فهرست مطالب

مهندسی معدن - پیاپی 39 (تابستان 1397)
  • پیاپی 39 (تابستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/10/09
  • تعداد عناوین: 7
|
  • ولی صفری، وحید وزیری، سعید سلطانی محمدی *، جعفر خادمی حمیدی صفحات 1-12

    این تحقیق برای پیش‎بینی میزان گازخیزی لایه زغال‏ و ارزیابی ریسک سوانح ناشی از آن در معدن مکانیزه زغال‏سنگ طبس به کمک تخمینگر زمین‎آماری کریجینگ شاخص چندگانه و بر اساس داده‏های برداشت شده در خصوص گازخیزی لایه زغال C1 از 48 حلقه گمانه انجام شد. نتایج حاصل از نقشه پیش‎بینی گازخیزی نشان داد که تقریبا 12 درصد از کل مساحت محدوده مورد مطالعه، گازخیزی کمتر از (m3/t) 5 (ریسک کم) ، 11 درصد از آن گازخیزی (m3/t) 10-5 (ریسک متوسط) و 15 درصد از آن دارای گازخیزی (m3/t) 15-10 (ریسک بالا) دارد. در حالی که حدود 62 درصد از کل مساحت مورد مطالعه، گازخیزی بالای (m3/t) 15 دارد که دارای ریسک گازخیزی بسیار بالایی است، بنابراین بر اساس تجارب حاصل از پانل‏های استخراج شده، در مناطق با ریسک گازخیزی پایین تا متوسط ‏می‏توان با مدیریت استخراج و اصلاح سیستم تهویه عملیات استخراج را ادامه داد، اما در مناطق با ریسک گازخیزی بالا و خیلی بالا مدیران معدن مجبور به پیاده‏سازی سیستم متان زدایی اند.

    کلیدواژگان: گازخیزی، زمین‎آمار، کریجینگ شاخص چندگانه، معدن مکانیزه زغال‏سنگ طبس
  • هادی یعقوبی، حمید منصوری، محمد علی ابراهیمی فرسنگی*، حسین نظام آبادی پور صفحات 13-25

    دستیابی به توزیع ابعادی و خردایش بهینه قطعات سنگ خرد شده حاصل از انفجار، نقش مهمی در کنترل فرآیندهای استخراج و فرآوری و به حداقل رساندن هزینه های تولید دارد. به منظور بهینه سازی فرآیند تولید و ارزیابی سریع و قابل اعتماد نتایج حاصل از انفجار، یکی از روش های نوین و متداول در تعیین دانه بندی و توزیع خردشدگی سنگ، روش پردازش تصویری است. علی رغم مزایای فراوان، این روش با محدودیت های ذاتی و خطاهایی نیز همراه است که دقت، صحت و تکرارپذیری نتایج را تحت تاثیر قرار می دهند. شناخت این خطاها و کاهش آنها موجب بهبود نتایج حاصل از پردازش تصاویر می شود. بر همین اساس، در این تحقیق ضمن معرفی انواع خطاهای روش پردازش تصویری، خطای زاویه تصویربرداری نامناسب (اعوجاج) مورد تحلیل قرار گرفته و روش هایی برای کاهش آن پیشنهاد شده است. نتایج حاصل از بررسی های انجام شده برروی تعداد 240 تصویر قطعات سنگ خرد شده حاصل از انفجار، بیان گر میانگین دقت 97% و انحراف معیار 4. 5% در رفع خطای اعوجاج تصاویر است. همچنین هرگاه فاکتور فاصله بین 0. 8 تا 1. 5 باشد، نتایج به دست آمده قابلیت اطمینان بیش تری داشته و با کوچک تر شدن ابعاد ذرات، هنگامی می توان به نتایج بهینه دست یافت که فاکتور فاصله کاهش یابد (حدود 0. 2 الی 0. 4). همچنین فراوانی فاکتور فاصله در حالت توزیع لاگ نرمال داده ها، در بازه 0. 5 تا 1. 5 با میانگین 1. 48 دارای فراوانی خطای با میانگین 3% است. مقایسه منحنی دانه بندی سرندی توده سنگ خرد شده، با منحنی دانه بندی حاصل از تصاویر گرفته شده از آن، قبل از رفع خطای اعوجاج و پس از آن، با نرم افزار Split Desktop در حالت خودکار نیز نشان داد که میانگین خطای تخمین توزیع دانه بندی، پس از رفع خطای اعوجاج، بسته به مقدار خطای اعوجاج، از 5 درصد الی 25 درصد کاهش یافته است.

