فهرست مطالب

مهندسی معدن - پیاپی 6 (بهار 1387)
  • پیاپی 6 (بهار 1387)
  • تاریخ انتشار: 1387/02/11
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مرتضی قارونی نیک صفحه 1
    یکی از روش های بررسی خواص مکانیکی سنگ ها آزمایش برش مستقیم است. این آزمایش بعنوان ساده ترین و عمومی ترین روش مورد استفاده برای تعیین مقاومت برشی سنگ های حاوی صفحات ضعیف یا ناپیوستگی شناخته می شود. این نوع آزمایش معمولا در آزمایشگاه انجام می شود. لیکن ممکن است در محل پروژه و با استفاده از دستگاه برش مستقیم قابل حمل نیز اجرا گردد. از آنجا که در انجام این آزمایش فشارهای برشی و قائم هر دو با پمپ های دستی اعمال می شوند، ابهاماتی در دقت نتایج وجود دارد. این ابهامات را می توان با اعمال تنش برشی با استفاده از پمپ های هیدرولیکی برقی بجای پمپ های مکانیکی موجود تاحد زیادی حذف کرد. با استفاده از این نوع پمپ ها افزایش تنش برشی در حین اجرای آزمایش منظم بوده و نرخ تغییرات آن قابل کنترل می باشد. یک باطری 12 ولتی پمپ های الکتریکی را تغذیه می کند. لذا مزیت قابل حمل بودن این دستگاه نیز حفظ خواهد شد.
    تعدادی آزمایش برش مستقیم با استفاده از هر دو دستگاه (دستگاه برش مستقیم موجود و دستگاه برش مستقیم اصلاح شده) انجام گردید. جهت مقایسه دقیق و نزدیک نتایج این آزمایش با دو دستگاه مذکور، تعدادی نمونه مصنوعی حاوی یک ناپیوستگی تحت آزمایش قرار گرفته اند. نتایج حاصل از اینکار نشان می دهد که اختلافاتی بین نتایج بدست آمده از دو دستگاه مذکور وجود دارد و این مطلب نشان دهنده اینست که با توجه به دقیق تر بودن دستگاه اصلاح شده، باید روی نتایج حاصل از آزمایش برش مستقیم با دستگاه قابل حمل موجود در آزمایشگاه درنگ و تامل بیشتری بعمل آورد.
    کلیدواژگان: آزمایش برش مستقیم، دستگاه آزمایش معمولی و اصلاح شده، نمونه های مصنوعی
  • اکبر مهدیلو، سعید غفاری، مهدی ایران نژاد صفحه 9
    با توجه به کمیابی کانی های اصلی وانادیم، تیتانومنیتیت ها یکی از مهم ترین منابع استحصال این فلز محسوب می شوند. کانسنگ تیتانومنیتیت قره آغاج واقع در 36 کیلو متری ارومیه در شمال غرب ایران که منبع اصلی برای تولید تیتانیم محسوب می شود از جمله این منابع است. براساس فلوشیت ارائه شده برای تولید کنسانتره ایلمنیت، بخشی نیز به عنوان کنسانتره منیتیت با 84/0 درصد V2O5 حاصل می شود که منبع مناسبی برای استحصال محصول جانبی وانادیم می باشد. مطالعات کانی شناسی انجام گرفته بر روی منیتیت با استفاده از XRD، XRF و SEM نشان داد که وانادیم به صورت V3+ جانشین Fe3+ در شبکه منیتیت شده است. استحصال وانادیم از کنسانتره منیتیت شامل تشویه نمکی، لیچینگ با آب و ترسیب مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای موثر بر تشویه شامل درصد نمک کربنات سدیم، ابعاد ذرات کنسانتره، دمای تشویه و مدت زمان تشویه بررسی و مقادیر مناسب برای آنها به ترتیب 16 درصد وزنی، mμ75=d80، 1100 و 2 ساعت تعیین شد. از پارامترهای لیچینگ مانند دانه بندی منیتیت تشویه شده، دما و زمان لیچینگ بررسی و مقادیر مناسب آنها به ترتیب mμ105=d80، 90 و 1 ساعت به دست آمد.
