فهرست مطالب

فصلنامه مهندسی معدن
پیاپی 7 (تابستان 1388)

  • تاریخ انتشار: 1388/05/05
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمد اسماعیل جلالی، سید هادی حسینی صفحات 1-11
    تا کنون تعداد معدودی الگوریتم برای بهینه سازی محدوده استخراج زیرزمینی ارائه شده که شمار آنها در مقایسه با الگوریتم های بهینه سازی محدود استخراج روباز بسیار کمتر است. در هر یک از این الگوریتم ها تنها برخی از محدودیت های فنی و هندسی کارگاه استخراج وابسته به یک یا چند روش استخراج خاص برای بهینه سازی محدوده استخراج در نظر گرفته شده است. در این مقاله یک الگوریتم جدید برای بهینه سازی محدوده کارگاه استخراج زیرزمینی در یک طبقه استخراجی بر مبنای الگوریتم حریصانه ارائه شده است. این الگوریتم بر روی مدل اقتصادی دو بعدی اجرا می شود. برای اجرای الگوریتم، ابتدا محدوده مدلسازی شده با یک مدل گرافی که در آن اوزان یال های گراف بیانگر ارزش اقتصادی تجمعی بلوک ها در مدل بلوکی است، شبیه سازی می شود. سپس با بهره گیری از روش دیکسترا، مسیری از گراف که دارای طول بیشینه است، جستجو می شود. روش دیکسترا یکی از بهترین روش های حل الگوریتم حریصانه است. مسیری که باکاربرد این الگوریتم بر روی مدل محدوده معدنی جستجو می شود در واقع نشان دهنده مرزهای محدوده استخراج بهینه است که در صورت استخراج آن دستیابی به سود حداکثر محقق می گردد.
    کلیدواژگان: معدنکاری زیرزمینی، کارگاه استخراج، بهینه سازی، الگوریتم حریصانه، روش دیکسترا
  • مصطفی شریف زاده، جعفر خانی، زیور جنتی اقدم، مجید احمدلوی داراب صفحات 13-22
    آمیزه تزریق با یک سرعت اولیه وارد درز می شود اما بسته به هندسه درز و خصوصیات دوغاب تزریقی، دوغاب به تدریج سفت شده و سرعت تغییرات کاملا آشکاری از خود نشان می دهد. این تغییرات در راستای تزریق و عمود بر راستای تزریق رخ می دهد. در این تحقیق تغییرات هر دو مولفه سرعت در درزهایی با هندسه های گوناگون، با استفاده از اصول دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و روش عددی حجم محدود بررسی شده است. بدین منظور درزهایی با سطوح صاف و موازی و همچنین درزهایی دندانه اره ای شکل با جورشدگی های متفاوت مدل سازی شدند. نتایج نشان می دهد که مولفه سرعت در راستای تزریق در یک درز با سطوح صاف و موازی همواره توزیع سهمی شکلی در جهت بازشدگی درز از خود نشان می دهد. در درز دندانه اره ای شکل، در محل های تنگ شده مقدار آن افزایش می یابد و پروفیل آن از حالت سهمی شکل خارج شده و شکل موجی به خود می گیرد. سرعت در راستای عمود بر امتداد درز درون درزهای با سطوح صاف و موازی از ورودی درز تا محلی که دوغاب شروع به گیرش می کند برابر صفر است و از محل گیرش دوغاب به بعد آشکار شده و تغییر می کند. این مولفه از سرعت در درزهایی با سطوح دندانه اره ای از ابتدای درز غیرصفر بوده و چگونگی تغییرات آن از نظر مقدار و علامت به میزان جورشدگی درز و نسبت بازشدگی درز (K)، جهت و شیب دیواره های درز بستگی دارد.