    کلیدواژگان: پردازش تصویری دیجیتال، توزیع ابعادی قطعات سنگ خرد شده، خطای اعوجاج
  • شکراله زارع، ارسلان محمودزاده صفحات 26-42
    زمان بندی در برنامه ریزی و مدیریت ساخت پروژه ها بسیار مهم است. وابستگی پیچیده بین فعالیت های ساخت در تونل ها، زمان و هزینه های ساخت را تا حدودی تحت تاثیر قرار می دهد. شرایط زمین و زمان و هزینه های ساخت از موارد اساسی در تصمیم گیری ها برای مرحله برنامه ریزی و طراحی یک پروژه به حساب می آیند. در این مقاله، روش DAT برای ارزیابی احتمالاتی شرایط زمین و زمان و هزینه های ساخت به کار گرفته شده است. در طول ساخت، داده های زمین شناسی واقعی برای بخش های حفاری شده تونل در دسترس قرار می گیرد و عدم قطعیت های زمین شناسی برای این بخش ها به طور کامل از بین می رود. این داده های جدید در به روزرسانی شرایط زمین شناسی مورد انتظار مسیر تونل برای دست یابی به پیش بینی های دقیق تر برای بخش حفاری نشده، مورد استفاده قرار می گیرند. برای نشان دادن چگونگی پیش بینی شرایط زمین شناسی مورد انتظار در مسیر تونل، زمان و هزینه های مورد نیاز ساخت و همچنین به روزرسانی این موارد در طول فرآیند ساخت، از تونل جاده گاران به عنوان مطالعه موردی استفاده شده است. برای نشان دادن تاثیر به روزرسانی ها بر روی نتایج اولیه، میزان زمان و هزینه های به دست آمده از مدل اولیه با زمان و هزینه های به دست آمده از مدل به روزرسانی شده، مقایسه شده است. در نهایت، کاهش عدم قطعیت در مورد زمان و هزینه های ساخت تونل نتیجه شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، به روزرسانی داده ها در طول ساخت کمک بسیار خوبی در آگاه ساختن پیمان کارها و کارفرماهای پروژه در پذیرفتن میزان ریسک و ارایه پیشنهادها برای ساخت بخش های حفاری نشده تونل محسوب می شود.
    کلیدواژگان: مدل مارکوف، فرآيند به روزرساني، زمان و هزينه هاي ساخت، تونل گاران
  • محمد عطایی صفحات 43-53
    معدن کاری از جمله خطرناک ترین فعالیت ها در سراسر جهان است که همیشه با حوادث مختلف، آسیب ها، از دست دادن جان و خسارت به اموال همراه است. خطرات ایمنی، بهداشت و زیست محیطی فراوانی در محیط کار وجود دارند که غفلت از آن ها و عدم برنامه ریزی جهت کنترل آن ها می تواند عواقب جبران ناپذیری به دنبال داشته باشد. بنابراین، ارزیابی ریسک اهمیت به سزایی در این معادن دارد. هدف از این پژوهش ارزیابی ریسک ایمنی خطرات مربوط به دستگاه سیم برش به روش درخت خطای فازی و همچنین به کارگیری برخی از روش های تعدیل برای کاهش این خطرات در معادن سنگ ساختمانی است. در پژوهش حاضر پس از انجام مطالعات و جمع آوری اطلاعات درباره علل خطرات مربوط به دستگاه سیم برش، قضاوت از طریق پرسشنامه توسط متخصصان مربوطه انجام و خطرات مربوط به دستگاه سیم برش شناسایی، سپس اقدام به تحلیل و ریشه یابی علل خطرات با روش تحلیل درخت خطا شده است. با توجه به مدل درختی که با این روش ایجاد شده، برای وزن دادن به علل ریشه ای که به عنوان رویدادهای اساسی تعیین شده اند از تئوری فازی بهره گرفته شده تا در نهایت احتمال وقوع هر رویداد اساسی به دست آید. نتایج نشان داده که بیشترین احتمال وقوع در بین رویدادهای میانی به ترتیب برای خطرات ناشی از تعمیر و نگهداری، خطرات ناشی از مسائل زمین شناسی و خطرات ناشی از طراحی نادرست و بیشترین احتمال وقوع در بین رویدادهای اساسی به ترتیب برای خطرات ناشی از حرکت و ضربه شلاقی سیم ناشی از گسیختگی، خطرات ناشی از انحراف داشتن سیم برش و خطرات ناشی از وجود لاکارتی (گل و لای) در داخل بلوک سنگ می باشد. در نهایت با توجه به روش های کنترلی پاسخ مناسبی برای کنترل این ریسک ها ارائه شده است.
