فهرست مطالب

نشریه مهندسی منابع معدنی
سال سوم شماره 1 (بهار 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/02/20
  • تعداد عناوین: 5
|
  • میثم نیک فرجام، اردشیر هزارخانی*، کاوه پازند صفحات 1-11
    نقشه‏ شاهد ژئوشیمی یکی از مهم ترین لایه های اطلاعاتی برای تهیه نقشه پتانسیل معدنی است. در این پژوهش برای رفع کاستی های نقشه های شاهد گسسته، از روش فازی‏ پیوسته برای تهیه نقشه شاهد ژئوشیمی استفاده شد. ناحیه مورد مطالعه در پژوهش حاضر، ورقه 1:100.000 ورزقان است که در زون متالوژنی ارسباران واقع شده و میزبان کانسار مهم مس پورفیری- اسکارن سونگون است. از 1067 نمونه رسوب آبراه های که توسط سازمان زمین‏شناسی در ورقه ورزقان برداشت شده است به عنوان داده اولیه برای انجام مطالعات ژئوشیمی استفاده شد. به دلیل نوع نمونه برداری انجام شده در این ناحیه، ابتدا حوضه آبراه های بالادست برای هر کدام از نمونه ها ترسیم و مشخصات هر نمونه به حوضه بالادست مانند آن نسبت داده شد. با توجه به این ‏که عناصری مانند مس، مولیبدن، نقره، سرب، روی، طلا و آرسنیک، به عنوان عناصر شاخص کانسارهای مس پورفیری مطرح اند، از عناصر یاد شده برای شناسایی مناطق مستعد کانی‏سازی مس پورفیری استفاده شد. برای فازی‏سازی نقشه هر یک از عناصر گفته شده، از تابع Large و لجستیک بهره گرفته شد. پس از فازی سازی، از روش میانگین هندسی برای تلفیق نقشه های فازی حاصل شده، استفاده شد. نقشه تلفیق یافته به کمک نمودارهای آهنگ پیش‏بینی- مساحت اشغال شده مورد اعتبارسنجی قرار گرفتند. بر اساس این اعتبارسنجی، مشاهده شد که تلفیق نقشه های فازی شده با تابع Large، نتایج بهتری ارایه می‏ دهد. محل تقاطع منحنی در این نمودار نمایانگر این است که با اشغال 20 درصد از مساحت این ناحیه، 80 درصد از کانسارهای مس پورفیری شناخته شده، قابل شناسایی اند.
    کلیدواژگان: نقشه شاهد ژئوشیمی، تابع Large، روش میانگین هندسی، تلفیق، ورقه 1:100، 000 ورزقان
  • مهدی آری، مهدی حسینی*، افشین فلاح صفحات 13-28
    با توجه به نیاز روزافزون کشور به نرخ تولید بیشتر از چاه های نفتی و بازدهی بیشتر مخازن نفت، فعال سازی مجدد چاه های نفت در ایران امری ضروری به نظر می رسد. تولید نفت با گذشت زمان، به دلیل کاهش فشار مخزن و بسته شدن ترک ها و منافذ میکروسکوپی موجود در سنگ مخزن کاهش می یابد. شکست هیدرولیکی به عنوان روشی برای تحریک مخازن نفتی به عوامل مختلفی از جمله ویژگی های محیطی که شکستگی در آن رشد می کند، بستگی دارد. ویژگی های مکانیکی لایه ها به عنوان یکی از مهمترین پارامترهای تاثیرگذار بر روند پیشروی شکست هیدرولیکی و هندسه آن شناخته شده اند. در این تحقیق سنگ اولیه به صورت بکر و بدون ترک فرض شده و تاثیر تغییرات پارامترهای مختلف در 21 حالت بر فشار شکست هیدرولیکی با استفاده از نرم افزار آباکوس مدلسازی و تحلیل حساسیت شده است. پارامترهای ورودی که تاثیر آن ها بر فشار شکست هیدرولیکی مورد بررسی قرار گرفته شامل مدول الاستیسیته، تنش افقی حداقل و حداکثر، تنش قائم، مقاومت کششی، نسبت پواسون و فشار منفذی است. اطلاعات مورد نیاز از چاه های حفرشده در سنگ های کربناته ایران گرفته شده است. در نهایت با استفاده از نرم افزار SPSS و تحلیل آماری رگرسیون چند متغیره، تخمین فشار شکست هیدرولیکی به عنوان تابعی از تنش افقی حداقل، اختلاف تنش های افقی حداقل و حداکثر، فشار منفذی و مقاومت کششی ارایه شده است. نتایج تحلیل های آماری نشان دهنده دقت بسیار بالای خط رگرسیونی برازش شده و در واقع رابطه ارایه شده است. در این رابطه به ترتیب پارامترهای تنش افقی حداقل، اختلاف تنش های افقی حداقل و حداکثر، فشار منفذی و مقاومت کششی بیشترین تاثیر را بر فشار شکست هیدرولیکی نشان دادند. به کمک رابطه ارایه شده در این تحقیق، می توان فشار شروع شکست هیدرولیکی در سنگ های کربناته با ویژگی های متفاوت را به دست آورد. به دست آوردن این فشار به تعیین پمپ مناسب کمک می کند و باعث پایین آمدن هزینه های عملیاتی می شود.
