فهرست مطالب

مهندسی معدن - پیاپی 12 (تابستان 1390)
  • پیاپی 12 (تابستان 1390)
  • تاریخ انتشار: 1390/04/04
  • تعداد عناوین: 10
|
  • پژمان طهماسبی، اردشیر هزارخانی صفحه 1
    خمین عیار یکی از مراحل کلیدی در ارزیابی و بررسی های فنی و اقتصادی یک معدن اس ت. مقادیر عیار تاثیر ابل توجهی بر وی برنامه ریزی ها، طراحی و مدیریت معدن دار د. بنابراین، بکار بردن روش هایی که این مقادیر را با دقت الایی تخمین بزند روری بنظر می رسد. یکی از بهترین روش ها جهت به دست آوردن عیار در یک کانسار اقدام به حفر گمان های اکتشافی است که علت هزینه های بالا امکان پذیر نم ی باشد. در این مطالعه یک روش جدید برای تخمین عیار برپایه منطق فازی، بک ه های عصبی و لگوریتم ژنتیک ارائه شده اس ت. این شبکه جدید با بکاربردن الگوریتم ژنتیک در ساختار خود به منظور بهینه مودن آن و پارامترهای شبکه فازی -عصبی و نیز استفاده همزمان از شاخه های مختلف هوش مصنوعی، دارای نتایج بهتری در مقایسه با سایر روش های تخمین عیار می باشد. این روش در کانسار مس پرفیری در ه زار کرمان استفاده شد و مطابق نتایج به دست آمده، شبکه توانسته است به خوبی الگوی فضایی مابین ورودی ها و خروجی را به درستی تشخیص دهد و عیار را با دقت مطلوبی تخمین بزند. به 0 بهبود یافت. / 0 و 82 / 0 به ترتیب برای زونهای هیپوژن و سوپرژن به 96 / 0 و 7 / طوری که مقادیر ضریب همبستگی از 73
    کلیدواژگان: تخمین، ANFIS، GA، هوش مصنوعی ترکیبی، بهینه سازی، عیار
  • امین حکمت نژاد، علی اصغر حسنی پاک صفحه 11
    یکی از روش های تخمین در صنعت معدن، استفاده از روش های زمین آماری است. نقطه قوت روش های زمین آماری، علاوه بر پشتوانه ریاضی، نتایج مطلوبی بوده است که در کاربردهای عملی آن در خلال دهه های گذشته مشاهده شده است. با این وجود در بین روش های زمین آماری نیز، انتخاب روش مناسب از اهمیت خاصی برخوردار است. یکی از مواردی که مورد توجه کاربران عادی زمین آمار واقع نمی شود، عدم توجه به شرایط کارایی زمین آمار خطی می باشد. تخمین ذخایر قابل بازیابی، تخمین بخشی از ذخیره که بالای عیار حد مشخصی قرار دارد و محاسبه منحنی عیار-تناژ که دارای تابع انتخاب غیر خطی می باشند، از این دسته اند؛ به همین دلیل لزوم به کارگیری روش های زمین آماری غیر خطی مشاهده می شود. یکی از توانمندترین روش های تخمین غیر خطی استفاده از روش کریجینگ انفصالی است. دلیل عدم توجه به این روش، ریاضیات پیچیده و عدم دسترسی به این تخمینگر در نرم افزارهای معمول می باشد. اساس این روش متکی بر استفاده از چندجمله ای های هرمیتی و مدل ایزوفاکتوریل است. در این روش برای تخمین نقاط مجهول، با توجه به هیستوگرام داده های اولیه ضرایب چندجمله ای های هرمیتی محاسبه و مقدار چندجمله ای های هرمیتی در نقاط مجهول تخمین زده می شود. در نهایت از ترکیب خطی ضرایب مربوط به چندجمله ای های هرمیتی و مقدار تخمینی چندجمله ای های هرمیتی در نقاط مجهول، مقدار متغیر مورد نظر به دست می آید. در این مقاله با استفاده از کد نویسی روش کریجینگ انفصالی، توزیع عیار مس در کانسار مس پورفیری سونگون، مدل سازی و نتایج آن با نتایج تخمین به روش کریجینگ مقایسه شد. با توجه به مطالعات انجام شده قسمت های شمال غربی و جنوب غربی معدن از عیار پایین تر و قسمت مرکزی معدن دارای عیار بالاتری نسبت به دیگر قسمت های معدن می باشند. همچنین نرمال سازی و تبدیل معکوس داده ها به وسیله چندجمله ای های هرمیتی از قابلیت بالایی برخوردار می باشد. استفاده از این روش معایب روش کریجینگ از جمله هموارسازی و عدم توانایی در تخمین توابع غیر خطی را مرتفع می کند.