    کلیدواژگان: مدیریت ریسک، تحلیل درخت خطای فازی، معادن سنگ ساختمانی، دستگاه سیم برش
  • آرزو عابدی ، فرجاللهفردوست، سودابه سعیدی صفحات 54-67
    معدن آهن اجت آباد در 73 کیلومتری شرق سمنان در کمربند کانی زایی آهن استان سمنان واقع شده است. بخش اعظم کانی زایی آهن، هماتیت است که در داخل سنگ میزبان آهکی و ماسه سنگی در مجاورت توده های آندزیتی و بازالت-آندزیتی قرار گرفته است. بر اساس مطالعات کانی شناسی، سنگ معدن آهن به فرم های هماتیت سخت و متراکم همراه مگنتیت، هماتیت نرم، هماتیت گرهکی و اخری در محدوده معدنی وجود دارد که گرهک های هماتیت در داخل زون هماتیت های نرم و پودری قرار می گیرد. مهم ترین کانی های باطله شامل کربنات های کلسیم و منیزیم، کوارتز و فلدسپار است. کربنات ها به صورت سیمان کربناته در گرهک های هماتیتی، رگه و رگچه های کربناته و نیز سنگ میزبان آهکی و آهکی- دولومیتی است. کوارتز و فلدسپار در همراهی هماتیت اخرایی بوده و هم چنین از کانی های اصلی سنگ ساز در ماسه سنگ های سنگ میزبان است. نتایج حاصل از آنالیز شیمیایی بر روی هماتیت ها نشان می دهد که هماتیت سخت دارای بالاترین میزان Fe2O3 است و هماتیت اخرایی بیشترین میزان SiO2 را در بردارد. مجموع میزان MnO ،P2O5، و SO3 در ماده معدنی کمتر از یک درصد است. با بررسی آنالیز نقطه ای مایکروپروپ الکترونی بر روی کانی هماتیت، میزان آرسنیک تا 1200 گرم بر تن آشکار شد.
    کلیدواژگان: کانی شناسی فرآیند، هماتیت، اجت آباد، آرسنیک
  • امید سلمانی نوری، مهدی ایران نژاد اکبر مهدیلو صفحات 68-81
    انحلال سطحی روشی است که برای اصلاح سطح کانی ها به کار می رود. در این تحقیق، تاثیر انحلال سطحی بر روی ایزوترم و سینتیک جذب کلکتور سدیم اولئات بر سطح کانی های ایلمنیت، الیوین پیروکسن و کوارتز با استفاده از پارامترهای زمان، pH، دما و انرژی پیوند مورد بررسی قرار گرفت. نتایج برازش مدل های ایزوترم جذب لانگمویر، فروندلیچ و تمکین و مدل های سینتیکی الوویچ، لاگرگرین و شبه مرتبه دو بر روی داده های آزمایشگاهی نشان داد که جذب کلکتور بر روی کانی ها از مدل ایزوترم لانگمور و مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم پیروی می کند. فرآیند جذب کلکتور بر روی کانی های مورد نظر بر اساس ظرفیت جذب از محلول و عمدتا به صورت تک لایه ای اتفاق می افتد. نتایج به دست آمده نشان داد که انحلال سطحی باعث افزایش مقدار جذب کلکتور بر روی ایلمنیت و کاهش آن بر روی کانی های گانگ شده است. همچنین بعد از انحلال سطحی انرژی پیوند ایلمنیت از 57255/4 ژول بر مول به 42437/9 ژول بر مول کاهش یافت که نشان دهنده مساعدتر شدن جذب کلکتور است؛ همچنین در مورد کوارتز و الیوین- پیروکسن باعث کاهش آن به ترتیب از 5746/5 به 5816/5 ژول بر مول و از 8326/6 به 12523/3 ژول بر مول شد. نتایج اندازه گیری زاویه تماس نشان داد که بعد از انحلال سطحی مقدار زاویه تماس ایلمنیت افزایش و مقدار آن برای کانی های گانگ کاهش یافته است که با نتایج آنالیزهای طیف سنجی ماورابنفش، پتانسیل زتا، جذب کلکتور و آنالیز ICP مطابقت بسیار خوبی داشت.
