فهرست مطالب
نشریه مهندسی منابع معدنی
سال نهم شماره 3 (پاییز 1403)
- تاریخ انتشار: 1403/06/01
- تعداد عناوین: 6
-
-
صفحات 1-22
هدف از این پژوهش، استفاده هم زمان از عیار طلای به دست آمده از مدل سازی های ژئوشیمیایی و پارامتر های زمین شناسی، جهت شناسایی مناطق امیدبخش کانی زایی طلای اپی ترمال منطقه زایلیک در شمال غرب ایران است. شواهد زمین شناسی مورد استفاده در این منطقه، سنگ شناسی و دگرسانی های آرژیلیکی، پروپیلیتیکی، سیلیسی و اکسید آهن بوده و در مدل سازی های ژئوشیمیایی نیز از دو روش هوش مصنوعی 1) شبکه عصبی مصنوعی و 2) تلفیق آن با الگوریتم کرم شب تاب استفاده شد. شواهد زمین شناسی پس از کمی شدن، به همراه مقادیر تخمین زده شده طلا در روش های هوش مصنوعی، برای وزن دهی به سیستم سلسله مراتبی در نرم افزار Expert Choise وارد شدند. در این نرم افزار وزن دهی و تعیین درجه اهمیت نسبی پارامترهای زمین شناسی پس از مشورت با متخصصان زمین شناسی و اکتشاف صورت پذیرفته و روش های هوش مصنوعی نیز با استفاده از معیارهای کمی مانند ضریب تعیین و تابع جذر میانگین مربعات خطا با یکدیگر مقایسه شدند که روش تلفیقی شبکه عصبی مصنوعی با الگوریتم کرم شب تاب، با توجه به بیشتر بودن ضریب تعیین (R2=0.643) و کمتر بودن تابع خطا (RMSE=0.754)، نتایج بهتری را نشان داد، بنابراین از درجه اهمیت بیشتر، جهت تشخیص مناطق امید بخش کانی زایی برخوردار شد. در نهایت تمامی پارامترهای یاد شده در نرم افزار Arc GIS به وسیله روش برهم نهی فازی با یکدیگر تلفیق شده و مناطق بهینه اکتشافی در شمال و شمال شرق منطقه ثبت و ادامه اکتشاف ریشه کانی زایی طلا با توجه به مدل معرفی شده در مناطق همجوار میسر شد.
کلیدواژگان: شبکه عصبی مصنوعی، الگوریتم کرم شب تاب، سلسله مراتبی، برهم نهی فازی، طلای زایلیک -
صفحات 23-40ورقه یکصدهزار اردستان در بخش هایی از زون های ایران مرکزی و ارومیه دختر قرار دارد و با توجه به ویژگی های خاص زمین-شناسی یکی از مناطق امیدبخش برای کانی زایی سرب- روی در کشور است. هدف از این پژوهش مدل سازی پتانسیل معدنی با استفاده از روش ترکیبی AHP-TOPSIS، برای افزایش میزان صحت نتایج با کمترین میزان مساحت جستجو و در نتیجه کاهش هزینه و ریسک عملیات اکتشافی است. بدین منظور در گام نخست لایه های اکتشافی شاهد که شامل نقشه ژئوشیمیایی حاصل از تحلیل مولفه های اصلی، نقشه فاصله از دگرسانی های فیلیک، آرژیلیک و اکسید آهن، نقشه چگالی گسل و در نهایت نقشه فاصله از واحدهای کربناته است، با استفاده از تابع لجستیکی در دامنه صفر تا 1 قرار گرفت. با توجه به اهمیت شناسایی و تفکیک جوامع ژئوشیمیایی آنومال از مقادیر زمینه در اکتشاف کانسارهای فلزی از روش فرکتال عیار- مساحت به دلیل در نظر گرفتن همزمان مقادیر فراوانی و تغییرات فضایی داده های ژئوشیمیایی استفاده و با استفاده از این روش، جوامع آنومالی ژئوشیمیایی مرتبط با کانی زایی سرب و روی از زمینه تفکیک شد. در مرحله بعد تمامی معیارها و زیرمعیارها با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) وزن دهی و با تکنیک اولویت بندی با شباهت به راه حل ایده آل (TOPSIS) تلفیق شد. نتایج حاصل نشان دهنده ارتباط فضایی مثبت کانی زایی سرب- روی تیپ MVT در ورقه اردستان، با لیتولوژی های مستعد کانی زایی است. در نهایت برای صحت سنجی روش به کار گرفته شده در شناسایی نواحی امیدبخش، از منحنی (Prediction-Area (P-A استفاده شد. طبق این نمودار، نقطه تلاقی منحنی های نرخ پیش بینی و مساحت اشغال شده مربوطه، مقدار 68 را نشان داد. نتایج حاصل از این منحنی، توانایی قابل قبول این روش را در شناسایی نواحی امیدبخش ثابت کرد.کلیدواژگان: اردستان، سرب- روی، فرکتال عیار- مساحت، مدلسازی پتانسیل معدنی، منحنی P-A، AHP-TOPSIS
