Towards safer mining: the role of modelling software to find missing persons after a mine collapse

Purpose. The purpose of the study is to apply science and technology to determine the most likely location of a container in which three miners were trapped after the Lily mine disaster. Following the collapse of the Crown Pillar at Lily Mine in South Africa on the 5th of February 2016, there was a national outcry to find the three miners who were trapped in a surface container lamp room that disappeared in the sinkhole that formed during the surface col-lapse. Methods. At a visit to Lily Mine on the 9th of March, the Witwatersrand Mining Institute suggested a two-way strategy going forward to find the container in which the miners are trapped and buried. The first approach, which is the subject of this paper, is to test temporal 3D modeling software technology to locate the container, and second, to use scientific measurement and testing technologies. The overall methodology used was to first, request academia and research entities within the University to supply the WMI with ideas, which ideas list was compiled as responses came in. These were scrutinized and literature gathered for a conceptual study on which these ideas are likely to work. The software screening and preliminary testing of such software are discussed in this article. Findings. The findings are that software modeling is likely to locate the present position of the container, but accurate data and a combination of different advanced software packages will be required, but at tremendous cost. Originality. This paper presents original work on how software technology can be used to locate missing miners. Practical implications. The two approaches were not likely to recover the miners alive because of the considerable time interval, but will alert the rescue team and mine workers when they come in close proximity to them.Мета. Визначення можливого місця локалізації лампового приміщення контейнера, в якому опинилися три шахтаря після аварії на шахті Лілі (Барбертон, Мпумаланга) методом комп’ютерного моделювання. Після обвалення стельового цілика на шахті Лілі 5 лютого 2016 року почалася національна кампанія з порятунку трьох шахтарів, які залишилися у ламповому приміщенні поверхневого транспортного контейнера, що провалився в утворену після вибуху воронку. Методика. Співробітниками Гірничого Інституту (Уітуотерс) запропонована двостадійна стратегія пошуку контейнера, в якому існує ймовірність знаходження шахтарів. В рамках першого підходу (який розглядається у даній статті) для виявлення контейнера здійснювалось випробування комп’ютерної технології 3D-моделювання в часі. Другий підхід передбачав технологію проведення наукового вимірювання та експерименту. В цілому, методологія включала, насамперед, підключення викладацького та наукового складу університету до вирішення проблеми шляхом комплексної генерації ідей, які були об’єднані в загальний список, вивчені із залученням відповідних літературних джерел, і найбільш реалістичні ідеї були виділені із загального переліку. Дана стаття розглядає результати комп’ютерної експертизи цих ідей та перевірки надійності відповідного програмного забезпечення. Результати. Для зручності моделювання процес обвалення був розділений на три окремі фази: руйнування воронки, руйнування західного схилу та небезпека ковзання на південних схилах. Ідентифіковано програмні технології, які можуть імітувати рух контейнера у перших двох фазах обвалення. В результаті моделювання у програмному забезпеченні ParaView виявлено місце розташування даного контейнера. Виконано аналіз південного схилу за допомогою ArcGIS і складені карти небезпеки схилу для району, а також підземні карти порятунку з маршрутами евакуації. Встановлено, що комп’ютерне моделювання може визначити місцезнаходження контейнера, але для цього потрібні точні вихідні дані й комплекс дорогих високоефективних програмних пакетів. Наукова новизна. Вперше застосовано комплекс комп’ютерних технологій та програмного забезпечення для пошуку зниклих шахтарів після аварійних ситуацій у підземному просторі шахт. Практична значимість. При застосуванні двостадійної стратегії пошуку шахтарів, що опинилися під завалом порід, команда рятувальників отримає сигнал про наближення до їх місцезнаходження.Цель. Определение возможного места локализации лампового помещения контейнера, в котором оказались три шахтера после аварии на шахте Лили (Барбертон, Мпумаланга) методом компьютерного моделирования. После обрушения потолочного целика на шахте Лили 5 февраля 2016 года началась национальная кампания по спасению трех шахтеров, оставшихся в ламповом помещении поверхностного транспортного контейнера, который провалился в воронку, образовавшуюся после взрыва. Методика. Сотрудниками Горного Института (Уитуотерс) предложена двухстадийная стратегия поиска контейнера, в котором существует вероятность нахождения шахтеров. В рамках первого подхода (который рассматривается в данной статье) для обнаружения контейнера производилось испытание компьютерной технологии 3D-моделирования во времени. Второй подход предполагал технологию проведения научного измерения и эксперимента. В целом, методология включала, прежде всего, подключение преподавательского и научного состава университета к решению проблемы путем комплексной генерации идей, которые были объединены в общий список, изучены с привлечением соответствующих литературных источников, и наиболее реалистичные идеи были выделены из общего списка. Настоящая статья рассматривает результаты компьютерной экспертизы данных идей и проверки надежности соответствующего программного обеспечения. Результаты. Для удобства моделирования процесс обрушения был разделен на три отдельные фазы: разрушение воронки, разрушение западного склона и опасность скольжения на южных склонах. Идентифицированы программные технологии, которые могут имитировать движение контейнера в первых двух фазах обрушения. В результате моделирования в программном обеспечении ParaView выявлено местоположение данного контейнера. Выполнен анализа южного склона с помощью ArcGIS и составлены карты опасности склона для района, а также подземные карты спасения с маршрутами эвакуации. Установлено, что компьютерное моделирование может определить местонахождение контейнера, но для этого нужны точные исходные данные и комплекс дорогостоящих высокоэффективных программных пакетов. Научная новизна. Впервые применен комплекс компьютерных технологий и программного обеспечения для поиска пропавших шахтеров после аварийных ситуаций в подземном пространстве шахт. Практическая значимость. При применении двухстадийной стратегии поиска шахтеров, оказавшихся под завалом пород, команда горноспасателей получит сигнал о приближении к их местонахождению.The results of the article were obtained without the support of any of the projects or funding

