فهرست مطالب

مهندسی منابع معدنی - سال هفتم شماره 1 (بهار 1401)

نشریه مهندسی منابع معدنی
سال هفتم شماره 1 (بهار 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/01/21
  • تعداد عناوین: 10
|
  • حسین ملایمت، فرهاد محمدتراب* صفحات 1-17

    گازخیزی بالا در معادن زغال سنگ مسبب افزایش ریسک انفجار، پرتاب سنگ و سوانح منجر به مرگ است؛ به همین دلیل لازم است تغییرات گازخیزی در سطح لایه های مختلف به دقت مدل شود. لایه های معدن پروده 1 طبس با میانگین m3/t 9/14 گازخیزی بالایی دارند. در پروده 1، لایه C1 به عنوان هدف اصلی معدنکاری با 134 گمانه مغزه گیری اکتشاف شده که از این تعداد، 35 گمانه در مرکز و شرق کانسار مورد مطالعه گازخیزی قرار گرفته اند، اما در بخش های غربی، گازخیزی اندازه گیری نشده است. در این پژوهش، زون های خرد شده شناسایی و داده گازخیزی آنها کنار گذاشته شد. در ادامه، مشخص شد که گازخیزی و عمق همبستگی بالایی داشته و در یک خوشه آماری قرار می گیرند. همچنین، مقادیر گازخیزی نسبت به عمق، دو جامعه مجزا تشکیل می دهند. این دو جامعه بر زون اکسیده (کم عمق) و زون متان خیز (عمیق) انطباق دارند. با در نظر گرفتن عمق به عنوان داده کمکی، گازخیزی در کل لایه C1 به روش رگرسیون کریجینگ برای تمام بلوک های استخراجی تخمین زده شد. اعتبار این تخمین، به روش جک نایف برابر با %94 محاسبه شد. برای دوری از اثر هموارشدگی کریجینگ، احتمال وجود بلوک هایی با گازخیزی بحرانی (بیش از m3/t20) با روش شبیه سازی شرطی شاخص پهنه بندی شد. نتایج نشان می دهد که 43/1 میلیون مترمربع از لایه C1 به احتمال %75 و 38/0 میلیون مترمربع به احتمال %100 در بازه گازخیزی بحرانی قرار می گیرد. این زون های بحرانی گاز در مرکز، جنوب و غرب پروده 1 قرار دارند و برای بررسی امکان حفر چاه های تخلیه پیشنهاد می شوند.

    کلیدواژگان: گازخیزی زغال سنگ، زمین آمار، پروده 1 طبس، رگرسیون کریجینگ، شبیه سازی زمین آماری
  • پرهام پهلوانی*، سلمان فراهانی، میعاد بادپا صفحات 19-38
    منطقه گیلانغرب در غرب کشور ایران واقع شده و از لحاظ زمین شناسی ویژگی های خاصی دارد. این منطقه بخشی از ناحیه زاگرس چین خورده محسوب می شود و از این رو برای اکتشاف ماده معدنی گیلسونایت (قیر طبیعی) بسیار مستعد است. داده های سنجش از دور (تصاویر ماهواره ای)، زمین شناسی، تکتونیک و مجموعه داده های معدنی منطقه برای تهیه یک الگوریتم یکپارچه ابتکاری برای اکتشاف ماده معدنی گیلسونایت در مراحل اولیه اکتشاف استفاده شد. معیارها و زیرمعیارهای موثر در اکتشاف این ماده معدنی با توجه به داده های اکتشافی موجود مورد شناسایی و ارزیابی قرار گرفتند، سپس این معیارها با استفاده از فرآیند سلسله مراتبی تحلیلی فازی وزن دهی و در نهایت با استفاده از روش بیشترین شباهت به راه حل ایده آل مثبت و منفی در محیط فازی برای تهیه نقشه پتانسیل یابی معدنی گیلسونایت در منطقه گیلانغرب رتبه بندی شدند. در نهایت، نقشه پتانسیل یابی معدنی با استفاده از ترکیب روش های یاد شده برای شناسایی بهینه در مراحل اولیه اکتشاف این ماده معدنی ارزشمند برای کاهش زمان، هزینه و ریسک اکتشاف تولید شد. در آخر، مناطقی از نقشه پتانسیل یابی که مستعد کانی سازی گیلسونایت تشخیص داده شدند، مورد بازدید و اکتشاف صحرایی قرار گرفتند. نتایج حاصل از این عملیات صحرایی برای ارزیابی روش حاضر مورد استفاده قرار گرفت. این نتایج نشان می دهد که 82٪ از نقاط شناسایی شده، با نقشه پتانسل یابی معدنی انطباق دارند. این سازگاری بالا نشان دهنده این مطلب است که این روش برای استفاده در اکتشاف گیلسونایت عملکرد خوبی دارد.