-
صفحات 41-59اکتشاف مواد معدنی یک کار چند رشته ای است که نیاز به توجه همزمان از مجموعه داده های ژئوفیزیک، زمین شناسی و ژئوشیمیایی متفاوت به انضمام روش های کارآمد و موثر جدید دارد. این مساله به ادغام موثر و تجزیه و تحلیل داده های مختلف جغرافیایی با فرمت ها و ویژگی های مختلف با کمک برنامه های کاربردی جدید نیاز دارد. داده هایی که با استفاده از پهپاد (داده های با تفکیک پذیری پایین) برداشت می شوند، قابلیت تبدیل شدن به داده های زمینی (تفکیک پذیری بالا) با استفاده از روش های جدیدی مانند هوش مصنوعی را دارند. در این مطالعه با استفاده از داده های مغناطیس سنجی برداشت شده به وسیله پهپاد و دستگاه زمینی پروتون در محیط برنامه نویسی پایتون، سه مدل رگرسیون نظارت شده اجرا شده است. این سه مدل، شامل رگرسیون خطی، جنگل تصادفی و گرادیان تقویت شده است که در نهایت گرادیان تقویت شده با توجه به نتایج آماری بهتر شامل میانگین خطای مربع و میانگین خطای مطلق در داده های آموزشی به ترتیب 0004/0 و 01/0 و در داده های آزمایشی به ترتیب 001/0 و 02/0 و در داده های اعتبارسنجی به ترتیب 001/0 و 01/0 و همچنین به علت پایدار بودن شبکه به عنوان مدل مورد استفاده برای پیش بینی انتخاب شد.کلیدواژگان: ژئوفیزیک هوایی، مغناطیس سنجی، پهپاد، هوش مصنوعی
-
صفحات 61-76هدف این تحقیق ارایه یک ابزار مناسب برای ارزیابی عملکرد توسعه پایدار در صنعت معدن است. بدین منظور بر مبنای ادبیات و پیشینه پژوهش، شاخص های مرتبط با مناظر کارت امتیازی متوازن پایداری شامل رشد و یادگیری، اقتصاد، محیط زیست و اجتماع بررسی و در نهایت 75 شاخص اولیه شناسایی شدند. در این تجزیه و تحلیل شاخص هایی که میانگین وزن آن ها بیشتر از 6/3 بودند به عنوان شاخص مناسب در نظر گرفته شدند که در نهایت 28 شاخص به عنوان شاخص نهایی انتخاب شدند. شاخص«تعداد روزهای از دست رفته» با میانگین وزن 9/10 در رتبه اول و شاخص «تعداد کل ضایعات تولیدی» با میانگین وزن 73/7 در رتبه دوم و شاخص های «مدیریت باطله» و «تلاش در جهت بازسازی معدن» با وزن 9/5 در رتبه سوم قرار گرفت. در مرحله بعد با استفاده از روش FANP به وزن دهی و رتبه بندی مناظر کارت امتیازی متوازن پایدار، پرداخته شد. بدین منظور پرسشنامه مقایسات زوجی طراحی و بین خبرگان توزیع شد. نرخ ناسازگاری مقایسات زوجی با استفاده از روش گوگوس و بوچر کمتر از 1/0 و سازگار بودند. نتایج تحقیق نشان داد که در میان مناظر کارت امتیازی متوازن پایداری منظر «رشد و یادگیری» با میانگین وزن 48/0 نسبت به سایر مناظر برتری داشته است. منظر «اجتماع» با میانگین وزن 24/0 در رتبه دوم، منظر «محیط زیست» با میانگین وزن 22/0 در رتبه سوم و در نهایت منظر «اقتصاد » با میانگین وزن 16/0 در رتبه چهارم نسبت به سایر مناظر قرار دارد.کلیدواژگان: کارت امتیازی متوازن پایدار، گزارش پایداری، تکنیک دلفی فازی، تحلیل شبکه ای فازی، مقایسات زوجی فازی