    کلیدواژگان: زمین آمار، کریجینگ انفصالی، چند جمله ای های هرمیتی، مدل هم عامل، سونگون
  • بهزاد نیکنام، حسن مدنی*، حسین سالاری راد صفحه 21

    پرده های هوایی تجهیزاتی هستند که برای کنترل جریان هوا در سیستم های تهویه موضعی و دایمی به کار می روند. طراحی و نصب مناسب این پرده ها نقش بسیار مهمی در تامین هوای تازه و برطرف کردن آلودگی ها از بن بست های معدنی به عهده دارد. نصب این تجهیزات باید به گونه ای باشد که کمترین تاثیر را بر روی سیستم تهویه اصلی معدن بگذارد. در این مقاله با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی به مدل سازی و بررسی تاثیر ابعاد پرده هوابند بر رفتار جریان هوای درون بن بست معدنی، خواهیم پرداخت. به همین منظور مدل 2 بعدی ازبن بست معدنی به همراه پرده هوابا استفاده از نرم افزار Fluent V6.3.1 ساخته شد. برای مدل سازی جریان مغشوش از مدل استاندارد استفاده شد. فضای محاسباتی با استفاده از نرم افزار Gambit ساخته و با سلول های مربعی شبکه بندی شد. با توجه به نتایج حاصل، خطوط جریان در حالت بدون پرده کمتر از حالت با پرده است لذا استفاده از پرده هوا باعث افزایش جریان ورودی به بن بست معدنی می شود با افزایش طول و پهنای پرده سرعت جریان در راستای محور بن بست بویژه نزدیکی دیواره سمت راست بن بست افزایش، باز چرخش هوا کاهش و در نتیجه، راندمان تهویه برای پرده با طول و پهنای زیاد افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: دینامیک سیالات محاسباتی، بن بست، پرده
  • محمود عبدالهی، بیژن طاهری، احمد خدادادی، صدیقه زیدآبادی، افسر اسلامی صفحه 31
    در این تحقیق جداسازی مولیبدنیت از سولفیدهای مس و آهن با استفاده از تیوگلیکولیک اسید (TGA) به عنوان بازدارنده سولفیدهای مس و آهن مطالعه شده است. طبق نتایج این تحقیق، میزان مصرف این ماده (TGA) در مقایسه با مصرف سولفید سدیم که حدود 14 کیلوگرم برتن است، بسیار کم و حدود (5/3-3) کیلوگرم به ازای هر تن خوراک جامد خشک ورودی به کارخانه است و به بازداشت موثر مس و آهن گردیده است و بازیابی بالای مولیبدنیت را سبب می شود. در این تحقیق با استفاده از ماده مذکور، عیار نهایی مولیبدن بیش از 56 درصد و بازیابی کلی مولیبدنیت حدود 96 درصد به دست آمده است. عیار مس و آهن در کنسانتره نهایی به ترتیب حدود26/0 درصد و 56/0درصد است که با توجه به کمتر بودن این مقادیر از حد مجاز مطلوب می باشد.
