فهرست مطالب

مهندسی معدن - پیاپی 17 (زمستان 1391)
  • پیاپی 17 (زمستان 1391)
  • تاریخ انتشار: 1392/02/24
  • تعداد عناوین: 7
|
  • ابوصالح دهقانی، حمید منصوری صفحات 1-14
    چالزنی و انفجار بنا به دلایل مختلف پرکاربردترین روش حفر تونل در سطح جهان است، بنابراین طراحی بهینه الگوی انفجار و انتخاب نوع ماده منفجره تا حد زیادی در اقتصادی بودن و ایمن بودن حفر تونل موثر هستند. در این مقاله، ضمن اصلاح الگوی انفجار تونل راه حضرت اباصالح المهدی (عج) شهرستان اقلید، امکان جایگزینی دینامیت به عنوان یک ماده منفجره گران و با انرژی ویژه بالا با آنفو به عنوان یک ماده منفجره ارزان و با انرژی ویژه پایین مورد بررسی قرار گرفته است. اصلاح الگوی انفجار فعلی، طی دو انفجار آزمایشی انجام شد. سپس به منظور جایگزینی دینامیت با آنفو 10 مرحله انفجار آزمایشی طراحی و اجرا شد. در هر انفجار آزمایشی، بخشی از دینامیت با آنفو جایگزین شده و پس از انجام انفجار، با در نظر گرفتن میزان پیشروی و هزینه ماده منفجره به کار رفته در انفجار، هزینه ویژه انفجار محاسبه شد. با معیار قرار دادن هزینه ویژه، نرخ پیشروی، بیش حفاری و داغ چال، نحوه خرج گذاری بهینه انتخاب شد. هزینه ویژه در الگوی انفجار پیشنهادی که در آن قسمتی از دینامیت با آنفو جایگزین شده است، 32% کمتر از حالتی است که در آن به طور کامل از دینامیت استفاده شده است. همچنین نرخ پیشروی بالای 95%، بیش حفاری کمتر از 5% و داغ چال بیش از 20% در الگوی پیشنهادی حاصل شد.
    کلیدواژگان: تونل، چالزنی و انفجار، جایگزینی دینامیت با آنفو
  • سجاد افرایی، حسن مدنی صفحات 15-21
    تجزیه و تحلیل شبکه های تهویه یکی از مهم ترین مراحل تهویه معادن به شمار می رود. روش هاردی کراس یکی از قدیمی ترین و از جمله متداول ترین روش های تحلیل شبکه های تهویه است. این روش یک روش حل تکراری است و طی آن تکرار معادلات آن قدر ادامه می یابد تا خطا به حد ناچیز برسد. آهنگ تقارب این روش در وهله اول به مقادیر فرضی اولیه شدت جریان شاخه ها و انتخاب صحیح حلقه ها بستگی دارد. به علاوه عوامل دیگری نیز بر همگرایی و سرعت آن تاثیرگذار هستند که این مقاله به بررسی و اثبات آن ها می پردازد. نخست آنکه در صورتی که شدت جریان شاخه ای پس از جمع جبری با خطای حلقه های مربوط به آن منفی شود، جهت جریان در شاخه یادشده تغییر نکند و دیگر آن که شدت جریان شاخه یادشده در محاسبه خطای حلقه ها در تکرار بعد، با علامت جبری خود در مخرج رابطه هاردی کراس در نظر گرفته شود. در ادامه یک شبکه فرضی مورد تحلیل قرار گرفته و برای اعتبارسنجی نتایج از روش نیوتن- رفسون استفاده شد. نتایج حاصل از رویکرد اثبات شده بر پاسخ حاصل از روش نیوتن- رفسون انطباق دارد.