    کلیدواژگان: تلفیق داده های اکتشافی، FuzzyAHP، FuzzyTOPSIS، پتانسیل یابی معدنی، گیلسونایت، گیلانغرب
  • مریم قدیانلو، اندیشه علیمرادی، مهیار یوسفی* صفحات 39-61
    در مدلسازی پتانسیل های معدنی و شناسایی اهداف اکتشافی با استفاده از روش های هوش مصنوعی، نحوه استفاده از نمونه های آموزشی و انتخاب الگوریتم مناسب یک مساله مهم است، زیرا عدم استفاده از الگوریتم آموزش مناسب موجب بروز خطاهای سیستماتیک در مدل خروجی می شود. هدف از مطالعه حاضر، تهیه نقشه پتانسیل معدنی کانی سازی مس پورفیری در منطقه چهارگنبد استان کرمان با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی است. در این راستا نقشه های شاهد وزن دار پیوسته برای معیارهای توده نفوذی، گسل، ژیوشیمی و آلتراسیون ها تولید و به عنوان ورودی شبکه عصبی انتخاب شدند. برای آموزش شبکه از 16 نقطه شناخته شده دارای ذخیره و 16 نقطه فاقد کانی سازی و همچنین از الگوریتم ماشین یادگیری سریع استفاده شد. در نهایت مدل پتانسیل معدنی تولید شده با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی با نتایج مدلسازی با روش تلفیق میانگین هندسی، با استفاده از نمودار نرخ پیش بینی مساحت بهبودیافته، مورد مقایسه قرار گرفت و برای مدل های یاد شده، به ترتیب نرخ پیش بینی 34/0 و 27/0 به دست آمد. ارزیابی مدل ها اثبات کرد که اهداف شناسایی شده و مناطق دارای پتانسیل بالای کانی سازی مس، انطباق خوبی با اندیس ها و کانسارهای مس شناخته شده و همچنین با سایر شواهد اکتشافی دارند، بنابراین می توانند برای طراحی ادامه عملیات اکتشاف مورد توجه قرار گیرند.
    کلیدواژگان: مدل مفهومی، وزن دهی پیوسته، تابع لجستیکی، چهارگنبد، شبکه عصبی مصنوعی
  • امید رحمانی*، شهرام محمدامین پور، عرفان محمدیان صفحات 63-79
    یکی از روش های بهبود توان تولید نفت، استفاده از امواج فراصوت است. با توجه به شناخت جزیی از ساز و کارهای در برگیرنده در استفاده از امواج فراصوت، آزمایش های سیلاب زنی به صورت سری های مستقیم و تحریک شده ی فراصوت با استفاده از مبدل های فراصوتی مورد بررسی قرار گرفتند. در این رابطه، دو سیال کروزن (نفت سفید) و وازلین به عنوان دو فاز نفتی به ترتیب با گرانروی 99/0 سانتی پواز و 22 سانتی پواز در سیستم استفاده شدند. برای افزایش شناخت ساز و کارهای تشکیل دهنده، آزمایش های جریان سیال و افزایش دما با استفاده از حمام فراصوت انجام شدند. دلیل اصلی استفاده از آزمایش های جریان سیال و افزایش دما، مشاهده اثرات امواج فراصوت بر بازیابی نفت بوده است. با استفاده از فرآیند سیلاب زنی، 16 درصد بهبود در برداشت نفت مشاهده گردید. تشکیل امولسیون، کاهش گرانروی و کاویتاسیون به عنوان ساز و کارهای کمک کننده در بهبود توان تولید نفت شناسایی شدند. همچنین شبیه سازی تغییرات فشار و سرعت امواج فراصوت به وسیله نرم افزار کامسول در طول ماسه پک انجام گرفت. به عنوان نتیجه ای از عملکرد امواج فراصوت در بهبود توان تولید نفت، از این مطالعه می توان برای شناسایی بهتر ساز و کارهای در برگیرنده در بازیابی نفت استفاده کرد.
