فهرست مطالب
فصلنامه مهندسی معدن
پیاپی 41 (زمستان 1397)
- تاریخ انتشار: 1397/10/01
- تعداد عناوین: 8
-
-
صفحات 1-8بخش عمده کرومیت تولید شده در معادن به صورت ذرات ریز (200- میکرون) هستند که پرعیارسازی آنها به کمک روش های ثقلی بسیار چالش برانگیز است. از سوی دیگر این مواد بسیار باارزش با هدف افزایش سوددهی فرایند و کاهش آسیب های زیست محیطی باید بازیابی شوند. جداکننده مغناطیسی گرادیان بالای اسلون می تواند برای پرعیارسازی مواد با خاصیت مغناطیسی کم مورد استفاده قرار گیرد. در این پژوهش، امکان بازیابی ذرات ریز کرومیت به کمک جداکننده اسلون در مقیاس آزمایشگاهی بررسی شده است. در این راستا، تاثیر پارامترهایی مانند شدت میدان مغناطیسی، ابعاد ذرات، ابعاد ماتریس و نوسانات پالس به کمک طراحی آزمایش ها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش شدت میدان مغناطیسی عیار کنسانتره کاهش یافت. همچنین با افزایش فرکانس پالس و کاهش ابعاد ماتریس عیار کنسانتره افزایش یافت. علاوه بر آن مشاهده شد که به کمک اسلون در مقیاس آزمایشگاهی عیار کرومیت بالای 40 درصد و بازیابی 65 تا 90 درصد قابل دستیابی است. از این رو می توان گفت فراوری ذرات ریز کرومیت به کمک دستگاه اسلون امکان پذیر است.کلیدواژگان: کرومیت، اسلون، بازیابی، شدت میدان مغناطیسی، ابعاد ذرات
-
صفحات 9-26میادین فارس ساحلی در برگیرنده مقادیر قابل توجهی از هیدروکربن به ویژه به صورت گازی هستند. مدل سازی سیستم نفتی به عنوان روشی برای رفع ابهامات اکتشافی و کاهش خطرات حفاری ابزاری ارزان قیمت و مناسب است. در این مطالعه با جمع آوری اطلاعات زمین شناسی، استفاده از تحلیل داده های آنالیز راک-اول 6 و مدلسازی یک بعدی با استفاده از نرم افزار پترومد ورژن 11 و 12 بر روی دو میدان در محدوده ی فارس ساحلی سعی شده است احتمال منشا بودن سازند سرچاهان و میان لایه های شیلی سازند کنگان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مدل سازی نشان داد سازند سرچاهان به عنوان سنگ منشا اصلی در این میادین مطرح است، این سازند بین 1.9 تا 1.6 میلیون سال پیش به بیشترین عمق تدفین خود رسیده و در مجموع چیزی در حدود دو میلیون تن هیدروکربن تولید کرده است. همچنین این تحقیق نشان داد، میان لایه های شیلی سازند کنگان نمی تواند منشا اصلی هیدروکربن های موجود در منطقه باشد با این حال توسط این میان لایه ها مقادیر محدودی هیدروکربن تولید شده است که در مقایسه با حجم عظیم ذخایر این میادین بسیار ناچیز می باشد و نمی تواند سنگ منشا اصلی تولید کننده ی این هیدروکربن ها باشد.کلیدواژگان: مدل سازی حوضه، سرچاهان، کنگان، فارس ساحلی
-
صفحات 27-44یکی از کلید ی ترین و پرچالش ترین مسائل پیش روی فضاهای زیرزمینی از جمله تونل ها و مغارها بررسی میزان نشت آب به این فضاهاست. برآورد واقعی میزان نشت عاملی بسیار تاثیرگذار بر روند رو به جلو در یک پروژه عملیاتی می باشد. اصلی ترین عامل بر میزان نشت، هدایت هیدرولیکی می باشد. یکی از مهم ترین راه های بررسی و برآورد میزان نشت آب به فضاهای زیرزمینی آزمایشات میدانی لوژان و لوفران است، در این تحقیق با استفاده از شبکه شکستگی های مجزا سعی بر این است که بتوان عوامل موثر بر میزان تغییرات هدایت هیدرولیکی را یک به یک مورد بررسی قرار داد و در نهایت مدلی استخراج شود که به کمک آن بتوان به بهترین شکل میزان هدایت هیدرولیکی یک محیط شکسته را بدست آورد. تعداد شکستگی ها و ابعاد مدل بلوکی دو عامل بسیار مهم در سرعت مدل کردن محیط مورد نظر هستند که نهایتا نتیجه بر این شد که فیلتری در نظر گرفته شد که شکستگی های کوچکتر از 10 متر حذف شوند و همچنین ابعاد مدل بلوکی به اندازه حداقل 7 متر باشد (با این ابعاد جواب ها مستقل از اندازه بلوک شکستگی ها می شود). نهایتا جواب های بدست آمده با داده های حاصل از آزمایش لوژن صحت سنجی شدند که انطباق بالایی را از خود نشان دادند.کلیدواژگان: شبکه شکستگی های مجزا، مغار، المان مجزا، هدایت هیدرولیکی، نیروگاه تلمبه ذخیره ای
