Technology of micro-cement injection of destroyed and fractured massif at orlovsky mine

Purpose. Research into the method of strengthening destroyed and fractured rock massif by micro-cement injection during rock driving at Orlovsky mine of “Vostoktsvetmet” LLP. Methods. In situ researches of massif strengthening by cement slurry were performed. Monitoring of injection works implementation was carried out by control tests of reinforced rock cores. Phase composition of core samples (crushed probe) was defined on the X-ray diffractometer. Method of raster electron microscopy with energy dispersive microanalysis was used to determine the surface morphology and local elemental analysis of core samples. The material and labor costs related to works on strengthening of rock massif were calculated. Findings. Massif strengthening method was studied. MasterRoc MP 650 micro-cement produced by BASF Construction Chemicals Ltd with addition of 1 – 2% of cement weight of Rheobuild 2000PF was used as cement slurry. The uniformity of the working contour in tunnel faces was observed after the third cycle of works on rocks injection. Unsafe working conditions for packer installation have been revealed. It was recommended to carry out pilot tests of tunneling technology in destroyed and fractured massif using the two-component organic-mineral resin “Blocksil” and long selfwedging packers with injection tubes. Originality. We established peculiarities of implementing technology of strengthening destroyed and fractured rock massif by micro-cement injection. Quantitative indicators of micro-cement content in the injected rock massif were identified. Practical implications. Technology of strengthening destroyed and fractured rock massif by micro-cement injection was developed and tested at Orlovsky mine.Мета. Дослідження способу зміцнення зруйнованого та сильнотріщинуватого масиву гірських порід шляхом застосування ін’єкціювання мікроцементами при проходці гірничих виробок на Орлівській шахті ТОВ “Востокцветмет”. Методика. Виконано натурні дослідження щодо зміцнення масиву тампонажним розчином. Проведено контроль виконання ін’єкційних робіт шляхом контрольних випробувань кернів укріпленого ґрунту. Визначено фазовий склад зразків керна на рентгенівському дифрактометрі. Вивчена морфологія поверхні й виконаний локальний елементний аналіз зразків керна методом растрової електронної мікроскопії з енергодисперсійним мікроаналізом. Виконано розрахунок матеріально-трудових витрат на виконання робіт по зміцненню масиву гірських порід. Результати. Досліджено спосіб зміцнення масиву тампонажним розчином на основі мікроцемента Rheocem®650 виробництва компанії BASF з добавкою Rheobuild 2000PF у кількості 1 – 2% від маси цементу. Встановлено, що витримування контуру виробки у прохідницьких забоях спостерігається після третього циклу робіт з ін’єкціювання гірських порід. Виявлені небезпечні умови робіт з установки пакерів. Рекомендовано провести дослідно-промислові випробування технології проходки гірничих виробок із застосуванням двокомпонентної органомінеральної смоли “Блоксил” із використанням саморозклинювальних довгих пакерів з ін’єкційними трубками. Наукова новизна. Встановлено особливості застосування технології зміцнення зруйнованого та сильнотріщинуватого масиву гірських порід шляхом застосування ін’єкціювання мікроцементами. Виявлено кількісні показники вмісту мікроцемента в ін’єкційованому породному масиві. Практична значимість. Розроблена й випробувана технологія зміцнення зруйнованого та сильнотріщинуватого масиву гірських порід ін’єкціюванням мікроцементами для умов Орлівської шахти.Цель. Исследование способа укрепления разрушенного и сильнотрещиноватого массива горных пород путем применения инъекцирования микроцементами при проходке горных выработок на Орловской шахте ТОО “Востокцветмет”. Методика. Выполнены натурные исследования по укреплению массива тампонажным раствором. Проведен контроль выполнения инъекционных работ путем контрольных испытаний кернов укрепленного грунта. Определен фазовый состав образцов керна на рентгеновском дифрактометре. Изучена морфология поверхности и выполнен локальный элементный анализ образцов керна методом растровой электронной микроскопии с энергодисперсионным микроанализом. Выполнен расчет материально-трудовых затрат на выполнение работ по упрочнению массива горных пород. Результаты. Исследован способ упрочнения массива тампонажным раствором на основе микроцемента Rheocem®650 производства компании BASF с добавкой Rheobuild 2000PF в количестве 1 – 2% от массы цемента. Установлено, что выдерживание контура выработки в проходческих забоях наблюдается после третьего цикла работ по инъекцированию горных пород. Выявлены небезопасные условия работ по установке пакеров. Рекомендовано провести опытно-промышленные испытания технологии проходки горных выработок с применением двухкомпонентной органоминеральной смолы “Блоксил” с использованием саморасклинивающихся длинных пакеров с инъекционными трубками. Научная новизна. Установлены особенности применения технологии укрепления разрушенного и сильнотрещиноватого массива горных пород путем применения инъекцирования микроцементами. Выявлены количественные показатели содержания микроцемента в инъекцированном породном массиве. Практическая значимость. Разработана и испытана технология упрочнения разрушенного и сильнотрещиноватого массива горных пород инъекцированием микроцементами для условий Орловской шахты.The authors express their sincere gratitude to engineering and technical personnel of Orlovsky mine of “Vostoktsvetmet” LLP for assistance in organizing and conducting field observations in mines

