فهرست مطالب

فصلنامه مهندسی معدن
پیاپی 2 (پاییز 1385)

  • تاریخ انتشار: 1385/12/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سید محمد اسماعیل جلالی، مجید عطایی پور * صفحه 1

    الگوریتم دو بعدی لرچ و گراسمن به دلیل بهره مندی از پشتوانه ریاضی برنامه ریزی پویا، سرعت بالا و ارائه تضمین در تعیین محدوده بهینه معدن کاری در میان الگوریتم های دو بعدی ای که تا کنون برای تعیین محدوده بهینه معدن کاری روباز ارائه شده اند، دارای مقبولیت و اعتبار بیشتری است. با کاربرد این الگوریتم می توان محدوده بهینه معدن کاری روباز را با شیب های 1:1 و یا بیش از آن مثل 2:1 یا 3:1 (بر حسب تعداد بلوک ها)، در مدل های اقتصادی دو بعدی تعیین نمود؛ اما گاهی شرایط ژئومکانیکی توده سنگ در تمام یا بخش هایی از معدن به گونه ای است که حتی شیب 1:1 نیز تامین کننده پایداری دیواره نهایی معدن نمی باشد. در این شرایط الگوریتم لرچ و گراسمن نمی تواند راه حلی برای تعیین محدوده بهینه معدن کاری روباز با شیب کمتر از 1:1 ارائه دهد و ضرورتا باید ساختار ابعادی مدل بلوکی و ابعاد بلوک ها به نحو مناسبی تغییر یابد. در این مقاله الگوریتم جدیدی بر پایه الگوریتم لرچ و گراسمن و با استفاده از منطق برنامه ریزی پویا ارائه شده است که با کاربرد آن می توان محدوده بهینه معدن کاری را برای شیب های کمتر از 1:1 مثلا شیب 1:2 تعیین نمود. در الگوریتم پیشنهاد شده در این مقاله، با ساخت مدل های اقتصادی تجمعی ستونی و تجمعی سطری-ستونی، محدودیت حداکثر شیب دیواره معدن بدون ایجاد تغییر در ابعاد بلوک های مدل اقتصادی پایه، به مدل اقتصادی تجمعی سطری-ستونی منتقل و الگوریتم مورد نظر برای یافتن محدوده بهینه معدن کاری بر روی آن اجرا می شود.

    کلیدواژگان: الگوریتم لرچ و گراسمن، برنامه ریزی پویا، بهینه سازی، معدن کاری روباز، محدوده نهایی، شیب دیواره
  • محمود عبدالهی، مجید ذوالقدری صفحه 9
    برای ارزیابی جدایش ثقلی معمولا از دو شاخص که به صورت عدد بیان می شوند بهره گرفته می شود. یکی از آنها مبین درجه آزادی ذرات در بار اولیه است و دیگری دقت جدایش مورد نیاز دستگاه شستشوی ثقلی را مشخص می کند. در تحقیق حاضر، به نقد و بررسی دو شاخص اصلی که برای مشخص نمودن درجه آزادی ذرات در بار اولیه بکار می رود پرداخته شده است. با مطالعه موردی که بر روی باطله های کارخانه زغالشویی البرز شرقی انجام شد، مشخص گردید که اساسا شاخص هایی که به صورت یک عدد بیان می شوند نمی تواند معیار مناسبی باشد. لذا سعی شد ضمن ارتقاء شاخص های قبلی، روشی برای خصوصیت سنجی دقیق بار اولیه ارائه شود. بررسی ها نشان داد که جهت به دست آوردن محصولی قابل عرضه به صنعت فولاد، ابتدا باید یک مرحله شستشوی ثقلی با چگالی جدایش حدود 75/1 گرم بر سانتی متر مکعب بر روی مواد باطله انجام شود و سپس با کاهش ابعاد کنسانتره به دست آمده تا زیر 2 میلی متر و شستشوی مجدد، کنسانتره نهایی حاصل گردد. در مرحله اول خاکستر از 66 درصد به 3/31 درصد کاهش یافت و بررسی ها نشان داد که در مرحله دوم کاهش خاکستر تا حدود 14 درصد امکان پذیر است.