-
صفحات 77-94نشست ناشی از عملیات تونلسازی در محیط های شهری پدیده ای اجتناب ناپذیر است. پیش بینی و کنترل این پدیده آسیب های احتمالی به سازه های سطحی و زیرساخت های مجاور را به طور قابل توجهی کاهش می دهد. در این مقاله، برای پیش بینی حداکثر نشست سطح زمین ناشی از عملیات حفاری تونل های کم عمق در محیط های شهری از دو روش رگرسیون خطی چندگانه (MLR) و الگوریتم جنگل تصادفی (RF) استفاده شده است. بدین منظور 9 پارامتر ورودی موثر بر حداکثر نشست سطح زمین از جمله فاصله مرکز تونل از سطح زمین (H)، ارتفاع سطح آب زیرزمینی بالای تونل (W.T)، قطر تونل (D)، مدول الاستیسته خاک (E)، مقاومت برشی زهکشی نشده خاک (Cu)، ضریب فشار زمین (K0)، وزن مخصوص خاک (γ)، پارامتر گپ (g) و عدد پایداری (N) بر اساس 24 دسته داده مربوط به 14 پروژه مختلف تونلسازی انتخاب و سپس روش های MLR و RF پیاده سازی شدند. برای ارزیابی کارایی مدل ها در پیش بینی حداکثر نشست از 3 شاخص ضریب تعیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطای مطلق (MAE) برای داده های آموزش و تست استفاده شد. مقادیر ضریب تعیین روش های MLR و RF برای داده های آموزش به ترتیب 814/0 و 957/0 و برای داده های تست به ترتیب 793/0 و 96/0 به دست آمد که نشان دهنده کارایی بالای روش RF در مقایسه با MLR است. به علاوه، نتایج نشان داد که مقادیر شاخص های RMSE و MAE در هر دو مرحله آموزش و تست برای الگوریتم RF کمتر از روش MLR است که خطای کمتر الگوریتم RF و قابلیت اطمینان و دقت بالاتر آن نسبت به روش MLR نشان می دهد. همچنین، نتایج آنالیز اهمیت نشان می دهد که از بین پارامترهای ورودی، پارامتر گپ (g) و مقاومت برشی زهکشی نشده خاک (Cu) به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را بر حداکثر نشست سطح زمین دارند.کلیدواژگان: عملیات تونلسازی، حداکثر نشست سطح زمین، رگرسیون خطی چندگانه، الگوریتم جنگل تصادفی
-
صفحات 95-114
در معادن سنگ آهن گل گهر، کانی تالک همراه با مگنتیت وجود دارد که پس از بازیابی مگنتیت به تیکنرهای باطله وارد می شود. با توجه به اینکه تالک، بیش از 20 درصد باطله را تشکیل می دهد، در صورت بازیابی و تخلیص به عنوان یک محصول جانبی با ارزش افزوده بالا به فروش می رسد. در این مطالعه، استحصال تالک از باطله کارخانه های مجتمع گل گهر بررسی شده است. نمونه برداری از ته ریز تیکنر مرکزی که حاوی 65 درصد باطله کارخانه غبار و 35 درصد باطله تر کارخانه تغلیظ بود، انجام شد. بر اساس مطالعات ویژگی شناختی، باطله خروجی از ته ریز تیکنر مرکزی دارای حدود 23 درصد تالک بود. آزمایش های فلوتاسیون با استفاده از مواد شیمیایی مختلف مانند کفسازهای روغن کاج و پلی پروپیلن گلیکول، کلکتورهای اولئیک اسید، آرماک سی و آرماک تی و pHهای 7 و 11 انجام شد که در بهترین حالت، 11=pH، کف ساز پلی پروپیلن گلایکول و عدم استفاده از کلکتور، کنسانتره تالک با خلوص بیش از 95 درصد، با بازیابی وزنی 4/10 درصد و با بازیابی تالک 42 درصد تولید کرد. همچنین آزمایش های سینتیک فلوتاسیون نیز در شرایط بهینه انجام و نشان داده شد که اغلب مدل های سینتیکی مرتبه اول و همچنین مدل سینتیکی مرتبه دوم انطباق عالی بر شناوری تالک در طی زمان دارند.