    کلیدواژگان: فلوتاسیون، مولیبدن، سولفیدهای مس و آهن، تیوگلیکولیک اسید، بازدارنده
  • افشین نمیرانیان، مهدی کلانتر، سید حسین مجتهدزاده، علی دهقانی صفحه 41
    کانی های گروه آندالوزیت از مواد مناسب برای ساخت آجرهای دیرگداز هستند که عمدتا در ساخت آستر کوره ها به کار می روند. با توجه به افزایش روزافزون مصرف آجرهای دیرگداز آلومینو سیلیکاتی از نوع پر آلومینا (بیش از 50 درصد Al2O3)، شناسایی و استخراج کانسارهای آندالوزیتی و مطالعات فرآوری و مولایت زایی ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق امکان فرآوری و مولایت زایی کانسنگ آندالوزیت میشدوان بافق بررسی شد. این کانسار در سال 1379 اکتشاف نیمه تفصیلی شده و ذخیره ای بالغ بر 6/1 میلیون تن، با عیار حدود 20 درصدAl2O3 برای آن اعلام شده است. پس از نمونه برداری، با توجه به مطالعات خردایش و مقاطع نازک، برای فرآوری نمونه های اولیه به دو محدوده ابعادی تقسم شدند. برای افزایش میزانAl2O3 در محدوده ابعادی 355– 150 میکرون از روش ثقلی (میز لرزان) و در محدوده ابعادی 150 – 75 میکرون از روش فلوتاسیون استفاده شد. برای کاهش میزان Fe2O3 به کمتر از 1 درصد از جداکننده مغناطیسی شدت بالا استفاده گردید. با استفاده از روش های فوق، تولید کنسانتره ای با حدود 56 درصد Al2O3 امکان پذیر است که کیفیت مناسب برای فرایند مولایت زایی را دارد. عملیات مولایت زایی با تغییر سه پارامتر دما (°C1600 - 1400)، زمان (5/3 - 1 ساعت) و دانه بندی (300-، 150-، 75- و 38- میکرون) انجام شد. مطالعه محصولات عملیات حرارتی مولایت زایی با SEM و XRD و محاسبه درصد تراکم پذیری برای دماهای مختلف نشان داد که در دماهای بین 1550-1500 درجه سانتی گراد به مدت 2 ساعت و دانه بندی 38 میکرون تحول مولایت زایی کامل شده است و تخلخل نیز به حداقل مقدار خود می رسد. وجود کروندم در نمونه اولیه آندالوزیت باعث کاهش فاز شیشه در نمونه دیرگداز می شود و از نکات مثبت این نمونه ماده معدنی است.
    کلیدواژگان: آندالوزیت، میشدوان، مولایت زایی، فرآوری، فلوتاسیون، میز لرزان
  • اکبر فرزانگان، علیرضا ولیان، زینب سادات میرزایی صفحه 53
    امروزه استفاده از آسیاهای میله ای در طراحی های جدید مدارهای خردایش منسوخ شده است. با این حال، آسیاهای میله ای بسیاری در کارخانه های فرآوری در کشور وجود دارند که به دلایل مختلف عملکرد آنها می باید بهینه سازی شود. نرم افزارهای شبیه ساز، ابزارهایی تخصصی برای طراحی و بهینه سازی فرآیند می باشند. مدل سازی ریاضی فرآیند خردایش در آسیاهای میله ای به دلیل «اثر غربالگری» در این نوع آسیاها به طور کلی متفاوت از مدل سازی ریاضی آسیاهای گلوله ایست. در این پژوهش، الگوریتم شبیه سازی عملکرد آسیاهای میله ای بر اساس مدل های ریاضی تثبیت شده در منابع معتبر خردایش توسعه داده شد و این قابلیت به عنوان یک ماژول جدید به برنامه BMCS (BMCS-Based Modular Comminution Simulator) اضافه شد. مدل ریاضی مورد استفاده در شبیه ساز آسیای میله ای، مدل ماتریسی است که بر اساس تعریف مراحل متوالی خردایش توسعه یافته است. در هر یک از این مراحل متوالی خردایش، عمل انتخاب، خردایش و طبقه بندی انجام می شود. الگوریتمی که ماژول آسیای میله ای BMCS از آن پیروی می کند، در این مقاله به تفصیل توضیح داده شده است. در این پژوهش، ماژول جدید با یک مجموعه داده مورد آزمایش قرار گرفت. مقایسه توزیع اندازه ذره پیش بینی شده محصول آسیای میله ای توسط نرم افزار BMCS با توزیع اندازه ذره اندازه گیری شده محصول، اعتبار مدل ریاضی مورد استفاده و پیاد ه سازی صحیح آن را به خوبی تایید می کند