    کلیدواژگان: تحلیل شبکه، روش هاردی کراس، تقارب پاسخ
  • سمیه طبسی، رضا قوامی، فرامرز دولتی صفحات 23-32
    در این مقاله روش مدل سازی نمودار احتمال در برآورد مولفه باقی مانده داده های گرانی سنجی منطقه ای در جنوب غرب زاگرس، به کار رفته است. بر اساس تحلیل داده ها و تغییرپذیری روند مدل برازش شده بر نمودار احتمال، مولفه های ناحیه ای و باقی مانده از یکدیگر تفکیک شده اند. تقریب مرتبه اول، دوم و بهینه از مولفه باقی مانده داده ها بر اساس مرزهای متفاوت حاصل از مدل سازی نمودار احتمال ترسیم شده است. در نقشه های تقریب مرتبه اول و دوم مولفه های ناحیه ای و باقی مانده در بخش هایی با یکدیگر همپوشانی دارند. بررسی مدل سه بعدی آنومالی باقی مانده روند سطحی مرتبه 3، زمین شناسی منطقه و برداشت های صحرایی نشان می دهد که نقشه تقریب بهینه، تا حد قابل قبولی اثرات باقی مانده را از اثرات ناحیه ای مربوط به بی هنجاری های عمیق جدا کرده است. روش پیشنهادی در این مقاله نسبت به روش های متداول تفکیک آنومالی ها، با محدودیت های کمتر و شناخت بیشتری از تغییرپذیری رفتار داده ها، به تفکیک آنومالی ها می پردازد.
    کلیدواژگان: گرانی سنجی، مولفه باقی مانده، مولفه ناحیه ای، تفکیک آنومالی، مدل سازی نمودار احتمال
  • کبری اسماعیلی، فرید مر صفحات 33-39
    کانسار مس پورفیری سونگون در استان آذربایجان شرقی و در 75 کیلومتری شمال غرب شهرستان اهر واقع شده است. به علت فعالیت های معدنکاری، رودخانه های این منطقه (سونگون چای، پخیرچای، ایلگینه چای و زرنکاب چای) در معرض آلودگی به فلزات بالقوه سمی از جمله Cu، Mo، Pb، Zn و Ni قرار دارند. به همین دلیل برای تعیین میزان آلودگی رسوبات این رودخانه ها به فلزات سنگین، 27 نمونه رسوب از رودخانه های محدوده کانسار مس سونگون مورد ارزیابی زمین شیمیایی قرار گرفت و مشخص شد که غلظت عناصر Cu،Mo، Pb، Znو Niدر رسوبات بیش از حد مجاز (غلظت زمینه محلی این عناصر در رسوبات رودخانه های منطقه سونگون) است. محاسبه ضریب همبستگی عناصر نشان داد که عناصرCu، Moو Ni با آهن و عناصر Pbو Zn با منگنز همبستگی مثبت دارند. همچنین نتایج بدست آمده از محاسبه ضریب غنی شدگی (EF)، ضریب زمین انباشت (Igeo)، ضریب آلودگی (CF) و ضریب بار آلودگی (PLI) برای نمونه های رسوب، تایید کننده غلظت های بالای این فلزات است.
    کلیدواژگان: کانسار مس پورفیری سونگون، فلزات سنگین، ضریب غنی شدگی، ضریب آلودگی
  • یاسر کیانی نیا، محمدرضا خالصی، احمد خدادادی، عبدالرحیم فروتن صفحات 41-49
    کنترل و بهینه سازی روی خط یک سیستم در صورتی امکان پذیر است که مدل دینامیکی سیستم در اختیار باشد. با استفاده از شبیه سازی دینامیکی می توان رفتار غیر خطی و تعامل دینامیکی مدارهای خردایش را بررسی کرد. در این مقاله مدل دینامیکی آسیا بر اساس مدل کلی موازنه جمعیتی و مدل هیدروسیکلون بر اساس مدل پلیت در محیط MATLAB/SIMULINK پیاده سازی و مورد اعتبارسنجی قرار گرفت. سپس مدار خردایش آسیا در دو حالت مدار باز و بسته شبیه سازی دینامیکی شد و گذار از یک حالت پایا به حالت پایای دیگر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که واسط کاربری گرافیکی SIMULINK امکانات بی شماری در جهت شبیه سازی دینامیکی واحدهای فرآوری مواد معدنی و امکان شبیه سازی به قصد کنترل فرآیند را فراهم می کند.
