فهرست مطالب

روش های تحلیلی و عددی مهندسی معدن - پیاپی 32 (پاییز 1401)

نشریه روش های تحلیلی و عددی مهندسی معدن
پیاپی 32 (پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/08/14
  • تعداد عناوین: 7
|
  • اعظم سلحشوری، احسان حسینی*، عبدالحمید انصاری، سید حسین مجتهدزاده صفحات 1-9

    میدان کیش یک میدان فوق عظیم گازی است که در قسمت شرقی خلیج فارس واقع شده است و در افق های کنگان و دالان خود دارای مقادیر فراوانی گاز است. ارزیابی توان هیدروکربن زایی سنگ مادرهای محتمل با انتخاب 58 نمونه سنگ از سازندهای پابده، گورپی، ایلام، لافان، سروک، کژدمی، داریان، گدوان، فهلیان، سورمه، نیریز، دشتک، دالان و فراقان با گامای طبیعی بالا و انجام آنالیز پیرولیز راک ایول 6 صورت گرفت. مقدار کربن آلی کل نمونه ها بین 0/16 تا 1/6 درصد وزنی متغیر است. بیشتر نمونه ها دارای پتانسیل هیدروکربن زایی ضعیفی هستند. تعداد محدودی از نمونه های سازند گورپی و پابده پتانسیل هیدروکربن زایی متوسط با بلوغ پایین را از خود نشان دادند. بررسی تاریخچه تدفین، حرارتی و زمان زایش هیدروکربن سنگ مادرهای پابده، گورپی و سرچاهان با انجام مدل سازی یک بعدی روی یکی از چاه های عمیق میدان انجام گرفت. نتایج مدل نشان داد که سازندهای پابده و گورپی نابالغ و دارای ضریب تبدیل صفر هستند درحالی که سازند سرچاهان به عنوان اصلی ترین سنگ مادر میدان، 95 درصد از پتانسیل خود را در طول زمان تولید کرده و در حال حاضر در محدوده تولید گاز خشک قرار دارد.

    کلیدواژگان: توان هیدروکربن زایی، تاریخچه تدفین، مدل سازی حرارتی، سازند سرچاهان
  • علیرضا باغبانان*، امیرحسین مومنی، امید جعفرآقایی، ابراهیم اسدالله پور صفحات 11-29

    در یک توده سنگ درزه دار، عمدتا نفوذپذیری از طریق شبکه ی درزه یا از طریق مجموعه درزه های به هم پیوسته که به صورت کانال های جریان درآمده اند، صورت می گیرد. بررسی وضعیت نفوذپذیری و جریان سیال درون درزه های سنگ یکی از پارامترهای مهم و تاثیرگذار در بسیاری از فعالیت های مهندسی ازجمله حفاری های زیرزمینی، بازیابی و استخراج از مخازن هیدروکربوری و منابع زمین گرمایی به شمار می رود. اسیدکاری درزه سنگ ها به منظور افزایش میزان نفوذپذیری مخازن صورت می گیرد و یک روش کلیدی برای افزایش بهره برداری منابع هیدروکربنی است. با توجه به این که چاه های نفت ایران اغلب در سازند های کربناتی قرار دارند، یکی از بهترین روش ها برای انگیزش چاه ها، اسیدکاری در آنها است. به همین منظور مطالعات آزمایشگاهی و عددی مختلفی باهدف بررسی تاثیر اسیدکاری بر رفتار هیدرولیکی درزه ها انجام گرفته است. درعین حال در اثر جابجایی درزه سنگ ها، الگوی جریان سیال و میزان جریان عبوری از درزه های آسیب دیده، تغییر می کند که این مورد در مطالعات انجام شده درگذشته با شرایط مذکور، موردبررسی قرار نگرفته و هدف اصلی این پژوهش است. در این مطالعه، نمونه های مختلف درزه طبیعی به وسیله روش کشش غیرمستقیم بر سنگ آهک آسماری که سنگ مخزن میدان های نفتی جنوب ایران می باشد، تهیه شده است. بعد از اسیدکاری به وسیله سلول اسیدکاری توسعه داده شده، میزان جریان عبوری سیال در شرایط اولیه اندازه گیری شد. یک کد عددی بر مبنای روش المان محدود در محیط متلب به منظور بررسی عددی تاثیر نرخ برش درزه بر رفتار هیدرولیکی درزه ها در شرایط قبل و بعد از اسیدکاری نیز توسعه داده شده است. نتایج عددی با نتایج آزمون های آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش نرخ برش در هر دو شرایط قبل و بعد از اسیدکاری، میزان دبی عبوری روندی افزایشی دارد. همچنین الگوی جریان سیال با افزایش میزان برش به سمت کانالیزه شدن می رود. بعد از اسیدکاری سطح درزه، اختلاف ضریب زبری و زبری خطی سطوح شکستگی بیشتر شده است که باعث افزایش مقدار هدایت هیدرولیکی اولیه شکستگی می گردد و تغییرات دبی دارای شیب کمتری نسبت به شرایط مشابه در حالت قبل از اسیدکاری است. در برخی موارد، روند تغییرات دبی در شرایط بعد از اسیدکاری، از الگوی کلی تغییرات دبی پیروی نمی کند.