    کلیدواژگان: مدل سازی، شبیه سازی، آسیای میله ای، BMCS
  • مجیدرضا آیت اللهی، محمدحسن پورکاویان، محمدرضا محمدعلیها صفحه 61
    عملیات شکست هیدرولیکی، یکی از روش های افزایش بازده چاه های نفت و گاز محسوب می شود. این عملیات، فرآیندی است که در آن سیال با نرخ تزریقی نسبتا بالا درون چاه پمپ می شود. عملیات پمپ کردن تا جایی ادامه می یابد که فشار به حدی برسد که باعث ایجاد و سپس گسترش شکافی در دیواره چاه شود. در این مقاله، هدف تعیین حداقل فشار لازم برای آغاز رشد شکاف، از محل شکاف اولیه ایجادشده در دیواره چاه، است. این بررسی از این نظر اهمیت دارد که اگر حداقل فشار لازم برای آغاز رشد شکاف مشخص باشد، می توان در انتخاب پمپ مورد نیاز، با دقت بیشتری عمل کرد و از هزینه های غیر لازم خودداری نمود. اما از آنجایی که روش شکست هیدرولیکی اساسا یک فرآیند بروز و گسترش ترک است، استفاده از مبانی مکانیک شکست می تواند ابزاری مناسب برای بررسی مناسب و مطالعه دقیق تر رفتار شکست توده های سنگی باشد. در این بررسی نمودارهای حداقل فشار لازم برای آغاز رشد شکاف، در حالت های مختلف یک چاه در حین عملیات شکست هیدرولیکی ارائه شده است. بدین منظور تعداد زیادی مدل المان محدود چاه ترک دار، در معرض بارگذاری های مختلف، مورد تحلیل قرار گرفته است. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف نظیر تنش های ساختاری، عمق نسبی ترک اولیه ایجادشده در دیواره چاه و نیز زاویه چاه، بر حداقل فشار لازم برای آغاز و گسترش شکاف، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که مهمترین پارامتر اثرگذار بر حداقل فشار لازم، تنش افقی مینیمم در اعماق زمین است. افزایش تنش برجای افقی مینیمم، فشار شکست بیشتری را موجب می شود. ضمنا با ایجاد چاه مایل می توان با فشار پمپ کمتری، شکاف را گسترش داد.
    کلیدواژگان: مکانیک شکست، شکست هیدرولیکی، ضریب شدت تنش، تنش های ساختاری، فشار مینیمم پمپاژ، مدل سازی اجزای محدود
  • فرشاد نژاد شاه محمد، محمد فاروق حسینی، مجتبی دادخواه صفحه 71
  • یادداشت فنی
  • ابراهیم الهی زینی، سید محمد اسماعیل جلالی، رضا خالو کاکایی صفحه 87
|
  • P. Tahmasebi, A. Hezarkhani Page 1
    Grade estimation is one of the important stages for mining assessment. Grade values have asignificant effect on scheduling, designing and management of the mine. Therefore, it is importantto apply a method, which is able to estimate the necessary parameters with a high accuracy. One ofthe direct methods for figuring out the grades is to use exploration wells, which, because of theirhigh costs, usually it is impossible to use them extensively. In this study, a novel method based onfuzzy logic, neural networks and genetic algorithm is presented. This algorithm, by applying geneticalgorithms for optimization of the architecture and the neuro-fuzzy parameters, is able to achievebetter results as compare with other traditional methods for grade estimation. This is because ofusing different artificial intelligent methods. Foe this aim, Darrehzar copper porphyry was selectedas the case study. According to the results obtained our proposed algorithm able to capture theexisting pattern between the inputs and outputs finely and to estimate the grade with a highprecision.
