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By E. Watkins, S. J. Schatzel, K. Ajayi, V. Gangrade

The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) has been conducting research related to unconventional gas wells positioned in abutment pillars associated with active longwall mining in Southwestern PA. The Ventilation and Explosion Prevention Team at NIOSH is working toward predicting and characterizing a hypothetical casing breach and its effect on the safety and health of mine workers, gas well workers, and the general public. An important aspect of this research is to distinguish coalbed gas from shale gas in the mine environment as an indicator of a casing breach. Another noncoal gas source exists in the region in the form of underground gas storage fields which also have the potential to migrate towards mine workings. During a potential gas breach, the addition of excess natural gas to coal mine environments will exceed the anticipated ventilation loading and can create a mine explosion hazard. A methodology has been developed to distinguish these gas sources. Gas samples from the three sources were analyzed by gas chromatography, and interpretive methods were applied to distinguish the populations graphically and statistically. Bivariate plots using the hydrocarbon index and the normalized molecular ratios showed that the sources occupy different regions of the graphs. All samples of non-coal gas contained under 2% CO2, and all coal samples included greater than this amount. A multivariate T-squared (T2) test analysis relating comparing data in pairs showed a low p-value (dimensionality parameter) and a high T2 test statistic for all comparisons, indicating that these sources are different and distinct gas populations. Ultimately, stakeholders from the mining and gas production industries can utilize this method to identify gas sources and a potential casing breach.

Mar 2, 2022

By Giulia M. B., Ferruccio Cribari, Alessandro Bertero, Eliano Romani, Roberto Sorge, Francesca Casini

"The use of Artificial Ground Freezing (AGF) to form earth support and seepage control barrier systems has had applications worldwide. These cover a variety of construction problems, including the formation of frozen earth walls to support deep excavations, structural underpinning for foundation improvement, and temporary control of ground water in construction processes. An application of AGF during construction of Line C of Rome underground is described in detail.The new line “C” of San Giovanni metro station was constructed adjacent to the existing line “A” of San Giovanni station; the new metro line “C” is deeper than line “A” and runs below the existing station. The underpass project envisages an Artificial Ground Freezing in order to create a structural and waterproof temporary cut-off suitable to the two new tunnels excavation, while keeping trains running in the safest possible condition. The excavation of tunnels under the water table, with a hydraulic head of over 10 m in not homogeneous soils having different mechanical properties and permeability and below existing sensitive structures, involves special ground freezing sequences and methods, as well as peculiar drilling systems and operations, such as TDDT (Trevi Directional Drilling Technology).Artifical Ground Freezing IntroductionNatural freezing occurs seasonally in many areas of the globe and can affect negatively the engineering performance of geotechnical structures; on the other hand, man-made freezing is a controllable process that can be used by civil engineers to stabilise temporarily the ground in order to support and/or exclude groundwater from an excavation until the final retaining and lining structures are constructed. Freezing and thawing of the pore fluid within soils involve complex thermal, hydraulic and mechanical processes that have significant mutual interactions. For example, phase changes of the pore fluid caused by temperature variations can modify the pore water pressure in the soil, which, in turn, can induce mechanical deformation. At the same time, any changes in the hydraulic and mechanical conditions affect the thermal processes by advection and changes of ice and water contents.An application of AGF which will be presented in the paper, refers to the construction works of Line C of Rome underground. In this case AGF was carried out to provide temporary support during excavation of the two Line C running tunnels directly underneath the existing S. Giovanni station of Line A, in the safest possible condition. In order to keep the trains of Line A operational during excavation, a temporary structure was installed and a real-time monitoring system was conceived in order to control the temperatures of the soil during freezing and the response of the structures of the existing station."

