فهرست مطالب

مهندسی منابع معدنی - سال دوم شماره 3 (پاییز 1396)

نشریه مهندسی منابع معدنی
سال دوم شماره 3 (پاییز 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/10/26
  • تعداد عناوین: 6
|
  • حسن احمدیان، علیرضا باغبانان*، حمید هاشم الحسینی، رضا نقد آبادی صفحات 1-13
    اهمیت سازه های امن و سخت، ایجاد مغارهای زیرزمینی در محیط سنگی را ضروری می سازد که این موضوع از اصول طراحی ایمن و بهینه در هر کشوری می باشد. اما طراحی این سازه ها بر عمق روباره ، نوع سازه مدفون و پارامترهای طراحی در سطح زمین متمرکز است و رفتار مکانیکی سنگ در بارگذاری دینامیکی، کمتر مورد توجه قرار می گیرد و این درحالی است که پارامترهای مکانیکی سنگ نظیر مقاومت فشاری با نرخ کرنش و تنش محصور کننده تغییر می کنند. در این مقاله ابتدا جایگاه مطالعات دینامیکی سنگ در چارچوب طراحی بهینه سازه های امن ،با تاکید بر وقایع تهدید کننده آنها تشریح شد . در ادامه تاثیر خواص میکروساختارها بر رفتار مکانیکی سنگ در بارگذاری شبه استاتیکی و دینامیکی با استفاده از آزمایش های پیشنهادی انجمن بین المللی مکانیک سنگ مطالعه گردید. ضریب افزایش در مقاومت فشاری با تغییر نوع بارگذاری ، نرخ کرنش و تنش محصور کننده در دو نمونه مرمریت با میکروساختارهای متفاوت بررسی شد و همچنین مشخص شد که ضریب افزایش مقاومت سنگ تحت تنش محصور کننده در نرخ کرنش معین، در مرمریت های مورد مطالعه تا عمق 85 متری زمین در بارگذاری شبه استاتیکی مقدار 1/15 و در بارگذاری دینامیکی 1/65 است. که تبیین کننده وجود رابطه مستقیم بین ضریب افزایش در مقاومت فشاری سنگ و عمق استقرارسازه با لحاظ کردن اثر نرخ کرنش می باشد.
    کلیدواژگان: رفتار دینامیکی، آزمایش میله فشاری هاپکینسون، سازه های امن و مقاوم
  • فرزانه حسینی، حمیدرضا همتی آهویی*، غلام رضا کریمی صفحات 15-23
    بکارگیری روش های توانمند در تخمین ذخیره ماده معدنی نقش مهمی را در ارزیابی، طراحی و برنامه ریزی های معادن ایفا می کند. با توجه به مشکلات و مسایل ایجادشده در زمینه استفاده از روش های معمول مانند کریجینگ برای تخمین عیار در معادن، در این پژوهش کارایی تخمینگرهای هوشمندی چون شبکه عصبی و منطق فازی به منظور تخمین ذخیره کانسار آهن شهرک بیجار مورد بررسی قرار گرفت. در این کانسار داده ها از نوع گمانه اند. به این منظور داده های 9 حلقه گمانه برای فرآیند تخمین ذخیره استفاده شدند. درروش تخمین فازی ابتدا داده ها به روش فازی میان مرکز (F.C.M) خوشه بندی شده و سپس عیار در مرکز هر خوشه محاسبه می شود. به کمک این اطلاعات و در نظر گرفتن یک کنترل عیار فازی مناسب، عیار در نقاط موردنظر تخمین زده شد. در روش شبکه عصبی، برای ارزیابی شبکه طراحی شده، ابتدا داده های چند چاه به طورکامل به عنوان داده های مجموعه اعتبارسنجی انتخاب می شوند و بقیه گمانه ها برای مجموعه داده های آموزشی در نظرگرفته خواهند شد. پس از آموزش شبکه عصبی به وسیله بقیه داده ها، صحت تخمین داده های اعتبارسنجی 80 درصد به دست آمد. نتایج بیانگر قابلیت تعمیم دهی و کارایی محاسباتی بالاتر روش شبکه عصبی نسبت به روش دیگر در زمینه تخمین ذخیره کانسار بود.