    کلیدواژگان: پنتوکسید وانادیم، تیتانومنیتیت، منیتیت، تشویه نمکی، لیچینگ
  • مهدی حسینی صفحه 19
    در طی حفاری فضاهای زیرزمینی از قبیل تونل، مغار و چاه ها تمرکز تنش در نزدیکی این بازکننده ها افزایش می یابد و مسئله ناپایداری در این حفریات زیرزمینی اتفاق می افتد. آزمایش روی استوانه های توخالی جدار ضخیم سنگ یک روش ساده، اقتصادی و واقعی برای بررسی پایداری و مکانیزم شکست فضاهای زیرزمینی است. در این مقاله این دستگاه آزمایش توضیح داده شده است. به منظور بررسی عملکرد دستگاه جدید و نمایش قابلیت های آن، یک سری آزمایش بر روی یک سنگ مصنوعی متخلخل انجام شده است. نتایج آزمایش ها بر روی ماده CRIR09 نشان می دهد که بعد از شکست، یک جفت صفحه شکست شعاعی مشاهده می شود. این باند ها در اثر مکانیزم تراکمی ((compacting failure mechanism تشکیل شده است بدلیل آنکه صفحه شکست عمود بر جهت تنش اصلی حداکثر می باشد. این نوع شکست معمولا در مواد خیلی متخلخل اتفاق می افتد.
    کلیدواژگان: استوانه توخالی، آزمایش سه محوری، حفریات زیرزمینی و پایداری
  • سید کاظم اورعی، مهدی تهامی کوهبنانی، عباس سام صفحه 27
    بارگیری و حمل مواد، گران ترین فرآیند در استخراج معادن روباز است و معدن گهرزمین با بیش از 600 میلیون تن ذخیره سنگ آهن در عمق متوسط 350 متر، نیاز به روش مناسبی برای بارگیری و حمل سنگ آهن و نیز جابه جایی مواد باطله دارد. بالا بودن سطح آب زیرزمینی و وجود روباره ی زیاد، از مهم ترین عوامل موثر در طراحی بهینه سیستم ترابری در این معدن می باشد.
    در این مقاله، طبق طرح استخراجی معدن، دو روش مختلف حمل مواد ارایه شده است: روش اول، سیستم شاول-کامیون و روش دوم، حمل توسط نوارنقاله که در هر دو روش، سیستم سنگ شکنی و موقعیت آن نیز طراحی شده است. مقایسه فنی و اقتصادی این دو روش حمل نشان داد که استفاده از سیستم نوارنقاله و سنگ شکن درون کاواک نسبت به سیستم حمل با کامیون روش مناسب تری است که علاوه بر مزایای فنی از نظر اقتصادی نیز هزینه های کمتری دارد.
    کلیدواژگان: ترابری، معدن روباز، سنگ شکن داخل کاواک، نوارنقاله، کامیون، شاول، بهره وری
  • سید محمد جواد کلینی، محمود عبدالهی، رضوان خرمالی صفحه 39
    در این تحقیق امکان حذف کلسیم از سنگ معدن بوکسیت جاجرم با استفاده از روش لیچینگ اسیدی به منظور غنی سازی بوکسیت جهت مصرف در صنایع دیرگداز مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از آنالیزهای شیمیایی AA، ICP، XRF و XRD یک نمونه از سنگ معدن بوکسیت جاجرم نشان داد که نمونه بوکسیت از نوع دیاسپوری بوده و کلسیم موجود در نمونه نیز از نوع کانی کلسیت است و کانی های همراه دیگر هماتیت، کوارتز و آناتاز می باشند. ابتدا آزمایش های اولیه جهت تعیین شرایط بهینه کلسیناسیون انجام گرفت. با مشخص شدن دمای 900 درجه سانتی گراد و زمان 60 دقیقه بعنوان شرایط بهینه کلسیناسیون، آزمایش های لیچینگ توسط اسید کلریدریک انجام گرفت و دمای Co90، مدت زمان 30 دقیقه، غلظت اسید M3، درصد جامد 15، سرعت همزدن rpm300 و ابعاد 500-150 میکرون به عنوان شرایط بهینه لیچینگ بدست آمدند. نتایج حاصل نشان داد که دمای لیچینگ و غلظت اسید تاثیر بسزایی در میزان حذف کلسیم دارند. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که در شرایط بهینه کلسیناسیون و لیچینگ می توان 45/95 درصد کلسیم موجود در نمونه بوکسیت را حذف کرد و عیار کلسیت در کنسانتره را از 1/1 به 05/0 درصد کاهش داد.