    کلیدواژگان: شکست هیدرولیکی، سنگ های کربناته، مدلسازی عددی، رگرسیون چند متغیره، تحلیل آماری
  • رضا شکورشهابی *، اشکان قاسمی دولت آبادی، محسن گلیجانی صفحات 29-46
    اصولا در زنجیره صنعت سنگ تزیینی، هزینه حمل و نقل سنگ خام استخراج شده از معدن به کارخانجات سنگبری و سپس انتقال سنگ فرآوری شده به صورت پلاک و اسلب به بازار مصرف، تاثیر عمده ای بر قیمت تمام شده محصول نهایی دارد. در این تحقیق با هدف حداقل سازی تناژ انتقال در کل زنجیره، هریک از اجزای زنجیره شامل معادن، کارخانجات فرآوری و بازار مصرف به ده قطب اصلی تقسیم شد و مدل برنامه ریزی خطی بر اساس تابع هدف مینیمم سازی توام تناژ حمل مواد اولیه از قطب های معدنی به قطب های فرآوری و انتقال سنگ فرآوری شده از کارخانجات به قطب های بازار برای تامین مصرف مورد نیاز طراحی شد. محدودیت های مدل بر اساس تناسب دو به دو ظرفیت های تولید در طول زنجیره تولید تعریف شد. پس از حل مدل با نرم افزار Games، تناژ ارسالی بهینه دو به دو بین قطب ها در قالب سناریوی پایه 1 محاسبه شد. همچنین دو سناریوی مجزا در زمینه افزایش 20 درصدی ظرفیت تولید هر قطب معدنی و افزایش 20 درصدی ظرفیت قطب های مصرف و فرآوری تعریف شد. سناریوی دوم موجب کاهش متوسط حمل به ازای هرتن محصول به میزان 3/9 درصد می شود، اما تاثیر مثبتی بر افزایش نسبت های بهره برداری از ظرفیت تولید قطب های معدنی و فرآوری ندارد. سناریوی سوم موجب افزایش نسبت بهره برداری از ظرفیت قطب های معدنی می شود، اما با افزایش 28 درصدی مسافت کلی حمل سنگ خام از معدن به بازار و افزایش 8/2 درصدی مسافت حمل هر تن محصول در طول زنجیره، موجب افزایش هزینه تمام شده و کاهش رقابت پذیری محصول نهایی می شود.
    کلیدواژگان: معادن و کارخانجات سنگ تزیینی، برنامه ریزی خطی، زنجیره تولید سنگ، کمینه سازی انتقال مواد، نرم افزار Games
  • محمدرضا نیک گفتار، محمد عطایی*، رضا کاکایی، محمدرضا رضوانیان زاده صفحات 47-57
    برای بازیابی حداکثری ذخایر معدنی زیرزمینی اورانیوم و کاهش میزان اشعه جذبی کارگران معدن، باید تمهیدات ویژه ای اندیشیده شود. یکی از این تمهیدات پرکردن کارگاه های استخراج شده به ویژه در روش استخراج کندن و پرکردن تونلی با پرکننده های بتنی هیدرولیکی است.
    پرکننده ماده یا موادی است که برای پرکردن فضاهای خالی حاصل از کارگاه های معادن زیرزمینی به منظور تامین ایمنی یا انجام عملیات استخراج مورد استفاده قرار می گیرد. برای انجام این تحقیق در مقیاس آزمایشگاهی طرح های اختلاط پرکننده بتنی هیدرولیکی با چهار نوع مصالح سنگی باطله معدن زیرزمینی، باطله معدن روباز، ماسه رودخانه ای و ماسه باریتی ساخته شد و نمونه های شاخص از هر طرح اختلاط برای آزمایش مقاومت فشاری تک محوری گرفته شد. همچنین نمونه های بزرگ مقیاس از پرکننده های بتنی هیدرولیکی ساخته شده، در ضخامت های مختلف و در مجاورت کانسنگ اورانیوم برای اندازه گیری میزان تشعشع ساخته شد. آزمایش ها و برداشت ها نشان دهنده کاهش شدید میزان تشعشع و اشعه جذبی با افزایش ضخامت و وزن مخصوص پرکننده بتنی هیدرولیکی است. نتایج حاصل از آزمایش های انجام شده نشان می دهد که امکان استفاده از پرکننده های مختلف در تامین پایداری کارگاه های استخراج وجود دارد.