Jan 1, 2016

By Matheus de Lima Vieira

Os vergalhões são produzidos por meio do processo de laminação a quente. No processo em estudo há duas rotas distintas de produção. Previamente ao processo de laminação a quente, uma rota utiliza a etapa de reaquecimento via forno, e a outra utiliza o produto semi-acabado de aço vindo diretamente do processo de solidificação. Ao estabelecer um comparativo entre as rotas, as microestruturas obtidas apresentam algumas diferenças. O objetivo desse trabalho é avaliar como as diferenças entre as microestruturas influenciam na resistência à corrosão por cloretos. Para isso foram realizados ensaios de polarização potenciodinâmica anódica e espectroscopia de impedância eletroquímica em solução de NaCl, simulando os efeitos do íon Cl- presente na atmosfera marinha. A partir das curvas obtidas nos ensaios eletroquímicos, foi possível observar que as propriedades de corrosão são semelhantes para ambos os processos.

Oct 30, 2017

By A. F. Colombo, D. W. Frommer

Bench- scale tests were made to determine the applicability of flotation as a means of upgrading finished and semifinished magnetic concentrates prepared from reductively roasted iron ores . Both anionic and cationic flotation methods were used to remove siliceous gangue from the magnetic concentrates and produce upgraded products . Seven magnetic concentrates , containing from 6.7 to 13.7 percent SiO2 , were improved by the flotation treatment , yielding final concentrates containing less than 6.0 percent Si02 . Cationic flotation methods were studied on four of the seven samples ; of this group only one sample yielded better results by cationic flotation than by the anionic method .

Jan 1, 1964

By D. J. Bauer, V. E. Shaw

Bastnasite concentrate was processed to recover total rare - earth content and obtain high - purity ceric nitrate . Reaction of the concentrate with 45 percent caustic soda for 1 hour at 180 ° C in stainless steel vessels resulted in 99 - percent conversion to rare - earth hydroxides . A drying step followed by solution in nitric acid produced a tetravalent cerium fraction amenable to extraction with TBP . Single- stage separatory funnel experiments resulted in 90 -percent recovery of ceric nitrate at a purity of 99.9 percent . Fractional extraction in pressure - bubbler columns resulted in 98.5 - percent recovery of 99.5 -percent - pure ceric nitrate .

Jan 1, 1964

By Gabriel Pessoa Vilas Boas

O presente artigo apresenta um estudo sobre a mistura do nióbio em chapas de alumínio pelo processo Friction Stir Welding (FSW), levando em consideração o efeito de forjamento envolvido na soldagem. O processo FSW, consiste em utilizar uma ferramenta rotativa que em contato com o material a ser soldado gera atrito, provocando aumento de temperatura e deformação plástica. O aquecimento gerado é abaixo do ponto de fusão dos materiais envolvidos, por isso é considerado como solda em estado sólido. Para alcançar os objetivos desta pesquisa, conta-se com a colaboração da Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração (CBMM), que forneceu amostras de Nióbio Metálico em cavaco para proceder aos experimentos deste artigo. A amostra adquirida foi triturada manualmente, em seguida, cominuido em moinho de bola para obtê-lo em forma de pó, viabilizando, assim, a inserção na junta a ser soldada. O nióbio foi colocado entre dois metais de base de Al-Mg 5052F que foi soldado pelo processo FSW, em uma máquina adaptada para esse processo. Após a soldagem foi feito a metalografia na seção transversal onde observou-se uma boa mistura do nióbio no metal soldado. Além disso, foi analisado a microestrutura formada e a composição química através do microscópio eletrônico de varredura (MEV).