    کلیدواژگان: نفوذپذیری، اسیدکاری، جابجایی برشی، مدل سازی عددی، قانون مکعب
  • هادی فتاحی*، فاطمه جیریایی صفحات 31-39

    تزریق پذیری یک پارامتر بااهمیت در عملیات تزریق است و پیش بینی صحیح آن منجر به انتخاب مناسب مواد سیال تزریق شونده می شود. این پارامتر در اکثر مواقع با روش های تجربی تخمین زده می شود و پیش بینی را با خطا همراه می کند. در این تحقیق سعی شد به منظور ساخت و صحت سنجی چند مدل داده کاوی در حوضه ی طبقه بندی، مجموعه ای از داده های آزمایشگاهی در عملیات تزریق موجود در چندین منبع به کار گرفته شود. مدل های طبقه بندی بکار گرفته شده در نرم افزار Orange شامل روش های ماشین بردار پشتیبان، شبکه عصبی مصنوعی، نزدیک ترین همسایگی، جنگل تصادفی و بیزین ساده می باشند. در این مدل ها، متغیرهای ورودی عبارت است از: نسبت آب به سیمان در دوغاب تزریق شونده، دانسیته نسبی خاک، فشار تزریق، درصد ریزدانه خاک، نسبت قطر ذرات خاک که 15 درصد وزنی نمونه از آن کوچک تر است به قطر ذرات سیال تزریقی که 85 درصد وزنی نمونه از آن کوچک تر است (N1=D15 soil/D85 grout و N2=D10 soil/D95 grout). پس از مدل سازی، نتایج نشان می دهد که مدل های بکار گرفته شده به خوبی رابطه ی بین تزریق پذیری و عوامل موثر آن را تعریف می کنند و از دقت بالایی در تخمین تزریق پذیری خاک های دانه ای برخوردار هستند. با توجه به ماتریس کارایی مدل ها، مدل شبکه عصبی مصنوعی با دقت 0/86 درصد و مدل نزدیک ترین همسایگی با دقت 0 /85درصد عملکرد بهتری نسبت به سایر روش ها دارند. بعلاوه در بررسی اهمیت متغیرهای ورودی بر اساس شاخص های امتیازدهی، متغیرهای N2 و N1 تاثیرگذارترین متغیرها در روند پیش بینی صحیح تزریق پذیری هستند.