    کلیدواژگان: بوکسیت، کلسیناسیون، لیچینگ توسط اسید کلریدریک، کلسیم زدایی، جاجرم
  • جلال طالع زاری، غلامرضا کمالی صفحه 47
    مهم ترین ویژگی سنگ های دگرگونی متورق ناهمسانی(انیزوتروپی) آنهاست، که باید در ارزیابی مهندسی مورد توجه قرار گیرد. بیشتر سنگ های دگرگونی ساختار ورقه ای (شیستوزیته) داشته و ناهمسانی قابل ملاحظه ای در رفتار مکانیکی از خود نشان می دهند. بنابراین طراحی صحیح و تحلیل پایداری سازه های (تونل، سد،...) واقع در این گونه سنگ ها نیازمند دانش کافی در مورد رفتار آنهاست. هدف از این تحقیق مطالعه ناهمسانی پارامترهای مقاومت برشی (نیروی چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی) نمونه های کالک شیست گرفته شده از گمانه های ژئوتکنیک اکتشافی مسیر تونل شماره یک سامانه انتقال آب سد آزاد کردستان می باشد. جهت نیل به هدف از نتایج سه دسته آزمایش ها شامل آزمایش های پتروگرافی، تعیین خواص فیزیکی و تعیین خواص ژئوتکنیکی استفاده شده است. جهت تعیین خواص ژئوتکنیکی، آزمایش های مقاومت فشاری تک محوری و سه محوری با فشارهای جانبی 4،2 و6 مگاپاسکال بر روی نمونه ها با زوایای 0،30،60،90درجه (= زاویه بین سطوح ضعف و امتداد بارگذاری بر روی نمونه است) انجام شده و به کمک نتایج آن دوایر موهر ترسیم و پارامترهای مقاومت برشی به دست آمده اند. همچنین مقاومت در شرایط محصور به کمک معیار شکست تجربی رامامورتی و همکاران (1988) پیش بینی شده و به کمک نتایج بدست آمده از این معیار، مقادیر پارامترهای مقاومت برشی نیز پیش بینی شده است. نتایج حاصل از این آزمایش ها حاکی از آن است که پارامترهای مقاومت برشی سنگ های شیستی ناهمسان بوده و در زوایای مختلف تورق از مقادیر ثابتی برخوردار نیستند و به شدت به امتداد بارگذاری نسبت به جهت تورق، فشارهای جانبی و ترکیب کانی شناسی بستگی دارد. همچنین مقادیر پیش بینی شده پارامترهای مقاومت برشی با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه شده که تطابق قابل قبولی از خود نشان می دهند.
