فصلنامه مهندسی معدن
پیاپی 26 (بهار 1394)

با توجه به اهمیت زغال سنگ در تولید انرژی، تلاش های زیادی برای افزایش استخراج این ماده معدنی انجام گرفته است. امروزه در بسیاری از معادن زیرزمینی عملیات استخراج زغال سنگ به صورت تمام مکانیزه انجام می شود. بنابراین تعیین و بهبود عملکرد ماشین آلات از مسائل مهم به شمار می رود. ماشین ناوزنجیری زرهی ([i]AFC)، یکی از پرکاربردترین ماشین آلات استخراجی در معادن زیرزمینی است که عملکرد آن با میزان تولید نقش مستقیم دارد. بنابراین تحلیل قابلیت اطمینان این ماشین بسیار مهم است. در این مقاله، قابلیت اطمینان AFC با استفاده از داده های خرابی و زمان بین خرابی های ثبت شده در طی دو سال در معدن زغال سنگ طبس، بررسی شده است. برای این دستگاه چهار زیرسیستم اصلی در نظر گرفته شده است: سیستم برق، سیستم مکانیک، سیستم کشش زنجیر، سیستم کنترل سرعت. سپس داده ها با استفاده از روش های آماری و طی دو مرحله شامل بررسی وجود روند و وجود همبستگی بررسی شدند. متناسب با نوع داده ها و با استفاده از فرآیندهای متفاوت آماری بهترین تابع توزیع برای داده های خرابی انتخاب شد. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که رفتار خرابی سیستم برق و کشش زنجیر از مدل قانون توان، سیستم مکانیک از تابع گاما 3 پارامتری و سیستم کنترل سرعت از تابع گامای عمومی 4 پارامتری تبعیت می کنندو قابلیت اطمینان کل دستگاه پس از 120 ساعت به حدود صفر می رسد. فاصله زمانی تعمیر و نگهداری پیش گیرانه بر اساس قابلیت اطمینان 80 درصد برای زیر سیستم های ناوزنجیری محاسبه شد. توصیه می شود زیر سیستم های برق، مکانیک، کشش زنجیر و کنترل سرعت به ترتیب هر1، 20، 20 و 10 ساعت کنترل و بررسی شوند.