-
صفحات 45-57مطالعه رفتار گسیختگی درزه های ناممتد با توجه به نقش آن ها در توسعه ناپایداری های موضعی و کلی در ساختارهای سنگی بسیار حائز اهمیت است. مطالعه این درزه ها بهبود طراحی در پروژه های مهندسی را به ارمغان می آورد. حضور درزه-های ناممتد در توده های سنگ، ضمن تشکیل ساختارهایی به نام پل سنگ، مقاومت برشی را افزایش. به منظور مطالعه تاثیر درزه های ناممتد بر رفتار برشی پل سنگ، بارگذاری تک محوره روی 24 نمونه گچی حاوی درزه های ناممتد به ابعاد cm5×cm10× cm10 انجام گردید. هر نمونه شامل 4 درزه ناممتد می باشد. در نمونه های مختلف طول درزه ها متفاوت بوده ولی در یک نمونه طول درزه ها یکسان می باشد. طول درزه ها در نمونه های مختلف برابر است با cm1، cm2، cm3 و cm4. در نمونه با طول درزه یکسان، زاویه داری درزه ها عبارتست از °0، °15، °30، °45، °60 و °75 . نتایج نشان می دهند که الگوی رشد ترک تحت تاثیر طول درزه ، زاویه داری درزه و طول پل سنگ قرار دارد مادامیکه نیروی شکست نمونه ها تابع الگوی شکست مدل می باشد. همزمان با انجام آزمون های آزمایشگاهی، شبیه سازی های عددی توسط نرم افزار PFC2D انجام شد. مشابه نمونه های آزماشگاهی، مدل های عددی دارای طول درزه cm1، cm2، cm3 و cm4 می باشند که در هر طول درزه، زاویه داری درزه °0 و°45 است. الگوی شکست مدل های عددی و نمونه آزمایشگاهی یکسان بوده مادامیکه نیروی شکست نمونه های عددی بیشتر از نمونه های آزمایشگاهی است.کلیدواژگان: درزه های ناممتد، رشد ترک، پل سنگ، بارگذاری تک محوره، PFC2D
-
صفحات 56-74در کارگاه های استخراج زیرزمینی به دلیل اضافه شکست و ریزش دیواره ها و سقف و مخلوط شدن باطله با ماده معدنی پدیده رقیق شدگی پیش-بینی نشده رخ می دهد. این پدیده سبب کاهش عیار ماده معدنی و به دنبال آن صرف هزینه جهت جبران نقصان عیار می شود و از طرف دیگر موجب صرف هزینه برای استخراج باطله می گردد. از این رو اندازه گیری میزان اضافه شکست و ریزش به منظور تعیین رقیق شدگی و به دنبال آن بررسی اثر اقتصادی ناشی از آن در کارگاه های استخراج زیرزمینی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. لازمه این اندازه گیری، رصد کردن فضای حفاری است زیرا تنها با معلوم بودن عیار محصول خروجی معدن که مخلوطی از تولید کارگاه های مختلف با تناژها، عیارها و رقیق-شدگی های گوناگون است نمی توان وضعیت رقیق شدگی های رخ داده شده در کارگاه ها را به تفکیک کارگاه مشخص کرده و از آنجا پیامدهای حاصل از اضافه شکست را مطالعه کرد. در این مقاله با استفاده از سیستم مانیتورینگ فضای حفاری، به بررسی تاثیر اضافه شکست و ریزش کارگاه ها در کاهش عیار و ایجاد رقیق شدگی و از آنجا افزایش هزینه استخراج کانسنگ و به دنبال آن کاهش سود حاصل از فروش محصول پرداخته شد. به این منظور با تعریف معادل خطی اضافه شکست و ریزش برای رقیق شدگی، سیستم مذکور بر روی تعداد 24 کارگاه استخراج، از مجموعه معادن منگنز ونارچ به اجرا در آمد و منجر به کشف روابط حاکم بین پارامترهای اضافه شکست و رقیق شدگی و پارامترهای اقتصادی از جمله رابطه پیش بینی افت سود ناشی از اضافه شکست گردید. نتایج حاصل از تحلیل داده ها نشان می دهد اضافه شکست حد سربه سری در مقدار 18/2 متر که رقیق شدگی 38/67 درصد را به همراه دارد اتفاق افتاده و در این حالت میانگین عیار ماده معدنی استخراجی نسبت به عیار برجا با 16 واحد افت همراه بوده و اضافه شکست و ریزش بیشتر از آن زیان دهی معدن کاری را در پی خواهد داشت.کلیدواژگان: کارگاه استخراج زیرزمینی، مانیتورینگ فضای حفاری، رقیق شدگی پیش بینی نشده، اثرات اقتصادی
-