    کلیدواژگان: تخمین ذخیره، منطق فازی، شبکه عصبی، کانسار آهن شهرک
  • ایوب نیکخواه، محمد تاجی * صفحات 25-36
    خردشدگی بیشتر سنگ به وسیله انفجار باعث افزایش هزینه های عملیات حفاری و انفجار می شود، اما در مقابل، منجر به کاهش عملیات بارگیری و باربری و عدم نیاز به انفجار ثانویه می شود. به همین منظور پایگاه داده ای شامل رخدادهای واقعی خردایش ناشی از انفجار و پارامترهای موثر اصلی بر خردایش و عملکرد تولید مربوط به 20 بلوک انفجاری در معدن مس سرچشمه ایجاد شد. در این تحقیق، پارامترهای موثر در کارآیی ماشین آلات بخش استخراج معدن مس سرچشمه بررسی شد. به این منظور پارامتر نسبت طول به عرض بلوک انفجاری (RLW) و پارامترهای کارکرد (O1)، خرابی (F1)، آمادگی (R1) و جابه جایی دستگاه های بارگیری (M1) معرفی، اندازه گیری و مورد استفاده قرار گرفت. پارامتر نسبت طول به عرض بلوک انفجاری (RLW) در اکثر مدل های پیشنهادی وجود دارد که این پارامتر تاثیر بسزایی در کارآیی دستگاه بارگیری دارد. ضریب همبستگی بسیار بالای یک سیکل بارگیری جام دستگاه بارگیری (C1) با متغیرهای مستقل نشان می دهد که متغیر یک سیکل بارگیری جام دستگاه بارگیری (C1) بیشتر متاثر از خردشدگی ناشی از عملیات از انفجار و ابعاد بلوک انفجاری بوده است. بهترین و بدترین یک سیکل بارگیری جام دستگاه بارگیری (C1) دستگاه های معدن مس سرچشمه به ترتیب برابر با 14/38 و 51/15 ثانیه بوده است که در آن D50 به ترتیب 3/02 و 10/39 سانتی متر و D80 و ، 6/69 و 24/49 سانتی متر شده است. ضریب همبستگی 0/8 برای بارگیری ویژه (S1) در کل بلوک های انفجاری نشان دهنده تاثیرپذیری بسیار بالای بارگیری ویژه (S1) از خردشدگی ناشی از عملیات انفجار است.
    کلیدواژگان: انفجار، خردشدگی، کارآیی ماشین آلات، معدن مس سرچشمه
  • عادل متحدی، محمد محمدی بهبود، سید محمد اسماعیل جلالی* صفحات 37-51
    اولویت بندی معادن برای سرمایه گذاری یکی از مسایل مهم در مباحث اقتصادی معدنکاری است. در این نوع مسایل، معادن با توجه به مشخصات آن ها مانند میزان ذخیره، توان مجموعه بهره بردار، ظرفیت تولید مس، فاصله از راه های ارتباطی و نظایر آن، رتبه بندی می شوند. بر اساس این رتبه بندی، اولویت سرمایه گذاری بر روی هر معدن مشخص می شود. در این تحقیق با به کارگیری روش شباهت به گزینه ایده آل که یکی از روش های تصمیم گیری چند معیاره است، اولویت سرمایه گذاری برای معادن مس اکسیده استان سمنان مشخص شده است. در این روش با در نظر گرفتن معیارهای مختلف، رتبه بندی و انتخاب گزینه مناسب انجام می شود. در این تحقیق، 12 معیار مختلف و 33 معدن مس استان سمنان برای اولویت بندی در نظر گرفته شدند. معیارهای تصمیم گیری با نظرسنجی از کارشناسان متخصص وزن دهی شده و ضریب اهمیت هر کدام به روش تحلیل سلسله مراتبی تعیین شده است. در نهایت با استفاده از روش تصمیم گیری شباهت به گزینه ایده آل معادن مس چاه موسی، کلوت و چاه فراخ به ترتیب در اولویت های اول تا سوم به منظور سرمایه گذاری قرار گرفته اند. همچنین با انجام تحلیل حساسیت بر روی وزن معیارهای تصمیم گیری، تاثیرگذارترین معیارها در مساله اولویت بندی معادن مورد نظر، مشخص شدند.