    کلیدواژگان: انحلال سطحی، ایزوترم جذب، سینتیک جذب، ایلمنیت، سدیم اولئات
  • مصطفی مالکی مقدم ، سعید رحمانی دهنوی، رشاد حسامی، صمد بنیسی صفحات 82-94
    پیش بینی توان در انتخاب، کنترل و بهینه سازی عملکرد آسیاها نقش مهمی ایفا می کند. اغلب روابط ارایه شده برای محاسبه ی توان کشی، با در نظر گرفتن گشتاور ایجاد شده توسط بار داخل آسیا بدست آمده است. در این تحقیق، تاثیر میزان پرشدگی، سرعت آسیا و شکل آستر بر توان کشی با در نظر گرفتن میزان مواد در پرواز و تغییر طول بازوی گشتاور در آسیایی به قطر یک متر مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش، میزان بار و درصد مواد در پرواز، با آنالیز تصویری تعیین شدند و با استفاده از نرم افزار Solidworks© مرکز جرم بار و طول بازوی گشتاور نیز اندازه گیری گردیدند. نتایج بررسی ها نشان داد با افزایش میزان پرشدگی، با توجه به افزایش ضخامت بار، طول بازوی گشتاور کمتر از پرشدگی های پایین است و بیشینه ی بازوی گشتاور و در نتیجه میزان گشتاور، در سرعت های بالاتری اتفاق می افتد. مقایسه اعداد بی بعد شده تاثیر جرم و طول بازو نشان داد، سهم بازوی گشتاور برای پرشدگی 15 درصد زمانی که سرعت 55 درصد است و برای پرشدگی 30 درصد زمانی که سرعت 70 درصد است، بالاتر است و در این سرعت ها بیشینه ی گشتاور مشاهده شد. بررسی روند نوسان توان کشی و گشتاور نشان داد در محدوده ای از سرعت، به دلیل عدم تغییر زیاد شکل بار، میزان توان کشی تغییر محسوسی نمی کند. تغییرات توان کشی برای آستر نو و آستر ساییده شده ی سرچشمه با 5184 ساعت کارکرد تعیین شد و مشخص گردید که آستر ساییده شده در تمامی سرعت های آسیا نسبت به آستر نو توان کشی بیشتری دارد. به عنوان مثال، برای 25 درصد پرشدگی و سرعت 70 درصد سرعت بحرانی، توان کشی آستر ساییده شده 10 درصد بیشتر از آستر نو بود.
    کلیدواژگان: آسیا، بازوی گشتاور، توان کشی، شکل بار
|
  • vali Safari, vahid vaziri, jafar khademi hamidi Pages 1-12

    This study uses multiple indicator kriging estimator based on assayed data acquired from 48 exploration boreholes in Tabas coal mine in order to predict gas content of coal seams. Results of the estimated block models showed that approximately 12% of the total area has the gas content of less than 5 (m3/ton) (Low risk), 11% has 5-10 (m3/ton) (Medium Risk) and 15% has 10- 15 (m3/ton) (High Risk), while about 62% of total area has the gas content of more than 15(m3/ton) which is of a high risk. Therefore, according to the experiences from mined panels, in the zones with lower to median gasification risk, it is possible to keep the mining operation running with management and optimization of the ventilation system. However, in the zones with higher gasification rate, demethanization process is mandatory.