Oct 30, 2017

By Maria Fernanda Gonçalves de Oliveira

O objetivo do trabalho é estudar a viabilidade da realização do tratamento superficial via implantação iônica por imersão em plasma (3IP) de nitrogênio de chapas de nióbio soldadas previamente com feixe de laser, para formação de camadas de nitretos sobre superfície do material base, zona termicamente afetada (ZTA) e do cordão de solda. Os resultados obtidos são discutidos levando-se em consideração a influência do tratamento nas alterações apresentadas pelo material tratado. Os resultados mostram uma significativa alteração na superfície do material, em termos de composição química, evidenciando a formação de nitretos de nióbio sobre esta superfície. Em geral, os nitretos de materiais refratários apresentam propriedades desejáveis para aplicações que envolvem temperatura elevadas de trabalho como: estabilidade térmica, elevado ponto de fusão, boa resistência à oxidação; além de apresentarem elevada dureza e baixas taxas de desgaste e corrosão. Em virtude do aquecimento do substrato, durante o tratamento, observam-se mudanças microestruturais no material tratado. Tais alterações microestruturais, nas diferentes regiões analisadas, mostram-se benéficas na homogeneidade dos valores de dureza apresentados, especialmente na região do cordão de solda e material de base. A redução da dispersão dos valores de dureza entre o cordão de solda, a zona termicamente afetada (ZAC) e o material de base podem minimizar a presença de regiões com concentrações de tensões, melhorando a resistência mecânica do material quando submetidos a esforços mecânicos, como tração uniaxial.

Aug 8, 2018

By Jackson de Brito Simões

As Ligas com efeito de Memória de Forma (LMF) são metais funcionais que podem recuperar grandes deformações, superiores a 5%, quando submetidos a carregamento mecânico e/ou aquecidos. Este fenômeno ainda surpreende pesquisadores e engenheiros de projetos, materiais e processos. Esses metais possibilitam o desenvolvimento de atuadores termomecânicos capazes de gerar esforço mecânico com o bloqueio da recuperação de forma. Inúmeros são os processos para obtenção dessas LMF, cada um com sua particularidade e limitação específica. Nesse contexto, este trabalho avalia o efeito do reprocessamento pela técnica Plasma Skul Push-Pull (PSPP) e do tratamento térmico de solubilização nas propriedades térmicas de transformação de fase de uma LMF 55,1Ni-44,9Ti (% em peso) obtida originalmente pelo processo de fusão por indução a vácuo (VIM). Para isso, a LMF foi refundida com uma tocha de plasma e vazada sob pressão em quatro moldes metálicos distintos (aço, bronze, alumínio e cobre). As técnicas de caracterização térmica Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) e Resistência Elétrica em função da Temperatura (RET) foram utilizadas para avaliar o efeito desse reprocessamento e do subsequente tratamento térmico de solubilização a 850°C em diferentes tempos. Verificou-se que a injeção em molde metálico proporciona uma significativa redução nas temperaturas de transformação de fase, da ordem de 30°C em relação ao material bruto obtido por VIM. Por fim, foi possível concluir que a LMF NiTi reprocessada mantém a transformação de fase mesmo após tratamentos de solubilização a 850°C em tempos mais longos (8 h), contrariamente ao material originalmente obtido por VIM.

Aug 16, 2017

By Cláudio Antônio Goulart Valadares

O fluxante para aços baixo carbono, aplicado no lingotamento contínuo de placas, apresenta como características a temperatura de fusão entre 1.030°C e 1.070°C e a tendência a cristalização suprimida. Desta forma, o filme de escória apresenta predominantemente a fase vítrea que facilita a transferência de calor na interface molde de cobre e pele de aço em solidificação. Há uma tendência em retirar ou reduzir o teor de flúor nos fluxantes, com o objetivo de minimizar a erosão da câmara de exaustão do lingotamento contínuo, além de ser um risco potencial para a saúde e segurança e do aumento da taxa de erosão da válvula submersa. Este trabalho apresenta os resultados de análise dos filmes de escória do fluxante referência e a sua versão isenta de flúor via microscópio eletrônico de varredura e microscópio óptico de luz polarizada. Mais resultados como difratometria de raios-X e análises térmicas também complementam esta análise assim como algumas características físico-químicas dos produtos em questão.