    Keywords: Hybrid artificial intelligent, Optimization, Grade, ANFIS, GA, Estimation
  • A. Hekmatnejad, A.A. Hasanipak Page 11
    One of the estimate methods in mining is geostatistical methods. The advantage of the statistical method is good mathematical background and also in results acquired through their practical application. But through the geostatistal methods, choosing the most useful method is very important. One of most important thing, that operators usually don’t use it, is the ability of using liner kriging. Therefore the concentrating on non-liner kriging has been seen. One of the powerful methods in non-liner kriging is Co-kriging. According to complicated mathematical theory and untouchable usefully software, this method hasn’t been used. This method based on hermitian polynomial and isofactorial model that use for estimating the black points with the primary data histogram then the value of hermitian polynomial are estimated by this histogram. Finally with liner composited of this value in hermitian polynomial and estimated value in black points the value of parameter is determined. In this paper, using by computer programming in Co-kriging the grade of copper distribution was determined in Sungon mine and produced data was compared with producing data by kriging. According to this study, the soft western-north and eastern-south districts have lower grades and the middle district of mine has higher grade than other parts. Also the normalizing and data inversing by hermitian polynomial has high capability. Using this method improves some problems in kriging such as smoothing and compability in non-liner estimated function
    Keywords: Geostatistics, Disjunctive kriging, Hermitian Polynomials, Isofactorial model, Sungon
  • B. Niknam, H. Madani, H. Salari Rad Page 21

    Air curtains are ventilation control devices for temporary or permanent use in underground mining. They can be used to deflect air into the unventilated areas such as dead end regions. Their design and installation are fundamental issues for maintaining a sufficient supply of fresh air and achieving effective air circulation and contaminant removal. At the same time, they should have little impact on the mine ventilation system. This paper presents the results of a two-dimensional CFD model, which examines the effects of air curtain dimension on fluid flow behavior in the mine dead end regions. By using CFD code Fluent, which uses model for fluid flow turbulence modeling, a 2D model of dead end was constructed. The result showed that with no brattice that streamlines proved weak compared to when a brattice was used. Depending on air curtain dimension, the use of an air curtain increases the airflow into the dead end region. Higher air curtain length and width showed a higher velocity near the right wall of the dead end, a minimum air re-circulation and, therefore, a better ventilation mechanism

    Keywords: CFD, Mine dead end, Air curtain
  • M. Abdollahy, B. Taheri, A. Khodadi, S. Zeidabadi, A. Eslami Page 31
    Separation of molybdenite from copper sulfides concentrate BY thioglycolic acid (TGA) as a depressant of copper and iron sulfides was investigated. The results showed that the consumption amount of TGA was lower (3-3.5 kg per ton of feed) than that of sodium sulfide, which is more than 14 kg per ton of feed. It was found as a very effective depression for copper and iron sulfides. The final grade and recovery of molybdenite reached to 56% and 96%, respectively, while the copper and iron grades were about 0.26% and 0.56% respectively. These values are desirable for molybdenite concentrate and are in the standard range.