    کلیدواژگان: دینامیک سیالات محاسباتی، حجم محدود، درز سنگی، جورشدگی، تزریق، مولفه های سرعت دوغاب
  • احمد خدادادی، سید محمد جواد کلینی، علیرضا ربیعه، قنبرعلی شیخ زاده، مسعود حسنی صفحات 23-34
    مدل سازی ریاضی عملیات استخراج فلز مس به روش استخراج توده ای موضوع بسیاری از تحقیقات انجام گرفته در زمینه استخراج فلزات در سال های اخیر بوده است. اما به دلیل حجیم بودن عملیات هیپ لیچینگ، مدل سازی ریاضی این عملیات می تواند چشم اندازهای جالبی را برای اهداف طراحی مهیا سازد. از آنجایی که فروشویی ستونی بهترین گزینه برای شبیه سازی هیپ لیچینگ می باشد، در این پژوهش بر مبنای یک مدل ریاضی، نرم افزاری به زبان ویژوال بیسیک، جهت مدل سازی فروشویی ستونی کانی های اکسیده مس سرچشمه، تهیه گردید. این مدل ریاضی بر اساس موازنه جرم، همراه با واکنش شیمیایی و در حالت ناپایا ارائه شده است. این مدل می تواند اثر عوامل موثر بر بازده استخراج از قبیل دانه بندی خوراک، زمان جریان حلال، میزان تراکم، نرخ پاشش، درجه حرارت عملیات و غلظت حلال مورد استفاده را در پیش بینی نتایج استخراج تعیین نماید. برای تایید صحت مدل نیز از تست های ستونی متعددی در مقیاس آزمایشگاهی استفاده و نتایج بسیا ر مناسبی حاصل گردید که نشان دهنده تطابق نتایج نرم افزار با نتایج آزمایشگاهی می باشد. حلال مورد استفاده در این آزمایش ها، اسید سولفوریک رقیق بود. با بررسی نتایج حاصل از آزمایش ها و مدل می توان در شرایط مختلف، میزان استخراج مس را پیش بینی نمود.
    کلیدواژگان: هیپ لیچینگ، فروشویی ستونی، مدل سازی، موازنه جرم
  • احمد طاهر شمسی، آرش بختیاری، نبلوفر بینازاده صفحات 35-42
    خاک رس به علت داشتن خصوصیات تورم، نفوذپذیری کم و وفور آن در طبیعت همواره در ساخت سازه های هیدرولیکی سبک و سنگین مورد توجه بوده است. از رس ها در ساخت جزء آب بند سد ها که هسته سد خاکی، دیوارهای آب بند، پرده تزریق و کف پوش های رسی می باشد و همچنین ساخت سازه های هیدرولیکی سبک مانند پوشش کانال ها استفاده می شود. در این مقاله سعی شده است که اثر دو نوع کانی رس بر مقاومت فشاری بتن پلاستیک ساخته شده از آنها، مورد بررسی قرار گیرد. نتایج این پژوهش حاکی از آن است که در صورت استفاده از معیار مقاومت فشاری نمونه ها برای ارزیابی حدود تاثیرگذاری نوع رس بر ویژگی های مکانیکی بتن پلاستیک، افزودن رس بنتونیتی پیامدهای مطلوب تری نسبت به رس کائولینیتی در بتن پلاستیک دارد. بر اساس نتایج بدست آمده در این تحقیق یک رابطه تجربی برای تخمین مقاومت فشاری بتن پلاستیک بر پایه دو پارامتر عیار رس (نسبت کانی رس به ماسه) و سن نمونه ارائه شده است.
