فصلنامه مهندسی معدن
پیاپی 34 (بهار 1396)

در اکثر پروژه های معدنی وجود عدم قطعیت، که به معنای تحمیل ریسک بر عملیات می‏باشد، به گونه‏ای است که تحلیل یک پروژه‏ی معدنی بدون در نظر گرفتن عدم قطعیت‏های موجود غیر قابل اعتماد است. عدم‏ قطعیت حاکم بر محیط صنعت معدن کاری و خطرپذیری های ناشی از آن، مدیریت این حوزه را در ارز ش‏گذاری پروژه ها با چالشی جدی مواجه می کند. تصمیم‏گیرندگان اغلب به دنبال ابزاری هستند که به آن‏ها در گرفتن تصمیم درست کمک کند. شرکت های معدنی، ارزش گذاری اقتصادی پروژه های خود را با استفاده از رویکرد های سنتی و به خصوص تحلیل جریانات نقدینگی تنزیل شده استاندارد انجام می دهند، در حالی که قطعی بودن اطلاعات از فروض اولیه این روش است و این موضوع با عدم قطعیت موجود در اطلاعات پروژه های معدنی در تعارض است. تحلیل اختیارات حقیقی روشی مبتنی بر نظریه‏ی قیمت‏گذاری اختیارات مالی است و راه های جدیدی برای مقابله با محدودیت‏ها ی روش‏های سنتی ارائه می‏کند. رویکرد اختیارات حقیقی و دیدگاهی که این رویکرد به ارزیابان مالی می‏دهد، موجب می شود که در تحلیل مالی پروژه ها، علاوه بر متغیرهایی که بر ارزش پروژه ها تاثیرگذارند، رفتار واقعی مدیریت در برخورد با شرایط حاکم بر پروژه نیز در نظر گرفته شود. این تحقیق نقش اختیارات حقیقی را درتحلیل یک صنایع معدنی( طرح فولاد میانه) بررسی می‏کند. در روش جریان نقدینگی تنزیل یافته، ارزش خالص فعلی پروژه یک مقدار منفی برآورد شده است. در روش اختیارات با در نظر گرفتن اختیارتعطیلی و گسترش، ارزش انتظاری برای پروژه با ارزش تخمینی روش جریان نقدینگی متفاوت است و در هر سال از عمر طرح، بهترین و سودآورترین تصمیم گرفته شده است. نتیجه نشان می‏دهد که علیرغم پیچیدگی رویکرد اختیارات حقیقی، این تکنیک برای بررسی پروژه های معدنی نسبت به روش‏های سنتی ارجحیت دارد.

حریق یکی از حوادث خطرناکی است که نه تنها در معادن بلکه در هر جای دیگر سبب ایجاد خسارت های فراوان مالی و تلفات جانی بسیار می شود.حریق های معدنی جریان کار عادی روزانه را در معادن بر هم می زند و خسارت های سنگین و حوادث ناگواری را به وجود می آورند. برای بررسی این پدیده، در این تحقیق ابتدا انواع حریق در یک معدن زیرزمینی بررسی شد و مهم ترین پارامترهای موثر در حریق باز در معادن زیرزمینی زغال سنگ شناسایی شد. در ادامه از کارشناسان مربوطه در مورد ضریب اهمیت هر یک از پارامترهای دخیل در حریق در معادن زغال سنگ نظرسنجی به عمل آمد. سپس برای ارائه ی یک سیستم طبقه بندی کمی، براساس پارامترهای موثر در حریق باز در معادن زغال سنگ، نظرات کیفی متخصصان مذکور با روش تحلیل سلسله مراتبی فازی دلفی (FDAHP) تجزیه و تحلیل شد و وزن هر پارامتر به دست آمد. با دست یابی به وزن هر پارامتر، سیستم طبقه بندی جدیدی به صورت کمی پیشنهاد شد. در این سیستم که اندیس پتانسیل حریق در معادن نامیده شده است (MFPI) در مجموع به محل های مستعد حریق امتیازی از 0 تا 100 اختصاص می یابد. سپس قابلیت حریق معادن در 3 رده پایین، متوسط و بالا طبقه بندی می شود. پس از پیشنهاد سیستم طبقه بندی، برای ارزیابی توانایی و کارایی روش، اطلاعات مجموعه معادن شرکت البرز شرقی جمع آوری شد و مکان ها از نظر پارامترهای موجود در سیستم طبقه بندی امتیازدهی شد و رده هر یک از مکان ها در سیستم پیشنهادی MFPIتعیین شد. برای اعتبارسنجی نتایج حاصل از روش ارائه شده از حوادث رخ داده در معادن منطقه البرز شرقی استفاده شد که مقایسه ها تطابق خوبی را نشان می دهند.

