’ютерних програм LP Softwares у гірничодобувній галузі та отримання на їх підставі оптимального результату у вирішенні гірничотехнічних проблем з урахуванням обмежуючих умов. Практична значимість. Всі запропоновані підходи дозволяють оптимально вирішувати завдання не лише у гірничодобувній галузі, а й у інших галузях промисловості.Цель. Выявление и решение транспортных проблем горных предприятий на основе моделей перевозок, построенных методом линейного программирования в компьютерных программных продуктах LP Softwares. Методика. Для решения транспортных и технологических задач в горнодобывающей отрасли применены программные продукты Lindo Software и Premium Solver Platform. Результаты. В статье рассмотрены способы решения транспортных задач “вручную” и при помощи компьютерных программ. Получены оптимальные решения для проблем, которые имеются или могут возникнуть на горном предприятии в будущем при различных условиях. Получены аналогичные результаты при решении задач следующими пятью способами: метод северо-западного угла, метод минимальной стоимости, минимальный тариф по строке, минимальный тариф по столбцу и метод аппроксимации Фогеля. Научная новизна. Принципиально новым является применение компьютерных приложений LP Softwares в горнодобывающей отрасли и получение на их основании оптимального результата в решении горнотехнических проблем с учетом ограничивающих условий. Практическая значимость. Все предлагаемые подходы позволяют оптимально решать задачи не только в горнодобывающей отрасли, но и в других отраслях промышленности.I would like to thank the Faculty of Engineering at Al-Azhar University Qena Branch for encouraging me to prepare and finish this paper

Engineering characteristics of Egyptian limestone

Purpose. Study of physical properties such as porosity, density and mechanical properties such as compressive strength and tensile strength of Egyptian limestone based on experimental investigations. Methods. In this paper using physical and mechanical properties to evaluate the Egyptian limestone according to the relationship between their properties especially the degree of water saturation. Samples were obtained from six different locations (Helwan, Minia, Assuit, Qena, Sohag, and Aswan). Findings. The strong correlation between porosity and density, and good correlations between uniaxial strength and tensile strength. Carried out results indicated that, small porosity results in greater rock strength and vice versa. Originality. Applying the fitting curve technique to check the best correlation between the different property of limestone to identify the best relationship to apply the prediction to find the limestone property in other location as regards applying conditions. Practical implications. Results carried out that the strong correlation between porosity and density, and good correlations between uniaxial strength and tensile strength as summarize in the outcome of data interpretation. Highest quality stones, in terms of their hydric behavior and mechanical properties, are the index for the suitability of using limestone.Мета. Вивчення фізичних та механічних властивостей вапняку родовищ Єгипту на основі експериментальних досліджень. Методика. Зразки вапняку відбирались з родовищ шести різних провінцій (Helwan, Minia, Assuit, Qena, Sohag, Aswan). Зразки кернів були підготовлені з використанням бурильного станка відповідно до критеріїв стандарту ISRM. Підготовка до випробування зразків керна проводилася перпендикулярно площинам нашарування. Відповідні властивості для виробництва заповнювача були перевірені з точки зору вмісту води, щільності, стійкості до стирання та стійкості до стирання в кінцевому підсумку на вапняковій ділянці, який більше підходить для виготовлення бетону і асфальту. Фізичні властивості (щільність та пористість) і механічні властивості (міцність на стиск, міцність на розрив і коефіцієнт динамічного дроблення) були досліджені за стандартними методиками для дев’яти зразків вапняку кожної з шести провінцій. Результати. Для вапняку родовищ Єгипту експериментально виявлено високу кореляцію між пористістю та щільністю, а також хороші кореляції між міцністю на одновісний стиск і міцністю на розрив, що характеризує інженерні вимоги до його використання у цивільному та промисловому будівництві. Проведені результати показали, що низька пористість призводить до більшої міцності порід і навпаки. Наукова новизна. Полягає у використанні техніки підгонки кривої для перевірки найкращої кореляції між різними властивостями вапняку при встановленні найкращого відношення, застосовуючи цей прогноз для вивчення властивостей вапняку в іншому місці. Практична значимість. Отримані показники фізичних та механічних характеристик вапняку є корисними для визначення можливої області його застосування в цивільному та промисловому будівництві, тощо.Цель. Изучение физических и механических свойств известняка месторождений Египта на основе экспериментальных исследований. Методика. Образцы известняка отбирались с месторождений шести различных провинций (Helwan, Minia, Assuit, Qena, Sohag, Aswan). Образцы кернов были подготовлены с использованием бурильного станка согласно критериям стандарта ISRM. Подготовка к испытанию образцов керна проводилась перпендикулярно плоскостям напластований. Подходящие свойства для производства заполнителя были проверены с точки зрения содержания воды, плотности, устойчивости к истиранию и стойкости к истиранию в конечном итоге на известняковом участке, который больше подходит для изготовления бетона и асфальта. Физические свойства (плотность и пористость) и механические свойства (прочность на сжатие, прочность на разрыв и коэффициент динамического дробления) были исследованы по стандартным методикам для девяти образцов известняка каждой из шести провинций. Результаты. Для известняка месторождений Египта экспериментально обнаружена высокая корреляция между пористостью и плотностью, а также хорошие корреляции между прочностью на одноосное сжатие и прочностью на разрыв, характеризующие инженерные требования к его использованию в гражданском и промышленном строительстве. Проведенные результаты показали, что низкая пористость приводит к большей прочности пород и наоборот. Научная новизна. Заключается в использовании техники подгонки кривой для проверки наилучшей корреляции между различными свойствами известняка при установлении наилучшего отношения, применяя этот прогноз для определения свойств известняка в другом месте. Практическая значимость. Полученные показатели физических и механических характеристик известняка являются полезными для определения возможной области его применения в гражданском и промышленном строительстве и т.д.This research was partially supported by Mining and Petroleum Engineering Department, Faculty of Engineering Al-Azhar University, Egypt, that provided machines to finish the research

