فهرست مطالب

مهندسی معدن - پیاپی 27 (تابستان 1394)
  • پیاپی 27 (تابستان 1394)
  • تاریخ انتشار: 1394/06/31
  • تعداد عناوین: 10
|
  • آرش طهری، علی دهقانی، سید حسین مجتهد زاده صفحات 1-10
    در کارخانه فرآوری چادرملو، کنسانتره مغناطیسی هماتیتی با روش فلوتاسیون معکوس فسفر زدایی می شود. در این روش از سیلیکات سدیم به عنوان بازداشت کننده و از مخلوط Dirol و Alke به عنوان کلکتور استفاده می شود. میزان فسفرکنسانتره مدار فلوتاسیون اغلب در حد قابل قبول (حدود 047/0 درصد) است ولی محتوی سیلیس آن (حدود 5/3 درصد) بیش از حد مجاز است. مطالعات میکروسکوپی نشان می دهد که سیلیس کنسانتره اغلب کوارتز، و به صورت ذرات آزاد (کوچکتر از 45 میکرون) هستند. چون مدار فلوتاسیون چادرملو برای شناور سازی آپاتیت طراحی شده است، نمی توان انتظار داشت که سیلیس نیز در این سیستم شناور شود. هدف این تحقیق بررسی امکان کاهش سیلیس است. به این منظور آزمایش های فلوتاسیون، با تغییر پارامتر های مرتبط با سیلیکات سدیم، روی خوراک با محتوی سیلیس بالا (حدود 73/5 درصد) انجام شد. مشاهده شد که با استفاده از 800 گرم بر تن سیلیکات سدیم با مدول 5/2 و زمان آماده سازی محلول سیلیکات سدیم کمتر از 10 دقیقه، کنسانتره آهن با بازیابی خوب (حدود 97 درصد) و میزان فسفر مجاز (حدود043/0 درصد) قابل دستیابی است ولی عملکرد آن در کاهش محتوی سیلیس کنسانتره (حدود 5/4 درصد)رضایت بخش نبود و توزیع آن در کنسانتره حدود 68 درصد بود. با اضافه کردن کاتیون هایCa++به محلول سیلیکات سدیم، ضمن کاهش محتوی سیلیس کنسانتره خوراک معمول کارخانه، از 5/4 به حدود 2 درصد، عیار آهن نیز حدود 1 درصد افزایش یافت. افت بازیابی در این حالت حدود 1 درصد بود.
    کلیدواژگان: فلوتاسیون معکوس هماتیت، فسفر، سیلیس، سیلیکات سدیم، کاتیون Ca++
  • اسری فدک، رحمان احمدی، شاهو حبیبی صفحات 11-24
    در این مقاله، حذف فلزات سنگین آرسنیک و سرب توسط نانوبنتونیت اصلاح شده (پوشش داده شده با چیتوسان و کربوکسی متیل چیتوسان) بررسی شده است. ابتدا راندمان حذف فلزات سنگین آرسنیک و سرب در شرایط ثابت و یکسان توسط نانو بنتونیت و نانو بنتونیت اصلاح شده مقایسه شد. در ادامه پارامترهایموثرنظیر pH، مقدار نانو جاذب، زمان تماس و غلظت اولیه سرب و آرسنیک بر بازدهی حذف بررسی شد. برای تعیین پارامتر های بهینه و دستیابی به بالاترین مقدار حذف، از روش طراحی آزمایش ها استفاده شد. بر اساس نتایج ب،نانو -بنتونیت چیتوسان بیشترین مقدار حذف یون های آرسنیک و سرب را نشان داد. علاوه براین نتایج حاکی از موثر بودن پارامتر pHجهت حذف سرب و پارامتر های pH و مقدار نانوجاذب در حذف آرسنیک می باشند. همچنین بر اساس نتایج، در شرایط بهینه 6=pH، زمان تماس min 30، غلظت اولیه ppb 1000 و مقدار جاذب g/l2/1 برای سرب و 4=pH، زمان تماس min 30، غلظت اولیه ppb 1000 و مقدار جاذب g/l8/1 برای آرسنیک، بالاترین مقدار حذف سرب و آرسنیک به ترتیب %50/92 و % 63/94 توسط نانوبنتونیت با پوشش چیتوسان به دست آمد.