تعیین نوع و تعداد ماشین آلات معدنی و به طور ویژه سیستم بارگیری و باربری یکی از مسایل مهم طراحی در معادن روباز است که می تواند به طور اساسی تاثیرپذیر از ظرفیت استخراج سالانه معدن و تاثیرگذار بر عملیات های بعد از خود و هزینه های عملیاتی و سرمایه ای معدن باشد. در این مقاله، رویکرد تئوری خاکستری با هدف تعیین ماشین آلات بارگیری و باربری توسعه داده شد که تاکنون به کارگیری این رویکرد در رابطه با حل مسایل معدنی گزارش نشده است. با استفاده از این رویکرد که از یک ماهیت عدم قطعیتی پیروی می کند، نوع شاول و کامیون مطلوب برای معدن مس سونگون در دو مرحله مجزا تعیین شد. میزان تولید روزانه، هزینه سرمایه گذاری، هزینه عملیاتی، زمان سیکل عملیاتی شاول، قابلیت دسترسی و نسبت ابعاد سنگ به جام شاول به عنوان مهم ترین معیارها در تعیین نوع شاول و سپس میزان تولید شاول، هزینه سرمایه گذاری، هزینه عملیاتی، سیکل عملیاتی کامیون و میزان تولید موردنیاز توسط کامیون در تعیین نوع کامیون درنظر گرفته شدند. نتایج بیان گر به کارگیری حداقل دو شاول 12 مترمکعبی برای تامین ظرفیت استخراجی 14 میلیون تن کانسنگ سالانه و حداقل 9 کامیون 90 تنی به ازای هر شاول بود.

رویکرد پردازش تصویر، یکی از ابزارهای کاربردی در مقوله طبقه بندی و تشخیص دیجیتال نوع سنگ شناسی است. در این مقاله، تفکیک نمونه های سنگ آهک از نظر میزان خلوص کربنات کلسیم، با استفاده از کمی سازی ویژگی های تصویری نمونه ها و الگوریتم آماری بیزین، مطالعه شده است. بدین منظور تعداد 30 نمونه سنگ آهک از معدنی در منطقه لاج سمنان برداشت شد. هریک از این نمونه ها توسط سنگ شکن فکی خرد و بخش هایی از نمونه با ابعاد 7-5/2 سانتی متر، با استفاده از سرندی با دهانه 1 اینچ جدا شده و بررسی شدند. تعداد 60 تصویر از 30 نمونه در شرایط یکسان تهیه و ویژگی های متفاوتی از این تصاویر استخراج شد. به منظور کاهش ابعاد ویژگی های استخراج شده و انتخاب ویژگی های مستقل، ابتدا ضرایب همبستگی اسپیرمن ویژگی های گوناگون محاسبه شده و بدین ترتیب تعداد 18 ویژگی مستقل از یکدیگر انتخاب شد. برای افزایش قابلیت تعمیم مدل و با هدف تعیین کوچکترین مجموعه داده ها با بالاترین خاصیت پیشگویانه، روش آماری چند متغیره تحلیل مولفه های اصلی برروی 18 ویژگی موردنظر انجام شد، که در نتیجه، 7 مولفه اصلی اول با مدل سازی 91% تغییرپذیری، برای تشکیل مدل آماری انتخاب شد. نتایج طبقه بندی آماری بیزین با توجه به دانش پیشین از نوع نمونه های موجود در هر تصویر نشان داد که ویژگی های استخراج شده از تصاویر به خوبی معرف و تفکیک کننده نمونه های مختلف می باشد. بهترین عملکرد الگوریتم طبقه کننده بر اساس نرخ طبقه بندی کننده صحیح به ترتیب مربوط به سنگ دولومیت، آهک و آهک دولومیت بود که بیان گر دقت حدود 80% است. این نتایج، به همراه افزایش سرعت عملیات، کاهش هزینه ها و عدم نیاز به حضور دایم متخصص، از نقاط قوت استفاده از این روش است.