    کلیدواژگان: خصوصیت سنجی، باطله های زغال، البرز شرقی، جدایش ثقلی، شاخص قابلیت شستشو
  • حنیف رفعتی، محمد نوع پرست، علیرضا خانچی صفحه 23
    جذب لانتانیم (III) و سریم (III) به همراه برخی از یونهای فلزی مورد تحقیق و بررسی قرار گرفت. سیانکس 302 (]بیس 2و4و4- تری متیل پنتیل[مونو تیو فسفینیک اسید) به عنوان فاز ثابت و رزین پلیمری استایرن دی وینیل بنزنAmberlite XAD-4 به عنوان ماده پایه در مطالعات کروماتوگرافی استخراجی لانتانیدها و یونهای فلزی استفاده شد. در این بررسی مقدار سیانکس آغشته شده بر روی رزین معادل 88/40٪ بدست آمد. اثر پارامترهای مختلف مانند زمان، غلظت اسید، دما و pH فاز آبی ارزیابی و شرایط مطلوب جذب بررسی شد. همچنین منحنی های جذب یونهای مختلفی مانند Al(III)، Fe(III) و Mn(II) به عنوان تابعی از اسیدیته محلول توسط آزمایش های غیرپیوسته (Batch) و با استفاده از Cyanex 302/XAD-4 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که pH فاز آبی محلول تاثیر بسیار مهمی در جذب لانتانیدها و یونهای دیگر دارد. رزین رفتار جذب مناسبی برای استخراج لانتانیدها از خود نشان داد، بطوریکه میزان جذب برای لانتانیم وسریم به ترتیب 97 و 70 درصد بدست آمد.
    کلیدواژگان: کروماتوگرافی استخراجی، رزین های آغشته شده به حلال، لانتانیدها، La(III)، Ce(III)، رزین Amberlite XAD، 4، سیانکس 302
  • سید ضیاءالدین شفایی تنکابنی، محمد کارآموزیان، خداکرم غریبی، فرامرز دولتی ارده جانی، رضا خالوکاکایی صفحه 31
    مقاله حاضر حاصل مطالعات مرحله اول طرح بازیافت فسفات از نرمه در مجتمع فسفات اسفوردی می باشد. هدف این مرحله بهینه سازی فلوتاسیون فسفات برای بررسی امکان افزایش بازیابی از فسفات و جلوگیری از اتلاف آن بوده است. هدف از بهینه سازی عملیات فلوتاسیون کارخانه فرآوری فسفات اسفوردی، دستیابی به حداکثر بازیابی فسفات همراه با حداقل بازیابی آهن در کنسانتره می باشد. پس از بررسی عوامل مختلف درگیر در فلوتاسیون فسفات، هشت پارامتر به عنوان عوامل مستقل اولیه شناسایی شدند. این عوامل عبارت بودند از: نسبت کلکتورهای مصرفی، مقدار کلکتورها، pH، مقدار نشاسته به عنوان بازدارنده، دانسیته پالپ، زمان آماده سازی برای نشاسته و برای کلکتورها و زمان کف گیری. در ابتدا 27 آزمایش در قالب طراحی آماری آزمایش ها و آرایه متعامد L27(313) برای تعیین تغییرات پاسخ نسبت به تغییرات عوامل مذکور در سه سطح متفاوت انجام شد.، تحلیل آماری پاسخ ها نشان داد که عوامل میزان مصرف نشاسته، دانسیته پالپ و مدت زمان کف گیری به ترتیب بیشترین تاثیر را بر فلوتاسیون فسفات دارند. با استفاده از تاثیر عوامل بارز و تحلیل واریانس آنها، شرایط عملیاتی مناسب برای دستیابی به مقادیر بیشینه برای بازیابی و عیار فسفات پیش بینی گردید. نتایج شرایط بهینه با نتایج دو آزمایش در شرایط رایج کارخانه در مقیاس آزمایشگاهی، مورد مقایسه قرار گرفت که نشان دهنده برتری نسبی شرایط بهینه در مقایسه با شرایط رایج کارخانه بوده است.
    کلیدواژگان: فسفات، اسفوردی، بهینه سازی، فلوتاسیون، طراحی آمار
  • مرتضی احمدی، علی یزدیان، محسن صائمی صفحه 43
    تراوایی مهمترین پارامتر کلیدی در توصیف یک مخزن هیدروکربوری می باشد. مقادیر تراوایی معمولا از آزمایش های چاه و مغزه های حفاری بدست می آید. لذا باید توجه داشت که اغلب داده های به دست آمده از مغزه ها و آزمایش های چاه در تعداد کمی از چاه های یک میدان موجود است. از طرفی تقریبا در تمامی چاه های میدان نمودارنگاری صورت می گیرد. بنابراین استفاده از روش هایی که بتوانند از روی نمودارهای چاه نگاری به تخمین پارامترهای فوق بپردازند بسیار مفید خواهد بود.