Technological safety of sustainable development of coal enterprises

Purpose. Substantiation of conceptual base of searching the ways of threats prevention to sustainable development of coal enterprises in the presence of multidirectional vectors of economic pressure of the external environment. Methods. Methods of the structural and comparative analysis for an assessment of usage of the main definitions of a research, their essence and communication with other categories which define efficiency of development of the coal enterprise are used for the solution of the set tasks in the work; groups and classifications are used for systematization of types of economic security and stability of the enterprise, and also factors which cause them. Findings. The analysis of main definitions that reflecting essence of such scientific phenomena as “sustainable development” and “economic security” of the enterprise is conducted. Actuality and reasonability of scientific research conducting on formation of methodical base and tools of an assessment of a technological component of sustainable development safety of coal enterprises is substantiated. Originality. Research of opportunities of the comprehensive programs creation of adaptive management of the mining enterprise including a retrospective and perspective assessment of a pathway of its development. Practical implications. Introduction of adaptation activity at the coal enterprises in aspect of process of technological safety ensuring.Мета. Обґрунтування концептуальної бази пошуку шляхів запобігання загрозам сталого розвитку вугільних підприємств при наявності різноспрямованих векторів економічного тиску зовнішнього середовища. Методика. Для вирішення поставлених у роботі завдань використані методи структурно-порівняльного аналізу – для оцінки використання основних дефініцій дослідження, їх сутності та зв’язку з іншими категоріями, які визначають ефективність розвитку вугільного підприємства; групування й класифікації – для систематизації видів економічної безпеки і стійкості підприємства, а також факторів, які їх обумовлюють. Результати. Проведено аналіз основних визначень, що відображають сутність таких наукових феноменів, як “сталий розвиток” і “економічна безпека” підприємства. Обґрунтована актуальність та доцільність проведення наукових досліджень з формування методичної бази й інструментарію оцінки технологічної складової безпеки сталого розвитку вугільних підприємств. Наукова новизна. Дослідження можливостей створення комплексних програм адаптивного управління гірничим підприємством, що включають ретроспективну і перспективну оцінки траєкторії його розвитку. Практична значимість. Впровадження адаптаційної діяльності на вугільних підприємствах в аспекті процесу забезпечення технологічної безпеки.Цель. Обоснование концептуальной базы поиска путей предотвращения угроз устойчивому развитию угольных предприятий при наличии разнонаправленных векторов экономического давления внешней среды. Методика. Для решения поставленных в работе задач использованы методы структурно-сравнительного анализа – для оценки использования основных дефиниций исследования, их сущности и связи с другими категориями, которые определяют эффективность развития угольного предприятия; группировки и классификации – для систематизации видов экономической безопасности и устойчивости предприятия, а также факторов, которые их обусловливают. Результаты. Проведен анализ основных определений, отражающих сущность таких научных феноменов, как “устойчивое развитие” и “экономическая безопасность” предприятия. Обоснована актуальность и целесообразность проведения научных исследований по формированию методической базы и инструментария оценки технологической составляющей безопасности устойчивого развития угольных предприятий. Научная новизна. Исследование возможностей создания комплексных программ адаптивного управления горным предприятием, включающих ретроспективную и перспективную оценку траектории его развития. Практическая значимость. Внедрение адаптационной деятельности на угольных предприятиях в аспекте процесса обеспечения технологической безопасности.Authors express gratitude for the help and consultations during work performing for director of management of coal mining of LLC “DTEK Energy” Mykhailo Barabash