Selection of accessing and development schemes for extracting reserves of ore body 2 in Irtysh deposit

Purpose. Justification and selection of a rational scheme for accessing the second ore body of the Irtysh deposit based on a technical and economic comparison of its adopted competitive options. Methods. The main mining, geological and engineering requirements for selecting the scheme for accessing the Irtysh field are considered to achieve the goal. Three competitive accessing options are proposed on the basis of project regulatory documents and geotechnological features of the ore body. The optimal scheme of accessing was suggested taking into account the volumes of mining and preparatory works and averaging of the metal content in the ore by the method of technical and economic comparison. Findings. Analysis of the accessing schemes was performed for deposits similar in the geological conditions and represented by fragmented ore bodies. The advantages and disadvantages of 3 competitive access options are reviewed in detail. The technological and economic feasibility of excavation of ore body 2 reserves has been substantiated, i.e. of accessing them by fringedrifts between the Irtysh and Vspomogatel’naya mines on the upper horizons of the deposit. It is established that the difference in the volume of capital works (CW) and preparatory works (PW) is 45640 m3 in favor of accessing ore body 2 by fringedrifts between the Irtysh and Vspomogatel’naya mines. At the same time, the volumes of CW and PW at the initial and final stages of development are much lower than in the case of accessing by a transport ramp from the surface. The change in the average content of copper, lead and zinc with the simultaneous development of the Osnovnaya Deposit and the South-Eastern Deposit in the lower horizons of the field has been calculated. Originality. For the conditions of ore body 2 of the Irtysh deposit, planned for development in accordance with the proposed access, it was found that despite the decrease in the copper content in the saleable ore, the lead content in the saleable ore will increase to 0.49% and zinc content, respectively, to 3.83%. Practical implications. Mining of ore body 2 according to the recommended accessing scheme with a minimum amount of mining will allow to raise the productivity of the Irtysh mine to 600 thousand tons per year during the period 2018 – 2026, as well as to increase the extraction of lead and zinc.Мета. Обґрунтування та вибір раціональної схеми розкриття другого рудного тіла Іртишського родовища на підставі техніко-економічного порівняння її прийнятих конкурентних варіантів. Методика. Для досягнення поставленої мети виділено основні гірничо-геологічні та інженерно-технічні вимоги для вибору схеми розкриття Іртишського родовища. На підставі положень проектних нормативних документів і геотехнологічних особливостей рудного тіла запропоновані 3 конкурентних варіанти розкриття. Методом техніко-економічного порівняння приймалася оптимальна схема розкриття з урахуванням об’ємів гірничо-капітальних і підготовчих робіт та усереднення вмісту металу в руді. Результати. Виконано аналіз схем розкриття, аналогічних за гірничо-геологічними умовами родовищ, представлених зближеними рудними покладами. Детально розглянуті переваги й недоліки 3 конкурентних варіантів розкриття. Обґрунтована технологічна та економічна доцільність виїмки запасів рудного тіла 2, а саме розкриття польовими штреками між шахтами “Іртишська” і “Допоміжна” на верхніх горизонтах родовища. Встановлено, що різниця