    پیش بینی تراوایی مناسب و رسم توزیع آن با استفاده از نمودارهای چاه پیمایی از اهداف اصلی این تحقیق می باشد. لذا برای نیل به این هدف، از روش شبکه عصبی برای ایجاد مدل تراوایی میدان نفتی مشترک پارس جنوبی که در خلیج فارس و در 100 کیلومتری ساحل واقع است، استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که مدل مذکور به خوبی قادر به تخمین مقادیر تراوایی در نقاط مختلفی از مخزن مورد مطالعه می باشد.
    کلیدواژگان: تراوایی، نمودارهای چاه پیمایی، مخازن هیدروکربوری، شبکه عصبی
  • امیر عباس عسگری، غلامرضا بشیری، قربانعلی صبحی، مهدی بهره مندی صفحه 53
    توصیف صحیح ناهمگنی های خواص مخزن(تخلخل، درجه اشباع آب ونفوذپذیری) نقش مهمی در پیش بینی درست تولید هیدروکربن در مخازن زیرزمینی دارد. متاسفانه نمی توان تنها با چند چاه اکتشافی توزیعات و ناهمگنی های خواص مخزن را در مقیاس بزرگ حجم مخزن شناخت. در چنین مواردی یکی از روش های بسیار موثر و جدید در توصیف و شناسایی توزیعات خواص مخازن در صورت نا کار آمدی روش های زمین آماری، استفاده از روش های فرکتالی است.
    در این مقاله سعی شده است با ترکیب روش های هندسه فرکتال (برای توصیف جزئیات) و زمین آمار (برای توصیف کلیات) توزیعات واقع بینانه خواص مخزن برای سه چاه مجاور در یک مخزن نفتی بزرگ در جنوب ایران آزمایش و تولید شود. روال این تحقیق بدین صورت است که ابتدا با استفاده از داده های پتروفیزیکی و مغزه های سنگی، واحدهای سنگی مخزن که شامل کربنات، ماسه سنگ و شیل است با بکارگیری روش های تجزیه و تحلیل چند متغیره آماری تفکیک و ارتباط آنها در بین این سه چاه مشخص شد. سپس مقادیر تخلخل، درجه اشباع آب و نفوذپذیری برای هر چاه محاسبه و در صورت لزوم تخمین زده شد. در هر یک از نواحی تفکیک شده طول همبستگی های عمودی و قائم، با بکارگیری آنالیز واریوگرام و مقادیر ناهمگنی های عددی با استفاده از آنالیز R/S بدست آمد. سرانجام توزیعات دو بعدی احتمال پذیر خواص مخزن در فاصله بین چاه های مورد مطالعه با ترکیب روش کریجینگ و نویس های فرکتالی آماری بطور واقع بینانه ای تولید شد. در مرحله کنترل نیز نتیجه نسبتا خوبی مخصوصا برای پارامترتخلخل با خطای نسبی 93/4 درصد بدست آمد.
    در نهایت با استفاده از توزیعات فرکتالی بدست آمده می توان ناهمگنی های خواص مخزن را با دقت بیشتری از لحاظ ارتباط دقیق بین منافذ نمایش و از آن بعنوان ورودی مناسب و بهینه در شبیه سازی های حرکت سیال محیط متخلخل استفاده کرد.