Landau theory of compressible magnets near a quantum critical point

Landau theory is used to investigate the behaviour of a metallic magnet driven towards a quantum critical point by the application of pressure. The observed dependence of the transition temperature with pressure is used to show that the coupling of the magnetic order to the lattice diverges as the quantum critical point is approached. This means that a first order transition will occur in magnets (both ferromagnets and antiferromagnets) because of the coupling to the lattice. The Landau equations are solved numerically without further approximations. There are other mechanisms that can cause a first order transition so the significance of this work is that it will enable us to determine the extent to which any particular first order transition is driven by coupling to the lattice or if other causes are responsible.Comment: 12 pages including 5 figures, to be presented at MMM-Intermag conference and accepted for publication in Journal of Applied Physic

In-ground vibration propagation characteristics during underground blasting

Purpose. In this study, we investigated the vibration propagation characteristics in ground caused by the explosion pressures during ground and underground blasting. In addition, the use of Styrofoam as a simulation medium, which represents the void during underground blasting, was investigated. Methods. The investigation method is the measuring and comparing the vibrations using variable trinitrotoluene (TNT) charge amounts and underground volumetric spaces. Findings. The regression analysis results based on experimental calculations indicated that the vibration levels were lower and vibration attenuation occurred more rapidly during underground blasting than those during ground blasting. Originality. As the underground volumetric space increased, the vibration levels lowered and vibration attenuation became more gradual. Practical implications. The use of Styrofoam to simulate the void in the underground space during blasting was deemed inappropriate, however, Styrofoam may be appropriate as a medium for low-impedance grounds.Мета. Вивчення параметрів поширення вібрацій у ґрунті, викликаних тиском під час наземних і підземних вибухів. Дослідження особливостей використання пінополістиролу в якості середовища моделювання, який виконує роль пустот під час вибуху. Методика. Розроблено 3 експериментальних установки для відображення вибухових робіт на землі, підземних і підземних вибухів з використанням пінополістиролу замість відкритої порожнечі. Характеристики поширення вібрації було виміряно в серії наземних і підземних вибухових експериментів з використанням змінних величин заряду тротилу (0.72, 1.44 і 2.88 кг) і підземних об'ємних просторів (1, 2 і 4 м3). Проведено регресійний аналіз для отримання рівняння характеристики поширення вібрації вибуху у відкритому середовищі. Для вимірювання вібрації під час кожного з вибухових експериментів встановлювався віброметр. Результати. Регресійний аналіз на основі експериментальних даних дозволив зробити висновок про те, що рівень вібрацій був нижче і вібрації загасали швидше під час підземних вибухів у порівнянні з наземними. Визначено, що при підземних вибухових роботах з використанням пінополістиролу його шар діяв як середовище з низьким опором. Встановлено, що рівень вібрації і результати загасання, оцінені в цьому дослідженні для вибухових робіт на землі, відповідали результатами рівняння оцінки вібрації Міністерства землі, інфраструктури і транспорту (MOLIT). Встановлено, що на ослаблення вібрації під час підземних вибухів впливають зміни в підземному об'ємному просторі, але не зміни в обсягах заряду тротилу. Наукова новизна. Науково встановлено і доведено, що зі збільшенням об’єму підземної порожнини знижується рівень вібрацій і тим рівномірніше відбувається їх згасання. Практична значимість. Застосування пінополістиролу для моделювання підземної порожнини під час вибухових робіт не доцільно, однак, його можна використовувати в якості середовища для моделювання ґрунтів з низьким опором.