    کلیدواژگان: خردایش، مدل سازی، شبیه سازی دینامیکی، SIMULINK
  • مجید نیکخواه، مرتضی احمدی، عبدالهادی قزوینیان صفحات 61-72
    به کارگیری آزمایش انتشار اکوستیک و اثر کایزر (Kaiser Effect)برای تخمین تنش برجا توده سنگ به میزان زیادی افزایش یافته است. در این مقاله یک روش خودکار، مبتنی بر روش های شناسایی الگو(Pattern Recognition)، برای تعیین دقیق اثر کایزر با ترکیب نتایج روش های مختلف متداول و تصمیم گیری برای تعیین مقدار دقیق تر تنش اثر کایزر ارائه شده است. در این روش از داده های سیگنال های به دست آمده از آزمایش های انجام شده بر روی نمونه های ماسه سنگ پیش بارگذاری شده استفاده شده است. با این روش جدید پیشنهادی، تنش حداکثر قبلی در سنگ ها را می توان بطور مستقیم و بدون تحلیل بر روی سیگنال های جبهه موج تعیین کرد. نتایج تحقیق نشان می دهند که روش های شناسایی الگو می توانند برای تصمیم گیری و تعیین نقطه اثر کایزر استفاده شوند و روش توسعه یافته دقت قابل قبول و مطلوبی برای تشخیص و تعیین نقطه اثر دارد.
    کلیدواژگان: انتشار اکوستیک (آوایی)، اثر کایزر، شناسایی الگو، ماسه سنگ، تنش برجا
  • صفحات 73-82
    با توجه به وجود پروژه های بزرگ زیربنایی در منطقه زاگرس به خصوص سدها و نیروگاه های برقابی، تعیین پارامترهای مهندسی توده سنگ های سازند آسماری، توجهات گسترده ای را به خود جلب کرده است. از جمله ویژگی های این سازند، وجود حفرات می باشند که بسته به شکل و موقعیت آن ها باعث کاهش مقادیر پارامترهای مقاومتی و تغییرشکلی در سنگ می شوند. در بخش اول این تحقیق برای مطالعه میزان حفرات بر مدول تغییر شکل پذیری و نیز مقاومت تک محوری سنگ، از مدل سازی آزمایشگاهی استفاده شده است. نمونه های متخلخل، از گچ و دانه های فوم کروی شکل با قطرهای 4 و 6 میلیمتر ساخته شد. محدوده تخلخل نمونه های ساخته شده برای مقاومت تک محوری صفر الی %45 و برای مدول ارتجاعی صفر الی %30 است. با توجه به آزمایش های انجام شده، میزان مقاومت تک محوری و مدول تغییر شکل پذیری با افزایش حجم حفرات کروی بصورت نمایی کاهش می یابد. همچنین با افزایش اندازه حفرات از 4 به 6 میلی متر در نمونه های با درصد تخلخل یکسان، میزان کاهش مقاومت تک محوری و مدول ارتجاعی کمتر از 7 درصد است. در بخش دوم، با توجه به اینکه مصالح متخلخل می تواند حالت خاصی از مواد مرکب در نظر گرفته شود، توسط روش میکرومکانیک و مدل های مختلف همگن سازی به بررسی اثر میزان حفرات کروی بر مدول ارتجاعی پرداخته شده است. با توجه به برازش انجام شده در محدوده تخلخل صفر الی %30، کاهش مدول ارتجاعی نسبت به حجم حفرات کروی را می توان با دقت بسیار مناسبی توسط روابط نمایی تعیین کرد. همچنین نتایج آزمایشگاهی تطابق مناسبی با مدل های همگن سازی که اثر شکل را لحاظ می کنند، دارد. در تخلخل های کمتر از %15 با توجه به اختلاف کم مدل های اشلبی، خودسازگار، موری-تاناکا و لایلنس، نتایج آزمایشگاهی تطابق مناسبی با آن ها دارد. با افزایش تخلخل نتایج آزمایش ها بیشتر به مدل های خودسازگار و اشلبی تمایل دارد.