    کلیدواژگان: هندسه فرکتال، آمار چند متغیره، پارامترهای پتروفیزیک، نفوذپذیری، زمین آمار، مدل سازی احتمال پذیر، ناهمگنی های مخزن
  • مجید عطایی پور صفحات 73-86
    برای بهینه سازی محدوده نهایی استخراج در معادن زیرزمینی الگوریتم های اندکی موجود می باشند. برخی از این الگوریتم ها مانند روش شاخه و حد و برنامه ریزی پویا از پشتوانه ریاضی برخوردارند ولی از حل مسائل سه بعدی ناتوانند. برخی دیگر مانند کارگاه شناور و باارزش ترین همسایگی مبتنی بر روش های جستجوگر بوده، ارائه پاسخ بهینه را تضمین نمی کنند. الگوریتم باارزش ترین همسایگی بر روی یک مدل خانه ای (بلوکی) سه بعدی اجرا شده و برای خانه های مدل بهترین همسایگی را با رعایت محدودیت های ابعاد کارگاه تعیین می کند. اما از آنجا که روشی جستجوگر می باشد، ممکن است محدوده نهایی به دست آمده شامل بلوک های باطله ناخواسته ای باشد که حذف آنها محدودیت های ابعاد کارگاه را نقض نمی کند. همچنین ممکن است برخی بلوک های ماده معدنی از محدوده نهایی حذف شده باشند که امکان افزودن آنها وجود داشته باشد. مقاله حاضر اصلاحاتی را برای الگوریتم ارائه می کند که در قالب اجرای دوم پیشنهاد شده است. پس از پایان اجرای اول الگوریتم، اجرای دوم پیشنهادی حذف احتمالی بلوک های باطله موجود در محدوده نهایی و افزودن احتمالی بلوک های معدنی بیرون ازاین محدوده را بررسی می کند. این مقاله نشان می دهد که اجرای دوم می تواند ارزش اقتصادی محدوده نهایی را بالا برده و به بهینه واقعی نزدیک تر کند.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، استخراج زیرزمینی، الگوریتم، محدوده نهایی
|
  • S.M.E. Jalali, M. Ataeepour Page 1

    The Lerchs and Grossmann algorithm is a rigorous technique Based on Dynamic Programming, developed for optimization of open pit limits. This algorithm guarantees the true optimum solutions in 2D sections, but is may be used only for pit slope constraints of 1:1, 2:1 or more. In circumstances, where the geomechanical conditions impose less slopes such as 1:2, an adjustment of the block sizes and reconstruction of the block model is needed. A new algorithm is introduced in this paper to overcome this shortcoming. The conventional block model is transformed into an intermediate and a final block model to reflect the pit slope constraints. Then the modified Lerchs and Grossmann algorithm consisting of a recursive formula with two criteria is implemented on the final model. Using this algorithm, there is no need for reconstruction of the block model.

    Keywords: Lerchs, Grossmann Algorithm, Dynamic Programming, Optimization, Open Pit, Ultimate Pit Limit, Pit Slope
  • M. Abdollhy, M. Zolghadri Page 9
    Evaluation of gravity separation of minerals usually is accomplished with two indices. The first is liberation degree and the second is separation accuracy or Escort Probable (Ep). This research is a case study on ALBORZ_E_SHARGI coal washing plant wastes for the evaluation of two essential indices. It was found that the indices representing a numerical value cant give sufficient information required for decision. Thus efforts took place to improve previous indices and to represent a method for accurate characterization of feed. It was obtained a suitable product for steel industry in two stages. Gravity concentration step by cut point of 1.75 t/m3 is necessary to produce primary concentrate followed by grinding it to -2mm and rewashing to obtain final concentrate. In the first step ash content reduced from 66% to 31.3% and the reduction of ash content to 14% in final washing was possible.
    Keywords: Characterization, Coal Wastes, ALBORZ, E, SHARGI, Gravity concentration, washability index
  • H. Rafati, M. Noaparast, A.R. Khanchi Page 23
    The adsorption of lanthanum (III) and cerium (III) with some of metal ions has been studied. Cyanex 302 (bis[2,4,4-trimethyl pentyl] monothio phosphinic acid) as the stationary phase and polymeric styrene divinylbenzene resin, AmberliteXAD-4 as the support material were used in chromatographic studies of lanthanides and some metal ions. The content of cyanex 302 in the resin was determined 40.88%. The influence of various parameters, such as time, acid concentration, temperature and pH of aqueous phase was evaluated. Also uptake profiles of various ions, such as Al(III), Fe(III) and Mn(II) were obtained as a function of acidity by batch studies using Cyanex 302/XAD-4. The results showed that pH of aqueous phase had the most effect on uptake of lanthanides and metal ions. The resin showed the good uptake for lanthanides extraction. Uptake value for lanthanum and cerium was determined 97% and 70% respectively.
    Keywords: Extraction Chromatography, Solvent Impregnated Resin, Lanthanides, La(III), Ce(III), AmberliteXAD, 4 resin, Cyanex 302
  • S. Z. Shafaei Tonkaboni, M. Karamoozian, Kh Gharibi, F. Doulati Ardehjani, R. Khalo Kakaie Page 31
    This paper presents the results of first stage investigation of phosphate recovery from fine particles in Esfordi phosphate beneficiation plant. The aim of this investigation was the optimization of flotation process for increasing the phosphate recovery and decreasing the Iron content of concentrate. Experimental design, Taguchi method, was applied to investigate the effects of 8 factors namely, collectors ratio, collectors dosage, pH, starch dosage, pulp density, conditioning time for starch, conditioning time for collectors and frothing time. 4 responses, namely phosphate recovery, phosphate grade, iron recovery and iron grade were measured and evaluated to determine the optimum conditioning of each response. The orthogonal array L27(313) was used for the evaluation of the above factors on the responses of design. Statistical analysis of results showed that starch dosage, pulp density an frothing time had more impact on the phosphate recovery. The optimum condition for each response was introduced and the best condition for phosphate grade in concentrate was compared with the ruling condition in beneficiation plant. The comparison of results showed acceptable improvement in concentrate quality.