    کلیدواژگان: انیزوتروپ، شیست، معیار شکست، زاویه تورق()، مقاومت فشاری، کردستان
  • مجید مسعودی، محمد امین کربلا، همایون کتیبه صفحه 57
    عملیات تزریق، یکی از راه های کاهش نشت آب، افزایش مقاومت و تحکیم سنگ درزه دار در ساختگاه هاست. یکی از مسایل پیش رو در این عملیات، برآورد میزان سیمان مصرفی و تخمین شعاع نفوذ دوغاب سیمانی است که به عنوان پارامترهای اصلی فرآیند تزریق معرفی شده اند. در نتیجه، تخمین این پارامترها به منظور اجرای عملیات تزریق امری ضروری است که موجب افزایش بازده عملیات می شود. در این تحقیق 5 مدل تحلیلی، همراه با مدل سازی عددی برای پیش بینی شعاع نفوذ و حجم دوغاب تزریق یافته معرفی شده اند. از مدل های تحلیلی برای انجام محاسبات تزریق در ساختگاه سد سیمره، بوسیله نتایج حفاری های ژئوتکنیکی و تزریق آزمایشی، استفاده شد. سپس با استفاده از مدل سازی عددی به وسیله نرم افزارUDEC نیز شعاع تاثیر و حجم خورند محاسبه شد. نتایج دو مدل سازی تحلیلی و عددی با خورند واقعی ثبت شده در ساختگاه مقایسه و بررسی شده اند. مطالعات نشان دهنده آن است که در مدل سازی تحلیلی، مدل لمباردی در مقایسه با سایر مدل ها برآورد بهتری از حجم دوغاب تزریق یافته ارائه می دهد. سایر مدل ها تخمین های متفاوتی از خورند دوغاب نشان می دهند. علت این تفاوت را می توان ناشی از ساده سازی بیش از حد شرایط حاکم بر عملیات تزریق در این مدل ها دانست. نتایج مدل سازی عددی دارای تطابق قابل قبولی با میانگین مدل های تحلیلی است، اما بطورکلی می توان گفت که مدل سازی عددی در مقایسه با مدل های تحلیلی، تخمین بهتری از حجم دوغاب تزریق یافته نشان می دهد. با این وجود یکی از نقاط ضعف مدل سازی عددی، سهل الوصول نبودن محاسبات با توجه به تعدد مقاطع تزریقی و محدودیت امکانات محاسباتی در حین اجرای عملیات است. در حالیکه به کارگیری مدل های تحلیلی با توجه به سادگی محاسبات، کاربردی تر می نماید.
    کلیدواژگان: مدل سازی تحلیلی و عددی، شعاع نفوذ، خورند دوغاب، سد سیمره
  • مهدی ذاکری خطیر، امید شاه حسینی، سید ضیاء الدین شفایی، محسن رحیمی صفحه 67
    در این مقاله امکان تعیین عیار مواد معدنی با استفاده از شبکه عصبی و تکنیک پردازش تصویر مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های مورد استفاده دراین طرح از معدن چغارت یزد تهیه و تعداد آنها نیز 100 عدد بوده است. در این طرح با تهیه عکس از نمونه های پودر شده با دوربین عکاسی دیجیتالی حرفه ای و با استفاده از ویژگی های تصویری عکس ها شامل سه رنگ اصلی قرمز، آبی و سبز(RGB) تصاویر و ویژگی بافتی هارلیک شامل انرژی[i]، آنتروپی[ii]، کنتراست[iii] و یکنواختی تصاویر[iv] و علم پردازش تصاویر با شبکه عصبی MLP[v] اقدام به تعیین عیار ماده معدنی مورد نظر نموده ایم. شبکه عصبی تعیین شده در ابتدا با 70 نمونه آموزش داده شده و سپس با 30 نمونه واقعی آزمایش گردیده است. در این طرح ازسه روش برای آموزش شبکه عصبی استفاده شده که در روش اول تنها سه رنگ اصلی (میزان سطح خاکستری در هر پیکسل)، در روش دوم سه رنگ اصلی به همراه انحراف معیار آنها و در روش سوم سه رنگ اصلی به علاوه ویژگی های بافتی تصویر که در بالا ذکر شد به عنوان وروردی شبکه در نظر گرفته شده است. در نهایت شبکه طراحی شده با استفاده از روش اول قادر به پیش بینی عیار آهن با دقت2/95 درصد در روش دوم با دقت 9/96درصد و در روش سوم با دقت72/97 درصد می باشد.