    کلیدواژگان: طبقه بندی، تزریق پذیری، خاک های دانه ای، نرم افزار Orange
  • فهیمه دبیری، علیرضا یاراحمدی بافقی* صفحات 41-52

    در مدل سازی هندسی ناپیوستگی های توده سنگ، سعی بر این است که ساختارهای اصلی زمین شناسی همچون گسل ها، شناخته شده تا به تبع آن بتوان مناطق همگن آماری با ویژگی های تقریبا یکسان درزه داری را مشخص کرد. گسل ها و بعضی دیگر از ساختارهای اصلی زمین شناسی غالبا به صورت مرزهای طبیعی یک بلوک تکتونیکی عمل می کنند و بسته به مقیاس می توانند مناطقی با ویژگی های درزه داری مختلف را در کنار یکدیگر قرار دهند؛ بنابراین سیستم درزه ها به عنوان مجموعه های محدود به ساختارهای بزرگ تکتونیکی (گسل ها، چین خوردگی ها و...)، بهترین شاخص تفکیک مناطق همگن است. پارامترهای هندسی متعددی از قبیل شیب، جهت شیب، فاصله داری و گسترش درزه ها برای تشخیص گسل ها موثرند. ضریب ثابت تابع توزیع فیشر (K) به عنوان ضریبی که شیب و جهت شیب ناپیوستگی ها را نمایندگی می کند، نشان دهنده چگونگی توزیع و میزان پراکندگی درزه ها است و به عنوان پارامتر شاخص در خصوص رفتار شناسی هندسی ناپیوستگی ها محسوب می شود. بر اساس شواهد، جهت داری سیستم درزه ها در نزدیکی ساختارهای تکتونیکی به هم ریخته و با فاصله گرفتن از آنها منظم می شود. این موضوع به عنوان فرضیه این تحقیق در نظر گرفته شد و ضریب فیشر به عنوان اصلی ترین عامل تشخیص و تفکیک سیستم درزه ها مورداستفاده قرار گرفت. به منظور صحت سنجی فرضیه مطرح شده، با استفاده از داده های هندسی ناپیوستگی ها، برداشت شده از چهار معدن سه چاهون، چغارت، فسفات اسفوردی و میدوک، توزیع ضریب K در این معدن ها به دست آمد و خطوط هم ضریب فیشر رسم شدند. بدین ترتیب مناطق با تمرکز بالای ضریب K در هر معدن به عنوان مرکز سیستم درزه ها تعیین شد. با مقایسه بلوک های تکتونیکی محصورشده بین گسل های هر معدن و انطباق نسبی آن با مناطق تفکیک شده به روش پیشنهادی، کارایی این روش جهت تشخیص سیستم درزه ها و تخمین موقعیت ساختارهای بزرگ تکتونیکی به خوبی امکان پذیر شد.

    کلیدواژگان: گسل، سیستم درزه، ساختارهای تکتونیکی، ضریب ثابت فیشر (K)، معدن های بافق
  • حسینعلی لازمی*، ابوالفضل کهنه صفحات 53-64