    Keywords: Phosphate, Esfordi Optimization, Flotation, Experimental Design
  • M. Ahmadi, A. Yazdian, M. Saemi Page 43
    Permeability, or flow capacity, is the ability of porous media to transmit fluid. To understand reservoir performance and in case of reservoir management and development requires accurate knowledge of permeability. The permeability of the formation is usually determined from the cores and/or well tests. It should be noted that cores and well test data are often only available from few wells in a reservoir while the logs are available from the majority of the wells. Therefore, the evaluation of permeability from well log data represents a significant technical as well as economic advantage. Many fundamental problems remain unsolved by most predictive models. This paper introduces the use of an improved neural network trained by a Back Propagation learning algorithm to provide solution for the permeability prediction from well log data. An Iranian offshore gas field is located in the Persian Gulf, has been selected as the study area in this paper. Well log data are available on substantial number of wells. Core samples are also available from a few wells. It was shown that the neural network system is the most effective method in predicting permeability from well logs.
    Keywords: permeability, Artificial neural networks, Well logs, Reservoir rock
  • A.A. Askari, Gh.R. Bashiri, Gh Sobhi, M. Bahremandim Page 53
    The proper characterization of reservoir heterogeneities plays an important role in reservoir evaluation and forcasting of its performance. However, the heterogeneity of a reservoir and its property distributions in the large scale of reservoir volume could not be properly determined and estimated with known data from a few wells. In such a case, one of the newest and roboust methods in reservoir characterization is the use of fractal methods whenever the geostatistics fails. The objective of this paper is to introduce and discuss a new method that is the combination of fractal geometry (small scale) and geostatistics (large scale) to characterize the reservoir property distributions in a gian reservoir with a few known well data. The developed method was applied to a real reservoir in the south west of Iran with three exploration well data. In this method, first of all, the reservoir zonation and formation units including carbonate, sandstone and shale must be identified from the petrophysical data by using multivariate statistics analysis. So that, the porosity, permeability, and water saturation for the known wells could be estimated from the core and log data. Then, spatial correlation using variogram analysis and quantify heterogeneities using R/S analysis, can be determined for each zone in the wells. Eventually, merging kriging method and fGn noise of fractal will lead to develope our new method to estimates and predict the reservoir property distributions between wells and throughout the reservoir more accurate and very precise than the previouse methods. The produced error is in acceptable and accurate range that was less than 4.93 percent for porosity for instance. The output of the model may be used as an input for geomodeling and simulation softwares. Also, heterogeneity distributions of reservoir characteristics are well visualized by fractal distributions.
    Keywords: Fractal geometry, multivariate statistics, petrophysical parameters, permeability, Geostatistics, stochastic modeling, reservoir hetrogenities
  • M. Ataeepour Pages 73-86
    There are few algorithms, developed for optimisation of ultimate stope limits. These are either heuristic or rigorous. The rigorous algorithms such as the application of the branch and bound technique and dynamic programming approach do not apply on 3D problems. Heuristic algorithms such as floating stope of Datamine and the Maximum Value Neighbourhood (MVN) algorithm do not guarantee the true optimum solution; they only provide a solution, which is close to the optimum one. The MVN algorithm runs on a fixed 3D economic block model of the ore-body and forms the best neighbourhood of each block in the model. The algorithm starts from the first block to form its MVN and include it into the ultimate limit. Then it proceeds to the last block to build up the small MVN as largely as possible. However, since it is a heuristic approach, the final stope limit obtained may contain a number of unnecessary waste blocks, ie they may be excluded from the ultimate stope without violating the stope constraints. In addition, there may be a number of necessary ore blocks, excluded from the ultimate stope. This paper introduces the extension of the MVN algorithm to run a multiple pass and check if it is possible to remove waste blocks from the ultimate stope and add other ore blocks to it. Running the multiple pass makes the ultimate stope limits as close as possible to the optimum one.
    Keywords: Optimisation, Stope boundaries, Algorithm, Neighbourhood, Multiple pass