    کلیدواژگان: بتن پلاستیک، مقاومت فشاری، بنتونیت، کائولینیت
  • مهدی نوروزی، سید محمد اسماعیل جلالی، علیرضا یاراحمدی بافقی صفحات 43-52
    با وجود آن که تاکنون الگوریتم های متعددی برای بهینه سازی محدوده معدنکاری روباز ارائه شده اما بدلیل وجود بعضی محدودیت ها در الگوریتم های موجود، همواره ارائه الگوریتم های جدیدی که بتواند برخی از این محدودیت ها را پوشش دهد، مورد توجه متخصصان بوده است. در این مقاله، از مفاهیم روش گروه های کلیدی که به طور خاص به منظور تحلیل پایداری شیب های سنگی استفاده می شود، برای تدوین الگوریتم بهینه سازی محدوده نهایی معادن روباز استفاده شده است. این الگوریتم که KG-PLO نامیده شده است، بر روی نوع ویژه ای از مدل اقتصادی محدوده معدنی اجرا می شود و از آنجا که از پشتوانه قوی منطق ریاضی بهره می برد، قادر است محدوده بهینه واقعی را ارائه نماید. بدلیل اجرای مرحله ای الگوریتم، حجم محاسبات و درنتیجه زمان پردازش داده ها برای اجرای آن کم است. هر چند که با توجه به منطق فعلی روش گروه های کلیدی این الگوریتم به صورت دو بعدی ارائه شده اما در صورتی که مبانی نظری روش گروه های کلیدی از دو بعد به سه بعد گسترش یابد، می توان الگوریتم ارائه شده را به سه بعد تعمیم داد. برای اجرای الگوریتم KG-PLO، یک برنامه کامپیوتری با بهره گیری از منطق روش گروه های کلیدی در محیط Mathematica پیاده سازی شده است.
    کلیدواژگان: تئوری بلوکی، گروه های کلیدی، محدوده نهایی، معادن روباز، بهینه سازی
  • علی دباغ، محمد فاتحی مرجی، حبیب الله فرقانی صفحات 53-62
    پدیده نشست یکی از پیامدهای اجتناب ناپذیر معدن کاری زیرزمینی می باشد که به طور ویژه در روش های جبهه کار بلند (در روش های با پر کردن و به طور خاص در روش های بدون پرکردن و مکانیزه) و نیز اتاق و پایه (با بازیابی پایه یا بدون بازیابی پایه) اتفاق می افتد. این پدیده باعث بروز یک سری جابه جایی های افقی و قائم روی سطح زمین می شود که این جا به جایی ها نیز پیامدهایی را به دنبال دارند و بعضا باعث بروز خرابی ها و متعاقب آن خسارت های مالی و جانی جبران ناپذیر می گردند. دراین مقاله با استفاده از روش ناپیوستگی جابه جایی مرتبه بالا (از زیر مجموعه روش های المان مرزی) و روش تفاضل محدود پدیده نشست و جابه جایی های متناظر آن مدل می شوند و می توان نشست زمین و کرنش های افقی متناظر آن را، هم در مورد لایه های افقی و هم در مورد لایه های شیب دار بررسی نمود. نتایج به دست آمده در مقایسه با روش های تجربی هم خوانی مناسبی داشتند.
    کلیدواژگان: نشست زمین، روش المان مرزی، روش تفاضل محدود، ناپیوستگی، جابه جایی با مرتبه بالا، جابه جایی های افقی و قائم
  • سعید مهدوری، مسعود هاشمی، فضه آیتی صفحات 63-71
    تونل انتقال آب بهشت آباد به طول تقریبی 65 کیلومتر طویل ترین تونل انتقال آب ایران با رژیم جریان تحت فشار است. در کیلومترهای ابتدایی و انتهایی تونل به دلیل پایین بودن سطح ایستابی احتمال خارج شدن آب از تونل وجود دارد. در این مقاله ابتدا تونل پهنه بندی و ضرایب تراوایی، هد خارجی آب و پارامترهای ژئومکانیکی پهنه ها بررسی شده است. سپس روش تحلیلی فرناندز معرفی و به طور مختصر توضیح داده شده و دبی آبی نشتی از تونل و ایستابی آب در مرز پوشش و زمین با بهره گیری از آن تعیین شده است. بیشینه دبی آب خروجی از تونل برابر با 4/11 لیتر بر ثانیه در واحد طول تونل است. در بخش هایی از تونل که توسط قطعات بتنی پیش ساخته نگهداری شده، ضریب نفوذپذیری معادل با استنباط از قانون دارسی و با توجه به هندسه قطعات بتنی تعیین شده است. در ادامه نحوه تحلیل تراوش توسط نرم افزار FLAC تشریح و نتایج حاصل از مدل سازی عددی و روش تحلیلی با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج تطابق خوبی با هم داشتند ولی به هر حال روش های عددی به دلیل امکان منظور کردن جزئیات مدل مانند تاثیر زهکش ها، توالی و شیب لایه ها و امکان انجام تحلیل در حالت گذرا بر روش های تحلیلی برتری دارند.