    کلیدواژگان: شباهت به گزینه ایده آل، الویت بندی معدن، مس اکسیده
  • فاطمه امیری*، مهسا اشرفی بیرگانی، امین احمدی صفحات 53-66
    منطقه مورد مطالعه در 90 کیلومتری شمال شرق اهواز و 20 کیلومتری جنوب غربی مسجدسلیمان واقع شده است. آمارهای بلندمدت ایستگاه های هواشناسی منطقه نشان می دهد که این منطقه با متوسط بارش سالانه 464/8 میلی متر، متوسط درجه حرارت سالانه 25/3 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی سالانه 29 درصد، طبق طبقه بندی دمارتن، منطقه دارای اقلیم نیمه خشک است. بیشتر بارندگی های منطقه در فصل زمستان رخ می دهد. سازندهایی که در این منطقه رخنمون دارند به ترتیب سن از قدیم به جدید به ترتیب شامل رسوبات عهد حاضر، سازند ماسه سنگی– مارنی آغاجاری، سازندهای آهکی– مارنی میشان، سازند گچساران، سازند آهکی آسماری است. چاه ها عمده ترین منابع تامین کننده آب منطقه اند. در این مقاله به منظور بررسی آبخوان دشت گل گیر، در محیط GIS مراحل آماده سازی نقشه های معیار، وزن دهی و تلفیق آن ها انجام شد، تهیه این نقشه ها با استفاده از بسته نرم افزاری Arc GIS 9.2 و مدلسازی فازی به وسیله نرم افزار MATLABانجام شد. برای اجرای مدل هم پوشانی - شاخص نرم افزار Arc GIS انتخاب شد. برای تلفیق فازی، با توجه به توانمندی بالای نرم افزارMATLAB در کار با داده های رستری به صورت ماتریس و امکان برنامه نویسی ساده در آن و نیز از نرم افزار PCI Geomatica استفاده می شود. در نهایت هشت نقشه آسیب پذیری ذاتی به دست می آید که برای هر نقشه آسیب پذیری، همبستگی بین شاخص آسیب پ ذیری و غلظت نیترات محاسبه شده است. این همبستگی با ضریب همبستگی اسپیرمن تعیین می شود.
    کلیدواژگان: دشت گل گیر، ژئواستاتیکی، نیترات، محیط GIS
  • راشد پورمیرزایی * صفحه 75
    معدنکاری و صنایع وابسته به آن، اگرچه نقش ارزشمند و مثبتی در مولفه های اقتصادی و اجتماعی توسعه پایدار با ایجاد اشتغال و تولید ثروت دارد اما از جهت نقش آن در مولفه سوم توسعه پایدار، یعنی محیط زیست با انتقادهایی روبه رو است. همچنین با توجه به نیاز روزافزون جامعه جهانی به مواد معدنی، صنعت معدنکاری برای ادامه فعالیت های خود با چالش هایی روبه رو است که از جمله آن ها می توان به بازیابی کانی ها و فلزات، حفظ محیط زیست و مسوولیت اجتماعی آن اشاره کرد. در کشورهای در حال توسعه به ویژه ایران که دارای منابع غنی معدنی است، در صورتیکه به مولفه های توسعه پایدار در صنعت معدنکاری توجه نشود، نه تنها سبب پیشرفت نمی شود بلکهباعث عقب ماندگی اجتماعی و اقتصادی می شود. در این مطالعه به مفهوم و اهمیت توسعه پایدار در زمینه معدنکاری و منابع معدنی پرداخته می شود. در ابتدا چالش های این صنعت برای دستیابی به توسعه مبتنی بر مولفه های توسعه پایدار و در ادامه وضعیت موجود صنعت معدنکاری کشور در راستای مولفه های توسعه پایدار برسی می شود. در پایان با مطالعه موردی چند معدن که با مولفه های توسعه پایدار با چالش هایی مواجهه بوده اند، چارچوب کلی برای شرکت های معدنی که در جستجو فعالیت های پایدار خود هستند، ارایه می شود. صنعت معدنکاری در ایران برای تداوم نقش خود نیازمند طراحی ابزارهای مدیریتی صحیح در زمینه محیط زیست، استفاده از فن آوری های پاک و آموزش نیروی کار است.