Jul 30, 2018

By Paul M. Tyler

Hafnium appears to be among the more abundant of the newly discovered elements . Though quite widely distributed in nature , its compounds chemically so resembled those of zirconium , its sister element , that it escaped detection until 1923 , when Coster and Hevesy announced the discovery of the element , to which they gave the name of " hafnium " , from Hafniae , the Latin name for Copenhagen , where their research work was performed . Hafnium has so far been found only as a minor constituent of zirconium minerals . Zirconium as an element was discovered more than 140 years ago , but only a few unimportant uses were found for the metal or its compounds until some 18 years ago ; it is still classed among the rarer commercial metals . It is not surprising , therefore , that hafnium has not yet found a definite place for itself in industry . Nevertheless it has commanded a considerable interest among scientists ; and in 1930 some 70 grams of perfectly pure oxide of hafnium were prepared in Europe . A commercial future for hafnium is already glimpsed in the radio industry , and its high melting point and electronic emissivity have already led to the taking out of patents for its use in radio tubes and incandescent electric lamp filaments and for the cathode surfaces of devices such as X- ray tubes and rectifiers .

Apr 1, 1931

By Denir Paganini Nascimento

O efeito da convecção forçada foi estudado na micro e macroestrutura de lingotes de silício grau metalúrgico obtidos pela solidificação unidirecional a partir da extração de calor por uma base refrigerada em contato com o fundo do cadinho com o banho líquido. Um disco sob rotação foi imerso no silício líquido para promover a convecção forçada. Em lingotes de 100 mm, esta convecção aumenta de 8 para 80 mm o comprimento de uma região de grãos colunares claramente alinhados e livre de intermetálicos, indicando um aumento da macrossegregação. Um modelo de transferência de calor e massa indica que o aumento de transporte de soluto causado pela convecção forçada diminui o super-resfriamento constitucional e, consequentemente, aumenta a estabilidade da interface sólido-líquido plana, sem células ou dendritas. A ausência de células e dendritas pode ter contribuído para a maior macrossegregação de impurezas observada sob efeito de convecção forçada.

Oct 30, 2017

By P K. Singh

Recent advancements in understanding the detonation process are noteworthy, but they are still based on somewhat hypothetical situations. The actual variables that are essential parts of normal blasting practice have not yet been taken into account in such treatments. These include the various initiation practices employed to detonate a column of explosive, from single point initiation to multi-point initiation in blast holes, and the effect on detonation characteristics of both detonators and explosives under multi-deck and multi-hole blasting conditions. The in-the-hole velocity of detonation (VOD) of an industrial explosive is dependent on explosive’s charge diameter and blasthole diameter. The relationship between blasthole diameter and VOD provides a fundamental guideline to the rate of energy conversion and energy release within the detonation front on the interaction of explosives with the confining medium.The in-the-hole VOD of explosives was measured at four experimental sites in India for different blasthole diameters, ie 150 mm to 311 mm, but for identical explosive composition being same particle size, density, viscosity and loaded into blastholes with the same degree of confinement. The results of the studies demonstrated that there is definite relationship in in-the-hole VOD of the explosive and the diameter of the blast hole. The study also confirmed that the explosives initiated with concentrated boosters yielded higher VOD in comparison to those explosives that were initiated with multi-point priming. The measured increase in VOD of explosives for increasing diameter of holes was up to 24 per cent. The rate of change in in-the-hole VOD of explosives increases with increasing blasthole diameter. It can be further stated that the in-the-hole VOD of the explosive reaches a fairly constant value after reaching a limiting/threshold diameter of 311 mm.