    شکل گسیختگی‏ها در شیب های سنگی به شرایط مقاومتی لایه‏ ها، شیب لایه‏ ها، جهت ‏داری ناپیوستگی‏ ها، شرایط ناپیوستگی‏ ها (پرشدگی، زبری، فاصله‏ داری و هوازدگی)، هندسه پله و شرایط آب و هوایی منطقه بستگی دارد. شیب‏ ها را می ‏توان ازلحاظ ساختاری به دو دسته کلی همگن و ناهمگن تقسیم‏ بندی کرد. در شیب ‏های همگن غالبا شکست‏ های قاشقی رخ می‏ دهد و در شیب‏های ناهمگن معمولا شکست به صورت صفحه‏ ای، گوه‏ ای، واژگونی یا ترکیبی از چند نوع شکست است. این مطالعه باهدف بررسی پایداری دیواره دولومیتی معدن گلبینی 7 انجام شد. دیواره کمر‏پایین این معدن به شدت گسل خورده است، امتداد عمده گسل‏ های معدن گلبینی 7 تقریبا عمود بر جهت لایه‏ بندی و جهت شیب عمده آنها به جز چند گسل معکوس امتدادی، خلاف جهت شیب لایه‏ بندی است و پتانسیل ریزش های واژگونی وجود دارد. یکی از روش‏های اساسی جهت تحلیل پایداری دیواره دولومیتی به خصوص در شیب های سنگی، روش ارزیابی خطر سقوط سنگ است. در این ارزیابی، با استفاده از روش مشاهده ای بلوک های ناپایدار تشخیص داده شده و ریسک خطر ناپایداری آنها در سه سطح کم، متوسط و زیاد ارزیابی شد. در بررسی انجام شده، دیواره دولومیتی به 13 زون مختلف تقسیم بندی و در هر زون، بلوک های مستعد ناپایداری مشخص شد. مجموع بلوک های ارزیابی شده، 46 مورد است. با توجه به نتایج، بلوک های مربوط به زون 8 دارای سطح خطر متوسط تا زیاد بوده و بلوک های مربوط به زون 13 تماما دارای سطح خطر زیاد هستند. هیچ بلوکی در سطح خطر کم قرار ندارد و تنها 2 درصد بلوک های ارزیابی شده در سطح خطر کم تا متوسط هستند. 9 درصد در سطح خطر متوسط، 50 درصد در سطح خطر متوسط تا زیاد و 39 درصد در سطح خطر زیاد قرار دارند. فاصله سقوط از پای دیواره با روش ارزیابی خطر سقوط سنگ تعیین و نتایج آن با نتایج مدل سازی توسط نرم افزار Rocfall مقایسه شد و حداکثر اختلاف بین نتایج 25 درصد است. به همین دلیل این روش می تواند برای تعیین وضعیت خطر دیواره ها روش مناسبی بوده و در افزایش ایمنی محیط کار و نیروها در معدن موثر باشد.

    کلیدواژگان: گسیختگی، دیواره های دولومیتی، خطر سقوط سنگ، شیب های سنگی، ارزیابی خطر
  • محمدمهدی دین محمدپور، مجید نیکخواه*، کامران گشتاسبی، کاوه آهنگری صفحات 65-76

    یکی از پارامترهای ژیومکانیکی که در طراحی و تحلیل مهندسی سنگ مختلف دارای اهمیت است، وضعیت تنش برجا توده سنگ است. دراین ارتباط روش های اندازه گیری مستقیم و برجا، بهترین و دقیق ترین روش های اندازه گیری تنش ذاتی سنگ هستند، بااین حال این روش ها بسیار گران، زمان بر و پرهزینه اند. ازاین رو، امروزه روش های غیرمستقیم و مبتنی بر مغزه سنگ برای تخمین تنش پیشین موردتوجه و مطالعه قرارگرفته اند. یکی از روش های آزمایشگاهی روش انتشار اکوستیک (آوایی) مبتنی براثر کایزر است. در این روش تعیین نقطه اثر کایزر به طور متداول توسط پارامترهای سیگنال های انتشار اکوستیک انجام می شود که در برخی موارد تعیین نقطه اثر کایزر به روش پارامتریک مبهم بوده و از وضوح کافی برخوردار نیستند. در این تحقیق پردازش سیگنال انتشار اکوستیک برای تعیین نقطه اثر کایزر داده های حاصل از آزمایش بر روی سنگ فیلیت توسط روش تبدیل موجک گسسته استفاده شده است. نتایج به دست آمده بیان کننده این است که با توجه به پارامترهای ضریب همبستگی و نسبت نویز به سیگنال و نوع سیگنال های انتشار آکوستیک موجک مادر db6 برای تحلیل مناسب بوده است و در بین پارامترهای قابل استفاده برای تحلیل، پارامتر بیشینه ضریب تقریب نیز به عنوان ویژگی مناسب برای تحلیل انتخاب شد. همچنین نتایج حاصل از روش تبدیل موجک گسسته انطباق خوبی با نتایج حاصل از روش پارامتریک داشته است به طوری که زمان های رخداد اثر کایزر به دست آمده از دو روش به یکدیگر انطباق قابل قبولی دارند.