    کلیدواژگان: حفرات بزرگ، مقاومت تک محوری، مدول ارتجاعی، مدل سازی آزمایشگاهی، روش میکرومکانیک
|
  • A. Dehghani, H. Mansouri Pages 1-14
    In resent years, dDrilling and blasting is the most applicable methods of excavation of underground structures. In tunnel blasting, the pattern design and the selection of type of explosive used, play a crucial role in achieving the desired results. In Iran, the common explosive used in tunnel blasting is dynamite, which is very expensive compare to ANFO. In this research, an investigation was carried out to substitute dynamite as a relatively expensive explosive but with high specific energy with ANFO as a relatively cheap explosive with low specific energy. Tests were carried out in Abasaleh Almahdi tunnel, a road tunnel, connecting Eghlid city to Yasooj city, Iran. At the first stage of the research, the existing pattern was modified (two tests) to improve the results obtained. HCF (Half-Cast Factor), Over Break (OB), Advance Rate (AR) and Specific Cost Factor (SCF) were used to do the quantitative assessment. In the second stage of the research, based upon the modification carried out, substitution of dynamite with ANFO was studied by 10 designed blast tests designed and the best dynamite-ANFO substitution option was suggested. The results obtained showed that by substituting dynamite with ANFO, as well as an AR of 95%, an OB of less than 5%, a HCF of more than 20% and a reduction in explosive costs up to 32% can be achieved.
    Keywords: Tunnel, Drilling, Blasting, Substituting dynamite with ANFO
  • S. Afraei, H. Madani Pages 15-21
    Analysis of ventilation networks is one of the most important steps in mine ventilation. Hardy Cross method is one of the oldest and the most common methods of ventilation network analysis. This method is an iterative solution procedure and the equations are repeated until the error becomes negligible. The convergence rate of this method in the first stage depends on the preliminary theoretical values ​​of the branch air quantities and the correct choice of meshes. In addition, there are other factors which may affect the convergence rate. This paper focuses on the investigation and proof of those factors. First, if the summation of the branch air quantity and its relevant mesh errors are negative, the current directory must not be changed. Secondly, mentioned branch air quantity is considered with its algebraic sign in the denominator of the Hardy Cross equation in the next iteration. Then a hypothetical network is analyzed and the Newton- Raphson method was used to validate the results. Results from proven approach are in accordance with Newton- Raphson method results.
    Keywords: Network analysis, Hardy Cross method, Convergence
  • S. Tabasi, R. Ghavami, F. Doulati Pages 23-32
    In this study, modeling of probability diagram method was used to calculate the residual component of gravity data at southwest of Zagros, Iran. The regional and residual components were separated based on the data analysis and evaluation of the various trends modeled on probability diagram. The first, second and optimum approximation of residual components were achieved based on different threshold values resulted from the modeled probability diagram. The regional and residual effects of the first and second approximations were not completely separated from each other in some parts of the study area. The 3D view of residual anomaly map of third trend surface, geological map together with the field investigations show that the optimum approximation map could remove the regional effects due to the deep geological structures from bBouguer anomaly values. Although not considered by the conventional anomaly separation methods, the proposed method takes into consideration the variation of the interested variable in the data set.