Nov 8, 2011

By Juliovany Drumond

Este trabalho apresenta os resultados da produção do aço bifásico DP980 galvanizado a quente na ArcelorMittal Brasil, com foco no atendimento às propriedades mecânicas e microestruturais. Foram analisadas bobinas produzidas industrialmente de um aço bifásico baixo carbono com e sem adição de boro, e também amostras para simulação de recozimento. A análise foi baseada nas propriedades obtidas no ensaio de tração e também na microestrutura. Foi observado que o aço com adição de boro apresentou propriedades mecânicas mais elevadas que o aço sem a adição deste elemento, e este aumento está diretamente relacionado à maior fração volumétrica de martensita encontrada neste aço. Este fato está ligado à segregação do boro nas interfaces ferrita / austenita durante o recozimento intercrítico, evitando assim a nucleação e crescimento da “nova” ferrita, com um consequente enriquecimento de carbono na austenita. Esta austenita mais enriquecida de carbono gera uma maior quantidade de martensita na microestrutura final. Diante disso, o aço DP980 produzido industrialmente com adição de boro apresentou melhores propriedades mecânicas e microestruturais, sendo compatível com os requisitos demandados atualmente pela indústria automotiva, quando galvanizado a quente nas condições de processo estabelecidas neste estudo.

Jul 30, 2018

By Jorge Madias

Los hornos eléctricos de arco han sido motivo de una aplicación dinámica de nuevas tecnologías en lo que va de este siglo. La preparación de la chatarra y el uso de materiales de carga alternativos han dado lugar a la concepción de nuevos equipamientos y experiencias en todo el mundo. Surgen nuevos conceptos para el precalentamiento de la chatarra, superando las limitaciones de mantenimiento y ambientales de los conceptos iniciales y mejorando su performance energética. El aporte de energía química para la fusión supera sus límites año a año, requiriendo el desarrollo de equipamiento capaz de una acción rápida y precisa con grandes caudales de gases y sólidos inyectados. Existen nuevas herramientas para eliminar los riesgos de seguridad en la plataforma del horno, haciendo uso de sistemas de enfriamiento más seguros y duraderos, robots, automación de la operación del agujero de colado, y puertas de escoria controladas desde el púlpito.

Aug 17, 2017

By Jamil Nobre de Castro

O objetivo desse trabalho é comparar três técnicas em soldagem MIG/MAG com baixa energia: Curto Circuito convencional, Curto Circuito Controlado (CCC) Soft e modo corrente Pulsada através de soldagens na posição vertical descendente e avaliando a geometria do cordão de solda, o acabamento superficial e os sinais de aquisição. Essas três técnicas tem como vantagem a soldagem em todas as posições e o uso de baixas energias, que otimizam seu uso em chapas muito finas e em de passes de raiz. Foram definidos alguns parâmetros constantes como velocidade de alimentação e velocidade de soldagem e a corrente média foi mantida aproximadamente igual. Os parâmetros trabalhados foram a Distância Bico de Contato a Peça (DBCP) e o ângulo de soldagem e foi utilizado o modelo experimental Fatorial Completo, resultando em 27 ensaios. A soldagem com CCC Soft manteve a qualidade em quase todas as soldagens enquanto o C.C convencional e a corrente pulsada tiveram resultados satisfatórios apenas em algumas condições. Os resultados apresentaram que as soldagens com CCC Soft mantiveram a a geometria e a energia aproximadamente iguais mesmo com a variação da DBCP e do ângulo, o que não aconteceu com as outras duas técnicas, e a corrente pulsada apresentou bons resultados apenas na posição 15 graus puxando.

Oct 30, 2017

By Shiju Zhang, Yongnian Dai, Songli Liu, Wenhui Ma

The BaZrO3 and CaO-doped BaZrO3 ceramics were fabricated at 1750 °C for melting the Ti2Ni alloys, respectively. Employing XRD, OM and SEM, the influence of CaO on the composition of BaZrO3 and the interaction between the BaZrO3 ceramic and titanium alloy was investigated. The results showed that the CaO doped BaZrO3 was consisted of CaO and Ba 1−xCaxZrO3. The grain on the surface of BaZrO3 ceramic was loose after melting, and the thermodynamic analysis indicated that the dissolution-erosion was responsible for the interaction mechanism. An amount of BaZrO 3 refractory was attached to the Ti2Ni alloy bottom after the alloy was cooled. However, no refractory was found on the bottom of Ti2Ni alloy, which was cooled down on the CaO doped BaZrO3 ceramic. CaO additive can effectively reduce the interaction between the BaZrO3 refractory and the titanium melt, indicating that it was a very promising refractory for preparing the titanium alloy.