в об’ємах гірничо-капітальних (ГКР) і підготовчих робіт (ГПР) становить 45640 м3 на користь варіанту розкриття рудного тіла 2 польовими штреками між шахтами “Іртишська” і “Допоміжна”, при цьому об’єми ГКР і ГПР на початковій і кінцевій стадіях відпрацювання значно нижче, ніж при варіанті розкриття транспортним ухилом з поверхні. Підрахована зміна середнього вмісту міді, свинцю і цинку з одночасним відпрацюванням Основного та Південно-Східного покладів на нижніх горизонтах родовища. Наукова новизна. Для умов рудного тіла 2 Іртишського родовища, яке планується розробляти, відповідно до запропонованого варіанту розкриття, встановлено, що, незважаючи на зниження вмісту міді у товарній руді, в цілому по руднику підвищиться вміст свинцю в товарній руді до 0.49%, а цинку – до 3.83% відповідно. Практична значимість. Введення у відпрацювання рудного тіла 2, відповідно до рекомендованої схеми розкриття з мінімальним об’ємом гірничих робіт, дозволить досягти продуктивності Іртишського рудника до 600 тис. т на рік у період 2018 – 2026 рр., а також додатково підвищити витяг свинцю і цинку.Цель. Обоснование и выбор рациональной схемы вскрытия второго рудного тела Иртышского месторождения на основании технико-экономического сравнения ее принятых конкурентных вариантов. Методика. Для достижения поставленной цели выделены основные горно-геологические и инженерно-технические требования для выбора схемы вскрытия Иртышского месторождения. На основании положений проектных нормативных документов и геотехнологических особенностей рудного тела предложены 3 конкурентных варианта вскрытия. Методом технико-экономического сравнения принималась оптимальная схема вскрытия с учетом объемов горно-капитальных и подготовительных работ и усреднения содержания металла в руде. Результаты. Выполнен анализ схем вскрытия, аналогичных по горно-геологическим условиям месторождений, представленных сближенными рудными залежами. Детально рассмотрены достоинства и недостатки 3 конкурентных вариантов вскрытия. Обоснована технологическая и экономическая целесообразность выемки запасов рудного тела 2, а именно вскрытие полевыми штреками между шахтами “Иртышская” и “Вспомогательная” на верхних горизонтах месторождения. Установлено, что разница в объемах горно-капитальных (ГКР) и подготовительных работ (ГПР) составляет 45640 м3 в пользу варианта вскрытия рудного тела 2 полевыми штреками между шахтами “Иртышская” и “Вспомогательная”, при этом объемы ГКР и ГПР на начальной и конечной стадиях отработки значительно ниже, чем при варианте вскрытия транспортным уклоном с поверхности. Подсчитано изменение среднего содержания меди, свинца и цинка с одновременной отработкой Основной и Юго-Восточной залежей на нижних горизонтах месторождения. Научная новизна. Для условий рудного тела 2 Иртышского месторождения, планируемого к разработке, согласно предложенному варианту вскрытия, установлено, что, несмотря на снижение содержание меди в товарной руде, в целом по руднику повысится содержание свинца в товарной руде до 0.49%, а цинка – до 3.83% соответственно. Практическая значимость. Ввод в отработку рудного тела 2, согласно рекомендованной схеме вскрытия с минимальным объемом горных работ, позволит достичь производительности Иртышского рудника до 600 тыс. т в год в период 2018 – 2026 гг., а также дополнительно повысить извлечение свинца и цинка.The paper did not originate under any project and no funding was raised

Selecting a variant to allocate a plant producing shotcrete while implementing method of “wet” pneumatic concrete placing in Orlovskaia mine