    کلیدواژگان: فلزات سنگین، نانو بنتونیت اصلاح شده، چیتوسان، پارامترهای موثر
  • رضا قائدرحمتی، علی مرادزاده، نادر فتحیان پور صفحات 25-34
    با توجه به این که ساختار های واقعی زمین به صورت سه بعدی هستند، به همین دلیل تفسیر سه بعدی ساختار ها از نظر دقت بسیار موثر تر از روش های یک و دو بعدی است. در این مقاله هدف این است تا با استفاده از مدل سازی سه بعدی داده های مگنتوتلوریک منطقه شمال سبلان، منابع احتمالی زمین گرمایی در این منطقه بررسی می شود. برای این منظور با بررسی داده های مگنتوتلوریک در این منطقه و تحلیل های ابعادی با استفاده از روش های چولگی حساس به فاز و نامتغیر های چرخشی، نشان داده شده است که ساختار های منطقه بخصوص در دوره های تناوب بلند (بالای 2 ثانیه) دارای ماهیت سه بعدی می باشند و مدل سازی سه بعدی داده های مگنتوتلوریک امری اجتناب ناپذیر است. سپس با طراحی یک شبکه مناسب و بکارگیری الگوریتم مدل سازی معکوس سه بعدی، مدل مناسب مقاومت ویژه برای داده های مگنتوتلوریک منطقه به دست آمده است. با استفاده از نتایج مدل سازی سه بعدی، اطلاعات زمین شناسی و نتایج مدل سازی دو بعدی موجود، میدان زمین گرمایی در این منطقه بررسی شده و موقعیت منطقه داغ تر، معرف منبع زمین گرمایی و همچنین مناطق دگرسانی مرتبط با این منبع مشخص شده است.
    کلیدواژگان: مدل سازی سه بعدی، مگنتوتلوریک، زمین گرمایی، شمال سبلان
  • مرتضی نوری طالقانی، بهرام حبیب نیا، محمدرضا معتضدی، مینا کریمی خالدی صفحات 35-44
    تحلیل پایداری چاه روشی برای بهبود اقتصادی عملیات حفاری است، به منظور جلوگیری از ریزش دیواره چاه ناشی از گسیختگی برشی و شکاف هیدرولیکی ناشی از شکست کششی، طراحی فشار گل باید با دقت انجام شود. به دلیل کاهش فشار مخزن و کم شدن شاخص بهره دهی، عملیات شکست هیدرولیکی(Hydraulic Fracturing) برای بالا بردن تراوایی و تولید از چاه انجام می شود. طی این عملیات سیال به خصوص با فشار مورد نیاز به منظور ایجاد شکاف در دیواره بدرون چاه تزریق می شود. در این مطالعه فشار شکست برشی و کششی با استفاده از پارامترهای مکانیک سنگی و اطلاعات به دست آمده از نمودارهای چاه پیمایی و همچنین تنش برجای عمودی و افقی حداقل و حداکثر تعیین شده است. پنجره ایمن گل در محدوده 84/0 تا 4/2 گرم بر سانتی متر مکعب تعیین شد. حداقل فشار مجاز گل در جلوگیری از شکست برشی بین 51/33 تا 89/52 و حداکثر آن بین 47/40 تا 97/55 مگاپاسکال تعیین شد. همچنین حداقل فشار گل لازم به منظور ایجاد گسیختگی کششی و در نهایت شکست هیدرولیکی بین 87/108 تا 38/151 مگاپاسکال برآورد شد. همچنین تحلیل پایداری چاه نفت در سازند فهلیان در میدان نفتی دارخوین، با استفاده از نرم افزار عددی FLAC3D و اطلاعات به دست آمده از نمودارهای چاه پیمایی برآورد شده است، فشار و وزن گل حفاری در آغاز حرکت پلاستیک دیواره چاه و همچین آغاز گسیختگی برشی در دیواره چاه برای 5 متر از سازند سنگ آهک مخزن به دست آمد. همچنین تحلیل پایداری چاه در امتداد قائم، تنش افقی حداقل و تنش افقی حداکثر انجام شده است. آغاز حرکت پلاستیک و گسیختگی برشی در دیواره چاه در فشار گل 71/141 مگاپاسکال (43/198 پوند بر فوت مکعب) و 81/21 مگاپاسکال (54/30 پوند بر فوت مکعب) اتفاق می افتد. نتایج نشان می دهد حداکثر جابه جایی افقی دیواره چاه در فشار گل 6/142 مگاپاسکال در شرایط حفاری عمودی در امتداد تنش افقی حداقل و حداکثر به ترتیب 5-10*6/10، 5-10*99/8 متر به دست آمد.