    Keywords: Flotation, Molybdenum, Copper sulfides concentrate, Thioglycolic acid, Depressant
  • A. Nmiranian, M. Kalantar, S.H. Mojtahedzade, A. Dehghani Page 41
    Andalosite group minerals are the most suitable materials for refractories, which are mainly applied in furnace lines. Since these materials are currently used predominantly in alominosilicats refractories, then recognition and extraction of andalosite deposits, their processing studies and mullitization are important. In this research, the feasibility of the processing and mullitization of Mishdovan Andalosite ore were investigated. Semi-detail exploratory studies related to the Mishdovan ore have already been done in 2000 with more than 1.6 Mt reserve and 20% Al2O3 content. The primary samples were divided into two fractions based on crushing and thin section studies. In order to increase the Al2O3 content for 150 -355 µm fractions, the gravitational method (vibrating table) and for 75-150 µm fractions, the flotation method were employed. Also the Fe2O3 content was decreased to less than 1% by employing high intensity magnetic separator. Consequently, using of the mentioned techniques, it is possible to produce a concentrate with 56% Al2O3 content, which is suitable for mullitization. The mullitization process was studied at different temperatures (1400 – 1600 °C), periods of time (1- 3.5 hours) and grain sizes. Phase evolution was studied by XRD diffraction. Morphology, distribution and size of the grains were analyzed by means of SEM. The obtained results showed that the complete transformation of Andalosite group minerals to mullite takes place between 1500 – 1550 °C during 2hr for the grain size of 38 microns. At higher temperatures, the mullite grain revealed round and platelet morphology. Presence of the primary Corundum mineral in Andalosite sample caused a considerable decrease of the glass phase in the refractory.
    Keywords: Mishdovan, Mullitization, Mineral processing, Flotation, Vibrating table
  • A. Farzanegan, A.R. Valian, Z. Mirzaei Page 53
    Nowadays, application of rod mill in new comminution circuit designs is almost absolute. Nevertheless, many installed rod mills are still in operation throughout the country and their performance optimization might be of interest to plant engineers. Simulators are specialized tools for circuit design and optimization. Due to the screening effect observed in rod mills, their mathematical modeling is totally different from that of ball mill units. In this study, rod mill was simulated as a new module in BMCS (BMCS-Based Modular Comminution Simulator) environment. Matrix modeling was considered as an established mathematical model of rod mills. Hence, the rod mill module of BMCS was mainly based on this type of rod mill model. The matrix model was constructed using the concept of consecutive stages of breakage. In each stage of breakage, the ore was subjected to selection, breakage and classification processes. The algorithm followed by the rod mill module of BMCS has been presented in this work. The close agreement between the predicted and measured product size distributions proves the validity of the predictions made by rod mill simulation module and the accuracy of model implementation in BMCS.
    Keywords: Modeling, Simulation, Rod mill, BMCS
  • M.R. Ayatollahy, M.H. Pourkavian, M.R. Mohammadaliha Page 61
    The hydraulic fracturing is a suitable operational method for stimulating and increasing the productivity of oil and gas wells. In this method, a liquid is pumped to the wellbore until creation and then propagation of a fracture in the wall of wellbore. The aim of this paper is to determine the minimum pressure required for developing a hydraulic fracture from an initial perforation in the wall of well. The evaluation of the minimum pumping pressure is an important task for performing an optimum and successful hydraulic fracture operation. Since the hydraulic fracturing is essentially a process of crack growth in the wellbores and in the reservoir formations, it is preferred to investigate this method using the concepts of rock fracture mechanics. In this paper, the minimum pumping pressure diagrams have been presented for different conditions of a wellbore during the hydraulic fracturing process. In order to obtain the diagrams, several 3D finite element models of the well having an initial semi circular perforation were analyzed under different loading conditions and the influence of affecting parameters such as the in-situ stresses, the depth of initial perforation and the wellbore inclination angle on the minimum pumping pressure were investigated numerically. It is shown that the minimum horizontal in-situ stress is the most affecting parameter on the required pumping pressure at great depths. The pumping pressure increases by increasing the minimum in-situ stress. Meanwhile, inclined wells require smaller pumping pressures in comparison with the vertical wellbores.
    Keywords: Fracture mechanics, Hydraulic fracturing, Stress intensity factors, In, situ stresses, Minimum pressure, Finite element method