    کلیدواژگان: انتشار آکوستیک، اثر کایزر، فیلیت، تبدیل موجک گسسته، پردازش سیگنال
  • جواد غلام نژاد*، الهام لطفی، مهدی نجفی، محمدصادق زمانی صفحات 77-86

    طراحی و برنامه ریزی تولید در معادن روباز در شرایط عدم قطعیت قیمت محصول نهایی یکی از چالش های مهم در حوزه معدنکاری است به طوری که طراحی و برنامه ریزی در معدن بدون در نظر گرفتن عدم قطعیت قیمت، منجر به ارزیابی های اشتباه، برنامه ای غیرواقعی و غیرعملیاتی در شرایط نوسانات بازار شده و درنتیجه، ریسک سرمایه گذاری افزایش می یابد. تعیین محدوده نهایی برای مشخص نمودن میزان ذخیره قابل استخراج و جانمایی تاسیسات سطحی است. برای حل این مسیله از الگوریتم های ابتکاری، فر ابتکاری و روش های دقیق ریاضی استفاده شده است؛ اما این روش ها کمتر توانسته اند منجر به ارایه پیتی شوند که در فضای عدم قطعیت قیمت محصول نهایی معدن، باثبات ترین پیت باشد. در این مقاله الگوریتم ریاضی مبتنی بر شبیه سازی مونت کارلو و الگوریتم لرچ و گراسمن ارایه شد که قادر است بر اساس تاریخچه قیمت فلز در گذشته و تخمین تابع توزیع آن، ارزش قابل انتظار بلوک ها و احتمال استخراج هر بلوک را محاسبه کرده و محتمل ترین پیت نهایی را برای معدن به دست آورد. این پیت می تواند مبنای برنامه ریزی تولید بلند مدت معدن و همچنین معیاری برای جانمایی تاسیسات سطحی باشد. مدل ارایه شده روی یک معدن مس پورفیری اجرا شد و نتایج نشان داد که تعداد بلوک هایی که احتمال استخراج آنها 100 درصد است، نسبت به کل بلوک های موجود در مدل، کم است که این نشانگر حساسیت بالای پیت نسبت به عدم قطعیت قیمت است.

    کلیدواژگان: محدوده نهایی معدن، عدم قطعیت قیمت فلز، ارزش قابل انتظار بلوک، شبیه سازی مونت کارلو
|
  • Azam Salahshoori, Ehsan Hosseiny *, Abdolhamid Ansari, Seyyed Hossein Mojtahedzadeh Pages 1-9
    Introduction

    The Persian Gulf basin is one of the most important regions in terms of hydrocarbon resources in the world. The Kish gas field is located in the eastern part of the Persian Gulf.  The purpose of this paper is to assess the hydrocarbon generation potential and to model the burial and thermal history of source rocks in this gas field using Rock-Eval pyrolysis, vitrinite reflection, and a 1D model.

    Methodology and Approaches:

    In this study, 58 rock samples were selected from layers with high natural gamma ray in Pabdeh, Gurpi, Ilam, Lafan, Sarvak, Kazhdumi, Dariyan, Gadvan, Fahliyan, Surmeh, Neyriz, Dashtak, Dalan and Faraghan Formations for Rock Eval pyrolysis and vitrinite reflection. In addition, one-dimensional modeling of burial and thermal history was performed using PetroMod software (2011-Schlumberger) on well B of the Kish field.

    Results and Conclusions

    The TOC and S1+S2 values vary from 0.16 to 1.59%, and from 0.08 to 4.16 mg HC/g Rock, respectively. Most of the samples have low hydrocarbon potential, only a limited number from Gurpi and Pabdeh show fair hydrocarbon generation potential. The samples with fair potential have kerogen type III and II/III with the low level of maturity. The one-dimensional modeling was performed on Pabdeh, Gurpi and Sarchahan source rocks. The thermal model was calibrated with corrected down-hole temperatures and vitrinite reflections. According to the model, Pabdeh and Gurpi are immature, while the Sarchahan is currently in the gas window. It has reached the oil and gas window since 160 and 120 million years ago, and produced 95% of its potential so far.