    کلیدواژگان: بهبود توان تولید نفت، امواج فراصوت، روش سیلاب زنی، ماسه پک، کامسول
  • مهدی طهماسبی، مجید نیکخواه* صفحات 81-97
    از مهم ترین مشکلات موجود زمین های سست در پی ها و تونل زنی، بهسازی خاک است که در این ارتباط تقویت خاک درجا برای استفاده مجدد در یک ساختار جدید ژیوتکنیکی و یا بهبود وضعیت ساختار فعلی مد نظر است. در تحقیق حاضر شیوه اجرای روش عددی المان محدود برای پیش بینی میزان نشست سطح زمین قبل و بعد از اجرای بهسازی زمین در فرآیند حفاری تونل دسترسی شرقی ایستگاه میدان خراسان واقع در خط 6 مترو تهران تشریح شده است. از آنجا که مسیر این تونل از زیر ساختمان های مسکونی و مغازه ها عبور می کند، با حفاری این قسمت از پروژه ایستگاه میدان خراسان، مقادیر نشست قابل توجهی در سطح زمین به وجود آمده است که موجب ترک خوردن ساختمان ها و مغازه ها شده است.  بر این اساس در این تحقیق چندین روش بهسازی شامل روش های شمع گذاری، فورپولینگ و مهارگذاری (انکراژ) که برای زمین ‎ های سست و ریزشی قابل استفاده اند، به صورت عددی به وسیله نرم افزار MIDAS GTS NZ مدلسازی و بررسی شده است. در این پژوهش علاوه بر بررسی عملکرد روش های یاد شده، اثر پارامترهای هندسی از جمله همپوشانی لوله های فورپولینگ، طول شمع و قطر انکراژ مورد بررسی قرار گرفته است. معیار بررسی، جابه جایی رخ داده در سطح زمین و تاج تونل در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهند که استفاده از روش های بهسازی بررسی شده در کاهش نشست سطح زمین و تاج تونل کارا و در روش های بررسی شده بیشینه نشست سطح زمین از نشست مجاز (35 میلی متر) کمتر است. از میان روش های بهسازی یاد شده، روش استفاده از روش فورپولینگ به همراه انکراژ علاوه بر آنکه نقاط پلاستیک در اطراف تونل را کاهش می دهد، تاثیر بیشتری در کاهش نشست سطح زمین دارد، به طوری که موجب کاهش حدود 50 درصدی بیشینه نشست سطح زمین شده است.
    کلیدواژگان: بهسازی، فورپولینگ، مدلسازی عددی، مهارگذاری، شمع گذاری، اجزا محدود
  • حسن بخشنده امنیه*، ابراهیم عارف مند، مهدی پورقاسمی صفحات 99-111

    یکی از مهم ترین مشکلات بعد از عملیات انفجار در معادن سطحی، تشکیل ترک و شکستگی در پشت آخرین ردیف چال های انفجاری یا پدیده عقب زدگی است. انفجار Power Deck به عنوان یک روش نوین و جایگزین برای انفجار مرسوم معرفی شده است که با استفاده بهینه از انرژی ماده منفجره، نتایج انفجار را بهبود می دهد. در این روش یک ستون هوا در انتهای چال قرار می گیرد که به کاهش یا حذف اضافه حفاری مورد استفاده منجر می شود. انفجار Power Deck در شرایط یکسان نسبت به انفجار مرسوم، میزان خرج در تاخیر که یکی از پارامترهای موثر در عقب زدگی است را کاهش می دهد. در این تحقیق عقب زدگی ناشی از انفجارهای مرسوم و Power Deck در معدن سنگ آهن میشدوان ارزیابی شده است. با استفاده از روش انفجار Power Deck عقب زدگی به ترتیب 4/16% و 55% در توده سنگ آهن و باطله سنگی نسبت به انفجار مرسوم کاهش یافت. همچنین بعد از عملیات بارگیری و حمل، مشخص شد که استفاده از روش Power Deck در توده سنگ آهن و باطله سنگی از لحاظ پاشنه مشکلی ایجاد نمی کند. در نهایت روش Power Deck باعث کاهش 5/28% خرج ویژه و کاهش 9% حفاری ویژه شده است. همچنین بهره وری چال ها نسبت به انفجار مرسوم 9% بهبود یافته است.