Geospatial subsidence hazard modelling at Sterkfontein Caves

This paper covers a GIS1 approach to identifying hazardous areas at the Sterkfontein Caves. It makes a contribution to risk assessment of land with shallow caves underneath it. The aim of the study is to ensure public safety in a concentrated area frequently visited by the public and is part of a programme to identify appropriate digital technologies for mining. The geo-hazard subsidence model includes historic subsidence occurrances, terrain (water flow) and water accumulation. Water accumulating on the surface will percolate and reduce the strength of the soil mass, possibly inducing subsidence. Areas for further geotechnical investigation are identified, demonstrating that a GIS, geospatial reclassification tool has great potential for strengthening current risk assessment approaches in minin

Foreword: South African Journal of Geomatics special edition

No Abstract

Neoproterozoic to early Paleozoic extensional and compressional history of East Laurentian margin sequences: The Moine Supergroup, Scottish Caledonides

Neoproterozoic siliciclastic-dominated sequences are widespread along the eastern margin of Laurentia and are related to rifting associated with the breakout of Laurentia from the supercontinent Rodinia. Detrital zircons from the Moine Supergroup, NW Scotland, yield Archean to early Neoproterozoic U-Pb ages, consistent with derivation from the Grenville-Sveconorwegian orogen and environs and accumulation post–1000 Ma. U-Pb zircon ages for felsic and associated mafic intrusions confirm a widespread pulse of extension-related magmatism at around 870 Ma. Pegmatites yielding U-Pb zircon ages between 830 Ma and 745 Ma constrain a series of deformation and metamorphic pulses related to Knoydartian orogenesis of the host Moinerocks. Additional U-Pb zircon and monazite data, and 40Ar/39Ar ages for pegmatites and host gneisses indicate high-grade metamorphic events at ca. 458–446 Ma and ca. 426 Maduring the Caledonian orogenic cycle.The presence of early Neoproterozoic silici clastic sedimentation and deformation in the Moine and equivalent successions around the North Atlantic and their absence along strike in eastern North America reflect contrasting Laurentian paleogeography during the breakup of Rodinia. The North Atlantic realm occupied an external location on the margin of Laurentia, and this region acted as a locus for accumulation of detritus (Moine Supergroup and equivalents) derived from the Grenville-Sveconorwegian orogenic welt, which developed as a consequence of collisional assembly of Rodinia. Neoproterozoic orogenic activity corresponds with theinferred development of convergent platemargin activity along the periphery of the supercontinent. In contrast in eastern North America, which lay within the internal parts of Rodinia, sedimentation did not commence until the mid-Neoproterozoic (ca. 760 Ma) during initial stages of supercontinent fragmentation. In the North Atlantic region, this time frame corresponds to a second pulse of extension represented by units such as the Dalradian Supergroup, which unconformably overlies the predeformed Moine succession

A neoproterozoic age for the chromitite and gabbro of the Tapo Ultramafic Massif, Eastern Cordillera, Central Peru, and its tectonic implications