    کلیدواژگان: تحلیل پایداری، گسیختگی برشی، شکاف هیدرولیکی، شکست کششی، حرکت پلاستیک، فشار گل
  • حسن بخشنده امنیه، محمدصابر زمزم صفحات 45-59
    ساخت فضاهای زیرزمینی باعث اغتشاش در میدان تنش زمین و تغییرشکل آن می شود. احداث فضاهای زیرزمینی شهری مانند تونل های مترو، به علت نشست حساسیت ویژه ای دارند. در این تحقیق، روند حفاری تونل خط 7 متروی تهران بررسی شده است. تئوری مربوط به پیش بینی نشست سطح زمین برای دو مقطع در کیلومتراژ 100+5 و 900+9 تخمین زده شده است. همچنین با نرم افزار Plaxis 3D تحلیل عددی نشست این دو مقطع صورت گرفته و با نشست های ثبت شده بر محور تونل مقایسه شده اند. با اندازه گیری نشست زمین بر روی ساختمان های اطراف تونل نشان داده شد که نشست نمتقارنی در اطراف محور تونل اتفاق افتاده است. مقدار پیش بینی نشست به روش تحلیلی و عددی در این دو مقطع در محدوده ی مجاز قرار نگرفتند. بنابراین برای کنترل نشست، باید اقدامات اصلاحی صورت گیرد که در کیلومتراژ 100+5، ضریب 6/1 برای فشار اتاق چمبر اعمال شد و برای کیلومتراژ 900+9، محدوده ی مسیر احتیاج به به سازی منطقه ای دارد تا جبهه کار پایدار مانده و نشست ها در محدوده ی مجاز قرار گیرند. مقادیر رفتارنگاری نتایج این تحقیق را تایید می کنند.
    کلیدواژگان: کنترل نشست، فشار جبهه کار، تونل سازی مکانیزه، رفتارنگاری، به سازی
  • احسان ارغوانی، احمد حجتی، صمد بنیسی صفحات 61-67
    مدار فرآوری تر کارخانه فرآوری مجتمع سنگ آهن گل گهر شامل خردایش در آسیاهای گلوله ای سرریز شونده در مدار باز و جدایش در جداکننده های مغناطیسی شدت پایین تر است. متوسط میزان گوگرد کنسانتره تر بالاتر از 2/1% بود که بیشتر از حد مجاز برای کارخانه های سولفورزدایی (8/0%) و گندله سازی (کمتر از 1/0%) است. این مسئله به دلیل پایین بودن میزان آزاد شدگی کانی های گوگرد دار (پیریت) در محصول مدار خردایش تشخیص داده شد. در این تحقیق با انجام آزمایش های جدایش با جداکننده آزمایشگاهی لوله دیویس مشخص شد که درجه آزادی مناسب برای برآورده کردن گوگرد مجاز، در اندازه محصول (80 درصد عبوری) 100 میکرون به دست می آید. برای افزایش کارآیی مدار آسیاکنی و تامین درجه آزادی مناسب در آسیاهای گلوله ای از دو عامل میزان پرشدگی گلوله و درصد جامد وزنی آسیا که تغییر آن ها امکان پذیر بود، استفاده شد. با اعمال تغییرات در مدار آسیاکنی، در پرشدگی گلوله 33 % و درصد جامد 68، اندازه محصول آسیا از مقدار اولیه 137 به 106 میکرون رسید. تغییراتی که برای افزایش کارآیی مدار آسیاکنی در هر سه خط مدار تر اعمال شد، عبارت بودند از افزایش درصد جامد وزنی از مقدار اولیه 47 به 65، افزایش پرشدگی گلوله از مقدار اولیه 27 به 33 درصد حجمی آسیا و اضافه کردن گلوله 20 میلی متر علاوه بر گلوله معمول 30 میلی متری به آسیای شماره 2. برای تعیین زمان لازم برای اطلاع از پایداری مدار به منظور شروع نمونه گیری بعد از اعمال تغییرات، زمان ماند متوسط مواد در آسیا با ب روش ردیابی، در حدود 8 دقیقه به دست آمد. با نمونه برداری های مختلف از مدار با اطمینان 95 درصد مشخص شد که اندازه محصول آسیا به کمتر از 110 میکرون رسید. کاهش اندازه محصول آسیاکنی به واسطه تغییرات اعمال شده باعث افزایش شاخص کاهش گوگرد (نسبت میزان گوگرد در خوراک آسیا به کنسانتره) به میزان 19 درصد (نسبی) شد.