فلوتاسیون یونی روشی برای حذف یون های موجود در محلول ها با افزودن مواد شیمیایی نظیر کلکتورها در حضور حباب های هوا است. در این تحقیق حذف کاتیون های نیکل دو ظرفیتی از پساب سنتزی با غلظت کم با روش فلوتاسیون یونی مورد مطالعه قرار گرفت. از سدیم دو دسیل سولفات (SDS) و اتیل هگزا دسیل آمونیوم برمید(EHDABr) به عنوان کلکتور و از متیل ایزوبوتیل کربینول (MIBC) و داوفروت 250 (DF250) به عنوان کف ساز استفاده شد. برای بررسی فرآیند فلوتاسیون یونی و پارامترهای موثر در آن، 16 آزمایش شامل شش عامل متغیر با به کارگیری نرم افزار DX7 و بر اساس روش طراحی آزمایش فاکتوریل دو سطحی طراحی و انجام شد. آزمایش ها ابتدا در سلول هالیموند انجام شد. نتایج تحلیل آزمایش ها نشان داد که شرایط مناسب فرآیند فلوتاسیون یونی نیکل در غلظت ppm 300 کلکتور SDS، ppm 90 کف ساز DF250، pH برابر با 3 و دبی هوا برابر ml/min 8/1 است. فلوتاسیون یونی نیکل در سلول مکانیکی با شرایط مناسب به دست آمده از سلول هالیموند بررسی شد. در این شرایط بازیابی 88% برای یون نیکل و بازیابی آب معادل با 34/28% در 60 دقیقه فلوتاسیون یونی حاصل شد. نتایج نشان می دهد که استفاده از فلوتاسیون یونی در حذف یون های نیکل از پساب های صنعتی روش مناسبی است.
فلوتاسیون یونی روشی برای حذف یون های موجود در محلول ها با افزودن مواد شیمیایی نظیر کلکتورها در حضور حباب های هوا است. در این تحقیق حذف کاتیون های نیکل دو ظرفیتی از پساب سنتزی با غلظت کم با روش فلوتاسیون یونی مورد مطالعه قرار گرفت. از سدیم دو دسیل سولفات (SDS) و اتیل هگزا دسیل آمونیوم برمید(EHDABr) به عنوان کلکتور و از متیل ایزوبوتیل کربینول (MIBC) و داوفروت 250 (DF250) به عنوان کف ساز استفاده شد. برای بررسی فرآیند فلوتاسیون یونی و پارامترهای موثر در آن، 16 آزمایش شامل شش عامل متغیر با به کارگیری نرم افزار DX7 و بر اساس روش طراحی آزمایش فاکتوریل دو سطحی طراحی و انجام شد. آزمایش ها ابتدا در سلول هالیموند انجام شد. نتایج تحلیل آزمایش ها نشان داد که شرایط مناسب فرآیند فلوتاسیون یونی نیکل در غلظت ppm 300 کلکتور SDS، ppm 90 کف ساز DF250، pH برابر با 3 و دبی هوا برابر ml/min 8/1 است. فلوتاسیون یونی نیکل در سلول مکانیکی با شرایط مناسب به دست آمده از سلول هالیموند بررسی شد. در این شرایط بازیابی 88% برای یون نیکل و بازیابی آب معادل با 34/28% در 60 دقیقه فلوتاسیون یونی حاصل شد. نتایج نشان می دهد که استفاده از فلوتاسیون یونی در حذف یون های نیکل از پساب های صنعتی روش مناسبی است.
فلوتاسیون یونی روشی برای حذف یون های موجود در محلول ها با افزودن مواد شیمیایی نظیر کلکتورها در حضور حباب های هوا است. در این تحقیق حذف کاتیون های نیکل دو ظرفیتی از پساب سنتزی با غلظت کم با روش فلوتاسیون یونی مورد مطالعه قرار گرفت. از سدیم دو دسیل سولفات (SDS) و اتیل هگزا دسیل آمونیوم برمید(EHDABr) به عنوان کلکتور و از متیل ایزوبوتیل کربینول (MIBC) و داوفروت 250 (DF250) به عنوان کف ساز استفاده شد. برای بررسی فرآیند فلوتاسیون یونی و پارامترهای موثر در آن، 16 آزمایش شامل شش عامل متغیر با به کارگیری نرم افزار DX7 و بر اساس روش طراحی آزمایش فاکتوریل دو سطحی طراحی و انجام شد. آزمایش ها ابتدا در سلول هالیموند انجام شد. نتایج تحلیل آزمایش ها نشان داد که شرایط مناسب فرآیند فلوتاسیون یونی نیکل در غلظت ppm 300 کلکتور SDS، ppm 90 کف ساز DF250، pH برابر با 3 و دبی هوا برابر ml/min 8/1 است. فلوتاسیون یونی نیکل در سلول مکانیکی با شرایط مناسب به دست آمده از سلول هالیموند بررسی شد. در این شرایط بازیابی 88% برای یون نیکل و بازیابی آب معادل با 34/28% در 60 دقیقه فلوتاسیون یونی حاصل شد. نتایج نشان می دهد که استفاده از فلوتاسیون یونی در حذف یون های نیکل از پساب های صنعتی روش مناسبی است.
فلوتاسیون یونی روشی برای حذف یون های موجود در محلول ها با افزودن مواد شیمیایی نظیر کلکتورها در حضور حباب های هوا است. در این تحقیق حذف کاتیون های نیکل دو ظرفیتی از پساب سنتزی با غلظت کم با روش فلوتاسیون یونی مورد مطالعه قرار گرفت. از سدیم دو دسیل سولفات (SDS) و اتیل هگزا دسیل آمونیوم برمید(EHDABr) به عنوان کلکتور و از متیل ایزوبوتیل کربینول (MIBC) و داوفروت 250 (DF250) به عنوان کف ساز استفاده شد. برای بررسی فرآیند فلوتاسیون یونی و پارامترهای موثر در آن، 16 آزمایش شامل شش عامل متغیر با به کارگیری نرم افزار DX7 و بر اساس روش طراحی آزمایش فاکتوریل دو سطحی طراحی و انجام شد. آزمایش ها ابتدا در سلول هالیموند انجام شد. نتایج تحلیل آزمایش ها نشان داد که شرایط مناسب فرآیند فلوتاسیون یونی نیکل در غلظت ppm 300 کلکتور SDS، ppm 90 کف ساز DF250، pH برابر با 3 و دبی هوا برابر ml/min 8/1 است. فلوتاسیون یونی نیکل در سلول مکانیکی با شرایط مناسب به دست آمده از سلول هالیموند بررسی شد. در این شرایط بازیابی 88% برای یون نیکل و بازیابی آب معادل با 34/28% در 60 دقیقه فلوتاسیون یونی حاصل شد. نتایج نشان می دهد که استفاده از فلوتاسیون یونی در حذف یون های نیکل از پساب های صنعتی روش مناسبی است.