    Keywords: Gravity, Residual component, Regional component, Anomaly separation, modeling of probability diagram
  • K. Esmaeili, F. Moore Pages 33-39
    The Sungun Porphyry Copper Deposit is located in East-Azerbaijan province, 75km northwest of Ahar city. Due to mining activities, streams of this region (Sungunchay, Pakhirchay, Ilginechay and Zarnekabchay) are exposed to heavy metals contamination such as Cu, Mo, Pb, Zn and Ni. In this relation, to determine contamination degree caused by toxic metals, 27 sediment samples were analyzed and it was found that concentration of Cu, Mo, Pb, Zn and Ni are above permissible limits (local background of these metals). Elements Correlation coefficient indicates that Cu, Mo and Ni are correlated to Fe, while Pb and Zn are correlated to Mn. In addition, results from Enrichment Factor, Geo-accumulation Index, Contamination Factor and Pollution Load Index for sediment samples indicate that potentially toxic metals contamination exists.
    Keywords: Sungun Porphyry Copper Deposit, Heavy metals, Enrichment Factor, Contamination Factor
  • Y. Kianinia, M.R. Khalesi, A. Khodadadi, R. Foroutan Pages 41-49
    Control and online optimization of a process could only be performed if the dynamic model of the system is available. In the case of grinding circuits, dynamic simulation provides substantial information on complex and sometimes non-linear interactions between the components of the system. In this paper, dynamic model of ball mill and cyclone are incorporated in MATLAB/SIMULINK platform and then the system is simulated in open and closed circuits. Such simulation showed that the selected platform is suitable for investigation of responses of the system to the changes in input variables such as flowrate or mean residence time. It was also observed that the transient state between two steady states could be well investigated by the ease of this platform.
    Keywords: Grinding, Modeling, Dynamic simulation, SIMULINK
  • M. Nikkhah, M. Ahmadi, A. Ghazvinian Pages 61-72
    Nowadays, acoustic emission tests based on the Kaiser Effect are increasingly used for estimating in-situ stress in laboratories. The present article proposes an automatic method based on pattern recognition methods, which accurately determines Kaiser Effect by combining the results of different common methods. The proposed method uses the signals obtained from uniaxial pressure tests on samples of pre-loaded sandstone samples sandstone. In the proposed new method, previous maximum stress in samples can be determined directly without analysis of waveform signals. Our results show that pattern recognition methods can be used for determining the point of Kaiser Effect. The developed method has a desirable level of precision for determining the Kaiser Effect point.
    Keywords: Acoustic emission, Kaiser Effect, pattern recognition, sandstone, in, situ stress
  • Pages 73-82
    Due to the presence of large civil projects in the Zagros region, the engineering parameters of Asemari formation rock mass have attracted wide attention. One of the characteristics of this formation is the existence of cavities which based on their that related to the shape and position which can reduce strength and deformation parameters of rock mass. In first part of this research, laboratory modeling is used for evaluation of macro porosity effect on deformation modulus and strength of rock. Porous samples were created by plaster and spherical polystyrene granules with have 4 and 6 mm diameter. The range of porosity investigated was approximately 0-45% for uniaxial stengthstrength and 0-30% for elastic modulus. According to the results, uniaxial compression strength and deformation modulus decrease exponentially and by increasing the size of pores from 4 mm to 6 mm. This, decrease ing in the amount of uniaxial strength and elastic modulus is lower less than 7 percent. In the second part, with regard to thatsince the porous material can be considered as a special case of composite materials, effect of the amount of spherical pores on the elastic modulus was studied by micromechanics method and different homogenizing models. By curve fitting in range of 0-30% porosity, reduction of elastic modulus can be determined by exponential relation. The experimental results match well with models which considered the shape. In porosity of less than 15%, with regard to small differences in Eshelby, Self consistent, Mori-Tanaka and Lielens models, experimental results have good accordance with them. With increased porosity, experimental results tend to Selfself consistent and Eshelby model.
    Keywords: Large pores, Uniaxial compression strength, Elastic modulus, Laboratory modeling, Micromechanics method