    کلیدواژگان: آسیاکنی گلوله ای، درصد جامد، پرشدگی گلوله، درجه آزادی، میزان گوگرد
  • مجتبی ربیعی وزیری، سعید کریمی نسب، حمید محمدی عزیز آبادی صفحات 69-80
    پارامترهای مقاومت برشی توده های سنگی از مهم ترین اطلاعات مورد نیاز در طراحی و بررسی پایداری سازه هایی می باشند که در سنگ حفر می شوند. بر این اساس هوک و براون روشی را برای تخمین پارامترهای مقاومتی و تغییر شکل پذیری توده سنگ های درزه دار پیشنهاد کردند. در طراحی های مهندسی سنگ اغلب از میانگین مقادیر پارامتر های هوک و براون استفاده می شود. در چنین مواردی تحلیل احتمالاتی خواص توده سنگ بسیار مهم است. در این مقاله بر اساس نتایج آزمایش های مکانیک سنگ روی نمونه های سنگی محدوده معدن گل گهر سیرجان به مدل سازی عدم اطمینان ها در تعیین پارامترهای مقاومت برشی توده سنگ های موجود در معدن، بر اساس معیار شکست هوک و براونو با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو پرداخته شد. چون با تعیین پارامترهای مقاومت برشی توده سنگ بر اساس یک سطح اطمینان مشخص در مراحل بعدی می توان طراحی های مورد نیاز را بر اساس یک سطح اطمینان مشخص انجام داد، مقادیر این پارامترها با سطح اطمینان مشخصی تعیین شد. نتایج شبیه سازی نشان داد که ضریب تغییرات و در نتیجه پراکندگی داده های شبیه سازی شده می تواند ناشی از روابط استفاده شده در محاسبه پارامترهای خروجی باشد. رابطه ای که با وجود ورودی های یکسان در مقایسه با روابط دیگر، خروجی هایی با ضریب تغییرات بیشتر را ایجاد می کند نشان می دهد که عدم قطعیت بیشتری در مدل ریاضی حاکم بر آن رابطه و در نتیجه خروجی های محاسبه شده توسط آن رابطه وجود دارد. بر این اساس ضریب تغییرات و در نتیجه آن پراکندگی در داده های شبیه سازی شده زاویه اصطکاک داخلی به دلیل رابطه مثلثاتی کمتر از چسبندگی است. همچنین برتری استفاده از توابع توزیعی با کران صفر تا بی نهایت مثبت نسبت به توابع توزیعی که دارای دو کران باز هستند در مورد برازش بر داده هایی با مقدار عددی کم و پراکندگی زیاد در هنگام استفاده از روش مونت کارلو در شبیه سازی نشان داده شد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی مونت کارلو، معدن آهن شماره یک گل گهر، معیار شکست هوک و براون، مقاومت برشی توده سنگ
  • بهناز دهرآزما، شمسی رحمتی، حمیدرضا اصغری، محمود صادقیان صفحات 81-94
    کانسار مس و معدن متروکه چغندرسر در جنوب غرب عباس آباد، در شرقی ترین بخش استان سمنان واقع شده است. هدف تحقیق حاضر ارزیابی غلظت سرب، روی، مس، منگنز و نیکل در خاک و گیاهان بومی منطقه معدنی چغندرسر است. برای بررسی تاثیر منطقه معدنی مس چغندرسر بر آلودگی خاک منطقه، سه ایستگاه نمونه برداری برای خاک و گیاه شامل: بالادست منطقه معدنی متروکه(شاهد)، منطقه معدن کاری متروکه و پائین دست منطقه معدنی متروکه انتخاب شد. غلظت این عناصر با استفاده از آنالیز ICP-OES اندازه گیری شد. همچنین پارامترهایEC، pH، ،CEC کربنات کلسیم و مواد آلی، درصد ماسه، سیلت و رس در نمونه های خاک نیز تعیین شد. نتایج نشان دادند که حضور کانسار بر پراکنش غلظت عناصر مس، سرب، روی و منگنز (به استثنا نیکل) در خاک موثر بوده و بالاترین غلظت این عناصر در منطقه معدنی متروکه مشاهده شد. همچنین با هدف ارزیابی تاثیر حضور کانسار مس بر تجمع فلزات سنگین در گونه های گیاهیبومی منطقه، با توجه به تراکم و تاج پوشش و فراوانی گونه ها، پنج گونه گیاهی شامل اسپند، درمنه دشتی، افدرا، قیچوکاروانکشبرای بررسی انتخاب شد. غلظت این عناصر در نمونه های گیاهی (اندام های هوایی و زمینی) با دستگاه جذب اتمیتعیینشد. نتایج نشان داد که بیشترین غلظت مس در اندام زمینی درمنه (mg/kg 48/52) در منطقه معدنی متروکه است. محاسبه شاخص های بیوژئوشیمیایی نشان داد که بیشترین میزان فاکتور انتقال مربوط به عنصر منگنز در افدرا (29/3) است و بیشترین میزان فاکتور تمرکز زیستی مربوط به عنصر سرب در کاروانکش (48/0) است. به طور کلی حضور کانسار مس و معدن متروکه بر توزیع غلظت عناصر مورد بررسی به جز نیکل درخاک و گیاهان بومی منطقه موثر بوده است.