    کلیدواژگان: ضخامت پرکننده، کانسنگ اورانیوم، وزن مخصوص، تشعشع، طرح اختلاط
  • مهدی ایران نژاد*، فردیس نخعی، سیما محمدنژاد صفحات 59-76
    سطح کف فلوتاسیون، حاوی اطلاعات مهمی از فرآیند است که به خوبی شرایط عملیاتی فرآیند را بازتاب می دهد. در این تحقیق تاثیر متغیرهای عملیاتی فلوتاسیون ستونی (نرخ جریان گاز، ارتفاع کف، درصد جامد پالپ، نرخ مواد شیمیایی و pH) بر ویژگی های استخراج شده از تصاویر کف (اندازه حباب، رنگ کف، سرعت و پایداری کف) در عملیات گوگردزدایی از کانه های آهن بررسی شد. برای انجام آزمایش ها از کنسانتره جداکننده های مغناطیسی خط فرآوری باطله های خشک مجتمع سنگ آهن گل گهر با عیار متوسط گوگرد و آهن 0/48 و 63 درصد نمونه برداری شد و به منظور جمع آوری ویژگی های تصاویر کف و متغیرهای فرآیند، 45 آزمایش ها بر اساس طراحی آزمایش مرکب مرکزی(CCD) انجام شد. مجموعه داده های تصویری کف با استخراج فریم های متوالی از دوربین عکاسی و فیلم برداری به دست آمد و میانگین ویژگی های استخراج شده از تصاویر کف انتخابی محاسبه شد. نتایج تحلیل واریانس داده ها نشان داد که متغیرهای عملیاتی فلوتاسیون ستونی تاثیر معناداری بر ویژگی های استخراج شده از تصاویر کف دارند. تاثیر pH و تاثیر متقابل pH- نرخ کلکتور بر همه ویژگی های کف اثر معناداری دارد. نتایج نشان داد که وضعیت فرآیند فلوتاسیون می تواند با دقت بالایی از ظاهر سطح کف تفسیر شود که رویکرد مناسبی را برای تعیین و بهینه سازی متغیرهای عملیاتی به عنوان تابعی از فرآیند کنترل، فراهم می کند.
|
  • M. Nikfarjam, A. Hezarkhan*, K. Pazand Pages 1-11
    A geochemical evidence map is one of the most important informative layers in minerals potential mapping. In this research, In order to overcome the disadvantages of discrete evidence maps, we used the continuous fuzzy method to produce geochemical evidence maps. The Varzaghan 1:100,000 sheet map that is located in arasbaran metallogenic belt and hosted the Sungun porphyry-skarn copper deposit was studied. In this study, we have used 1067 stream sediment samples as primary data that was studied by Geological Survey of Iran. At first, the catchment basins for each sample have been drawn and the signature of samples have been allocated to corresponding basins. In addition, the signature elements of porphyry copper deposits like Cu, Mo, Ag, Au, As, Pb and Zn have been used to detecting the potential mineralized areas in the region. In the interest of fuzzifying the maps of each signature elements that mentioned, Large and logistic fuzzy functions have been used. Following to fuzzifying, the geometric average method has been applied and then prediction-area plots was used to validate the results. It has been shown that fuzzification by Large function is better as it can predict the 80 percent of mineral occurrences by utilizing 20 percent of the study area
    Keywords: Geochemical evidence map, Large function, Geometric average method, Integration, Varzaghan 1:00000 sheet
  • M. Aria, M. Hosseini *, A. Fallah Pages 13-28
    Due to the increasing demand for more production rates and output from oil reservoirs, the re-activation of oil wells in Iran is a vital task. Oil production reduces overtime because of a decrease in reservoir's pressure and also as a results of the closure of cracks and microscopic holes. Hydraulic fracture, as a method for stimulating oil reservoirs related to various factors, including characteristics of the environment in which the fracture grows. Mechanical properties of layers has been recognized as one of the most effective parameters on the progress of hydraulic fracture and its geometry. In this study, the primary rock was considered as non-cracked. In this research, numerical modeling was done by ABAQUS software in 21 different cases for which the effect of each input parameters on the hydraulic fracture pressure was investigated by performing sensitivity analysis. The input parameters were well's data and included Young's modulus, minimum and maximum horizontal stress, vertical stress, tensile strength, Poisson''s ratio and pore pressure. The required data is obtained from the excavated wells in carbonate rocks in Iran. The results showed minimum horizontal stress has the highest impact on the hydraulic fracture pressure. Finally, using SPSS software and by performing multivariate regression analysis, a formula was made using the numerical modeling data to estimate the hydraulic fracture pressure. The results of statistical analysis corroborate the precision of regression line and consequently the suggested formula. In this formula, the parameters such as minimum horizontal stress, the difference between minimum and maximum horizontal stresses, pore pressure and tensile strength, have the most effect on the hydraulic fracture pressure respectively. Using the presented formula in this study, the hydraulic fracture pressure in carbonate wells with different properties could be obtained. Gaining this pressure will help to determine the proper pump and case to reduce operating costs.