    کلیدواژگان: صنعت معدنکاری، منابع معدنی، توسعه پایدار، اقتصاد، اجتماع، محیط زیست
|
  • H. Ahmadian, A. Baghbanan *, H. Hashemolhosseini, R. Naghdabadi Pages 1-13
    The importance of caverns makes it necessary to create underground structures in the rocky environment. However, in designing these structures the depth of the overburden is mostly considered, and the dynamic mechanical behavior of rocks in dynamic loading is less taken into account. This is while the mechanical properties of rocks such as compressive strengths is also changed due to the strain rate and confining stress. In this paper, the role of rock dynamics in the framework of the safe design of caverns was considered. In the following, the effect of microstructure properties on the mechanical behavior of rock in quasi-static and dynamic loading was studied, and experiments suggested by ISRM were conducted. The rate of compressive strength increase by changing the loading type, strain rate and confining stress in two marble samples with different microstructures was investigated. The rock strength increase factor with confining stress for marbles at a depth of 85 m was also determined being 1.15 in a quasi-static loading, and 1.65 in dynamic loading, which clarifies that there is a direct relationship between rock strength increase factor and the depth of deployment when strain rate is applied.
    Keywords: Dynamic behavior, Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB), Hard, Deeply Buried Targets (HDBT)
  • F. Hosseini, H.R. Hemmati *, G.R. Karimi Pages 15-23
    Accurate estimation of ore deposit grade plays an important role for mine planning n .and evaluation. There can be seen problems associated with some conventional methods such as Kriging for grade estimation, this paper investigates with the effectiveness of intelligent estimators such as neural network and fuzzy logic for grade estimation in Shahrak Iron ore deposit near Bijar, Kurdestan province, Iran. For this purpose, data from 9 boreholes were used for reserve estimation process. In fuzzy logic method, the data are first clustered using Fuzzy c-means clustering (FCMC) technique followed by the grade estimation done at the center of each cluster. Based on such data and an appropriate fuzzy grade control, it is possible to estimate grade at the considered points. In neural network, first a few well data are chosen as a set of data for validation and the rest of boreholes are considered as training data for the assessment of the designed network. After training the neural network, the accuracy of estimated validation data was found to be in order of 80%. The results shows that neural networks had better performance than other method.
    Keywords: Grade estimation, Fuzzy logic, Neural network, Shahrak iron ore
  • A. Nikkhah, M. Taji * Pages 25-36
    Producing more fragmented rock by blasting requires increased costs in drilling and blasting operations. On the other hand, it leads to a reduction of loading, haulage operation and no need for secondary blasting. In this study, the effective parameters in machinary efficiency of Sarcheshmeh Copper Mine was explored. For this purpose, the ratio parameter of length to width of the blast block (RLW) and the Loading parameters including Operation(O1), Failure(F1), Ready (R1), Movement of loading machine (M1), were introduced, measured and used. The blasing block's ratio of length to width (RLW) parameter is presented in most of the proposed models. This parameter has been effective in efficiency of loading machinary. The high correlation coefficient of a loading cycle of machine’s bucket (C1) with the independent variables shows that this variable is more affected by the fragmentaion and the dimensions of blasted blocks. The best and the worst of a loading cycle of machine’s bucket (C1) are equal to 14.38 and 51.15 seconds in Sarcheshmeh Copper minefor which (D50) corresponds to 3.02 and 10.39, cm respectively and (D80) equals to 6.69 and 24.49 cm, respectively. The Correlation coefficient of 0.8 for specific loading (S1) indicates the high influence of fragmentation caused by blasting operations on specific loading (S1).