    کلیدواژگان: معدن متروکه مس، خاک، گیاهان بومی، فلزات سنگین، چغندرسر
  • حمید معینی، فرهاد محمد تراب*، مجید کیخای حسین پور صفحات 95-107

    روش نگاشت خودسازمانده (SOM)یکی از روش های خوشه بندی است که می تواند بدون نظارت و با کمک شبکه عصبی، فضاهای چندبعدی و پیچیده داده ها را به یک فضای دوبعدی تبدیل کند. به دلیل بسته بودن و خاصیت ترکیبی ذاتی داده های ژئوشیمیایی،قبل از هر تحلیلی بایستی با تبدیل های خاصی باز شوند. یکی از مهم ترین تبدیل هایی که امروزه روی این نوع داده ها برای بازکردن آن ها انجام می شود، خانواده تبدیل های نسبت لگاریتمی است که در دو دهه اخیر توسط دانشمندان علوم آمار ارائه شده است. در حال حاضر روش های تحلیل آماری و داده کاوی خاص این نوع داده ها مثل استاندارد سازی، آمار توصیفی، کاهش بعد، خوشه بندی، رگرسیون، زمین آمار و غیره از جنبه های مختلف در دنیا در حال بررسی است. در این پژوهش ضمن معرفی روش SOM به عنوان یکی از مهم ترین روش های خوشه بندی مبتنی بر هوش مصنوعی، کاربرد آن در تحلیل داده های ژئوشیمیایی بررسی شده است. به عنوان مطالعه موردی، داده های ژئوشیمیایی رسوبات آبراهه ای برگه 1:100،000 خوسفکه خاصیت بسته یا ترکیبی دارند، نخست با کمک تبدیل نسبت لگاریتمی مرکزی یا clr، باز شده و دندروگرام خوشه بندی مربوطه ترسیم شد. در مرحله بعد داده ها یکبار به صورت بازشده و بار دیگر به صورت خام ولی استاندارد شده با روش های ترکیبی به شبکه SOM وارد شده و خروجی آن هربار به صورت نگاشتهای صفحات وزنی نورونها برای هر متغیر ترسیم شد. الگوی توزیع وزنی در نگاشت های بیان شده برای متغیرهایی که در یک خوشه قرار می گیرند، بسیار به هم شبیه است. مقایسه نتایج به کارگیری این روش با نتایج دندروگرام به دست آمده، نشان دهنده انطباق قابل قبول این دو روش درصورت استفاده از داده های خام استاندارد شده دارد. نقطه ضعف این روش این است که تشخیص الگوهای مشابه در خروجی به عهده ناظر است و اگر تعداد متغیرها زیاد باشد نمی توان تمام الگوهای مشابه را به راحتی تشخیص داد.