یکی از مشکلات مدارهای فرآوری سنگ آهن، هدرروی آهن به صورت کانه هماتیت و در ابعاد ریز، به بخش باطله می باشد. در سالیان اخیر در کشور چین جهت رفع این مشکل، جداکننده شدت و گرادیان بالای SLon که دارای ترکیبی از نیروهای مغناطیسی و ثقلی جهت جدایش هماتیت می باشد، معرفی گردیده است. این دستگاه به سبب داشتن مصرف انرژی کمتر، ضریب دسترسی بالاتر، بازیابی وزنی بیشتر و عیار باطله پایین تر نسبت به جداکننده های مغناطیسی تر شدت بالا (WHIMS)، به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است. کارخانه بازیابی هماتیت مجتمع گل گهر از سال 1390 برای بازیابی باطله های خشک و تر کارخانه جدایش مگنتیت، به صورت دو خط مجزا راه اندازی شد. در حال حاضر به دلیل تغییر در شرایط خوراک و مشکلات عملیاتی، میزان 75 تن بر ساعت آهن هماتیتی با ابعاد کمتر از 80 میکرون و با عیار آهن 38% به سد باطله منتقل می شوند. عمده دلیل این هدرروی آهن، ضعف عملکرد جداکننده مغناطیسی شدت بالای جونز در بازیابی آهن هماتیتی در خط فرآوری باطله های خشک، و تغییر خوراک کنونی نسبت به خوراک طراحی، در خط بازیابی باطله تر می باشد. در این پژوهش با هدف کاهش عیار باطله و جلوگیری از هدرروی آهن، بر روی باطله این دو خط با استفاده از جداکننده شدت و گرادیان بالای «اسلون» در شدت میدان های مغناطیسی مختلف آزمایش هایی انجام پذیرفت. همچنین آزمایش هایی جهت مقایسه بین عملکرد جداکننده جونز و اسلون صورت پذیرفت. نتایج این آزمایش ها در مقیاس نیمه صنعتی نشان داد که با استفاده از یک مرحله جداکننده «اسلون» می توان حدود 58% از این باطله ها را با عیار آهن 53% بازیابی نمود. عیار آهن در باطله نهایی نیز از 38% به 18% کاهش پیدا کرد. همچنین نتایج مقایسه بین دو جداکننده نشان داد که جداکننده جونز دارای قابلیت انتخابی بیشتری می باشد و کنسانتره آن دارای عیار بالاتری است، در حالیکه جداکننده «اسلون» با بازیابی وزنی بالاتر و عیار باطله بسیار پایین تر جهت رمق گیری از باطله ها بسیار کارآمدتر است.