    کلیدواژگان: انفجار، عقب زدگی، Power Deck، معدن سنگ آهن میشدوان
  • عبدالرحیم فروتن، حجت نادری*، محمدرضا خالصی، رضا دهقان صفحات 113-128
    در مهم ترین مدل های ارایه شده برای فرآیند لیچینگ همزنی پیوسته، دو تابع توزیع زمان ماند و توزیع ابعاد ذرات به صورت مستقل از یکدیگر در نظر گرفته می شوند. در این تحقیق ضمن مطالعه ارتباط بین اندازه ذرات و زمان ماند آن ها در تانک همزنی، یک روش تجربی برای تعیین تابع توزیع زمان ماند بر اساس ترکیب دانه بندی خوراک ورودی به تانک همزنی ارایه شده است. رابطه بین اندازه متوسط یک بخش ابعادی از ذرات و زمان ماند آنها در تانک، به وسیله میانگین زمان ماند و پارامتر (شیب نموداری که محور افقی آن زمان ماند بدون بعد و محور عمودی آن لگاریتم طبیعی نسبت غلظت جامد در خروجی رآکتور در زمان t به غلظت اولیه درون رآکتور است) به دست آمد. نتایج نشان داد که با افزایش اندازه ذرات از 38- میکرون تا دامنه 150-125+ میانگین زمان ماند از 1/59 دقیقه به 93 دقیقه افزایش و مقدار پارامتر از 95/0 به 30/0 کاهش پیدا می کند. همچنین  با استفاده از پارامتر محاسبه شده برای هر بخش ابعادی، تابع توزیع زمان ماند برای خوراک هایی با توزیع ابعاد ذرات متفاوت تعیین شد. به علاوه، تاثیر تغییر پارامتر بر روی نتایج حاصل از مدل لیچینگ جریان گسسته بررسی شد. نتایج نشان داد که با کاهشاز مقدار 1 به 7/0، میزان تبدیل (Conversion) یا به عبارتی بخش واکنش داده ذرات، از 71/0 به 78/0 افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: لیچینگ، توزیع زمان ماند، توزیع ابعاد ذرات، میزان تبدیل، مدلسازی
  • شهاب رومیانی، مصطفی مالکی مقدم*، هادی حلاوتی صفحات 129-143
    هیدروسیکلون یکی از مهم ترین تجهیزات مورد استفاده برای طبقه بندی مواد در کارخانه های فرآوری مواد معدنی است. عملکرد نامطلوب هیدروسیکلون و درشت شدن ذرات در سرریز آن باعث تاثیر بر فرآیندهای پایین دست می شود. این پژوهش، با هدف ارایه راه حلی برای تشخیص و جلوگیری به موقع از این اتفاق، با استفاده از تحلیل امواج ارتعاشی، انجام گرفت. نتایج اولیه آنالیز سیگنال ارتعاشات پس از 20 بار اندازه گیری با استفاده از ارتعاش سنج نشان داد متوسط نرخ ارتعاشات از میزان 6 دسی بل در زمان عادی به 11 دسی بل در زمان گرفتگی افزایش می یابد و نوسان بیش از 2 برابر می شود. جهت یکسان سازی رفتار ارتعاشی هیدروسیکلون ها در کارخانه تغلیظ 2 مجتمع مس سرچشمه، یک لایه لاستیکی زیر شاسی هیدروسیکلون نصب گردید و سفت کردن پیچ ها با یک گشتاور مساوی انجام شد. برای کاهش هزینه و افزایش دقت کار تشخیص درشت شدن ذرات سرریز، حسگری بر مبنای پدیده پیزوالکتریک ساخته و با طراحی مدار الکترونیکی، آژیری برای هیدروسیکلون نصب شد. تحلیل داده های حسگر پیزوالکتریک نشان داد متوسط دامنه ارتعاشات از میزان 13 دسی بل در زمان عادی، به 23 دسی بل در زمان گرفتگی افزایش می یابد. نتایج حاصل از دانه بندی نشان داد به دلیل منتقل شدن بدون طبقه بندی مواد به سرریز، میزان K80 (اندازه ای که 80% ذرات از آن کوچک تر اند) از 119 میکرون در شرایط عادی به 725 میکرون در زمان گرفتگی افزایش می یابد. این موضوع نشان دهنده این مطلب است که استفاده از این حسگرها تا چه میزان ممکن است به افزایش کارآایی مدارهای فرآوری کمک کند.