    کلیدواژگان: شبکه عصبی، نگاشت خودسازمانده، ژئوشیمی، داده های ترکیبی، دندروگرام، خوسف
  • محمدحسین خسروی صفحات 109-121
    هدف این تحقیق ارزیابی کارایی بار تعادلی در پایدارسازی شیروانی های تحت حفاری با پتانسیل لغزش صفحه ای در معادن روباز است. برای این منظور ابتدا پدیده قوس زدگی در مواد ژئوتکنیکی به طور اجمالی معرفی شده و امکان شکل گیری آن در شیروانی های تحت حفاری مورد ارزیابی قرار گرفته است. مطابق این پدیده با انجام حفاری در قسمت جلویی یک شیروانی، بار ناشی از وزن شیروانی به اطراف ناحیه حفاری شده منتقل شده و در نتیجه منجر به تمرکز تنش در آن نواحی می شود. بنابراین با تقویت نواحی تمرکز تنش می توان به پایدارسازی شیروانی تحت حفاری کمک کرد. با وجود در دسترس بودن حجم بالایی از سنگ باطله در معادن روباز که می تواند به عنوان بار تعادلی استفاده شود، در این تحقیق بار تعادلی به عنوان تکنیکی مناسب در تقویت نواحی تمرکز تنش شیروانی ها و در نتیجه افزایش پایداری آنها پیشنهاد شده است. از مزایای اصلی این تکنیک می توان علاوه بر کمک به پایدارسازی شیروانی های تحت حفاری، به کاهش هزینه معدنکاری به دلیل کاهش حجم باطله برداری و همچنین کاهش هزینه های باربری سنگ باطله اشاره کرد. به عنوان یک مطالعه موردی در این تحقیق، دیواره ناپایدار شمال شرقی کاواک معدن زغالسنگ ماء-موه در شمال کشور تایلند مورد مطالعه قرار گرفت. وجود یک لایه نازک رس در این دیواره منجر به وقوع یک سری لغزش صفحه ای طی سالهای 1990 تا 1996 شد تا اینکه در سال 1998 با وقوع یک لغزش خیلی بزرگ، عملیات استخراج در این دیواره به کلی به حالت تعلیق درآمد. به علت وسعت ناحیه مستعد لغزش، هیچ یک از روش های معمول پایدارسازی از جمله مهاربندی یا تزریق از نظر اقتصادی توجیه پذیر نبود. بالاخره با ارائه تکنیک بار تعادلی در سال 2010 میلادی، این تکنیک مورد استقبال مسوولین معدن قرار گرفت و طی سالهای 2011 تا 2013 با موفقیت در پایدارسازی دیواره ناپایدار به کار گرفته شد.
    کلیدواژگان: معدنکاری روباز، پدیده قوس زدگی، پایدارسازی شیروانی های تحت حفاری، بار تعادلی
|
  • Arash Tohry, Ali Dehghani, Ali Mojtahedzadeh Pages 1-10
    In Chador-Malu processing plant، reverse flotation is used for dephosphorization of hematite concentrate. Sodium silicate is used as iron depressant and a mixture of Alke and Dirol as collector. The phosphorus content of the concentrate is at an acceptable level (0. 047%) but the silica content is relatively high (3. 5%). The flotation circuit is designed to remove apatite but not silica. Chemical and mineralogical studies of the samples and mass balance of the flotation circuit showed that the silica content of the iron concentrate was mainly in the form of free quartz particles in the size range of minus 45 micron. The main objective of this research was to investigate the possibility of floating silica in the apatite- iron oxide- silica flotation system. Flotation experiments on samples with high silica content، showed that using 800 grams per tones of sodium silicates with silica modulus of 2. 5، at pH of 10، gave better results but the silica contents of iron concentrate (4. 5%) was still high. Addition of Ca++ to the sodium silicate solution، at pH of 11، reduced the silica contents from 4. 5% to 2%، while the iron grade was increased by 1% and the concentrate recovery was reduced by 1%.
    Keywords: Hematite reverse flotation, Chador, Malu ore, Silica, sodium silicate, Ca++
  • Asra Fadak, Rahman Ahmadi, Shahoo Habibi Pages 11-24
    In this paper، the removal of heavy metals، arsenic and lead by modified nano-bentonite (coated with chitosan and carboxymethyl chitosan) has been studied. First، efficiency of removal of heavy metals، arsenic and lead، under the conditions fixed by nano-bentonite and modified nano-bentonite were compared. Following، Effective parameters such as pH، dose of the nano-adsorbent، contact time and initial concentration of lead and arsenic were studied. To determine the optimal parameters and to achieve the highest level of removal، experimental design method was used. Based on the results obtained، nano-bentonite chitosan was found to be more effective for the removal of Pb and As. Also results shows that pH has an effective result on lead removal and also pH and adsorbent dosage has an effective result on arsenic removal. also، according to the results obtained under the optimal conditions: pH=6، contact time of 30 min، the initial concentration of 1000 ppb and dose of adsorbent= 1. 2 g/l for lead، pH=4، contact time of 30 min، the initial concentration of 1000 ppb and dose of adsorbent= 1. 8 g/l for arsenic، the highest value of lead and arsenic removal 92. 50% and 94. 63%، respectively by Nano-bentonite chitosan is achieved.