Цель. Изучение параметров распространения вибраций в грунте, вызванных давлением во время наземных и подземных взрывов. Исследование особенностей использования пенополистирола в качестве среды моделирования, которая выполняет роль пустот во время взрыва. Методика. Разработаны 3 экспериментальных установки для отражения взрывных работ на земле, подземных и подземных взрывов с использованием пенополистирола вместо открытой пустоты. Характеристики распространения вибрации были измерены в серии наземных и подземных взрывных экспериментов с использованием переменных величин заряда тротила (0.72, 1.44 и 2.88 кг) и подземных объемных пространств (1, 2 и 4 м3). Проведен регрессионный анализ для получения уравнения характеристики распространения вибрации взрыва в открытой среде. Для измерения вибрации во время каждого из взрывных экспериментов устанавливали виброметр. Результаты. Регрессионный анализ на основе экспериментальных данных позволил сделать вывод о том, что уровень вибраций был ниже и вибрации затухали быстрее во время подземных взрывов по сравнению с наземными. Определено, что при подземных взрывных работах с использованием пенополистирола его слой действовал как среда с низким импедансом. Установлено, что уровень вибрации и результаты затухания, оцененные в этом исследовании для взрывных работ на земле, соответствовали результатам уравнения оценки вибрации Министерства земли, инфраструктуры и транспорта (MOLIT). Установлено, что на ослабление вибрации во время подземных взрывов влияют изменения в подземном объемном пространстве, но не изменения в объемах заряда тротила. Научная новизна. Научно установлено и доказано, что с увеличением объема подземной полости снижается уровень вибраций и тем равномернее происходит их затухание. Практическая значимость. Применение пенополистирола для моделирования подземной полости во время взрывных работ не целесообразно, однако, его можно использовать в качестве среды для моделирования грунтов с низким импедансом.I would like to thank the Republic of Korea ARMY for supporting the experiment

Economic determinants of Greenhouse gas emissions in Ethiopia: Bounds testing approach

This paper aims at investigating the main economic determinants that contribute to greenhouse gases emissions in Ethiopia. By applying the bounds testing approach, the long and short-run impacts of economic growth, trade openness, and industry on air pollution in Ethiopia are estimated. The data set used in the estimation process covers the period (1981-2013). The study also attempts to find out whether the Environmental Kuznets Curve (EKC) hypothesis applies to the Ethiopian economy or not. Results indicate that both trade liberalization and industry, when they interact together, have adverse impacts on the environment in Ethiopia. Furthermore, there are still no evidences to support the existence of EKC in Ethiopia.Key words: Bounds testing approach, EKC hypothesis, Ethiopia, Greenhouse gas emissions, Economic growth, Foreign Trade, Industry

The Use of Spectroscopic Techniques in the Characterization of Mycobacterial Metabolites