Purpose. Mining and geological conditions are complicated due to the decreased level of mining within deposits of West Kazakhstan. It results in significant increase in the amount of metal framed support which cannot always provide safety of mine workings. The problem may be solved by transition from heavy and labour-intensive in mounting metal special shape framed supports to the cheaper and more easily erected reinforced shotcrete with reinforced frames. “Dry” method of shotcrete application, used currently in Orlovskaia mine, can provide neither high quality nor the required amounts of pneumatic concrete placing; in this context, “wet” method makes it possible to support rock mass at a high mechanization level, and development of premium durable pavement. Thus, in the context of Orlovskaia mine it is required to solve the problems concerning selection of efficient schemes to deliver shotcrete mixtures or their components and to determine optimum location for a plant, producing shotcrete from the viewpoint of minimization of expenditures connected with shotcrete support. Methods. Calculations, determining the required shotcrete amounts to support mine workings, technological capacity of a plant to produce shotcrete as well as self-propelled mixers, have been performed. Basic production facilities for shotcrete operations have been selected. Three variants to allocate a plant for shotcrete manufacturing within Orlovskaia mine have been considered. The discounted net cash flows have been compared ignoring sales of the finished product of Orlovskaia mine in terms of the available and the proposed methods to support mine workings for the period of 2016 – 2025. Findings. Relying upon laboratory tests, carried out in Kazzink LLP as well as BASF and Normet Companies, efficient compositions of shotcrete mixtures, providing preparation of shotcrete mixture of the required quality in terms of minimal binder consumption have been identified. It has been recommended to use 3.5 m3 mining machine UnimecMF500 Transmixer by Normet Company as a mixture to deliver shotcrete; self-propelled equipment MeycoME-3 (theoretical output is up to 20 m3/h) by AtlasCоpcо Company has been proposed to apply “wet” shotcrete. Use of underground 15 m3/h mobile plant on stands or on trailer of Normet Company has been substantiated to be mounted in a small-cross chamber with cement bulk storage or in big bags. Schemes to allocate concrete mixing plant have been developed for specific conditions of Orlovskaia mine. Originality. Specific features of potential variants to allocate a plant, producing shotcrete to support mine workings in terms of Orlovskaia mine, have been identified from technological and economic viewpoints. Practical implications. Economic expediency of a process line intended to support mine workings in Orlovskaia mine using a “wet” shotcrete has been developed and substantiated.Мета. У зв’язку зі зниженням рівня гірничих робіт на родовищах східного Казахстану ускладнюються гірничо-геологічні умови. Наслідком цього є значне зростання обсягів металевого рамного кріплення, яке не завжди гарантує збереження гірничих виробок. Вихід з ситуації, що склалася – це перехід від важких і трудомістких в установці металевих рамних кріплень зі спецпрофілю до дешевшого та технологічно більш легшеспоруджуваного армованого торкретбетону з армокаркасів. “Сухий” метод нанесення торкретбетону, що на сьогодні застосовується на Орловській шахті, не забезпечує високу якість та необхідні обсяги торкретування, при цьому технологія “мокрого” торкретбетонування дозволяє здійснювати роботи з кріплення гірського масиву з високим ступенем механізації і створенням високоякісного, довговічного покриття. У зв’язку з цим для умов Орловської шахти необхідно вирішити питання вибору раціональних схем транспортування торкретбетонної суміші або матеріалів для її приготування, визначити оптимальне місце розташування заводу із приготування торкретбетону з точки зору мінімізації витрат на торкретбетонне кріплення. Методика. Проведено розрахунок необхідного обсягу торкретбетону для кріплення виробок, технічної продуктивності заводу з виробництва торкретбетону, самохідних міксерів. Проведено вибір основного технологічного обладнання для виробництва торкретбетонних робіт. Розглянуто три варіанти розміщення заводу з виробництва торкретбетону на Орловській шахті. Проведено порівняння дисконтованих чистих потоків реальних грошей без урахування реалізації товарної продукції на Орловській шахті при існуючій технології кріплення гірничих виробок