صفحات 75-90در گذشته برای تعیین محدوده ی نهایی معدن از روش های گوناگونی استفاده شده است. از جمله ی این روش ها می توان به روش های مبتنی بر هوش مصنوعی مانند الگوریتم های فراکاوشی ژنتیک، مورچگان و رقابت استعماری اشاره کرد. الگوریتم زنبور عسل یکی از الگوریتم های قدرتمند فراکاوشی است که از زندگی تجمعی زنبورها الهام گرفته شده است. در این مقاله ابتدا یک مثال فرضی از زندگی زنبورها برای یافتن منبعی با بیش ترین میزان شهد توسط این الگوریتم شرح داده شد. سپس روشی بر اساس الگوریتم زنبور عسل برای تعیین محدوده ی نهایی معدن پیشنهاد و برای بررسی عملکرد آن ابتدا یک مثال دو بعدی به صورت مرحله به مرحله توضیح داده شد. این مثال نشان داد مواردی را که مخروط شناور قادر به یافتن جواب بهینه برای تعیین محدوده ی نهایی معدن نیست، می توان با الگوریتم زنبور عسل به خوبی حل کرد. سپس این الگوریتم برای تعیین محدوده ی نهایی در معدن سونگون با 45×100×120 بلوک مورد استفاده قرار گرفت. برای اعتبارسنجی پاسخ مسئله ی تعیین محدوده ی نهایی با استفاده الگوریتم زنبور عسل، از نظریه ی گراف و مخروط شناور استفاده شد. نتایج نشان می دهد که اختلاف نقدینگی محدوده ی به دست آمده از طریق الگوریتم زنبور عسل حدود 3/12 درصد از محدوده ی مخروط شناور بیش تر و تنها 6/1 درصد از محدوده ی نظریه ی گراف کم تر است.کلیدواژگان: محدوده ی نهایی معدن، الگوریتم زنبور عسل، نظریه ی گراف، مخروط شناور
-
صفحات 91-101به دلیل نبود معیاری مانند عیار، تصمیم گیری در مورد استخراج یک معدن سنگ با دشواری مواجه است. از طرفی دیگر، هدف از بهینه سازی در معادن سنگ تولید بلوکهایی به شکل مکعب مستطیل با ابعاد استاندارد است. در این تحقیق، شاخصی به نام نسبت کوب دهی (CPR) تعریف شده است که معادن سنگ را از نظر عیار هندسی بلوکها به سه رده خوب، متوسط و ضعیف طبقه بندی می کند. علاوه بر این، با اعمال صفحات استخراجی و مقایسه CPR در جهت های مختلف می توان جهت استخراج بهینه را نیز تعیین کرد. این شاخص در معدن تراورتن اسک، استان مازندران، ایران، مورد استفاده قرار گرفت و مقدار آن برابر با 22 درصد محاسبه شد که کیفیت هندسی بلوک های معدن را در رده ضعیف قرار می دهد. امتداد جهت استخراجی بهینه N60W ارزیابی شد که نشان می دهد برای کسب بیشترین کوب دهی، جهت استخراجی فعلی باید 35 درجه به طرف شمال تغییر کند که در اثر اعمال آن، میانگین حجم بلوک های برجا 241٫63 متر مکعب، میانگین ابعاد کوب ها برابر (m)2٫93×(m)2٫4×(m)2٫25 و میزان کوب های قابل فروش برابر 53369٫14 متر مکعب حاصل می شود که بر اساس نرخ موجود، منجر به درآمد حدود 130 میلیارد ریالی برای این معدن خواهد شد.کلیدواژگان: معدن سنگ ساختمانی، مکعب مستطیل، الگوریتم ژنتیک، نسبت کوب دهی، جهت استخراج بهینه
-
صفحات 102-111ژرمانیم یکی از عناصر استراتژیک است که در محلول های آبی صنایع معدنی یافت می شود. برای استخراج و انتقال انتخابی ژرمانیم از محلول آبی حاوی کمپلکس ساز آنیونی اسیدتارتاریک، به ترتیب از استخراج حلالی و غشای حلال آلی (SLM) توسط استخراج کننده Aliquat 336 استفاده شد. پارامترهای موثر در آزمایش های استخراج حلالی شامل غلظت استخراج کننده، نوع کمپلکس ساز و غلظت آن و غلظت فاز استریپ حاوی اسید کلریدریک بررسی شد. طبق نتایج، درصد استخراج ژرمانیم با افزایش غلظت فاز آلی تا غلظت %v/v 2/0 به 100% می رسد. همچنین، اسید تارتاریک به عنوان بهترین کمپلکس ساز آنیونی ژرمانیم انتخاب شد. با افزودن اسیدتارتاریک به میزان mM 275/0 درصد استخراج ژرمانیم به حدود 99% می رسد. در غلظت اسید کلریدریک M 2، بیشترین درصد استریپ ژرمانیم یعنی 99% بدست آمد. بر اساس نتایج آزمایش های غشای حلال آلی صفحه ای، غلظت 5% حجمی Aliquat 336 به عنوان فاز حامل برای انتقال ژرمانیم از فاز خوراک به استریپ کافی است. در مقایسه دو سیستم، زمان انتقال در سیستم غشایی 510 دقیقه ثبت شد که نسبت به زمان استخراج حلالی (15 دقیقه) قابل توجه است.کلیدواژگان: استخراج، انتقال، ژرمانیم، غشا، آمین
-