کلیدواژگان: بازیافت، تالک، باطله، فلوتاسیون، سینتیک
-
Pages 1-22
This research aims to simultaneously use geochemical modeling and geological parameters for gold grade estimation to identify promising zones of epithermal gold mineralization in the Zailik region, northwest of Iran. For this purpose, the employed geological evidence includes lithology and alterations like silicification, iron oxides, phyllic, and propylitic. For geochemical modeling two methods were utulized: 1) artificial neural network (ANN), 2) integrating ANN with the Firefly algorithm. Geological evidence after quantification, along with the estimated amounts of gold in artificial intelligence methods, was entered into the hierarchical system in Expert Choice software for weighting. In this method, the weighting and determination of the degree of relative importance of geological parameters were attempted after consulting geological and exploration experts. Subsequently, artificial intelligence methods were also compared with each other using quantitative criteria such as the coefficient of determination and the root mean square error function. The results showed that the combined method of artificial neural networks with the Firefly algorithm provides better results due to the higher coefficient of determination (R2=0.643) and lower error function (RMSE=0.754). Therefore, it has a higher degree of importance to identify promising areas for mineralization. Finally, all the above parameters were combined with each other in the Arc GIS software using the fuzzy overlay method, and the optimal exploration targets were detected in the north and northeast of the region, enabling to continue the exploration targets along the root of gold mineralization in the neighboring areas according to the introduced model.
Keywords: Artificial Neural Network, Firefly Algorithm, AHP, Fuzzy Overlay, Zailik Gold -
Pages 23-40Ardestan area is located in parts of Central Iran and Urumieh-Dokhtar zones, and due to its special geological features, is one of the most promising areas for Pb-Zn mineralization in Iran. The purpose of this research is to model the mineral potential using the hybrid AHP-TOPSIS method, to increase the accuracy of the results and thus to reduce the cost and the risk of exploration operations. For this, in the first step, the evidential layers, which include the geochemical anomaly map, the phyllic, argillic, and iron oxide alterations, the fault density map, and finally carbonate rock units, were transformed in the range of 0 to 1 using the Logistic function. In the next step, all the evidential maps and their corresponding classes weighted using the Analytical Hierarchy (AHP) method and incorporated with the technique of prioritization similar to the ideal solution (TOPSIS). The results show the positive spatial correlation of Pb-Zn elements with lithologies prone to mineralization. Finally, the Prediction-Area (P-A) curve was used to validate the applied method. According to this curve, the intersection point of the prediction rate curves and the corresponding occupied area showed the value of 68. The results of this curve proved the acceptable ability of this method in identifying promising areas.Keywords: Ardestan, AHP-TOPSIS, Concentration- Area, Mineral Prospectivity Mapping, P-A Plot
-
Pages 41-59Mineral exploration necessitates a comprehensive approach that involves analyzing various geophysical, geological, and geochemical datasets, in addition to employing efficient and effective methodologies. Successfully addressing this challenge involves integrating and analyzing diverse geographic data, which often come in different formats and possess distinct features, with the aid of innovative applications. One promising technique involves utilizing artificial intelligence to convert low-resolution drone-collected data into high-resolution ground data. For this particular investigation, three supervised regression models—linear regression, random forest, and enhanced gradient—were implemented in the Python programming environment using magnetometric data obtained from both UAV and Proton ground devices. After evaluating the statistical results, including metrics such as mean square error and mean absolute error, it was determined that the enhanced gradient model outperformed the others. This model exhibited respective values of 0.0004 and 0.01 for training data, 0.001 and 0.02 for experimental data, and 0.001 and 0.01 for validation data. Additionally, the enhanced gradient model demonstrated stability, leading to its selection as the preferred model for prediction purposes.Keywords: Airborne Geophysics, Magnetometric, Drone, Artificial Intelligence
-