    Keywords: Hydrocarbon potential generation, Burial history, Thermal modeling, Sarchahan Formation, Kish field
  • Alireza Baghbana *, Amirhossein Momeni, Omid Jafaraghaei, Ebrahim Esadollahpour Pages 11-29
    Introduction

    Evaluation of permeability and fluid flow behavior in rock joints is one of the most critical and fundamental issues in many rock engineering projects. In recent years, changes in the permeability of rock joints and mechanical deformations of the rock mass with the effects of chemical reaction have been studied by H-M-C process. Shear-flow coupling tests are generally performed under conditions where the flow direction is either parallel to the cutting direction or radially from the center of the joint sample due to the limitations of difficult laboratory conditions. One of these difficulties is the complete insulation of the sample to create a one-dimensional linear flow in the direction of the shearing. Numerical simulations can eliminate laboratory difficulties with flow sealing conditions. In this paper, the influence of chemical agents on fluid flow while the shearing process is applied. Due to the difficulties of implementing this issue, modeling has been done by developing a computational code using the finite element method.

    Methodology and Approaches

    Designing a coupling process with simultaneous effect of hydro-mechanical-chemical phenomena, numerical modeling based on the finite element method has been used to study the effect of shear displacement on fluid flow rate when fracture surfaces are degraded. The hydraulic head pressure (equal to one meter of water) is applied to the flow's input, and zero pressure is applied to the flow's outflow to simulate and quantify the flow rate from the fracture's left to right. The upper and lower boundaries of the fracture are also sealed. In the next step, because the fluid flow is to be examined separately in the X and Y directions, then, in each step, the flow in the conduct of outlets must be opened in the desired direction and closed in the other directions. To apply the effect of shear displacement on the flow rate, a secondary code based on the changes in the elements due to shear displacement was used and added it to the computational process of the developed primary code. The aperture values in each step are calculated and returned to the original code to calculate the flow rate step by step.

    Results and Conclusions

    The results show that with increasing the shearing rate in both conditions before and after acidizing, the flow rate has an increasing trend. Also, the fluid flow pattern goes channelized with an increasing shear rate. After acidizing the joint surface, the difference between the roughness coefficient and the linear roughness of the two fracture surfaces increases, which increases the initial hydraulic conductivity of the fracture, and flow changes shows a lower trend compared with the conditions in the pre-acid state. In some cases, the trend of discharge rates in the conditions after acidizing does not follow the general pattern of discharge rates. It seems it’s caused by closures which are created by shear displacement in the fluid flow path, forcing the fluid to change direction and find a new path to pass through the joint.

    Keywords: permeability, acidizing, shear displacement, Numerical modeling, cubic law
  • Hadi Fattahi *, Fateme Jiryaee Pages 31-39
    Introduction

    The purpose of grouting is to strengthen and improve the mechanical and hydraulic properties of the rock and soil. The fluid that is injected into the cavities and fissures of the environment is like a viscous liquid consisting of grains whose size is important in the grouting operation. Therefore, determining the groutability ratio in grouting operation is considered as an important parameter. Today, studies using data mining science show that the groutability of granular soils, in addition to grain size, is affected by various factors of the soil and the material of grout, which predicts groutability more accurately. Throughout history, many researchers have predicted groutability through experimental relationships. However, today, the capability of data mining methods in accurate predictions has shown that one approach in predicting groutability is to use a variety of data mining models and inferential systems.

    Methodology and Approaches:

    The purpose of this study is to evaluate several models of data mining methods, including ANN, SVM, KNN, RF and NB. For this purpose, a set of laboratory information related to groutability has been used in four literatures that include 87 data in order to develop efficient models for predicting groutability. Classification models are created in Orange software.

