مهندسی معدن
سال:1388 | دوره:4 | شماره:7 |تعداد مقالات:14

تاکنون تعداد معدودی الگوریتم برای بهینه سازی محدوده استخراج زیرزمینی ارایه شده که شمار آنها در مقایسه با الگوریتم های بهینه سازی محدود استخراج روباز بسیار کمتر است. در هر یک از این الگوریتم ها تنها برخی از محدودیت های فنی و هندسی کارگاه استخراج وابسته به یک یا چند روش استخراج خاص برای بهینه سازی محدوده استخراج در نظر گرفته شده است. در این مقاله یک الگوریتم جدید برای بهینه سازی محدوده کارگاه استخراج زیرزمینی در یک طبقه استخراجی بر مبنای الگوریتم حریصانه ارایه شده است. این الگوریتم بر روی مدل اقتصادی دو بعدی اجرا می شود. برای اجرای الگوریتم، ابتدا محدوده مدلسازی شده با یک مدل گرافی که در آن اوزان یال های گراف بیانگر ارزش اقتصادی تجمعی بلوک ها در مدل بلوکی است، شبیه سازی می شود. سپس با بهره گیری از روش دیکسترا، مسیری از گراف که دارای طول بیشینه است، جستجو می شود. روش دیکسترا یکی از بهترین روش های حل الگوریتم حریصانه است. مسیری که باکاربرد این الگوریتم بر روی مدل محدوده معدنی جستجو می شود در واقع نشان دهنده مرزهای محدوده استخراج بهینه است که در صورت استخراج آن دستیابی به سود حداکثر محقق می گردد.

آمیزه تزریق با یک سرعت اولیه وارد درز می شود اما بسته به هندسه درز و خصوصیات دوغاب تزریقی، دوغاب به تدریج سفت شده و سرعت تغییرات کاملا آشکاری از خود نشان می دهد. این تغییرات در راستای تزریق و عمود بر راستای تزریق رخ می دهد. در این تحقیق تغییرات هر دو مولفه سرعت در درزهایی با هندسه های گوناگون، با استفاده از اصول دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و روش عددی حجم محدود بررسی شده است. بدین منظور درزهایی با سطوح صاف و موازی و همچنین درزهایی دندانه اره ای شکل با جورشدگی های متفاوت مدل سازی شدند. نتایج نشان می دهد که مولفه سرعت در راستای تزریق در یک درز با سطوح صاف و موازی همواره توزیع سهمی شکلی در جهت بازشدگی درز از خود نشان می دهد. در درز دندانه اره ای شکل، در محل های تنگ شده مقدار آن افزایش می یابد و پروفیل آن از حالت سهمی شکل خارج شده و شکل موجی به خود می گیرد. سرعت در راستای عمود بر امتداد درز درون درزهای با سطوح صاف و موازی از ورودی درز تا محلی که دوغاب شروع به گیرش می کند برابر صفر است و از محل گیرش دوغاب به بعد آشکار شده و تغییر می کند. این مولفه از سرعت در درزهایی با سطوح دندانه اره ای از ابتدای درز غیرصفر بوده و چگونگی تغییرات آن  از نظر مقدار و علامت به میزان جورشدگی درز و نسبت بازشدگی درز (K)، جهت و شیب دیواره های درز بستگی دارد.

مدل سازی ریاضی عملیات استخراج فلز مس به روش استخراج توده ای موضوع بسیاری از تحقیقات انجام گرفته در زمینه استخراج فلزات در سال های اخیر بوده است. اما به دلیل حجیم بودن عملیات هیپ لیچینگ، مدل سازی ریاضی این عملیات می تواند چشم اندازهای جالبی را برای اهداف طراحی مهیا سازد. از آنجایی که فروشویی ستونی بهترین گزینه برای شبیه سازی هیپ لیچینگ می باشد، در این پژوهش بر مبنای یک مدل ریاضی، نرم افزاری به زبان ویژوال بیسیک، جهت مدل سازی فروشویی ستونی کانی های اکسیده مس سرچشمه، تهیه گردید. این مدل ریاضی بر اساس موازنه جرم، همراه با واکنش شیمیایی و در حالت ناپایا ارایه شده است. این مدل می تواند اثر عوامل موثر بر بازده استخراج از قبیل دانه بندی خوراک، زمان جریان حلال،  میزان تراکم، نرخ پاشش، درجه حرارت عملیات و غلظت حلال مورد استفاده را در پیش بینی نتایج استخراج تعیین نماید. برای تایید صحت مدل نیز از تست های ستونی متعددی در مقیاس آزمایشگاهی استفاده و نتایج بسیا ر مناسبی حاصل گردید که نشان دهنده تطابق نتایج نرم افزار با نتایج آزمایشگاهی می باشد. حلال مورد استفاده در این آزمایش ها، اسید سولفوریک رقیق بود. با بررسی نتایج حاصل از آزمایش ها و مدل می توان در شرایط مختلف، میزان استخراج مس را پیش بینی نمود.