    Keywords: Heavy metals, Modified Nano, bentonite, Chitosan, Effective parameters
  • Reza Ghaedrahmati, Ali Moradzadeh, Nader Fathianpur Pages 25-34
    Since the true Earth is three-dimensional (3-D) in nature، 3-D interpretation of these structures can be more efficient relative to the one or two-dimensional (1-D or 2-D) interpretation of them. The purpose of this paper is to investigate the probable geothermal source of the northern area of Sabalan in Iran using 3-D modeling of the Magnetotelluric (MT) data. For obtaining this purpose using various techniques it was indicated the subsurface structures of the area is complex and the structural dimensionality particularly at the long periods (>2sec.) is 3-D in overall and 3-D modeling of the data is necessary. Then by designing the appropriate mesh and applying the 3-D inverse modeling algorithm، the suitable model of resistivity for the MT data was obtained. Using 3-D modeling results، geological information map and existence 2-D modeling results، the geothermal area was investigated and interpreted and the geometry location of the hotter zone as the geothermal source was identified. Also the location of the alteration zones relevant with the geothermal source were detected and delineated using the 3-D results and geological information.
    Keywords: 3, D modeling, Magnetotelluric (MT), Geothermal, Sabalan
  • Morteza Nouri-Taleghani Pages 35-44
    Well bore stability analysis is a procedure with the view to economically improving the drilling operation. Identification of diverse types of rupture in the well bore is crucial in stability analysis. Due to reduction I reservoir pressure and index of per، hydraulic fracturing well be performed in order to increase the permeability and production from well. During the aforementioned procedure، fluid is injected inside the well to induce the fracture in the walls. Hydraulic fracturing has received much recognition as a reliable method for the stimulation of oil reservoir. In this study، conducted on 400 m of limestone in fahlyian reservoir in darkhovein oil field، pressure of shear and compressional failure is determined by virtue of parameters including rock mechanic and information on well logging as well as in situ stress of vertical and maximum and minimum horizontal. Safety mud window was defined between 0. 84 and 4. 2. The minimum allowable mud pressure for preventing the shear failure was between 33. 51 and 52. 89 and the maximum range was determined between 47. 4 and 97. 55. Furthermore، minimal required mud pressure for inducing compressional rupture and hydraulic fracturing was estimated between 108. 87 and 151. 38.
    Keywords: Wellbore stability, shear rupture, hydraulic fracturing, compressional failure
  • Hassan Bakhshandeh Amnieh Pages 45-59
    Constructing underground spaces causes chaos in the ground stress field and its deformation. Due to settlement، construction of such urban underground spaces as subway tunnels is of utmost importance. In this research، the boring process of Tehran subway tunnel، line 7، has been studied and ground settlements، under Greenfield conditions، have been estimated for 2 sections (km 5+100 and km 9+900). The numerical analyses of the settlements of these 2 sections have been done with the Plaxis 3D software and compared with those recorded on the tunnel axis. It has been shown، through measuring ground settlement of the tunnel nearby buildings، that a relatively symmetrical settlement has been occurred around the tunnel axis. Settlements in these 2 sections، estimated by analytical and numerical methods، were not found to be in the permissible range. Therefore، to control settlement، it is necessary that improving measures be taken; at km 5+100، a coefficient of 1. 6 for the chamber room pressure would suffice and at km 9+900، the tunnel route needs regional improvement to make the work face stable and cause settlements to occur in the permissible limits. The values found by infography confirm those found by this research
    Keywords: Controlling settlement, face pressure, mechanized tunneling, infography, conditioning
  • Pages 61-67
    Wet separation circuit of the Golgohar iron ore plant includes comminution by overflow ball mills and separation by low intensity magnetic separators. The average sulfur content of the concentrate is more than 1. 2 %، which is higher than allowable limits for de-sulfurization and pelletizing plants (0. 8 % and 0. 1%، respectively). This problem is due to the low liberation degrees of sulfur bearing minerals (Pyrite) discharging the ball mills. In this research، the optimum product size (P80; 80% passing size) to achieve the acceptable level of sulfur in the product by Davis tube test was found to be 100 microns. In order to increase the grinding efficiency and to achieve the desired degrees of freedom، the ball charge level and percent solids were used as the main manipulated variables. At the 33% ball charge and percent solids of 68، mill product size reached 106 microns from the original value of 137 microns. Changes، which were implemented in whole circuit، included increasing percent solids from 47 to 65، increasing ball charge level from 27 to 33 volumetric percent and adding 20 mm diameter steel balls in to mill No. 2 with the usual 30mm balls. Mean residence time of materials in ball mill were determined by tracing method to be about 8 minutes and was used to determine the time needed to achieve stability. Sampling over a period of a few months in the plant indicated that the product size decreased to 110 microns with 95 % confidence. After implementation of changes in the plant، due to finer mill discharge، the sulfur reduction criterion (ratio of feed sulfur content and wet concentrate) increased by 19% (relative).