    کلیدواژگان: هیدروسیکلون، رفتار ارتعاشی، حسگر پیزوالکتریک، مجتمع مس سرچشمه
  • صغری علی کیا، اسماعیل دره زرشکی، علی بهراد وکیل آباد*، امیر صرافی صفحات 145-158
    در فرآیند استحصال الکترولیتی روی، با اضافه کردن پرمنگنات پتاسیم به محلول لیچینگ باردار، رسوب حاوی کبالت برای جداسازی با فرآیند فیلتراسیون گرم حاصل می گردد. در این تحقیق فلزات روی، کبالت و منگنز موجود در کیک فیلتراسیون گرم، در دو مرحله لیچینگ انتخابی جدا سازی شدند. پارامتر های مورد بررسی در هر انحلال با روش سطح پاسخ مورد طراحی آزمایش و تحلیل نتایج قرار گرفت به طوری که مدل درجه دو انطباق خوبی با داده های آزمایشگاهی داشت. نتایج نشان دادند که در 1pH= و دمای 90 درجه سانتی گراد حدود 88% روی بدون کبالت و منگنز استخراج شد. در مرحله لیچینگ انتخابی کبالت، با افزودن پراکسید هیدروژن (H2O2) به سیستم لیچینگ اسیدی در 1pH<، کبالت به میزان قابل توجهی (91 %) استخراج شد. با ترسیب مجدد یون های کبالت استخراج شده و لیچینگ انتخابی با H2O2، محلولی حاوی یون های کبالت با خلوص بالا حاصل شد. از این روش پیشنهادی با تعدیلاتی می توان برای استحصال ارزش افزوده از باطله های مشابه استفاده کرد.
    کلیدواژگان: کیک فیلتر گرم، لیچینگ، فلزات واسطه، کارخانه روی، بازیافت باطله
  • الهام نعمت اللهی، سعید زارع، فرشید قربانی، مصطفی مالکی مقدم، علی رضا قاسمی، صمد بنیسی* صفحات 159-181
    بیشترین انرژی مصرفی در کارخانه های فرآوری مواد معدنی صرف خردایش سنگ معدن می شود، بنابراین استفاده از حداکثر ظرفیت عملیاتی تجهیزات، در بهینه سازی مصرف انرژی موثر است. همچنین به دلیل تاثیر کارآیی سنگ شکن ها بر کارآیی تجهیزات پایین دست، بهینه سازی مدارهای سنگ شکنی همواره مورد توجه بوده است. در این تحقیق، تاثیر شکل مجرای خوراک دهی بر عملکرد سنگ شکن مخروطی مرحله سوم مجتمع مس سرچشمه مطالعه شد. در پایش ها، نوسانات زیاد توان کشی سنگ شکن و سایش شدید و غیریکنواخت آسترهای آن به عنوان مشکلات این بخش شناسایی شدند که نشانه ای از خوراک دهی نامناسب به سنگ شکن بودند. به همین دلیل، با استفاده از شبیه سازی های روش اجزای گسسته (راگ) با نرم افزار KMPCDEM©، طرح های مختلف مجرای خوراک دهی با هدف رسیدن به بالاترین درجه یکنواختی در توزیع خوراک روی صفحه توزیع کننده سنگ شکن بررسی شدند. نتایج نشان داد که با تغییر شکل مجرای خوراک دهی از مکعبی به استوانه ای، افزایش طول بالای مجرا از صفر به 45 سانتی متر، افزایش طول پایین آن از 53 به 95 سانتی متر و کاهش سطح مقطع از 34/0 به 24/0 مترمربع، جداشدگی در توزیع خوراک به سنگ شکن به حداقل ممکن رسید و خوراک دهی یکنواخت انجام شد. با نصب این مجرای جدید در یکی از سنگ شکن های مخروطی سرچشمه، نوسانات توان کشی سنگ شکن از 13 به 3 کیلووات کاهش یافت و امکان کنترل خودکار سنگ شکن و شرایط خوراک دهی خفه فراهم شد. در نتیجه، تناژ سنگ شکن 36 درصد افزایش یافت و محصول آن ریزتر و یکنواخت تر شد. علاوه بر این، با کاهش نرخ سایش و یکنواختی آن، عمر محور خردکننده و آسترهای سنگ شکن، از 8 به 15 ماه افزایش یافت.