    Keywords: Hydraulic fracturing, Minimum horizontal stress, Numerical modeling, Multivariate regression, Statistical analysis
  • R. Shakoor Shahabi*, A. Ghasemi Dolat Abadi, M. Golijani Pages 29-46
    Basically, in the chain of the decorative stone industry, the cost of transporting the excavated rock from mine to the rock cutting factories, and then shipping of the processed plate and slab stone to the market places has a major impact on the finished product price. In this research, firstly, each of the decorative stone chain components including mines, rock cutting factories and consumer markets in Iran was divided into 10 main poles. Then, the linear programming model for minimization of total transporting tonnage and distances of raw rock from poles to processing poles and processed slab from mine to trade materials and transferring processed rocks from factories to market poles were defined. The constraints of the model were defined based on the proportion of production capacities in poles throughout the production chain. After solving the model with the GAMS software, the optimal delivery tonnage between the poles as scenario 1 was calculated. Also, two separate scenarios have been defined in terms of 20 percent increase in production capacity of mine poles and 20 percent increase in consumption and processing capacity poles. The second scenario reduces the average shipments per unit product by 3.9 %, but it has no positive impact on the utilization ratio of the production capacity in mine and factory poles. The third scenario improves the utilization rate of the mines poles, however increases the total shipment of the raw material from the mine to the factory by 28%, and also increases the average distance per unit product along the chain by 8.2%. This scenario could lead to increasing the unit production cost and reducing the competitiveness of the final product.
    Keywords: Decorative stone, Linear programming, Stone production chain, material shipment, GAMS Software
  • M.R. Nikgoftar, M. Ataei *, R. Kakaie, M.R. Rezvanian Zadeh Pages 47-57
    In order to achieve maximum recovery and minimum absorption level of radiation in underground uranium mines specific measures must be taken. One way to achieve this goal is to employ the backfilling method using hydraulic concrete fills, in particular in the tunnel cut and fill method. The backfill is a material which is used to fill the excavated underground stopes to provide support and safety for the mining operations. In this research various mixes of hydraulic concrete fillers were prepared at the laboratory scale. The underground mine waste rock, open pit waste rock, natural river sand, and barite sand were used as backfilling main ingredients and representative samples of each mix design were prepared for the laboratory tests. Moreover, large scale samples of concrete hydraulic fills were cast at varying thicknesses in in the vicinity of uranium ore to enable examining the radiation level. The test results demonstrate that the use of hydraulic concrete fills can provide safety and stability to mining activities.
    Keywords: Filler thickness, Uranium ore, Specific gravity, Radiation, Mixing plan
  • M. Irannajad*, F. Nakhaei, S. Mohammadnejad Pages 59-76
    It is now generally accepted that froth appearance is a good indicative of the flotation operation conditions. Image analysis technology now offers a viable means of monitoring and control of the flotation process. In this paper, the relationship between the operational variables (i.e. gas flow rate, froth depth, slurry solids%, frother/collector dosage and pH) and the froth features (i.e. bubble size, froth velocity, froth colour and froth stability) in the column flotation was discussed during desulfurization of an iron ore using response surface methodology.Image analysis techniques have been developed and used successfully to characterize froth. Results of the CCD experiments showed that the flotation variables have different effects on the froth features. The effect of pH and the interaction of the effect of the pH and collector dosage have a significant impact on all mentioned froth features. The results show that the process state can be accurately deduced from the froth surface appearance, providing a convenient way to quantify changes in parameters as a function of the process control.
    Keywords: Image analysis, Froth features, Operational variables, Column flotation, Iron ore