Pages 1-8A major fraction of Chromite mine production is fine particles (-200 μm) which cause a serious challenge during the processing using gravity separators. From the other hands, these values need to be recovered to enhance the profitability of process and reduce the environmental impacts. Slon high gradient magnetic separator could be utilized in the processing of paramagnetic materials. In this work, the possibility of recovery of Chromite fines using a laboratory scale Slon was investigated. In this order, the effect of variables such as magnetic field intensity, particle size, matrix size and pulsing frequency was studied using the design of experiments. Results indicated that concentrate grade was dropped with increasing the magnetic field intensity. Furthermore, with a rise in pulsing frequency and a reduction in the matrix size, the concentrate grade was increased. Moreover, it was found that the concentrate grade higher than 40 % and recovery of 65-90 percent was achieved using laboratory scale Slon. Thus, it could be concluded that processing of Chromite fines using Slon is viable.Keywords: Chromite, Slon, Recovery, Magnetic field intensity, Particle Size
-
Pages 9-26Coastal Fars Fields contains enormous amounts of hydrocarbons especially in form of gas and condensate (some oil). Petroleum system and sedimentary basin modeling is a cheap and useful tool for reducing uncertainties in exploration and Cost and risk in drilling wells. In this study, using geological data, Rock-Eval 6 analysis and 1D basin modeling by using Petromod version 11 and 12 software, we tried to determine the probability of generation in possible source rocks of Sarchahan Formation and Kangan shaly sections in two producing hydrocarbon Field in the Coastal Fars. Results showed that the Sarchahan Formation is the original source rock of this area which reached maximum Burial depth around 1.6 to 1.9 M.a and produced around 2 Mton of Hydrocarbon, also results showed that shaly sections of Kangan Formation Produced a little amount of hydrocarbon but not as much to be the source of enormous amounts of Hydrocarbon in this region.Keywords: Basin Modeling, Sarchahan Formation, Kangan Formation, Coastal Fars
-
Pages 27-44One of the most important issues about the underground spaces is to calculate the amount of water seepage into them. Realistic estimation of seepage is a very influential factor in the development of an operational project. The main cause of the seepage is hydraulic conductivity. One of the most important ways of estimating the amount of water seepage into the underground spaces is the Lugeon and Lofran field tests. These tests are performed in rocky and soil environments, respectively. In this research, the effective factors on the amount of hydraulic conductivity changes have been investigated by using a discrete fracture network (DFN). Finally, a model has been developed to help determine the hydraulic conductivity of the fractured rock mass. Since work in a discrete environment software is complex in terms of software, it is very important to obtain a simple model. The number of fractures and dimensions of the block model are two important factors in the speed of modeling. Finally, the filter was intended to remove fractures smaller than 10 meters. Also, the dimension of the block model is at least 7 meters (with these dimensions, the answers independent of the size of the fracture block). Finally, the answers were verified with the lugeon test. The result is a high adaptation between experimental data and calculated data.Keywords: Discrete Fracture Network, Cavern, Finite difference, hydraulic conductivity, Pumped storage