سازندهای کربناته مانند سازند آسماری، ایلام، سروک و غیره از مهم ترین مخازن نفت و گاز ایران محسوب می شوند. با وجود مشکلات فراوان ناشی از فرایندهای ژئومکانیکی مانند گیر کردن لوله حفاری، هرزروی گل و تولید ماسه، تاکنون مطالعات ژئومکانیکی چندانی برای رفع چنین مشکلاتی انجام نگرفته است. اغلب اطلاعات لازم برای ساخت مدل ژئومکانیکی مانند نمودارDSI، اطلاعات آزمایش ریزشکافت و نتایج آزمایش های مکانیک سنگ روی مغزه ها در میادین هیدروکربوری ایران موجود نیست و همین موضوع ساخت مدل ژئومکانیکی را مشکل ساخته است. در این مطالعه مدل ژئومکانیکی مخزن بنگستان (در چاه شماره 20 میدان کوپال) با استفاده از نمودارهای رانده شده در چاه، آزمایشات مکانیک سنگ، اطلاعات RFT، فشار هرزروی گل و غیره ساخته می شود و پنجره وزن گل ایمن برای حفاری پیشنهاد می شود. در پایان صحت نتایج مدل با استفاده از مشاهدات هرزروی گل در گزارشات حفاری و اطلاعات نمودار کالیپر، سنجیده می شود.

جستجوی ترکیب مدار فلوتاسیون بهینه برای دستیابی به اهداف متالورژیکی مطلوب انجام می شود. در مدار فلوتاسیون کارخانه زغالشویی پارامترهای متالورژیکی مانند راندمان و محتوای خاکستر محصول اهداف مورد نظر برای رسیدن به ترکیب مدار بهینه می باشند. برای محاسبه پارامترهای متالورژیکی هر ترکیب ممکن از مدار فلوتاسیون نیاز به مدل سازی است. با توجه به اهداف عملیات، بعضی از پارامترهای متالورژیکی نسبت به دیگر پارامترها مهم تر هستند. برای اجرایی کردن این امر، با به کارگیری روش مجموع وزن دار و نسبت دادن وزن بیشتر به پارامتر مهم تر، ترکیب مدار بهینه ای یافت می شود که نتیجه آن دستیابی به محصولی با مشخصات مورد نظر است. در کارخانه زغالشویی زرند برای محاسبه پارامترهای متالورژیکی هر ترکیب مدار از مدل سینتیک مرتبه اول استفاده شد. چون با تغییر اندازه ذرات زغالسنگ، نرخ شناوری آن ها نیز تغییر می کند این شاخص به عنوان مبنایی برای تفکیک خوراک به گونه های مختلف در نظر گرفته شد. مقایسه نتایج با مقادیر اندازه گیری شده نشان داد که خطای متوسط پیش بینی راندمان و محتوی خاکستر کنسانتره توسط مدل به ترتیب 2/4 ± و 75/0 ± درصد می باشد. با به کارگیری روش مجموع وزن دار، همه ترکیب وزن های ممکن نسبت داده شده به پارامترهای متالورژیکی، ارزیابی شد. از میان سه ترکیب مدار فلوتاسیون پیشنهادی، ترکیبی که با اختصاص دادن وزن های 9/0 و 1/0 به ترتیب به شاخص محتوای خاکستر و راندمان به دست آمد، به دلیل امکان پذیر بودن در کارخانه به اجرا گداشته شد که نتیجه آن دستیابی به محصولی با کیفیت قابل قبول (محتوی خاکستر کنسانتره کمتر از 11 درصد) به همراه افزایش راندمان از 6/57 درصد در مدار اولیه به 8/65 درصد بود.