    Keywords: Gas content, geostatistics, Multiple indicator Kriging, Mechanized Tabas coal mine
  • hadi yaghoobi, Hamid Mansouri, Hossein Nazamabadi Pour, Mohammad Ali Ebrahimi Farsangi Pages 13-25

    Achieving the optimal size distribution and fragmentation of blasted muck-pile, has an important role on the controlling of mining processes and mineral processing as well as production costs reduction. In order to optimize the production process and to have rapid and reliable evaluation of blasting results, one of the common modern methods in size distribution of rock fragmentation is image processing method. Despite of numerous advantages of this method, the associated inherent limitations and errors affect the precision, accuracy, and reproducibility of measured results. Understanding such limitations and errors and decrease their effectiveness will improve the results of image processing. In this study, while introducing different types of image processing errors, errors of inappropriate imaging angle (perspective distortion) analyzed and reduction procedures have been suggested. The results of studies on 240 digital images of blasted fragmented rocks, show an average of 97% and standard deviation of 4.5% for elimination of perspective errors. Also, when the distance factor is 0.8 to 1. 5, the results are more reliable. Moreover, with a smaller particle size, optimal results can be achieved when the distance factor is reduced to 0.2 to 0.4. Furthermore, the frequency of distance factor in a state of lognormal distribution of data, is in the range of 0.5 to 1.5 with the average of 1.48, has the range of frequency error with an average of 3%. Also, the comparison of sieve size distribution curve of muck-piles with the size distribution curve of images taken from it, before and after perspective error elimination using auto mode of Split Desktop software, showed that after perspective error elimination, mean of size distribution error, depend on the amount of perspective distortion, were decreased 5 to 25 %.

    Keywords: Digital image processing, fragmented rock particles size distribution, perspective error
  • Arsalan Mahmoodzadeh, Sh Zare email Pages 26-42
    Schedules are major concerns in construction planning and management. The mutual interferences among construction activities of tunnels are complicated, which will affect scheduling to some degree. Ground condition and construction (excavation & support system) time and costs are key factors in decision making during the planning and design phase of a tunnel project.
    In this work the DAT innovative methodology for the probabilistic estimation of ground condition and construction time and costs is used. As construction progresses, geologic information is checked based on the excavated part of the tunnel and, therefore, the uncertainty about this part of the tunnel will disappears. This new information can be used to update the geology condition of the tunnel in order to obtain more precise prediction for unexcavated part.
    In this paper, an engineering application to Garan road tunnel is well presented to demonstrate how the ground conditions and the construction time and costs are updated during construction. Finally, the results of simulations for the initial prediction and the updated prediction will be compared in order to see how the construction time and costs distributions of the given tunnel are changed after the geologic updating.Finally, reducing of uncertainty about the construction time and costs is resulted. It facilitates both the owners and the contractors to be aware of the risk they should carry before construction of unexcavated part, and it is useful for both tendering and bidding.
    Keywords: Markov model, Updating process, Construction time, costs, Garan tunnel
  • Pages 43-53
    Mining is among the most dangerous activities around the world, which is always associated with various incidents, injuries, loss of life, and property damage. There are many safety, health and environmental hazards in the workplace that neglecting them and not planning to control them can have irreparable consequences. Therefore, risk assessment is important in these mines. The purpose of this study is to provide a model for the analysis of the hazards associated with wire cutting machine using fuzzy fault tree analysis in stone dimensional mines. In the present study, after conducting studies and collecting information about the causes of the risks associated with the wire cutting machine, judging through the questionnaire by the relevant experts and identifying the risks associated with the cutting wire, then analyzing has occurred and rooting the causes of the hazards using fault tree analysis method. Considering the tree model that was created with this method, used fuzzy theory to weigh the root causes identified as Basic Events in order to eventually obtain the probable occurrence of any Basic events. The results show that the highest probability of occurrence among Intermediate Events is respectively for the dangers of maintenance, the dangers of geological issues and the dangers of improper design and the highest probability of occurrence among Basic Events is respectively for the dangers of move and whipping caused by the rupture of wire, the dangers of diversion of wire cutters and the dangers of existence Lakarty (mud) inside the stone blocks. Finally, due to the control methods, an appropriate response to these risks is presented.