та тій, що пропонується на період 2016 – 2025 рр. Результати. На підставі проведених лабораторних випробувань в ТОО “Казцинк”, компаніях “BASF” і “Normet” визначені раціональні склади торкретбетонної суміші, що забезпечують отримання торкретбетонної суміші необхідної якості при мінімальних витратах в’яжучого. Рекомендовано в якості міксера для доставки торкретбетону застосовувати гірничо-шахтну машину Unimec MF500 Transmixer ємністю 3.5м3 фірми “Nоrmet”, а в якості обладнання для напилення “мокрого” торкретбетону – самохідну установку для торкретирування Meyco ME-3 теоретичною продуктивністю 20 м3/год компанії “Atlas Cоpcо”. Обґрунтовано використання підземної мобільної установки продуктивністю 15 м3/год на стійках або на причепі фірми “Nоrmet” для установки в камері малого перетину зі складом цементу в мішках біг-бег. Розроблено схеми розміщення бетонозмішувальної установки для конкретних умов Орловської шахти. Наукова новизна. Встановлено особливості можливих варіантів розміщення заводу з виробництва торкретбетону для кріплення гірничих виробок для умов Орловської шахти з технологічної та економічної точок зору. Практична значимість. Розроблено й обґрунтовано економічну доцільність технологічної лінії виробництва робіт щодо кріплення гірничих виробок “мокрим” торкретбетоном на Орловській шахті.Цель. В связи с понижением уровня горных работ на месторождениях восточного Казахстана осложняются горно-геологические условия. Следствием этого является значительный рост объемов металлического рамного крепления, которое не всегда гарантирует сохранность горных выработок. Выход из сложившейся ситуации – это переход от тяжелых и трудоемких в установке металлических рамных крепей из спецпрофиля к более дешевому и технологически более легковозводимому армированному торкретбетону с армокаркасами. Применяемый в настоящее время на Орловской шахте “сухой” метод нанесения торкретбетона не обеспечивает высокое качество и необходимые объемы торкретирования, при этом технология “мокрого” торкретбетонирования позволяет производить работы по креплению горного массива с высокой степенью механизации и созданием высококачественного, долговечного покрытия. В связи с этим для условий Орловской шахты необходимо решить вопросы выбора рациональных схем транспортирования торкретбетонной смеси или материалов для ее приготовления, определить оптимальное место расположения завода по приготовлению торкретбетона с точки зрения минимизации затрат на торкретбетонное крепление. Методика. Проведен расчет необходимого объема торкретбетона для крепления выработок, технической производительности завода по производству торкретбетона, самоходных миксеров. Проведен выбор основного технологического оборудования для производства торкретбетонных работ. Рассмотрены три варианта размещения завода по производству торкретбетона на Орловской шахте. Проведено сравнение дисконтированных чистых потоков реальных денег без учета реализации товарной продукции на Орловской шахте при существующей и предлагаемой технологиях крепления горных выработок на период 2016 – 2025 гг. Результаты. На основании проведенных лабораторных испытаний в ТОО “Казцинк”, компаниях “BASF” и “Normet” определены рациональные составы торкретбетонной смеси, обеспечивающие получение торкретбетонной смеси требуемого качества при минимальном расходе вяжущего. Рекомендовано в качестве миксера для доставки торкретбетона применять горно-шахтную машину Unimec MF500 Transmixer емкостью 3.5 м3 фирмы “Nоrmet”, а в качестве оборудования для напыления “мокрого” торкретбетона – самоходную установку для торкретирования Meyco ME-3 теоретической производительнстью 20 м3/ч компании “Atlas Cоpcо”. Обосновано использование подземной мобильной установки производительностью 15 м3/ч на стойках или на прицепе фирмы “Nоrmet” для установки в камере малого сечения со складом цемента в мешках биг-бэг. Разработаны схемы размещения бетоносмесительной установки для конкретных условий Орловской шахты. Научная новизна. Установлены особенности возможных вариантов размещения завода по производству торкретбетона для крепления горных выработок для условий Орловской шахты с технологической и экономической точек зрения. Практическая значимость. Разработана и обоснована экономическая целесообразность технологической линии производства работ по креплению горных выработок “мокрым” торкретбетоном на Орловской шахте.The authors express their sincere gratitude to engineering and technical personnel of Orlovskaia mine of Vostoktsvetmet ltd for assistance in organizing and conducting observations in mines