  • Mojtaba Rabiei Vaziri, Hamidreza Mohammadi Azizabadi Pages 69-80
    The shear strength parameters of rock mass fall among the most important information required for designing and stability analysis of structures excavated in the rocks. Based on this fact، Hoek and Brown suggested a method to estimate the strength and deformability parameters of jointed rock masses. In rock engineering designs، the mean values of Hoek and Brown parameters are often used. In these cases، probability analysis of rock mass properties is highly important. In this paper، based on the results obtained from rock mechanics tests carried out on rock samples of Gol-e-Gohar iron ore mine، the uncertainties in determining the shear strength parameters of the mine rock masses were modeled according to Hoek and Brown failure criteria and using Monte Carlo simulation method. Since determination of shear strength parameters of rock mass based on a specific confidence level results in the required designs of the following steps to be done based on a specific confidence level، the values of these parameters were determined with a specific confidence level. The simulation results showed that the coefficient of variation and consequently، the sparsity of the simulated data can be caused by the equations used for calculating the output parameters. Using the same inputs، higher uncertainties are present in the mathematical model of the equation that produces outputs of greater coefficient of variation compared to other equations. Therefore، the coefficient of variation and thus، the sparsity of the simulated data is smaller for the internal friction angle (due to the trigonometric equation) compared to the cohesion data. Moreover، the advantage of using distribution functions with the limits of 0 to +∞ rather than distribution functions with two infinite limits for fitting the data with small numerical values and high sparsity was shown while applying the Monte Carlo simulation method.
    Keywords: Monte Carlo simulation, Gol, Gohar mine No. 1, Hoek, Brown failure criteria, shear strength of rock mass
  • Farhad Torab Pages 95-107

    Extensive development of the data mining methods via the artificial intelligence implementation and machine learning algorithms that the nature has inspired، have become an important challenge to the classical statistical analysis. Some constraints in the statistical assumptions are not made in these methods and just by defining the initial conditions and proper training، acceptable results can be achieved. Self organizing map (SOM) is a way that can unsupervisedly reduce the high dimensional complicated spaces to a 2 or 3D space and recognize the principal components without any difficult and almost impossible assumptions. Despite all the transformations applied to geochemical data، they intrinsically do not suit any statistical analysis and this is a serious factor for so many ifs and buts before analyzing the data. In this study، while introducing SOM as one of the most important approaches based on artificial intelligence، its usage in geochemistry has been demonstrated in a case study of stream sediment sampling carried out in Khusf geological 1:100000 sheet. Comparing the results of applying SOM on the compositionally scaled data and compositional univariate transformed data with exploratory compositional dendrogram of the data showed a favorable conformity of the dendrogram to the SOM clustering on the compositionally scaled data.

    Keywords: network, Self Organizing Map, geochemistry, compositional data, Khusf
  • Mohammad Hossein Khosravi Pages 109-121
    The purpose of this research is to investigate the applicability of counterweight balance on stabilizing undercut slopes with potential plane failure in open pit mines. For this purpose، the phenomenon of arch action in geomaterial and undercut slopes was reviewed briefly. It was confirmed that by excavation at the toe of an undercut slope، the load transfers from the central undercut part to sides to produce some areas of load concentration. Therefore، making stronger the load concentrated areas beside the undercut part، by counterweight balance، leads to more stable undercut slopes. Because the main focus of this research is on open mines where always a huge amount of waste rock is available which can be used as counterweight balance، the technique of counterweight balance is suggested as an appropriate technique for stabilizing undercut walls. Some advantages of using counterweight balance are reducing the risk of slope failure during operation as well as reducing the transportation cost of waste rock. The proposed technique was applied to the Mae-Moh lignite mine of Thailand as a case study. The existence of a shearing zone at the interface between under-burden layers at the northeast area made some slope stability problems from 1990 to 1996. In 1998 occurrence of a huge slope failure in this wall leads to a mining operation suspension in the area for about 10 years. Because of the huge size of the unstable area none of the common stabilizing methods such as anchoring or grouting were economically applicable. Finally in 2010 the technique of counterweight balance was accepted by authorities and applied to the unstable area through 2011 to 2013 successfully.