The mycobacterial cell wall metabolites have always imposed great challenges to researchers due to their unusual complexity and structural diversity. A lot of research efforts have been directed towards the evaluation of these metabolites and the role they play in the pathogenesis and virulence of different serious human pathogens including Mycobacterium tuberculosis the causative agent of tuberculosis (TB). In the genomic era, it is crucial to develop new methodologies to analyze these components from a global perspective in a comprehensive and well-validated manner. Towards this end, we developed a rapid NMR-based approach to produce metabolic profiles in the form of 2D1H-13C HSQC maps. Due to NMR low sensitivity, we used 13C-isotope enrichment strategy to improve the detection threshold of NMR. We developed and investigated the use of three NMR-based profiles. The first is for the cell wall associated lipids, the second is for covalently bound mycolic acids and the third deals with the complex cell wall polysaccharides. Key structural features and major lipid species were readily identifiable using this technique. This approach can be used for observing changes in the cell wall due to drug treatment, gene mutation and changes in the physiological environment, species characterization and screening for virulence factor expression. It also allows for rapid comparative analysis of several cell wall metabolites within the same sample. We have used this approach to evaluate the structural diversity displayed in the cell wall metabolites among different Mycobacteria from different clades. We have successfully used the same technique to monitor changes in the carbohydrate and lipid pools from Mycobacteria grown under laboratory conditions that simulate latency and resuscitation from latency. Moreover, we were also able to use such technique to screen for virulence factor in severalM. tuberculosis clinical isolates. Although we have successfully developed and used an NMR approach for metabolite analysis, NMR however remains less sensitive than other spectroscopic techniques like mass spectroscopy (MS). The high sensitivity of MS makes it one of the best candidates for metabolomic studies. However in case of cellular lipids, the low polarity and the variable ionization potential deter its routine use for lipid analysis. Certain metabolites that have low cellular abundance and good ionizability are better analyzed through an MS-based approach. Mycolactones of M. ulcerans and other closely related species are good examples for such metabolites and in this work we have demonstrated the utility of MS as a tool for screening for mycolactones from both bacterial culture and tissue samples. Metabolomics is currently a rapidly growing field and many researchers have directed their attention in developing the right research tools to explore it. Spectroscopic methods along with chromatographic methods have been in the front of this vigorous research effort. The work presented here represents an innovative attempt to utilize such techniques to investigate the metabolome of some of the most serious human pathogens and discusses the potential area where the application of these techniques can be the most useful

Low Cost Heart Rate Monitor Using Led-Led Sensor

A high sensitivity, low power and low cost sensor has been developed for photoplethysmography (PPG) measurement. The PPG principle was applied to follow the dilatation and contraction of skin blood vessels during the cardiac cycle. A standard light emitting diodes (LEDs) has been used as a light emitter and detector, and in order to reduce the space, cost and power, the classical analogue-to-digital converters (ADCs) replaced by the pulse-based signal conversion techniques. A general purpose microcontroller has been used for the implementation of measurement protocol. The proposed approach leads to better spectral sensitivity, increased resolution, reduction in cost, dimensions and power consumption. The basic sensing configuration presented is capable of detecting the PPG signal from a finger or toe, and it is very simple to extract the heart rate and heart rate variability from such a signal

Theory of magnetism with temporal disorder applied to magnetically doped ZnO

A dynamic model of the asymmetric Ising glass is presented: an Ising model with antiferromagnet bonds with probabilities q arranged at random in a ferromagnetic matrix. The dynamics is introduced by changing the arrangement of the antiferromagnetic bonds after n Monte Carlo steps but keeping the same value of q and spin configuration. In the region where there is a second order transition between the ferromagnetic and paramagnetic states the dynamic behaviour follows that expected for motional narrowing and reverts to the static behaviour only for large n. There is a different dynamic behaviour where there is a first order transition between the ferromagnetic and spin glass states where it shows no effects of motional narrowing. The implications of this are discussed. This model is devised to explain the properties of doped ZnO where the magnetisation is reduced when the exchange interactions change with time.Comment: Paper was presented at MMM 2008 and is accepted for publication in J.A.