    کلیدواژگان: عیار ماده معدنی، پردازش تصویر، شبکه عصبی MLP، آموزش شبکه عصبی
|
  • M. Gharouni Nik Page 1
    One of the methods for investigating the mechanical properties of rocks is direct shear test. It is considered as the simplest and the most commonly used methods for the shear testing of rock specimens containing a weakness plane or a discontinuity. This kind of test is normally carried out in the laboratory, but it may also be performed in the field, using a portable shear box to test discontinuities contained in a piece of drill core. As the normal and shear stresses are applied by hand pumps in the portable shear tests, there are some doubts on the accuracy of results. These ambiguities may be eliminated when using electrical hydraulic pumps instead of mechanically controlled hand pump for applying shear stress on the specimen. The shear stress increasing rate would be regular and may be controlled and changed by means of electrical pumps. As the power supplier will be a 12 volts battery, the developed shear apparatus will also be portable. A series of shear tests have been conducted using both conventional and developed direct shear test apparatus. To be able to have a close comparison, artificially made specimens containing a discontinuity have been tested. The results obtained from these apparatus show some discrepancies which makes one think about the results of the conventional portable shear box.
    Keywords: Direct shear test, Conventional, improved direct shear apparatus, Artificial specimens
  • A. Mehdilo, S. Ghafari, M. Irannajad Page 9
    Titanomagnetites are one of the most important resources for recovery of vanadium. Qara-aghaj hard rock titanium ore locating 36 Km far from Euromieh north-west of Iran, is one of these resources. Based on presented flowsheet for production of ilmenite concentrate, a by-product as magnetite concentrate containing 0.84% V2O5 is produced. Mineralogical studies performed by XRD, XRF, and SEM and analyzing by EDX indicated that Fe3+ has been partially replaced by V3+ in magnetite lattices. Extraction of vanadium from magnetite concentrate consisting of salt roasting, leaching and precipitation was investigated. The effective parameters on roasting such as percentage of sodium carbonate, concentrate particle size, roasting temperature and roasting time were studied and the optimum amount of these parameters were determined as 16 wt%, d80= 75 mµ, 1100 °C and 2 hours, respectively. The leaching parameters such as roasted magnetite particle size, temperature and time were also investigated and the optimum amount of them were obtained as d80= 105 mµ, 90°C and 1 hour, respectively.
    Keywords: Vanadium pantoxide, Titanomagnetite, magnetite, salt roasting, leaching
  • M. Hoseini Page 19
    During construction of underground openings, such as: tunnels, shafts and caverns stress concentrations increase near these openings and instability problem occur in these underground excavations. Tests on thick-walled hollow cylinders of rock are a relatively easy, economical and realistic means to better understand stability and the mechanisms associated to underground openings failure. The mode of rupture observed in the tests was a pair of radial rupture planes. These rupture planes correspond to a compacting failure mechanism, because, these planes are perpendicular to major principal stress (tangential stress). This kind of rupture usually occurs in very porous material.
    Keywords: Hollow cylinder, triaxial test, underground excavation, stability
  • S.K. Oraee, M. Tahami, A. Sam Page 27
    Loading and transportation are often the most expensive process in an opencast mining operation. Gohar Zamin, being an important reserve with some 600 Million tons of iron ore, is now in the planning stage and an optimum loading and transportation system would add considerably to the economics of its operations. In this paper, two main methods have been introduced. The first method is the conventional shovel and trucks system, whilst the second one is using belt conveyors. The appropriate crushing method decided and the optimum location of the crushers has been determined in both cases. These two methods have then been subject to economic comparison, using real data from field studies in Gohar Zamin mine. The paper concludes that the method of using an in pit crusher and belt conveyors, being technically advantageous, is also more economical than the conventional method
    Keywords: Transportation, Opencast mine, in pit crusher, Belt conveyor, Truck, Shovel
  • S.M.J. Koleini, M. Abdollahy, R. Khormali Page 39
    The calcium removal from Jajarm bauxite ore by acid leaching in order to bauxite enrichment was investigated in this research. The results of XRD, XRF, ICP and chemical studies indicated that Diaspore (AlO(OH)) is the major mineral phase and Hematite (Fe2O3), Quartz (SiO2), Anatase (TiO2), Calcite (CaCO3) are minor phases in the sample ore. At first, calcination experiments were carried out to optimize calcination parameters. The experimental results suggested 900ºC and 60 minutes as optimizing calcination parameters; leaching tests with hydrochloric acid were performed subsequently and 90ºC, 30 min, 3M acid concentration, solid liquid ratio of 1:6, 300 rpm agitation speed and 150 - 500µm particle size as optimizing leaching parameters were obtained. Temperature and acid concentration showed strong effect on the calcium removal. In the optimum conditions removal of more than 95.45% of calcium content was achieved from basic mineral and the calcium content was decreased below 0.05% within the residue bauxite and made it desirable for refractory and abrasives industries.