در حال حاضر،بخش عمده ای از فضاهای زیر زمینی عمرانی و معدنی به وسیله دستگاه های مکانیزه حفر می شوند. فرآیند برش و حفر سنگ شامل تماس های متحرک میان سنگ و ابزار برنده است. این مساله باعث بوجود آمدن انواع متفاوتی از آسیب ها بر روی ابزارهای برنده خواهد شد. شناخت کامل شرایط زمین شناسی و ژئوتکنیکی و به خصوصویژگی های سایشی زمین، یکی از پارامترهای مهم در تخمین عمر ابزارهای برنده، هزینه ها و کارآیی عملیات حفاری مکانیزه است. روند عمومی به کار رفته برای ارزیابی ظرفیت سایشی سنگ ها،اجرای آزمایش و اندازه گیری میزان سایش مواد مورد استفاده در آزمایش است. سرعت حرکت نسبی میان دو جسم، یکی از پارامترهای مهم تاثیر گذار در میزان سایش های رخ داده است. با وجود اینکه مطالعات زیادی در مورد تاثیر سرعت بر قدرت سایندگی فلزات در برابر هم انجام شده است، اما اطلاعات چندانی از تاثیر سرعت حرکت نسبی، بر قدرت سایندگی سنگ ها در دست نیست. در این مقاله تاثیر سرعت حرکت نسبی پین روی سنگ، برمقادیر سایش ایجاد شده در آزمایش سایش سورشار،بر روی نمونه های تک کانی مطالعه شد. نتایج نشان دادند که سرعت حرکت نسبی می تواند پارامتری تاثیرگذار در قدرت سایندگی باشد. میزان تاثیر تا حدود زیادی بستگی به سختی کانی مورد آزمایش دارد. نتایج با نتایجی که توسط محققین مختلف، در رابطه با سایش دو فلز نسبت به یکدیگر گزارش شده است، تطابق خوبی نشان دادند. بنابراین، می توان نتیجه گیری کرد که مکانیزم های اتفاق افتاده در نوک پین ها مشابه مکانیزم های گزارش شده در حالتی است که فلزات مختلف همدیگر را دچار سایش می کنند.

در این مقاله، شبیه سازی فرآیند لیچینگ باکتریایی توده ای و ارزیابی تحلیلی فرآیندهای درگیر در شرایط ناپایا از طریق مدل های تحلیلی برای کانسنگ کم عیار مس بسط و گسترش داده شده است. المان انتگرالی تعریف شده عبارت است از واحد حجم توده که شامل فاز جامد (با توزیع اندازه ذرات کانسنگ)، فاز مایع (محلول شسته شده ساکن و جاری حاوی مواد حل شده و باکتری های چسبیده و معلق) و فاز گاز (جریان هوا و حباب های هوای موجود در منافذ) می باشد. فرآیندهای نفوذ و واکنش در مدل پیشنهادی شامل توزیع اندازه ذرات کانسنگ، چسبیدن و عدم چسبیدن باکتری ها و فرآیندهای اکسایش و انتقال اجزاء شیمیایی و باکتریایی به داخل و خارج المان می باشد. با برنامه نویسی در محیط نرم افزار پایتون از روش سیمپسون برای حل مدل های موجود استفاده گردید. درستی نتایج حاصله به وسیله بررسی موازنه جرم در پایان شبیه سازی تائید گردید. اعتبارسنجی نتایج به دست آمده با مدل پولز و مدل شبیه سازی واکنشی پیریت به کمک نرم افزارفینیکس بررسی گردید. ذرات کانسنگ در سه کلاس اندازه به شعاع های mm0.1، mm0.75 و mm1.5 با درصدهای وزنی به ترتیب 45، 35 و 20 درصد طبقه بندی شدند. حداکثر خطای نسبی در محاسبات موازنه جرم در تمام شبیه سازی ها کمتر از 0.7 درصد بود. نتایج نشان داد که سینتیک انحلال کالکوسیت از کوولیت و کوولیت از پیریت بیشتر می باشد. برای حالت باکتریایی، میزان انحلال کالکوسیت در اندازه شعاع ذرات mm0.1، mm0.75 و mm1.5 به ترتیب %100 (بعد از 38 روز)، %100 (بعد از 110 روز)، و %87 (بعد از 160 روز) بدست آمد. در مورد کوولیت، برای اندازه ذرات مذکور در طی 160 روز درصد انحلال به ترتیب 60، 35 و 18 حاصل شد. میزان انحلال پیریت نیز 33، 24 و 14 درصد محاسبه گردید. همچنین، آنالیز حساسیت برای عوامل دما و توزیع اندازه ذرات انجام گردید. نتایج شبیه سازی روند صحیحی با در نظر گرفتن توزیع اندازه ذرات در بازیابی مس از خود نشان دادند.