The ultramafic-mafic rocks of the Tapo Complex are exposed in the Eastern Cordillera of the Central Peruvian Andes. This complex is composed of serpentinised peridotites and metabasites with some podiform chromitite lenses and chromite disseminations and overlies the sandstones, conglomerates, and tuffs of the Carboniferous Ambo Group. The metagabbros and amphibolites showa tholeiitic affiliation and a flat REE spider diagram, with a slight LREE depletion and a positive Eu anomaly suggesting magmatic accumulation of plagioclase, in an ocean ridge or ocean island environment. Sm-Nd isotopic analyses were performed on chromite as well as on whole rock from the gabbro. All samples yielded an Sm-Nd isochrone age of718 ± 47 Ma with an initial 143Nd/l44Nd of0.51213 ± 0.00005. The Nd (718 Ma) values calculated for both chromite and gabbro are in close agreement, around 8.0, implying that they were formed at the same time from the same mantelic magma source. Furthermore a K-Ar age on amphibole of 448 ± 26 Ma was obtained, interpreted as the cooling age of a younger orogenic event. These rocks represent slices of oceanic crust (from a dismembered ophiolitic complex), metamorphosed and later overthrust on upper Palaeozoic continental formations

First evidence of Renlandian (c. 950–940 Ma) orogeny in mainland Scotland:Implications for the status of the Moine Supergroup and circum-North Atlantic correlations

Central problems in the interpretation of the Neoproterozoic geology of the North Atlantic region arise from uncertainties in the ages of, and tectonic drivers for, Tonian orogenic events recorded in eastern Laurentia and northern Baltica. The identification and interpretation of these events is often problematic because most rock units that record Tonian orogenesis were strongly reworked at amphibolite facies during the Ordovician-Silurian Caledonian orogeny. Lu-Hf and Sm-Nd geochronology and metamorphic modelling carried out on large (>1 cm) garnets from the Meadie Pelite in the Moine Nappe of the northern Scottish Caledonides indicate prograde metamorphism between 950 and 940 Ma at pressures of 6–7 kbar and temperatures of 600 °C. This represents the first evidence for c. 950 Ma Tonian (Renlandian) metamorphism in mainland Scotland and significantly extends its geographic extent along the palaeo-Laurentian margin. The Meadie Pelite is believed to be part of the Morar Group within the Moine Supergroup. If this is correct: 1) the Morar Group was deposited between 980 ± 4 Ma (age of the youngest detrital zircon; Peters, 2001, youngest published zircon date is 947 ± 189 (Friend et al., 2003)) and c. 950 Ma (age of regional metamorphism reported here), 2) an orogenic unconformity must separate the Morar Group from the 883 ± 35 Ma (Cawood et al., 2004) Glenfinnan and Loch Eil groups, and 3) the term ‘Moine Supergroup’ may no longer be appropriate. The Morar Group is broadly correlative with similar aged metasedimentary successions in Shetland, East Greenland, Svalbard, Ellesmere Island and northern Baltica. All these successions were deposited after c. 1030 Ma, contain detritus from the Grenville orogen, and were later deformed and metamorphosed at 950–910 Ma during accretionary Renlandian orogenesis along an active plate margin developed around this part of Rodinia

Sinus lifting before Le Fort I maxillary osteotomy: a suitable method for oral rehabilitation of edentulous patients with skelettal class-III conditions: review of the literature and report of a case

BACKGROUND: Functional rehabilitation of patients afflicted with severe mandibular and maxillary alveolar atrophy might be challenging especially in malformed patients. METHODS: Treatment planning using sinus lifting and implant placement before Le Fort I maxillary osteotomy in a patient with severe mandibular and posterior maxillary alveolar atrophy and skelettal class-III conditions due to cleft palate are described. RESULTS: A full functional and esthetic rehabilitation of the patient was achieved by a stepwise surgical approach performed through sinus lifting as the primary approach followed by implant placement and subsequent Le Fort I maxillary osteotomy to correct the maxillo-mandibular relation. CONCLUSION: Stabilisation of the maxillary complex by a sinus lifting procedure in combination with computer aided implant placement as preorthodontic planning procedure before Le Fort I maxillary osteotomy seems to be suitable in order to allow ideal oral rehabilitation especially in malformed patients