Pages 61-76This study presents a tool for evaluating sustainable development in the mining industry. We identified indicators related to four dimensions: growth and learning, economy, environment, and society. A total of 75 primary indicators were determined. Indicators with a mean weight of over 3.6 were considered suitable, resulting in the selection of 28 final indicators. The top-ranked indicator was "number of lost days" with a mean weight of 10.9, followed by "total amount of waste produced" with a mean weight of 7.73. The indicators of "waste management" and "efforts to restore the mine" had mean weights of 5.9, ranking third. To assess the weight of each dimension in evaluating sustainability performance, the researchers used the FANP method and a pairwise comparison questionnaire. The inconsistency rate of the pairwise comparisons, estimated using the Gogos and Butcher's method, was below 0.1 for all questionnaires, indicating consistency. The results showed that the "growth and learning" dimension had the highest mean weight of 0.48, followed by the "community" dimension with a mean weight of 0.24. The "environment" dimension ranked third with a mean weight of 0.22, while the "economy" dimension ranked fourth with a mean weight of 0.16 among all dimensions.Keywords: Sustainability Balanced Scorecard (SBSC), Sustainability Report, Fuzzy Delphi Technique, Fuzzy Network Analysis, Fuzzy Pairwise Comparisons
-
Pages 77-94The occurrence of settlement induced by tunneling operations in urban environments is an inevitable phenomenon. The risk of damage to nearby infrastructures and surface structures can be greatly reduced by predicting and controlling this event. This paper uses multiple linear regression (MLR) model and random forest (RF) algorithm to predict the maximum surface settlement (Smax) due to shallow tunnel excavation. Nine input parameters, including the distance of the tunnel center from the ground surface (H), height of the underground water level above the tunnel (W.T), tunnel diameter (D), elastic modulus of soil (E), undrained shear strength of soil (Cu), earth pressure coefficient (K0), unit weight of soil (γ), gap parameter (g), and stability number (N) were selected from 24 data sets related to 14 tunneling projects. The MLR and RF techniques were then implemented for predicting Smax. Three performance indicators of coefficient of determination (R2), root mean square error (RMSE), and mean absolute error (MAE) were employed for the training and test phases to evaluate the efficiency of the suggested models. The coefficient of determination values for MLR and RF for training data were 0.814 and 0.957, respectively, while for test data were 0.793 and 0.96, indicating that the RF approach is more efficient than MLR. Moreover, the findings reveal that the RF algorithm exhibits lower RMSE and MAE values in both the training and testing phases compared to the MLR method. This suggests that the RF algorithm exhibits reduced error and higher reliability and accuracy when compared to the MLR model. Also, the performance study demonstrates that among the input parameters, the gap parameter (g) and the undrained shear strength of soil (Cu) have the greatest and least influence on Smax, respectively.Keywords: Tunneling Operations, Maximum Surface Settlement (Smax), Multiple Linear Regression (MLR) Model, Random Forest (RF) Algorithm
-
Pages 95-114
In the iron ore mines of Gol-Gohar, talc presents along with magnetite mineral, which goes to waste thickeners after recovery of magnetite. Considering that talc constitutes more than 20% of waste, it can be sold as a by-product with a high added value, if it is recovered and purified. In this study, the extraction of talc from the tailings of the Gol-Gohar complex has been investigated. Sampling was done from the central thickener underflow, which contained 65% of dust factory tailings and 35% of concentrate factory tailings. Based on characteristic studies, the tailings from the central thickener had about 23% talc. Flotation tests were performed using different chemicals, such as pine oil and polypropylene glycol as frothers, oleic acid as collector, Armac C and Armac T, and pH 7 and 11. In the best condition, pH=11, polypropylene glycol as a frother, and not using a collector, a talc concentrate with a purity of more than 95%, a weight recovery of 10.4%, and a talc recovery of 42% was produced. Also, flotation kinetic tests were performed under optimal conditions, and it was shown that most of the first-order kinetic models and the second-order kinetic model excellently match the talc flotation recovery over the time.
Keywords: Recycling, Talc, Tailings, Flotation, Kinetic