    Results and Conclusions

    The output variable is a property of groutability, which as a binary variable has two states of zero meaning nongroutable and 1 meaning groutable. Input variables also include the ratio of water cement in the grout or viscosity (W/C), the relative density of the soil (Dr), grouting pressure (P), the percentage of the soil particles passing through a 0.6 mm sieve (FC), N1 = D15soil / D85 grout and N2 = D10 soil / D95 grout. The values of the evaluation criteria for the methods are almost close to each other. Based on the AUC index, the random forest is the best model and the k-nearest neighbor method has the lowest value of this index. However, in terms of other criteria, the artificial neural network is higher than other methods and the k-nearest neighbor method is very close to it. On the other hand, the random forest model has the lowest value of criteria. Ignoring the AUC criteria, ANN and KNN methods are the best methods.One of the capabilities of Orange software is to study the effect and importance of input variables on the prediction of the target variable, in other words, the sensitivity of the output variable to input variables. The results show that variable N2 is in the first level based on the three criteria of information gain, relative information gain and Gini index, and variable N1 is in the second level with a very small difference in the values of the criteria. In addition, in the last row, W/C has the lowest value of the criteria and shows a small role in the correct prediction of groutability.

    Keywords: Classification, Groutability, granular soils, Orange Software
  • Fahimeh Dabiri, Alireza Yarahmadi Bafghi * Pages 41-52
    Introduction

    Discontinuities are the most important factor in the disorder and the impossibility of achieving ideal conditions. Sometimes in geomechanical study areas, joint studies are performed before tectonic studies. The reason is the lack of necessary outcrops to identify thetectonics of the area or uncertainties in their location. Therefore, the problem is to find a solution to estimate the position of large-scale structures, especially faults. From this perspective, in previous research, several points have been proposed to identify such structures:Joint density usually increases in areas near the faults. The distribution of discontinuity dip and dip direction, near the faults is generally severe. Alteration and weathering are high in the areas around the faults.

    Methodology and Approaches:

    In this study, increasing the distribution of discontinuity dip and dip direction and its relationship with the location of large tectonic structures has been used as a hypothesis. The Fisher coefficient (K) represents the scatter of the Fisher variable distribution function. Logically, in tectonized regions and fault zones (fault crossing areas), the distribution of the dip and dip direction of the joints is higher. As a result, the Fisher constant (K) decreases at the fault crossing point and increases at the inter fault zone. Based on this feature, areas with more tectonic mobility can be separated from structural calm areas and the Fisher's constant coefficient is introduced as a parameter determining the order of discontinuities.

    Results and Conclusions

    By taking primary data, including the dip and dip direction of the discontinuities from the four mines of Sechahoon, Ghoghart, Meiduk, and Esfordi phosphates, the distribution of K coefficient and drawing the contour lines based on the Fisher coefficient, the fault system in the study area was identified. Thus, areas with a high concentration of K coefficient in each mine were considered as fault crossings. By comparing the tectonic blocks enclosed between the faults of each mine and its relative compatibility with the separated areas by the proposed method, the efficiency of this method to identify the joint system and estimate the position of large tectonic structures was well achieved.

    Keywords: Joint system, Tectonic structures, Fisher constant (K), Choghart mine, Esphordi phosphate mine, Sechahoon mine, Meiduk mine
  • Hossein Ali Lazemi *, Abolfazl Kahneh Pages 53-64
    Introduction

    Over the last three decades, several methods have been proposed to assess the rockfall hazard in the highways and mines. In open-pit mines, rockfalls threaten not only human lives, but also machinery and portal structures located at the toe of highwalls. Therefore, rockfalls are one of the major hazards in open-pit mines. Qualitative or quantitative procedures can be used to distinguish between hazard classes.

    Methodology and Approaches:

    One of the basic methods for stability analysis of the dolomite wall, especially on rock slopes, is to assess the rockfall hazard. In this paper, a qualitative rockfall hazard assessment method, named qualitative Evolving Rockfall Hazard Assessment (ERHA) and RocFall software which is specifically developed for the assessment of rockfall hazards, is used. In this method, based on the visual monitoring system, unstable blocks are recognized and Rockfall hazard is evaluated. In the study, the dolomite wall Golbini 7 Mine was divided into 13 different zones and in each zone, blocks prone to instability were identified. The total number of the evaluated blocks is 46 cases. All blocks analyzed by qualitative rockfall hazard assessment method and RocFall software.