    کلیدواژگان: سنگ شکن مخروطی، روش اجزای گسسته (راگ)، نوسانات توان کشی، مجرای خوراک دهی، سایش محور خردکننده، سرچشمه
|
  • H. Molayemat, F.M. Torab * Pages 1-17

    High gas volume is the main reason of explosion, rock burst and fatal coal mining disasters. In a coal mining project, it is necessary to model the gas volume at all parts of the target seam. Amoung coal resources of Iran, Parvadeh I has high gas bearing seams with an average of 14 m3/t of gas. C1 coal seam is the main mining target in Parvadeh I and it was explored by 134 core drilling boreholes. Gas study has been carried out for 35 boreholes, in only central and eastern parts of the deposit. Gas volume is not measured at the deep western parts. In this study, fractured zones are identified and their gas data removed from the gas modelling procedure. It is found that gas volume and seam depth are highly correlated and also, two separated populations are evident in the gas vol. – depth cross plot. The first population is related to oxidized shallow, and the second one is interpreted as deep methane bearing zones of the seam. Using the regression kriging method with the seam depth as the auxiliary variable, the gas volume is estimated for the whole mining blocks of the C1 seam. The validity of the estimations is evaluated as 94% by the Jackknife method. In order to avoid the smoothing effect of kriging, the probability of critical gas zones (> 20 m3/t) is modelled by the conditional indicator cosimulation. Results demonstrated that 1.43 million m2 of the C1 seam with the probability of 75%, and 0.38 million m2 with the probability of 100% fell into the critical category. These critical gas zones are located in central, southern and western Parvadeh I. These zones are considered to be the main targets for the future gas drainage studies.

    Keywords: Coal Gas Volume, Geostatistics, Parvadeh I Tabas, Regression Kriging, Conditional indicator cosimulation
  • P. Pahlavani *, S. Farahani, M. Badpa Pages 19-38
    Gilan-e Gharb region has been located in the west of Iran and it has special features in terms of geology. Remote sensing data (satellite images), geology, tectonics and mineral data sets of the region were used to prepare an innovative integrated method for the exploration of Gilsonite mineral. Effective criteria and sub-criteria in the exploration of this mineral were identified and evaluated according to the available exploration data. Afterwards, these criteria were weighted using Fuzzy Analytical Hierarchical Process (FAHP). Accordingly, the ideal positive and negative solutions were ranked using a Fuzzy TOPSIS method to prepare a mineral potential mapping (MPM) of Gilsonite in Gilan-e Gharb region. The product of this paper is a potential map used for optimal identification in the early stages of exploration of Gilsonite mineralization that reduces the time, cost, and risk of exploration. Finally, the field’s visit and investigation has been accomplished for the regions with a high potential of Gilsonite mineralization to evaluate the proposed method. The results showed that 82% of the identified points had proper adjustment to the MPM. This high adaptation showed that the proposed method has good performance in Gilsonite exploration.
    Keywords: Integration of exploratory data, FuzzyAHP-FuzzyTOPSIS, Mineral potential detection, Gilsonite, Gilan-e Gharb region
  • M. Ghadiyanloo, A. Alimoradi, M. Yousefi * Pages 39-61
    Selection of training sites is an important and critical undertaking in the modeling procedure of mineral exploration targets using artificial intelligence approaches. This is because application of improper training algorithms results in exploration targeting models that carry bias and uncertainty. The present study aims to model exploration targets of porphyry copper mineralization in Chahar-Gonbad area, Kerman province, Iran, using artificial neural networks. In this regard, continuous weighted evidence maps of exploration criteria including proximity to intrusive contacts, fault density, multi-element geochemical signature and proximity to iron-oxide and argillic alterations were generated and applied as inputs to the neural network. Subsequently, 16 points with known mineral deposits and 16 points without mineralization were used to train the neural network through extreme learning algorithm. The ensuing exploration targeting model was compared with a model obtained by using geometric average integration method through prediction-area plot. The overall efficiency of the models are 0.34 and 0.27, respectively. Evaluation of the models demonstrated that the areas with high copper mineralization potential, marked as exploration targets, are in good conformity with known copper occurrences as well as with geological indicator features. Thus, the targets can be planned for further exploration programs.