    Keywords: Blasting operations, Fragmentation, Machine's efficiency, Sarcheshmeh Copper Mine
  • A. Mottahedi, M. Mohamadi Behboud, S.M.E. Jalali * Pages 37-51
    Prioritising mines for investment is one of the major issues in mining economic. In this kind of problem, mines are ranked according to the conditions and characteristics of mines like value of mine reserve, production capacity of mines etc.. Based on this ranking, investment priority for each mines determined. In this study, priority investment for oxidized copper mines in Semnan province has been found using the TOPSIS method, a multi-criteria decision-making methods. TOPSIS method is based on the concept that the chosen alternative should have the shortest geometric distance from the positive ideal solution and the longest geometric distance from the negative ideal solution. In this study, 12 different criteria, and 33 copper mines in Semnan province were considered for prioritization. The decision criteria were weighed by surveying of experts in the field and then the importance of each factor have been determined using AHP method. Finally, using TOPSIS method, Chah Mosa, Kolut and Chah Farakh copper mines are ranked as first, second and third priority for investment, respectively. Also, sensitivity analysis is done to find the weight of criteria which are the most effective in prioritizing mines.
    Keywords: TOPSIS, oxidized copper, mine prioritizing investment
  • F. Amiri *, M. Ashrafi Birgani, A. Ahmadi Pages 53-66
    The study area is located in 90 km N-E Ahwaz and 20 km S-E Masjed Soleyman. Long-term weather statistics of the region's meteorological stations indicates that the region with a mean annual precipitation of 464.8 mm, an average annual temperature of 25.3 ° C and a relative humidity of 29% is a region with a semi-arid climate according to the Demartenne classification, Most rainfall occurs in winter. Formations exposed in this area in order of the oldest to new ones include the present-day sediments, the sandstone-Marni Aghajari formation, limestone formations, Marni Mishan, Gachsaran Formation, Asmari limestone formation, respectively. Wells are the main sources of water supply in the region. In this paper, the aquifer of Golgir Plain was studied using GIS software to prepare the criterion maps, to weigh them and combine them. Preparation of these maps was done using ArcGIS 9.2 software package and fuzzy modeling was done using MATLAB software. ArcGIS software index has been selected to implement the overlapping model. For fuzzy integration, due to its high ability work with Raster data as a matrix and also its simple programming, the MATLAB software was used as well as PCI Geomatica software is used. Finally, eight intrinsic vulnerability maps are obtained. For each vulnerability map, correlation between vulnerability index and nitrate concentration have been calculated. This correlation is determined by Spearman correlation coefficient.
    Keywords: GolGir plain, geostationary, nitrate, GIS environment
  • R. Poormirzaee * Page 75
    The mining industry and related disciplines play an important role in economic and social components of sustainable development (SD) by generating employment and wealth. However, in regard to the environmental component there are a few criticisms. Also, by taking the growth in demand for mineral resources into account the mining industry is facing some challenges, e.g. minerals and metals recycling, conservation of environment and the social related issues. Mining industry needs to design convenient management tools for the protection of environment in order to continue ply its vital role, using clean technologies and also by training the required workforce. In fact sustainable development in mining industry helps to achieve economic and social progress in country. In developing countries, in particular Iran that benefits from the existence of diverse mineral resources, if SD principals is not considered the industry not only will face problems in its progress but also encounter several social and economic difficulties. In the present study, the main goals are focused on the mining industry and mineral resources roles in SD and the challenges of mining and mineral industry to reach a sustainable status are discussed. Furthermore, some mines that have been faced to SD challenges are investigated as case studies. Finally, a general framework for companies that pursue sustainable activity is presented.
    Keywords: Mining industry, sustainable development, economy, society, environment