    Results and Conclusions

    The blocks related to zone 8 have a medium to high risk level and all blocks related to zone 13 have a high hazard level. No block is at the low hazard level. Only 2% of the assessed block are in the low to medium hazard level. 9% are in the medium hazard level, 50% are in the medium to high hazard level and 39% are in the high hazard level. The rockfall distance from the toe of the face determined by the evolving rockfall hazard assessment method and the results are compared with the modeling results by RocFall software. The maximum difference between the results is 25%.

    Keywords: Failure, Dolomite walls, Rockfall hazard, Rock slopes, Hazard assessment
  • Mohammadmahdi Dinmohammadpour, Majid Nikkhah *, Kamran Goshtasbi, Kaveh Ahangari Pages 65-76
    Introduction

    There are different methods to determine in situ stress. In this regard, direct measurement methods are the best and most accurate in situ stress measurement methods. However, these methods are very time-consuming and costly. Therefore, nowadays laboratory and indirect rock core-based methods for estimating in situ stress have been taken into consideration. One of the laboratory methods is the acoustic emission method based on Kaiser effect. In this method, determining the Kaiser effect point is usually done by the parameters of acoustic emission signals, which in some cases, determining the Kaiser effect point by parametric method are ambiguous and do not have sufficient clarity. Signal processing based on wavelet transform is a powerful tool to process acoustic emission signals, which has been used in several papers.

    Methodology and Approaches:

    In this study some Phyllite samples were used to be loaded under indirect tensile loading (Brazilian test). The acoustic emission test consisted of two cycles. In the first cycle, the samples were preloaded to a predetermined level, and in the second cycle, they were reloaded until reaching the failure. Before using the discrete wavelet transform, the appropriate mother wavelet was selected. Then, the signals obtained from the acoustic emission test were processed using wavelet transform. The maximum approximation coefficient parameter was used as a suitable feature for the analysis. Using K-means method, the obtained data are clustered in five clusters. Then, the highest density of data in the fifth cluster was considered as the occurrence point of the Kaiser effect.

    Results and Conclusions

    The results show that according to the parameters of correlation coefficient and noise to signal ratio and the type of acoustic signals the mother wave db6 was suitable for analysis. Among the parameters that can be used for analysis, the maximum approximation coefficient parameter is also selected as a suitable feature for analysis. Also, the results of the discrete wavelet transform method were in good agreement with the results of the parametric method, so that the occurrence times of the Kaiser effect obtained from the two methods are mutually acceptable.

    Keywords: acoustic emission, Kaiser effect, discrete wavelet transform, signal processing
  • Javad Gholamnejad *, Elham Lotfi, Mehdi Najafi, MohammadSadegh Zamani Pages 77-86
    Introduction

    The aim of the planning process for an open pit mine is usually to find optimum annual schedules that will give the highest Net Present Value (NPV). The primary input of this procedure is an economic block model, which includes a set of mining blocks representing the ore body and the surrounding rock. Net economic value is assigned to each block based on the revenue of recoverable metal content in a given block and subtracting all the operating costs, comprising mining, processing, refining, and selling costs. An economic evaluation of each block requires the estimation of ore tonnage and grade of mining blocks as well as some economic parameters such as metal prices and operation costs. In the current pit design approaches, the block economic values are calculated using a fixed known value. In this paper, using the metal prices in the past as well as the Monte Carlo simulation method, the most probable ultimate pit is obtained.

    Methodology and Approaches:

    In this article, the price distribution function of the metal price (copper) was obtained using the metal price history. Then 100 prices were simulated using Monte Carlo simulation and the expected value of each block was obtained using these simulated values of other fixed technical and economic parameters. Finally, by using these values and using the NPV Scheduler software, a single optimal pit was obtained. 

    Results and Conclusions

    In this article, the expected value of the blocks was obtained using the Monte Carlo simulation method, and then the optimal pit, which is actually the most probable pit, was obtained. Because the price history of the metal is considered in the design process, the obtained pit has little sensitivity to the changes in the price of the metal in the future.

    Keywords: Final pit limit, metal price uncertainty, block expected value, Monte-Carlo simulation