خاک رس به علت داشتن خصوصیات تورم، نفوذپذیری کم و وفور آن در طبیعت همواره در ساخت سازه های هیدرولیکی سبک و سنگین مورد توجه بوده است. از رس ها در ساخت جزء آب بند سد ها که هسته سد خاکی، دیوارهای آب بند، پرده تزریق و کف پوش های رسی می باشد و همچنین ساخت سازه های هیدرولیکی سبک مانند پوشش کانال ها استفاده می شود. در این مقاله سعی شده است که اثر دو نوع کانی رس بر مقاومت فشاری بتن پلاستیک ساخته شده از آنها، مورد بررسی قرار گیرد. نتایج این پژوهش حاکی از آن است که در صورت استفاده از معیار مقاومت فشاری نمونه ها برای ارزیابی حدود تاثیرگذاری نوع رس بر ویژگی های مکانیکی بتن پلاستیک، افزودن رس بنتونیتی پیامدهای مطلوب تری نسبت به رس کائولینیتی در بتن پلاستیک دارد. بر اساس نتایج بدست آمده در این تحقیق یک رابطه تجربی برای تخمین مقاومت فشاری بتن پلاستیک بر پایه دو پارامتر عیار رس (نسبت کانی رس به ماسه) و سن نمونه ارایه شده است.

با وجود آن که تاکنون الگوریتم های متعددی برای بهینه سازی محدوده معدنکاری روباز ارایه شده اما بدلیل وجود بعضی محدودیت ها در الگوریتم های موجود، همواره ارایه الگوریتم های جدیدی که بتواند برخی از این محدودیت ها را پوشش دهد، مورد توجه متخصصان بوده است. در این مقاله، از مفاهیم روش گروه های کلیدی که به طور خاص به منظور تحلیل پایداری شیب های سنگی استفاده می شود، برای تدوین الگوریتم بهینه سازی محدوده نهایی معادن روباز استفاده شده است. این الگوریتم که KG-PLO  نامیده شده است، بر روی نوع ویژه ای از مدل اقتصادی محدوده معدنی اجرا می شود و از آنجا که از پشتوانه قوی منطق ریاضی بهره می برد، قادر است محدوده بهینه واقعی را ارایه نماید. بدلیل اجرای مرحله ای الگوریتم، حجم محاسبات و درنتیجه زمان پردازش داده ها برای اجرای آن کم است. هر چند که با توجه به منطق فعلی روش گروه های کلیدی این الگوریتم به صورت دو بعدی ارایه شده اما در صورتی که مبانی نظری روش گروه های کلیدی از دو بعد به سه بعد گسترش یابد، می توان الگوریتم ارایه شده را به سه بعد تعمیم داد. برای اجرای الگوریتم KG-PLO، یک برنامه کامپیوتری با بهره گیری از منطق روش گروه های کلیدی در محیط Mathematica پیاده سازی شده است.

پدیده نشست یکی از پیامد های اجتناب ناپذیر معدن کاری زیرزمینی می باشد که به طور ویژه در روش های جبهه کار بلند (در روش های با پر کردن و به طور خاص در روش های بدون پرکردن و مکانیزه) و نیز اتاق و پایه (با بازیابی پایه یا بدون بازیابی پایه) اتفاق می افتد. این پدیده باعث بروز یک سری جابه جایی های افقی و قائم روی سطح زمین می شود که این جا به جایی ها نیز پیامدهایی را به دنبال دارند و بعضا باعث بروز خرابی ها و متعاقب آن خسارت های مالی و جانی جبران ناپذیر می گردند. دراین مقاله  با استفاده از روش ناپیوستگی جابه جایی مرتبه بالا (از زیر مجموعه روش های المان مرزی) و روش تفاضل محدود  پدیده نشست و جابه جایی های متناظر آن مدل می شوند  و می توان نشست زمین و کرنش های افقی متناظر آن را، هم در مورد لایه های افقی و هم در مورد لایه های شیب دار بررسی نمود. نتایج به دست آمده در مقایسه با روش های تجربی هم خوانی مناسبی داشتند.

تونل انتقال آب بهشتاباد به طول تقریبی 65 کیلومتر طویل ترین تونل انتقال آب ایران با رژیم جریان تحت فشار است. در کیلومترهای ابتدایی و انتهایی تونل به دلیل پایین بودن سطح ایستابی احتمال خارج شدن آب از تونل وجود دارد. در این مقاله ابتدا تونل پهنه بندی و ضرایب تراوایی، هد خارجی آب و پارامترهای ژئومکانیکی پهنه ها بررسی شده است. سپس روش تحلیلی فرناندز معرفی و به طور مختصر توضیح داده شده و دبی آبی نشتی از تونل و ایستابی آب در مرز پوشش و زمین با بهره گیری از آن تعیین شده است. بیشینه دبی آب خروجی از تونل برابر با 4.11 لیتر بر ثانیه در واحد طول تونل است. در بخش هایی از تونل که توسط قطعات بتنی پیش ساخته نگهداری شده، ضریب نفوذپذیری معادل با استنباط از قانون دارسی و با توجه به هندسه قطعات بتنی تعیین شده است. در ادامه نحوه تحلیل تراوش توسط نرم افزار FLAC تشریح و نتایج حاصل از مدل سازی عددی و روش تحلیلی با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج تطابق خوبی با هم داشتند ولی به هر حال روش های عددی به دلیل امکان منظور کردن جزئیات مدل مانند تاثیر زهکش ها، توالی و شیب لایه ها و امکان انجام تحلیل در حالت گذرا بر روش های تحلیلی برتری دارند.