From microanalysis to supercontinents: insights from the Rio Apa Terrane into the Mesoproterozoic SW Amazonian Craton evolution during Rodinia assembly

First published: 10 November 2021Deciphering the tectono-metamorphic evolution of Precambrian terranes can be difficult due to reworking by later superimposed events. Whole-rock elemental and isotopic geochemistry and zircon U–Pb geochronology are often employed in those studies, but these approaches are often not sensitive to the presence of multiple events and medium-grade metamorphic episodes. The Rio Apa Terrane (RAT), an allochthonous fragment of the Amazonian Craton, is a crustal block with a well-characterized evolution but with no detailed thermal constraints for its tectono-metamorphic evolution. In contrast to previous studies, we show the existence of four tectono-metamorphic events at c. 1780 Ma, c. 1625 Ma, c. 1420- 1340 Ma and c. 1300-1200 Ma on the basis of apatite, titanite and rutile U–Pb–REE, in-situ white-mica Rb-Sr and in-situ garnet Lu-Hf geochronology combined with mineral chemistry and phase-equilibria modelling. The c. 1780 Ma event is recorded in the basement of the Western domain, representing an extensional event coeval with the development of its Eastern domain in response to the retreat stage of the accretionary system. This is followed by juxtaposition of the Western and Eastern domains along a major crustal boundary at ca. 1625 Ma, which is defined by the magnetic profiles and zircon U–Pb-Hf data across the boundary. The third and fourth events correspond to progressive high-pressure/medium temperature (HP/MT) metamorphism, characterized by an anticlockwise P-T path, suggesting a convergent-to-collisional tectonic setting. The RAT was accreted to the adjoining Paraguá Terrane at c. 1420-1340 Ma under an isobaric P-T evolution spanning ~530 to 600 °C and ~10.0 kbar. Subsequently, the combined Rio Apa and Paraguá terranes collided with the SW Amazonian Craton at c. 1300-1200 Ma, reaching P-T conditions of ~560-580 °C and ~10.9- 11.7 kbar during crustal thickening. This study reveals for the first time the existence of a HP/MT metamorphic evolution related to the growth of the SW Amazonian Craton as part of an accretionary orogenic system during Rodinia assembly in the Paleo- to Mesoproterozoic.Bruno V. Ribeiro, Melanie A. Finch, Peter A. Cawood, Frederico M. Faleiros, Timothy D. Murphy, Alexander Simpson, Stijn Glorie, Mahyra Tedeschi, Robin Armit, Vitor R. Barrot

MicroRNA Controlled Adenovirus Mediates Anti-Cancer Efficacy without Affecting Endogenous MicroRNA Activity

MicroRNAs are small non-coding RNA molecules that regulate mRNA translation and stability by binding to complementary sequences usually within the 3′ un-translated region (UTR). We have previously shown that the hepatic toxicity caused by wild-type Adenovirus 5 (Ad5WT) in mice can be prevented by incorporating 4 binding sites for the liver-specific microRNA, mir122, into the 3′ UTR of E1A mRNA. This virus, termed Ad5mir122, is a promising virotherapy candidate and causes no obvious liver pathology. Herein we show that Ad5mir122 maintains wild-type lytic activity in cancer cells not expressing mir122 and assess any effects of possible mir122 depletion in host cells. Repeat administration of 2×1010 viral particles of Admir122 to HepG2 tumour bearing mice showed significant anti-cancer efficacy. RT-QPCR showed that E1A mRNA was down-regulated 29-fold in liver when compared to Ad5WT. Western blot for E1A confirmed that all protein variants were knocked down. RT-QPCR for mature mir122 in infected livers showed that quantity of mir122 remained unaffected. Genome wide mRNA microarray profiling of infected livers showed that although the transcript level of >3900 different mRNAs changed more than 2-fold following Ad5WT infection, less than 600 were changed by Ad5mir122. These were then filtered to select mRNAs that were only altered by Ad5mir122 and the remaining 21 mRNAs were compared to predicted mir122 targets. No mir122 target mRNAs were affected by Ad5 mir122. These results demonstrate that the exploitation of microRNA regulation to control virus replication does not necessarily affect the level of the microRNA or the endogenous mRNA targets