Thesis (Ph. D.)--West Virginia University, 2009. / Title from document title page. Document formatted into pages; contains xiv, 215 p. : ill. (some col.). Includes abstract. Includes bibliographical references (p. 143-147).

Explosions of gas and dust continue to be recognized as an extreme danger in underground coal mines and still occur despite significant technological advances. Mining researchers have been attempting to accurately measure and quantify ventilation and gas properties since early mining; however basic monitoring attempts were limited by the available technologies. Recent advancements in monitoring and communication technologies enable comprehensive atmospheric monitoring to become feasible on a mine-wide scale. Atmospheric monitoring systems (AMS) allow operators to monitor conditions underground in real-time. Real-time monitoring enables operators to detect and identify developing high risk areas of the mine, as well as quickly alert mining personnel underground. Real-time monitoring also can determine whether conditions are safe for mining, to operate ventilation systems more efficiently, and to provide an additional layer of monitoring atmospheric conditions underground. AMS utilizes numerous monitoring technologies that will allow underground coal mines to comprehensively monitor gas and ventilation parameters. AMS are utilized worldwide as well as in the United States, and can be modified to cater to specific hazards at different mines. In the United States, AMS are primarily used to monitor belt lines and electrical installations for smoke, CO, and CH₄, and to automatically alarm at set thresholds. The research in this study investigates and analyzed AMS across the world (specifically Australia, Canada, and United States). Two case studies presented in Chapter 5 focus on the utilization and implementation of AMS in two underground coal mines in the United States. These case studies identify challenges regarding installation, data management, and analysis of real-time atmospheric monitoring data. The second case study provides significant evidence that correlates mine ventilation fan outages and changes in barometric pressure to increases in methane from previous works. This research does not attempt to quantify data, but intends to provide engineers knowledge to utilize, design, and implement an AMS. Several incident scenarios are simulated using ventilation computer software, as well as the benefits of monitoring in past disasters are analyzed. This research does not intend to place blame, but intends to increase the understanding of utilizing and implementing AMS in underground coal mines. / Ph. D.

A dissertation submitted to the Faculty of Engineering, University of the Witwatersrand, Johannesburg, in fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in Engineering / Regulation 10.24 of the Minerals Act (1991) of the Republic of South Africa is applied for the purpose of preventing the development and propagation of coal-dust explosions in underground coal mines. ( Abbreviation abstract ) / AC2017

A Dissertation submitted to the Faculty of Engineering, University of the Witwatersrand, Johannesburg, for the degree of Master of Science in Engineering. / Ignitions of methane and coal dust have caused considerable loss of life and damage to installations in South African collieries during the past century. The phenomenon of methane outbursts have also resulted in the creation of dangerous conditions underground. The dissertation examines the causes of methane outbursts and the seven main ignition sources leading to methane and coal dust explosions. These ignition sources were derived from an examination of Mines Department inquiries extending back to 1891. the date of the first known ignition of mine gas. Selected incidents were chosen from the official Inquiries for each ignition source and these are dealt with in detail. This includes an investigation into the many factors which developed prior to the individual explosions and the effects of the aftermath such incidents. Precautions to be adopted to prevent methane outbursts and minimise the risk of methane and coal dust explosions as a result of the seven ignition sources are detailed at the end of each chapter. / Andrew Chakane 2018

Thesis (Ph.D. (Mining Engineering))--University of the Witwatersrand, Faculty of Engineering,1992.

Dans cette thèse, une nouvelle loi d'endommagement en traction des roches sous chargement exploisif est établie. Basée sur l'approche micro-mécanique et énergétique, la loi d'évolution d'endommagement dynamique est conçue à l'aide de la méthode mathématique d'homogénéisation basée sur le développement asymptotique, et en tenant compte de l'effet inertiel lors de la propagation de fissure. Les simulations numériques sont présentées en vue d'illustrer la capacité du modèle à décrire les comportements connus comme les effets de taille pour la réponse structurelle, la sensibilité au taux de déformation, la transition fragile-ductile et la dispersion de l'onde.<p><p>La loi est implémentée dans le code aux éléments finis LAGAMINE pour étudier la réponse macroscopique du modèle. Plusieurs cas d'applications en dynamique ont été examinés.\\<p><p>- En 1D, les problèmes de localisation ont été étudiés dans une barre sollicitée en traction dynamique par une rampe de chargement. Selon l'amplitude de chargement, trois réponses ont été identifiées: a) comportement purement élastique pour des faibles charges, b) localisation à l'extrémité encastrée de la barre pour des chargements modérés et c) localisation à la tête de la barre pour des chargements élevés. L'influence de la taille microstrurelle sur la localisation a été examinée. Des simulations numériques de l'essai de traction dynamique par écaillage ont été éffectuées. Des essais expérimentaux de traction dynamique par écaillage ont été réalisés sur la bauxite et ont permis de valider le modèle en comparant l'analyse post mortem de l'éprouvette aux résultats des simulations numériques d'écaillage. Ces essais ont aussi permis de déterminer les caractéristiques mécaniques du matériau, la résistance mécanique en traction dynamique, l'instant de rupture et la vitesse de déformation à rupture.\\<p><p>- En 2D, des simulations numériques sont efféctuées pour reproduire le comportement d'une mine sous charge explosive. Le modèle a été capable de reproduire l'endommagement en traction sous charge explosive. L'influence des paramètres du modèle tels que: l'orientation de fissures, la taille de microstructure et la valeur initial d'endommagement sur la distribution de l'endommagement autour du trou de charge a été étudiée. Enfin, un cas d'application sur les mines de bauxite de Guinée a été étudié, incluant un calcul de l'extension de la zone endommagée ainsi qu'une prédiction numérique du niveau de vibration engendrée suite aux tirs à l'explosif. La prédiction du modèle est globalement en accord avec les résultats de la littérature. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished