mojtaba mokhtarian
-
بخش اعظم انرژی مصرفی در کارخانه های فرآوری مواد معدنی و تولید سیمان، اختصاص به انرژی مصرفی آسیای مواد معدنی خام و کلینیکر دارد. به طور عمده کاهش انرژی مصرفی خردایش و آسیا در بهینه سازی آسیا مدنظر قرار می گیرد. به دلیل وجود بانک داده های متعدد در یک قرن گذشته، آسیای آزمایشگاهی باند به عنوان مبنای بزرگ مقیاس سازی و بهینه سازی آسیاهای صنعتی به کار گرفته شده است. با توجه به پیچیده و وقت گیر بودن آزمون باند، اندیس کار مربوط به آن و اهمیت موضوع، در این مقاله به توسعه مدلی کارا به منظور ارائه تخمینی از انرژی مصرفی آسیای باند در هفت نمونه سنگ مختلف و بر مبنای پارامترهای فیزیکی-مکانیکی سنگ توجه شده است. از آن جاکه اندازه گیری پارامترهای فیزیکی-مکانیکی در فازهای ابتدایی پروژه های معدنی مرسوم و از سادگی لازم برخوردار است، ارائه مدل مناسب تخمین انرژی خردایش مبتنی بر این پارامترها حائز اهمیت است؛ از این رو با استناد به داده های اندازه گیری شده مربوط به آزمایش های مقاومت فشاری تک محوره سنگ، مدول الاستیسیته، شاخص سختی و سایش سنگ و با استفاده از روش سطح پاسخ ارتباط بین این پارامترها در قالب متغیر مستقل و اندیس کار باند در قالب متغیر وابسته بررسی شده و در نهایت مدل مناسب با حداکثر دقت (ضریب همبستگی برابر با یک) بدست آمده است.
کلید واژگان: انرژی مصرفی آسیا، اندیس کار باند، روش سطح پاسخIntroductionThe main objective of this contribution is to focus on the portion of the comminution process which deals with the prediction of the energy consumption due to the comminution portion of the milling processes. The comminution energy in mineral processing and cement industry is usually determined by empirical Bond Work Index (BWI), regardless of the mechanical properties of a rock. The BWI is a measure of ore resistance against grinding and is determined by using the Bond grindability test. Determining the BWI value is quite complicated and time consuming. Its value constitutes ore characteristic and is used for industrial commination plants designing and optimization. The BWI is defined as the calculated specific energy (kW h/t) applied in reducing material of infinite particle size to 80% passing 100 µm. The higher the value for BWI, the more energy is required to grind a material in a ball mill. The energy consumed in the process of comminution depends on both the mechanism of comminution and the mechanical properties of the materials being ground. It is interesting to study the effect of the essential ones of these properties on the energy efficiency of grinding process.
Material and methodsSeveral attempts have been made to obtain and optimize the comminution energy. An efficient Response Surface Method, (RSM)-based method for the BWI approximate value determination, which is based on physico-mechanical tests, is presented in this paper. BWI and some physico-mechanical tests on 8 typical rock samples and its correlation are studied; it would be beneficial to examine this relation based on physical concept. The database including Uniaxial Compressive Strength (UCS), Abrasion (AT), Hardness (HT) and Modulus of Elasticity (ME) are assembled by collecting data from Haffez experiments.
Results and discussionThe determination of the BWI from RSM- based multivariate model is almost matched with measured Bond’s work index. As a result of analysis the best equation obtained from RSM-based model is formulized in Equation 1: (1) Standard statistical evaluation criteria are used to evaluate the performances of predictive models.
ConclusionThe performance of the estimator models can be controlled by R2, VAF, RMSE, MAPE, VARE and MEDAE. The RSM- based model with higher VAF as well as lower RMSE, MAPE, VARE, MEDAE shows better performance in comparison to the Haffez single-variable models. AT and ME have the greatest effect on the value of BWI; and also HT has the least impact.
Keywords: Bond work index, milling energy, RSM -
ارائه مدل به منظور پیش بینی قابلیت برش سنگهای تزئینی با توجه به ملاحظات برنامه ریزی تولید حائز اهمیت است. محققین مختلف با مرتبط کردن پارامترهای ژئومکانیکی و ماشین برش با نرخ تولید، اقدام به ارائه روابط تخمین نموده اند. به طور عمده این مدل ها مبتنی بر رگرسیون چندمتغیره هستند. در تحقیق حاضر قابلیت برش سنگ تزئینی با اقتباس از نتایج یکی از تحقیقات مرتبط و با اندازه گیری نرخ تولید دستگاه سیم برش الماسه در عملیات برش 14 نوع سنگ کربناته نرم از معادن مختلف ایران تعیین شده است؛ پارامترهای ژئومکانیکی این سنگها شامل: مقاومت فشاری تک محوره سنگ، مقاومت کشش برزیلی، عدد چکش اشمیت و نتیجه آزمایش سایش لس آنجلس به منظور مدل سازی نرخ تولید مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش با استفاده از داده های موجود اقدام به ارائه مدل غیرخطی جدید و مبتنی بر یک الگوریتم فراابتکاری شده است. الگوریتم رقابت استعماری به منظور تخمین ضرایب مدل پیشنهادی به کار گرفته شده و تابع خطای تخمین با به کارگیری این الگوریتم کمینه شده است. ارزیابی مدل های تخمین بررسی شده بر مبنای آزمون های آماری استاندارد، موید برتری مدل پیشنهادی است؛ از این رو فرآیند مدل سازی طی شده به منظور کاربرد در مطالعات مرتبط آتی پیشنهاد می شود.