Nunalleq, Stories from the Village of Our Ancestors:Co-designing a multivocal educational resource based on an archaeological excavation

This work was funded by the UK-based Arts and Humanities Research Council through grants (AH/K006029/1) and (AH/R014523/1), a University of Aberdeen IKEC Award with additional support for travel and subsistence from the University of Dundee, DJCAD Research Committee RS2 project funding. Thank you to the many people who contributed their support, knowledge, feedback, voices and faces throughout the project, this list includes members of the local community, colleagues, specialists, students, and volunteers. If we have missed out any names we apologize but know that your help was appreciated. Jimmy Anaver, John Anderson, Alice Bailey, Kieran Baxter, Pauline Beebe, Ellinor Berggren, Dawn Biddison, Joshua Branstetter, Brendan Body, Lise Bos, Michael Broderick, Sarah Brown, Crystal Carter, Joseph Carter, Lucy Carter, Sally Carter, Ben Charles, Mary Church, Willard Church, Daniele Clementi, Annie Cleveland, Emily Cleveland, Joshua Cleveland, Aron Crowell, Neil Curtis, Angie Demma, Annie Don, Julia Farley, Veronique Forbes, Patti Fredericks, Tricia Gillam, Sean Gleason, Sven Haakanson, Cheryl Heitman, Grace Hill, Diana Hunter, Joel Isaak, Warren Jones, Stephan Jones, Ana Jorge, Solveig Junglas, Melia Knecht, Rick Knecht, Erika Larsen, Paul Ledger, Jonathan Lim Soon, Amber Lincoln, Steve Luke, Francis Lukezic, Eva Malvich, Pauline Matthews, Roy Mark, Edouard Masson-MacLean, Julie Masson-MacLean, Mhairi Maxwell, Chuna Mcintyre, Drew Michael, Amanda Mina, Anna Mossolova, Carl Nicolai Jr, Chris Niskanen, Molly Odell, Tom Paxton, Lauren Phillips, Lucy Qin, Charlie Roberts, Chris Rowe, Rufus Rowe,Chris Rowland, John Rundall, Melissa Shaginoff, Monica Shah, Anna Sloan, Darryl Small Jr, John Smith, Mike Smith, Joey Sparaga, Hannah Strehlau, Dora Strunk, Larissa Strunk, Lonny Strunk, Larry Strunk, Robbie Strunk, Sandra Toloczko, Richard Vanderhoek, the Qanirtuuq Incorporated Board, the Quinhagak Dance Group and the staff at Kuinerrarmiut Elitnaurviat. We also extend our thanks to three anonymous reviewers for their valuable comments on our paper.Peer reviewedPublisher PD

New Antarctic gravity anomaly grid for enhanced geodetic and geophysical studies in Antarctica

Gravity surveying is challenging in Antarctica because of its hostile environment and inaccessibility. Nevertheless, many ground-based, airborne, and shipborne gravity campaigns have been completed by the geophysical and geodetic communities since the 1980s. We present the first modern Antarctic-wide gravity data compilation derived from 13 million data points covering an area of 10 million km2, which corresponds to 73% coverage of the continent. The remove-compute-restore technique was applied for gridding, which facilitated leveling of the different gravity data sets with respect to an Earth gravity model derived from satellite data alone. The resulting free-air and Bouguer gravity anomaly grids of 10 km resolution are publicly available. These grids will enable new high-resolution combined Earth gravity models to be derived and represent a major step forward toward solving the geodetic polar data gap problem. They provide a new tool to investigate continental-scale lithospheric structure and geological evolution of Antarctica

Biological nitrogen fixation and prospects for ecological intensification in cereal-based cropping systems

The demand for nitrogen (N) for crop production increased rapidly from the middle of the twentieth century and is predicted to at least double by 2050 to satisfy the on-going improvements in productivity of major food crops such as wheat, rice and maize that underpin the staple diet of most of the world's population. The increased demand will need to be fulfilled by the two main sources of N supply – biological nitrogen (gas) (N2) fixation (BNF) and fertilizer N supplied through the Haber-Bosch processes. BNF provides many functional benefits for agroecosystems. It is a vital mechanism for replenishing the reservoirs of soil organic N and improving the availability of soil N to support crop growth while also assisting in efforts to lower negative environmental externalities than fertilizer N. In cereal-based cropping systems, legumes in symbiosis with rhizobia contribute the largest BNF input; however, diazotrophs involved in non-symbiotic associations with plants or present as free-living N2-fixers are ubiquitous and also provide an additional source of fixed N. This review presents the current knowledge of BNF by free-living, non-symbiotic and symbiotic diazotrophs in the global N cycle, examines global and regional estimates of contributions of BNF, and discusses possible strategies to enhance BNF for the prospective benefit of cereal N nutrition. We conclude by considering the challenges of introducing in planta BNF into cereals and reflect on the potential for BNF in both conventional and alternative crop management systems to encourage the ecological intensification of cereal and legume production