    Keywords: Continuous weighting method, Logistic function, Chahar-Gonbad area, Artificial Neural Networks, Exploration targets
  • O. Rahmani *, Sh. Mohammad Aminpour, E. Mohammadian Pages 63-79
    One way to improve oil production capacity is to use ultrasonic waves. Series of straight and ultrasonic stimulated water–flooding experiments were conducted on a long unconsolidated sand-pack using ultrasonic transducers because of a limited understanding of the mechanisms involved in applying ultrasonic waves as an enhanced oil recovery method. Kerosene and vaseline were used as non-wet phases in the system with a viscosity of 0.99 and 22 cp, respectively. Moreover, fluid flow and temperature rise experiments were conducted using an ultrasonic bath to enhance contributing mechanisms. They were carried out to observe the effects of ultrasonic waves on oil recovery. As a result, the recovery of water-flooding increased by about 16%. Furthermore, three mechanisms of improving oil production capacity were recognized: emulsification, cavitation, and viscosity reduction. The changes in pressure and ultrasonic velocity were also simulated using Comsol software alongside the sand-pack. As a result of the function of ultrasonic waves, this study can help the contributing mechanisms for improving oil recovery.
    Keywords: Oil production capacity, Ultrasonic waves, Water-flooding, Sand-pack, Comsol
  • M. Tahmasebi, M. Nikkhah * Pages 81-97
    One of the most critical issues in weak grounds is soil improvement, which is considered reused in a new geotechnical structure or improves the current structure condition. In the present research, implementing a limited, finite element numerical method to predict the rate of ground settlement level before and after the implementation of ground improvement in the eastern access tunnel drilling process of Khorasan Square Station located in Tehran Metro Line 6. Since the tunnel route passes under residential buildings and shops, with the excavation of this part of the Khorasan Square Station project, large amounts of settlement exist on the ground surface, which cracked buildings and shop structures. Based on this, piling, fore poling, and anchoring improvement methods can be used for loose and fallen grounds that were modeled numerically by MIDAS GTS NZ software. In this research, in addition to investigating the performance of the mentioned methods, the effect of geometric parameters, including the covering of fore poling pipes, pile length, and the diameter of anchors, was investigated. The criteria for investigating, the Displacement occurred at ground level, and tunnel crown is considered. Results showed that all methods have been useful in reducing ground settlement and tunnel crown. Also, Among the above-mentioned improvement methods, the method of using the fore poling method with anchorage has reduced the plastic points surrounding the tunnel and also has a greater effect in reducing the settlement of the ground, so that it has reduced the maximum settlement of the ground surface by 50%.
    Keywords: Fore poling pre-consolidation method, numerical modeling, Anchoring improvement method, piling method, Finite element method
  • H. Bakhshandeh Amnieh *, E. Aref Mand, M. Porghasemi Saghand Pages 99-111

    One of the major problems related to blasting operations in open-pit mines is the formation of cracks on the benches behind the last row of blast holes or back breakes. Power Deck blasting has been introduced as a new and alternative method for conventional blasting, which improves blasting results by explosive energy utilization enhancement. In this technique, there is an air deck at the end of the blasting hole which decreases or eliminates sub-drilling. Power Deck blasting reduces charge per delay in the same conditions as conventional blasting and charge per delay is one of the most effective parameters of back break. In this study, back break caused by conventional and Power Deck blasting was evaluated in the Mishdovan iron ore mine. Back break in Power Deck blasting was reduced by 16.4% and 55% in iron ore and stone waste respectively as compared to back break in conventional blasting. Power Deck blasting could therefore be effectively used as a controlled blasting technique to obtain stable faces. Also after loading and hauling the fragment size, it was found that both methods have no significant differences in flat floors. Eventually, the Power Deck method reduced powder factor and specific drilling by 28.5% and 9%, respectively. In addition, holes productivity improved by 9% in Power Deck blasting compared to conventional blasting.

    Keywords: Blasting, Back break, Power Deck, Mishdovan iron ore mine
  • A. Foroutan, H. Naderi *, M.R. Khalesi, R. Dehghan Pages 113-128
    While many studies have confirmed the effect of particle size distribution on the residence time in a reactor, the most employed models of continuous tank leaching process consider the residence time and particle size distributions as independent variables. In minerals processing field, no systematic study has been conducted on this issue yet. In this research, the relationship between the particles size and their residence time in a mixing tank has been studied. An empirical method for the determination of the residence time distribution function based on the inflow particles size distribution has been proposed. The relationship between the average size of one size fraction of particles and its residence time was obtained by mean residence time and parameter  (an empirical coefficient). Results showed that increasing the particle sizes resulted in a 50% increase in the mean residence time while  decreased from 0.95 to 0.3. Using the evaluated values of  the residence time distribution function of the inflow stream was determined. Including this function in the segregated flow model, the effect of the variations of the  value on the leaching performance was evaluated. Results showed that smaller values of  resulted in higher conversion value.