    کلیدواژگان: تونل بهشت آباد، تحلیل تراوش، روش فرناندز، FLAC
|
  • M.E. Jalali, S.H. Hoseinie Pages 1-11
    Optimization of stope boundaries has received less attention than that in open pit mines. However، few algorithms are available for optimization of stope boundaries، which are either tailored for a specific mining method or lack some significant geometrical and technical constraints. A greedy algorithm is described in this paper for optimization of stope boundaries in each level of an underground mine. The algorithm employs a graph of the 2D economic block model in which weight of edges indicate cumulative economic values of blocks. The proposed algorithm enjoys Dijikstra approach to find the maximum path length on the graph. Dijikstra method is one of the best methods for solving the greedy algorithms. Indeed، the path which is searched in model of mining area using this algorithm، defines limits of the optimized stopes which provide the highest economic value.
    Keywords: Underground Mining, Stope, Optimization, Greedy Algorithm, Dijikstra Approach
  • M. Sharifzadeh, J. Khani, Z. Janati Aghdam, M. Ahmadluy Darab Pages 13-22
    The grout injected into the joint with a primary velocity but solidifies gradually depending on the joint geometry and grout characteristics. Therefore the velocity changes completely، both in the perpendicular and in the injection direction. In the present study، the changes of two velocity components in the joints with various geometries are investigated using computational fluid dynamics (CFD) and finite volume numerical method. For this purpose joints are modeled as parallel smooth plates and the saw-tooth with different matednesses. The results show that velocity component in the injection direction of a joint with parallel smooth plates always reveal parabolic distribution towards the joint aperture. In the saw-tooth joint، velocity component in the injection direction increases in the narrowed locations and its profile changes from parabolic to undulated form. The velocity component perpendicular to injection direction in the joints with parallel smooth plates equals to zero from joint entry up to the point in which grout starts to solidify and after that point this component emerges and then changes. Vertical component of velocity is non-zero in the saw-tooth joint from joint entry and the changes both in quantity and direction depend on joint matedness، joint aperture ratio (k) and joint walls direction and dip.
    Keywords: Computational Fluid Dynamics (CFD), Finite Volume, Rock Joint, Matedness, Grouting, Grout Velocity Components
  • A. Khodadadi, S.M.J. Koleini, A. Rabieh, Gh Sheykhzade, M. Hasani Pages 23-34
    The factors affecting copper extraction in heap extraction method is a very important issue in recent researches. Mathematical modeling of the extraction method provides different views to design of such processes. In this paper، a mathematical model is proposed for copper heap extraction from spherical and porous particles based on mass balance associated with chemical reaction in an unstable condition. The model specifies the factors that affect the output، for example: input grading، time of solvent flow، accumulation، dispersion rate and solvent concentration. For the model verification and calibration، column leaching test were used. The results indicate that the model prediction has good agreement with experimental findings. The solid bed includes particles of Sarcheshmeh copper ore (Kerman) and the solvent is thin Sulfuric Acid. This model could be used as a very powerful tool for the prediction of copper extraction at various conditions.