در مطالعات گرانی سنجی، جداسازی بی هنجاری های مربوط به ساختارهای سطحی از بی هنجاری های مربوط به ساختارهای عمیق، یکی از اساسی ترین مراحل پردازش داده های گرانی سنجی است. کارآیی روش های مختلف تفسیر داده های گرانی به نتایج جداسازی به هنجاری های محلی از ناحیه ای وابستگی شدیدی دارد. تا کنون روش های مختلفی برای جداسازی بی هنجاری های محلی از ناحیه ای ارائه شده است. در این مقاله، از یک فیلتر داده مبنا که بر اساس طیف توان شعاعی میانگین طراحی می شود برای جداسازی بی هنجاری های محلی از ناحیه ای استفاده شده است. فیلتر مذکور، یک فیلتر پایین گذر می باشد که در طیف توان شعاعی میانگین، عدد موج های پایین مربوط به بی هنجاری های ناحیه ای را از خود عبور می دهد و دامنه سایر عدد موج ها به تدریج به صفر میل می کند. کلیه برنامه های مورد استفاده در این مقاله توسط نگارندگان در محیط MATLAB تهیه شده است. نتایج داده های مصنوعی ناشی از یک مدل پیچیده زمین شناسی، کارآیی مناسب این روش را نشان می دهد. داده های واقعی مورد استفاده مربوط به منطقه دولت آباد هرمزگان است که به منظور مطالعه پتانسیل یابی کرومیت برداشت شده است. نتایج داده واقعی با نتایج مدل سازی های صورت گرفته همخوانی مناسب دارد.

یکی از خصوصیات مهم زون آسیب دیده ناشی از حفاری که در اغلب روش های تحلیل پایداری کم تر به آن توجه می شود، اثر نیروهای حجمی ناشی از وزن توده سنگ شکسته شده است. از این رو هدف اصلی تحقیق حاضر، محاسبه اثر نیروهای حجمی بر روند تغییرات تنش های القایی و جابجایی های اطراف تونل های دایروی شکل و همچنین محاسبه فشار نگهداری است. بنابراین با در نظر گرفتن معیار شکست موهر-کولمب و با استفاده از روش حل تحلیلی، یک حل فرم بسته بر مبنای قانون جریان ناهمراه برای محاسبه منحنی واکنش زمین در تاج تونل به دست آمده و به وسیله دو سری داده معتبر، اعتبار سنجی شد. بررسی نمودار تنش های القایی نشان داد که تغییرات آن ها در دیواره و تاج تونل بسیار متفاوت بوده به طوری که شکل زون آسیب دیده حتی تحت میدان تنش برجای هیدرواستاتیک نیز غیر دایروی است. همچنین بر مبنای روش به دست آمده منحنی واکنش زمین در تاج تونل با منحنی واکنش زمین در دیواره مقایسه شد و دو مفهوم جدید«حداقل فشار نگهداری لازم» و «حداکثر کرنش مجاز» به همراه رابطه ریاضی آن ها به دست آمد. طبق نتایج مشخص شد که با کاهش زاویه اتساع، حداکثر کرنش مجاز نیز کاهش یافته و بایستی سریع تر سیستم نگهداری نصب شود.

در مطالعات امکان سنجی و برنامه ریزی کارخانه های فرآوری، روش ها و ابزارهای سریع و قابل اعتماد که امکان تخمین هزینه را فراهم کنند نقش مهمی بعهده دارند. هیدروسیکلون ها به عنوان یکی از انواع طبقه بندی کننده های موادمعدنی به سبب کارآیی بالایی که به ویژه در یک مدار بسته با آسیا دارند، از اهمیت زیادی برخوردارهستند. در این تحقیق، سعی شده مدلی جدید و کارآمد جهت تخمین هزینه های سرمایه ای و عملیاتی این تجهیزات ارائه شود. این مدل در قالب توابع هزینه تک و چندمتغیره توسعه داده شده است. در این راستا، متغیرهای فنی موثر بر هزینه مورد بررسی قرارگرفته و نحوه ورود صحیح آن به مدل با آزمون های آماری مناسب سنجیده شده است. در تابع رگرسیون تک متغیره، قطر و یا ظرفیت دستگاه و در تابع چندمتغیره، هر دو متغیر به صورت همزمان به عنوان متغیر مستقل مورد استفاده قرار می گیرند. به منظور از بین بردن همبستگی بین متغیر های مستقل در تحلیل چند متغیره، از روش آنالیز مولفه های اصلی استفاده شده است. این تکنیک با بهره گیری از روابط خطی جدید بین متغیرهای اولیه، اقدام به حذف همبستگی بین متغیرهای مستقل ورودی به مدل می نماید. درادامه کارآیی هریک از این توابع با استفاده از میانگین نرخ خطای مطلق و بررسی باقیمانده ها ارزیابی شده است. به طور میانگین میزان خطای 75/6 و 08/4 درصد به ترتیب برای رگرسیون تک و چندمتغیره بدست آمده که میزان قابل قبولی در مطالعات امکان سنجی کارخانه های فرآوری است. همچنین توزیع نرمال باقیمانده های مدل، گواهی برکارآیی مدل های ارائه شده است.