    Keywords: Leaching, residence time distribution, particle size distribution, conversion
  • Sh. Roomyani, M. Maleki Moghaddam *, H. Halavati Pages 129-143
    Hydrocyclone is one of the main important equipment applied for the classification of materials in mineral processing plants. Presence of coarse particles in the hydrocyclone overflow adversely affects the performance of the downstream processes. This research was carried out to provide a solution for these problems by using vibrational wave analysis. The results of vibrometer analysis showed that the average rate of vibrational signal increased from 6 dB at normal condition to 11 dB at the chock condition and variation increased more than 2 times. To stabilize the hydrocyclone vibratory behavior, a rubber layer was fitted under the hydrocyclone base and tightened with an equal torque. In order to reduce the cost and increase the accuracy of the work a piezoelectric sensor was manufactured and installed by designing the printed circuit board and installing an alarm. Analysis of piezoelectric sensor data showed that the average vibrational amplitude increases from 13 dB at normal time to 23 dB during clogging. The size distribution results showed that the amount of K80 (the size at which 80% of the particles are smaller) increased from 119 microns under normal conditions to 725 microns during clogging due to the miss classification of materials transferred to the overflow. This result indicated by using these sensors the efficiency of mineral processing circuits increases significantly.
    Keywords: Ball mill, liner, lifter angel, Sarcheshmeh
  • S. Alikiaa, E. Darezereshki, A. Behrad Vakylabad *, A. Sarrafi Pages 145-158
    In the electrolytic extraction of zinc, the filter cake of the hot filtration process contains zinc, manganese, and cobalt. In this study, the metals were extracted by using two selective leaching steps. The results showed that at pH = 1 and 90 °C, about 88% of zinc was recovered without cobalt and manganese. In the selective leaching stage, cobalt was significantly extracted (91%) by adding hydrogen peroxide (H2O2) to the acidic leaching solution at pH <1. By reprecipitation of the extracted cobalt and selective leaching with H2O2, the solution containing cobalt ions with high purity was obtained.
    Keywords: Hot filter cake, Leaching, Transition metals, Zinc Plant, Waste recycling
  • E. Nematollahi, S. Zare, F. Ghorbani, M. Maleki Moghaddam, A. Ghasemi, S. Banisi * Pages 159-181
    Comminution is the most energy intensive operation which constitutes the major portion of operating and capital costs of the mineral processing plants.  Working at the maximum operating capacity of comminution equipment plays a significant role in the efficiency of the circuit.  Also, due to the effect of crusher efficiency on the downstream circuit performance, optimization of the crushing circuits has received considerable attention.  In this research, the effect of feed chute design on tertiary cone crusher performance at the Sarcheshmeh copper complex was studied.  A close monitoring of the performance crusher revealed that main problems were high fluctuations of power draw and uneven and high-rate wear of crusher liners.  Such pitfalls were clear evidences of an improper feeding arrangement into the crusher.  Accordingly, various feed chute designs were employed in the simulations by an in-house developed DEM software called KMPCDEM© to find more uniform feed distribution on the distribution plate of the crusher.  Results showed that by changing the shape of feed chute from cubic to cylindrical, decreasing its surface area from 0.34 to 0.24 m2 and increasing the cylinder length above and below the feed chute plate from 0 to 45 cm and from 53 to 95 cm, respectively, uniform feed distribution was obtained.  After installing the new feed chute design in the plant, a detail monitoring over a period of 15 months showed a reduction of the standard deviation of crusher power draw from 13 to 3 kW.  A better crusher control caused choke feeding.  Therefore, 36% increase in the crusher throughput and finer and narrower product size distribution occurred.  Furthermore, the life of crusher liners increased from 8 months to 15 months on account of more uniform and lower rate of wear on mantle and liners.
    Keywords: Open Pit Mine, Ultimate pit limit, Optimization, Heuristic algorithm