-
Pages 45-57Investigation of behavior of non-persistent joint is important in rock structure stability. This leads to improvement in rock engineering project design. Rock bridges in non-persistent joint increase shear strength of failure surface. For investigation of shear behavior of rock bridge, 24 gypsum samples with dimension of 10 cm × 10 cm × 5 cm were prepared. The joint lengths in various samples are different but in the one sample the joint length are similar. Joint lengths change from 1 cm to 4 cm. in each joint length, joint angularity was 0, 15, 30, 45, 60, 75 degrees. These samples were tested under uniaxial compression test. The results show that failure pattern was affected by joint length, joint angularity and rock bridge length while failure load was controlled by failure pattern. Concurrent with experimental test, numerical simulation was performed using PFC2D software. The joint lengths in numerical model change from 1cm to 4 cm with increment of 1cm. In each joint length, the joint angularity is 0° and 45°. Failure pattern in numerical model was similar to experimental sample while failure load in numerical model was more than experimental outputs.Keywords: non-persistent joints, crack growth, rock bridge, uniaxial testing
-
Pages 56-74In underground stopes, unplanned dilution occurs due to the overbreak and slough of walls and roof and consequently contamination of ore with wastes. This phenomenon not only leads to a reduction in the grade and, consequently costing to deficit grade, but also leads to the cost for mining the waste. Hence, the measurement of the amount of overbreak and slough of roof and walls of stopes in order to determine the unplanned dilution and, consequently, the study of the economic effects of it, is very important in underground mining. In this paper, using the cavity monitoring system (CMS), the effects of unplanned dilution on reduction of grade and increase in the cost of mining and reduction in the profit investigated. For this purpose, by defining the linear equivalent of overbreak and slough (ELOS) for the dilution, the system was implemented on 24 stopes of Venarch Manganese Mines and led to the discovery of the relations between the overbreak and dilution parameters and the economic parameters, including prediction relationship of the loss of profit. Results of data analysis indicate that the break-even of over break is in the 2.18 (m) that results 67.38% dilution.Keywords: underground stope, cavity monitoring system, unplanned dilution, Economic Analysis
-
Pages 75-90In the past, various methods have been proposed to determine the ultimate pit limit. Among the methods, can be pointed out artificial intelligence-based methods such heuristic algorithms, genetic, ants and colony competition. Artificial bee colony (ABC) algorithm is one of the most powerful heuristic algorithms inspired by the cumulative life of bees. In this paper, first, a hypothetical example of the life of the bees was described to find the source with the highest number of nectar by this algorithm. Then, a method based on the bee algorithm is proposed to determine the ultimate pit limit, and to examine its performance, a two-dimensional example is described step by step. In this example, it was found where in cases, the moving cone can not find the optimal solution for