    Keywords: Bauxite, Calcination, Hydrochloric Acid Leaching, Calcium Removal, Jajarm
  • J. Talezari, Gh Kamali Page 47
    Anisotropy, which is a most important characteristic of metamorphic rocks such as schistose and gneissic rock, which should be considered in engineering evaluation. Most metamorphic rocks have foliated structure and they show considerable anisotropy in mechanical behavior. Therefore correct design and stability analysis of man made structures confined whit these rocks require enough knowledge about their anisotropic behavior. The purpose of this research, study of anisotropic shear strength parameters of Calc-schist sample that obtained from exploration geotechnical borehole number one tunnel of water conveyance system Kordestan Azad dam. Study area is located in Sanandaj- sirjan zone. To received objective of the present investigation is used from three generic experiments as petrography, physical and geotechnical properties for determine geotechnical properties, triaxial tests were conducted on the samples with various anisotropic angles (0, 30, 60, 90) under confining pressure of 2, 4, 6 MPa with using from their results, drown Mohr circles and obtained shear strength parameters. Also strength under confining condition of specimens is predicted with proposed an empirical strength criterion Ramamurty et al (1988) and used from their results predicted shear strength parameters. Results of this experiments show that shear strength parameters are anisotropic and is related to direction load, also changing curve of predicted results with experiment result showed good overlap.
    Keywords: Anisotropy, Calc, schist, Kordestan, empirical strength
  • M. Masoudi, M.A. Karbala, H. Katibeh Page 57
    Grouting proceedings are one of the ways to decrease permeability and to increase the resistance and fixation of jointed rocks in construction area. One of the following issues in this operation is to estimate the penetrating radius and the amount of cement grout that has been introduced as the main parameters of grouting operation. The analytical and numerical methods have been used to estimate these parameters. In analytical method 5 models were presented. In numerical modeling the profile of rock block, bore and grouted cleft were designed by UDEC software and then grout features and final pressure of grouting were entered. To investigate the above models, as a case study, the geotechnical data and grouting information of Seymareh site dam were used. The results of numerical and analytical modeling were compared with the real corrode (recorded in site) and analyzed. The computations show that in analytical modeling, the first model (Janson) can provide a better and more suitable assessment from the amount of injected grout in comparison with other models. The results of numerical modeling have acceptable accordance with the results of analytical models. But totally, numerical modeling can provide better assessment in the amount of injected grout. However, numerical computations are time taking and not easy to do in field because of the lack of calculating facilities during the operation, so, the use of analytical models, due to some simplifications, seems to be more practical during the grouting operation.
    Keywords: Analytical, numerical modeling, penetrating radius, grout take, Seymareh dam
  • M. Zakeri, O. Shahhoseini, S.Z. Shafaei, M. Rahimi Page 67
    In this paper feasibility of determination of ore grade using neural network and image processing techniques is presented. In practice grade of 100 iron ore samples, from Choghart iron ore mine, were determined. Photographs of samples powder were then used for image characteristics study like Red, Green and Blue colors (RGB) and their standard deviation and Haralick's textural properties including Energy, Entropy, Contrast and Homogeneity. Initially the neural network was trained with 70 photo samples and then tested by another 30 photo samples. In training step, three procedures were followed. At the first methods, Red, Green and Blue colors (RGB) were trained to the neural network. Second method involved training of the system by addition of standard deviation to the RGB color and at third method Red, Green and Blue colors and Haralick's textural characteristics (entropy, contrast, energy and homogeneity) were considered and trained to the neural network. The results show that the trained neural network by the above three methods could determine the grade of iron ore with the accuracy of 95.2, 96.9 and 97.72 percent, respectively.
    Keywords: Ore grade, Image Processing, MLP neural network, Training the neural network