    Keywords: Risk Management, Fuzzy Fault Tree Analysis, Dimensional Stone Mines, Wire Cutting Machine
  • faraj fardoost, Sodabeh Saidi Pages 54-67
    Ojat-Abad Iron mine is located in northern Iran, about 73 km east of Semnan, in the iron metallogenic belt of Semnan Province. Hematite is the main ore mineralization in the studied area, with 4 main forms of Fe mineralization; hard and compact hematite with magnetite, fine hematite, concretion hematite inside fine hematite matrix, and ocher. Limestone and sandstone adjacent to andesite and basalt-andesite are the host rock of the Fe mineralization. Ca and Mg carbonates, quartz, and feldspar are the most important gangue minerals. Carbonate minerals are in the form of cement in hematitic concretion, calcite veins and also as limestone and limestone-dolostone host rock. Quartz and feldspar are associated with ocher hematite and are also the main rock-forming minerals in sandstone host rock. Based on the chemical analysis, hard hematite has the highest content of Fe2O3 and ocher has the highest content of SiO2.The sum of P2O5, MnO and SO3 are less than 1 % in the ore minerals. Arsenic concentration was determined up to 1200 ppm in the hematite by EPMA.
    Keywords: Process mineralogy, Hematite, Ojat-Abad, Arsenic
  • Omid Salmani nuri, Mehdi Irannajad , Akbar Mehdilo Pages 68-81
    Surface dissolution is one of the mineral surface modification methods. In this study, the effect of surface dissolution on isotherm and kinetic of sodium oleate as a collector on the surface of ilmenite, olivine-pyroxene and quartz were investigated. Parameters of conditioning time, pH, temperature, activation energy, specific area and contact angle were studied before and after surface dissolution. The results of adsorption isotherms of Langmuir, freundlich and temkin and kinetic models of elovich, lagergerin and psedo second order showed that the collector adsorption on the minerals can be described by Langmuir isotherm and pseudo second-order kinetic model. The collector adsorption on the studied minerals is occurred based on adsorption capacity from solution and mainly single layer. The results indicated that surface dissolution result in increasing the collector adsorption on ilmenite surface and decreasing it about the gangue minerals. Also, after surface dissolution, the activation energy of ilmenite is decreased form 57255.4 J/mol to 42437.9 J/mol which indicates the collector adsorption on ilmenite is more favorable. Furthermore, after surface dissolution the activation energies of quartz and olivine-pyroxene are increased from 5746.5 J/mol to 5816.5 J/mol, and from 8326.6 J/mol to 12523.3 J/mol, respectively. The results of contact angle measurement showed that after surface dissolution the contact angle of ilmenite is increased and it is decreased for gangue minerals. These results were in good agreement with the results of Uv-Vis spectroscopy, collector adsorption and ICP analysis.
    Keywords: Surface dissolution, Adsorption isotherm, Adsorption kinetics, Ilmenite, Sodium oleate
  • Said Rahmani Dehnavi, Reshad Hesami, Samad Banisi , Mostafa Maleki Moghaddam Pages 82-94
    Power draw estimation plays a vital role in sizing, control and optimization of grinding mills. As a result, power draw is considered to be one of the key control parameters in grinding circuits. Most of the equations presented to determine the power draw make use of the torque created by the charge inside the mill. In this research, effect of filling, mill speed, and liner shape on power draw were studied using a 1-m diameter laboratory mill, considering the amount of free flight materials with varying torque arm. The amount of inflight material and mill charge were calculated by image analysis of pictures taken from the transparent end of the mill during operation. The center of mass and the length of torque arm were calculated using Solidworks© software. Results indicated that for 45% filling, due to a reduction in the amount of materials in contact with mill shell, the maximum inflight material was obtained at speed of 100% (relative to the critical speed); whereas, for 15% filling this occurred at speed of 85%. Furthermore, the maximum torque arm for 15% filling was observed when mill speed was 45%; in case of 45% filling, the same obtained at a speed close to 80%. The power draw for a new and a worn liner (5184 h of operation) in Sarcheshmeh copper concentrator were compared. It was observed that at all mill speeds, the mill power draws for worn liners were higher than that of the new liners. For example, for 25% filling and 70% mill speed, the power draw of the worn liner was 10% higher than the new liner.
    Keywords: Mill, torque arm, power draw, charge shape