determining the ultimate pit limit, the ABC is well suited for its solution.Then, this algorithm was used to determine the ultimate limit of Sungun mine with a number of 120*100*45 blocks. To validate the problem solving of determining the ultimate limit using the ABC algorithm, graph theory and moving cones was used. The results show that the difference in income from the determination of the ultimate pit limit using the ABC algorithm from the moving cone and the graph theory is 1.6% and 12.3%, respectively.Keywords: Ultimate Pit Limit, Artificial bee colony, Graph Theory, Moving cone
-
Pages 91-101Due to the lack of a criterion such as grade, it is difficult to decide on the extraction of a stone quarry. On the other hand, the goal of optimization in quarries is to produce blocks in the shape of a standard rectangular cuboid. In this research, an index called the Cubic Productivity Ratio (CPR) is defined that classifies the quarries in terms of the geometric grade of the blocks into three categories: good, moderate, and poor. In addition, by applying cutting planes and comparison of CPR values for different directions, the optimum cutting direction can also be determined. This index was implemented in the Ask Travertine quarry, Mazandaran province, Iran, and its value was calculated to be 22%, which places the quarry in a poor level in terms of block geometric quality. The optimal direction was found at N60w, indicating that in order to get the most yield, the current direction should be adjusted 35 degrees to the north. By doing that, the average volume of blocks will be at 241.63 cubic meters, the average dimensions of the cuboids will be equal to 2.93 (m) × 2.4 (m) × 2.25 (m) and the amount of marketable cuboids will be 53369.14 cubic meters, which, according to the current sale price of raw blocks, will result in revenue of about 130 billion IRR.Keywords: Dimension stone quarry, rectangular cuboid, genetic algorithm, Cubic Productivity Ratio, Optimum cutting direction
-
Pages 102-111Germanium as a strategic element is found in aqueous solutions of various mining industries. In order to extract and transport of germanium from an aqueous solution containing anionic complexant namely tartaric acid, solvent extraction and supported liquid membrane (SLM) were used with Aliquat 336, respectively. The effectual parameters such as extractant concentration, the type of complexant and its concentration, and the concentration of the stripping phase containing hydrochloric acid were investigated in the solvent extraction system. According to the results, the germanium extraction efficiency increased up to 100% by increasing the concentration of Aliquat 336 up to 0.2 %v/v. In addition, tartaric acid was found to be the best anionic germanium complexant. With the addition of tartaric acid equal to 0.275 mM, the germanium extraction efficiency reached about 99%. At the HCl concentration of 2 M, the highest stripping efficiency (99%) was achieved. In the SLM system, Aliquat 336 5 %v/v as a carrier was sufficient to transport 99% of germanium from the feed to the strip phase. Comparing two systems, the transfer time in the membrane system (510 min) is higher than that in the solvent extraction system (15 min).Keywords: Extraction, Transport, Germanium, Membrane, Amines
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.