Mar 1, 2018

By Kevin J. Palmer

The introduction of the National Instrument (?NI?) 43-101 Standards of Disclosure for Mineral Projects has led to some very specific requirements to reporting a Mineral Resource estimate for mineral projects to the public. There are elements of the Mineral Resource estimate that are based on the qualified person (?QP?) completing the work to accepted industry practices and applying their relevant experience. There is no document that defines what is considered the accepted industry practices. There are guidelines provided by the Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum (?CIM?) but, in general, the industry practices are dynamic and often different QPs will estimate the same mineral project in different ways. This sometime happens on exploration projects as they proceed from one study to the next. The focus of this paper is to provide a review of some of the current practices that are published in Technical Reports (Preliminary Assessment to Feasibility studies) with respect to classifying a Mineral Resource as Inferred, Indicated and Measured and the grade interpolation and modeling methods, data support (i.e. geological drill hole spacing) and validation methods employed.

Oct 1, 2010

By Bernadette Michalski

Although hydrocarbons accounted for more than 60% of Bahrain's income and more than 80% of export earnings, this island nation sustained one of the more diversified economies in the Gulf Region. The availability of low-cost natural gas for electric power has fostered the development of a significant aluminum refining and manufacturing industry with emphasis on vertical integration. The Bahraini iron pelletization plant, closed since 1986 due to financial problems, was scheduled to reopen by early 1989. Commodity Review Metals.-Aluminum.-Aluminium Bah-rain Bsc (Alba) attained record high production levels in 1988 taking advantage of favorable aluminum prices, which averaged over $2,000 per ton as compared with less than $1,500 per ton in 1987. Net aluminum production was nearly 13,000 tons over design capacity. Fewer standard ingots (52,081 tons as compared with 79,685 in 1987) were produced as Alba concentrated on higher value added products such as rolling ingots (42,324 tons as compared with 32,125 tons) and extrusion billets (60,934 tons as compared with 46,618 tons).

Jan 1, 1990

By F. M. McEvoy, E. J. Steadman, R. Murfin

In England, the provision of aggregate is determined by the historical relationship between construction and aggregate consumption. This approach does not necessarily lead to sustainable decision-making and can be seen as being driven by political expediency, rather than reasonable environmental consideration. The introduction of the statutory requirement for Strategic Environmental Assessment (SEA) in the UK has provided the opportunity to examine this issue on a more rational basis. This paper provides a practical application of a SEA based approach, to the provision of aggregates at a regional level. The process, underpinned by relevant information on resources and environmental assets, suggests that alternative supply scenarios for aggregate provision are tested in a transparent, consistent manner with increased genuine stakeholder consultation. It supports a move away from "predict and provide" approaches to one where aggregates are sourced with the best balance of environmental costs and benefits.

Jan 1, 2005

By Bernadette C. Michalski

THE RAPID GROWTH of the small Albanian mineral industry in the 1950's began to taper off by 1961 and slackened sharply in 1963. The abandonment of Soviet and East European technical assistance programs in mid-1961 greatly affected Albania's mineral development, since four-fifths of all technical aid personnel were engaged in mineral activities. Chinese assistance apparently has not been able to fill the void. Overall mineral production increases during 1961-63 averaged 1 percent per year in value, as compared with 3 percent in 1959 and 5 percent in 1960. Although by world standards Albanian mineral output, except for chromite, is insignificant, it is vital to the country's domestic economy. The mineral industry generated about 14 percent of the gross industrial product in 1962 and employed a notable share of the industrial labor force. In recent years, mineral products have provided about three-fifths of the country's exports by value. Chromite and iron-nickel ores together constituted from one-fourth to one-third of the total export value. In 1963, total trade turnover increased 12 percent over 1962.

Jan 1, 1964