کلید واژگان: سیم برش، قابلیت برش، مدل پیش بینی نرخ تولید، سنگ تزئینی، الگوریتم رقابت استعماریPerformance prediction of diamond wire saws and estimation of sawability are important in the cost estimation and the planning rock cutting projects. In this paper, the performance prediction of diamond wire saws in cutting carbonate rocks is considered on 14 different carbonate rocks in stone quarries. Uniaxial compressive strength (UCS), Brazilian tensile strength (BCS), Schmidt hammer value (SHv), Los Angeles (LA) abrasion and production rate (Ph) of diamond wire saws are determined in separated reference. The scope of this study is to evaluate the capability of two different methods in order to predict production rate of carbonate rock using diamond wire saw. A non-linear model presented by Ataei et al. and new proposed non-linear model are presented. An application of Imperialist Competitive Algorithm (ICA) is used to determine the non-linear production rate estimator coefficients. According to the calculated statistical error between the forecasted and real measured values of production rate, ICA-based model has the lower values of MAPE, MAE, VARE, MEDAE and RMSE than the previous model in the literature, while it has the higher value of VAF than the previous model in the literature. It is concluded that the production rate of carbonate rock using diamond wire saw can reliably be estimated using the developed model.Keywords: Sawability, Diamond wire saw, production rate, non-linear model, ICA
-
معدن سنگ آهک رشکان با تولید حدود سه میلیون تن، تامین کننده خوراک سنگ آهک کارخانه سیمان ارومیه است. نزدیکی این معدن به راه آهن ارومیه و هم چنین جاده اصلی ارومیه-مهاباد، به همراه آثار مخرب لرزش و صدای ناشی از انفجارهای معدن بر مناطق مسکونی و محیط زیست اطراف سبب شده است تا استفاده از ماشین های استخراج پیوسته سطحی، یکی از گزینه های ادامه عملیات استخراج این معدن باشد. در این تحقیق با استفاده از شاخص قابلیت استخراج و بر اساس ویژگی های ژئومکانیکی توده سنگ آهک معدن رشکان، امکان استخراج مکانیزه این معدن بررسی شده است. برای انجام این پژوهش، در 18 سینه کار مختلف از مجموع 8 زون ژئومکانیکی معدن سنگ آهک رشکان، پارامترهای ژئومکانیکی شامل هوازدگی، مقاومت سنگ، فاصله داری درزه ها و فاصله سطوح لایه بندی، با برداشت های صحرایی و آزمایشگاهی اندازه گیری و تعیین شده اند. براساس روش امتیازدهی شاخص قابلیت استخراج، زون های (7)، (1 و 6)، (8)، (3 و 5) به ترتیب در طبقات قابلیت استخراج حاشیه ای، خیلی سخت، سخت و نسبتا سخت قرار می گیرند. در ادامه با توجه به عدم قطعیت های محتمل در نتایج حاصل از سیستم طبقه بندی، یکی از آخرین روش های طبقه بندی کاربردی مبتنی بر امتیازدهی پیوسته، مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می دهد که برآورد هر دو روش امتیازدهی پیوسته و مرسوم برای سه زون 1، 6 و 8 مشابه بوده و برای زون های 3، 5 و 7 روش امتیازدهی پیوسته حاکی از شرایط استخراج آسان تری است. بر اساس نتایج این تحقیق شرایط ژئومکانیکی توده سنگ معدن آهک رشکان برای استخراج مکانیزه و استفاده از ماشین های استخراج پیوسته سطحی مساعد بوده و پیشنهاد می شود برای انتخاب صحیح نوع و توان ماشین استخراجی، تحلیل فنی-اقتصادی بر اساس هزینه سرمایه گذاری و عملیاتی هریک از گزینه های مختلف انواع ماشین آلات نسبت به هم و شرایط فعلی معدن صورت گیرد.کلید واژگان: قابلیت استخراج توده سنگ، معدن آهک رشکان، ماشین های استخراج پیوسته سطحیThe Rashakan limestone mine as supplier of Urmia cement plant is producing about 3 million tons of limestone ore. The proximity of this mine to the Urmia railway and the main transit road of Urmia-Mahabad, as well as the destructive effects of vibration and noise caused by mine explosions on residential and environmental area, has caused the use of continuous surface miner machines as one of options for continuation of mining operations. Determining the ease of rock mass extraction, which is referred to as the excavatability index, has a vital role in the decision making stage for the selection of methods and extraction machines. This paper investigate the feasibility of mechanized extraction based on the geomechanical characteristics of Rashtkan limestone mine rock mass. In 18 different sections of the of 8 geomechanical zones of the mine, geomechanical parameters including weathering, uniaxial compressive strength (UCS), joint spacing and layers thickness were measured by field and laboratory surveys. Based on the diggability index rating method, the excavatability of the zone (7), (1, 6), (8), (3 and 5) is classified in the hard, relatively hard, easy and very easy excavation classes. In the following, considering the uncertainties in the results of the classification systems, one of the most recent applied classification methods based on continuous rating is used. The results show that the estimation of both continuous and conventional rating methods for the three zones of 1, 6 and 8 is the same and for the zones of 3, 5 and 7, the continuous rating method suggests easier excavation condition. According to the results of this research, the geomechanical conditions of Rashakan limestone rock mass are appropriate for mechanized extraction and the use of continuous surface miner machines. It is recommended that in order to correct selection of the type and capacity of extractive machinery a technical and economic analysis be conducted based on the investment and the operational costs of each of the different options for different types of machines.Keywords: Rock mass excavatability, Rashakan limestone mine, Continuous surface miner machines
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.