    Keywords: Heap Leaching, Column Leaching, Modeling, Mass balance
  • A. Tahershamsi, A. Bakhtiary, N. Binazadeh Pages 35-42
    Clay minerals are largely available in nature and due to special characteristics of clay، have successfully been used for dam core as a water-tightening material. Taking into consideration the execution necessities and so as to reduce the associated costs، it is required to reassess fundamental of the conventional plastic concrete mix design used for constructing water tightening element of the large dams. In this study the effects of two different types of clay minerals with the intention of evaluating the possibility of changing portion of the clay materials on compressive strength of plastic concrete are investigated. The required samples have been prepared and tested according to a special laboratory program. The results indicate that the type of clay mineral has meaningful effects on the strength of the plastic concrete. The results also have shown that the slump of the new mixture of plastic concrete is dependent on the amount of clay in the mix design. Consequently an empirical equation is derived for estimation of compressive strength based on two parameters of clay content and sample age.
    Keywords: Plastic concrete, Compressive strength, Kaolinite, Montmorilonite
  • M. Noroozi, S.M.E. Jalali, A. Yarahmadi-Bafghi Pages 43-52
    A large number of algorithms have already been developed to optimize open pit limits based on some assumptions and constraints. Therefore، it is normal to develop new algorithms to decrease existing limitations and increase their capabilities. The key group concept، mainly used for stability slope analysis is، in this paper، used to develop a new algorithm named “KG-PLO” to optimize open pit limits. The KG-PLO is implemented on an especial type of the economic block model of the mining area. The algorithm can present the true optimal limit because it is rigorous and have a mathematical proof. Since the KG-PLO enjoys a sequential procedure، the logic iterations are not too much. The KG-PLO algorithm has been developed based on the existing 2D key group approach. It is possible to improve the proposed algorithm concerning the further improvement of the key group concept، proportionally. A computer program in Mathematica media is prepared to implement the KG-PLO algorithm.
    Keywords: Block Theory, Key Group, Pit Limits, Open Pit, Optimization
  • A. Dabagh, M. Fatehi Marji, H. Forghani Pages 53-62
    Subsidence is one of the inevitable phenomena of most underground mining and excavations، especially in long-wall mining methods (i. e. in filling، with out filling and mechanized long-wall methods). It may also occur in room and pillar mining methods (i. e. in both with and without pillar recovery methods). Subsidence phenomenon occurs due to some vertical and horizontal displacements of the ground surface located just above the excavated area. This may also in turn causes surface destructions and eventually result in irretrievable loss of life and property. In this study، a higher order displacement discontinuity method (HODDM) which is a subdivision of the boundary element method (BEM) was used to model the subsidence. To be able to evaluate the horizontal strains on the surface of the excavation the finite difference method (FDM) is also added to the proposed numerical method. The vertical displacement and the horizontal strain (relative displacement) of the ground surface of the excavating area can be evaluated by this modeling technique. It should be noted that، subsidence due to the mining of both horizontal and inclined (oblique) layers were considered in this study. Some of the numerical results are compared with their corresponding empirical ones given in the literature. This comparison shows a good agreement between the numerical and empirical results.
    Keywords: Subsidence, HODDM, BEM, FDM, vertical, horizontal displacements
  • S. Mahdevari, M. Hashemi, F. Ayati Pages 63-71
    Beheshtabad 65 Km tunnel is the longest pressure tunnel in Iran. Near the inlet and outlet of the tunnel due to low level of ground water، leakage of water from the tunnel would be likely. In this article at first the tunnel route in zoned and Permeability، External water head and geotechnical parameters have been studied. Analytical Fernandez''s methods is introduced and briefly discussed and Leakage quantity and water head on the lining is determined using the method. The permeability of those Chainages that are supported by precast concrete segment، determined using Darcy low and considering segment Geometry. Then flow analysis by use of FLAC software is explained. In the last part analytical and numerical results are compared to each other and it is shown that the results are very similar. However numerical methods are preferable because they have ability to consider model details such as drainage pipes، arrangement and dip of layers as well as modeling transient seepage.
    Keywords: Beheshtabad tunnel, flow Analysis, Fernandez's method, FLAC