مهندسی معدن
سال:1398 | دوره:14 | شماره:45 |تعداد مقالات:9

هوازدگی سنگ در مناطق کوهستانی دوام و مقاومت آن را در طول زمان تحت تاثیر قرار می دهد. ارزیابی دوام و استحکام سنگ ها در اثر سیکل های انجماد-ذوب فاکتور اساسی برای تحلیل پایداری سنگ های بستر پروژه های مهندسی از قبیل تونل، معدن و. . . می باشد. در این مطالعه تأثیر سیکل های انجماد-ذوب بر روی شاخص دوام سیکل های دوم و پنجم، چگالی خشک و حجم سنگ شیست ارزیابی شده است. بدین منظور، 13 گمانه در دیواره غربی معدن انگوران حفر و نمونه های مورد نیاز تهیه و آماده سازی شده است. در کل، 75 سیکل انجماد-ذوب روی نمونه ها اعمال و در سیکل های 0، 7، 15، 40 و 75، آزمایش های آزمایشگاهی از قبیل شاخص دوام سیکل های دوم و پنجم، چگالی خشک و اندازه گیری حجم نمونه ها انجام شده است. بر این اساس، روابطی تجربی جهت محاسبه شاخص دوام و چگالی خشک نمونه ها به ازای سیکل-های انجماد-ذوب مختلف ارائه شده است. نتایج حاصله نشان دهنده کاهش نمایی شاخص دوام سیکل های دوم و پنجم و چگالی خشک می-باشد. همچنین، حجم نمونه ها با افزایش تعداد سیکل های انجماد-ذوب، افزایش یافته است. بعلاوه، مشخصات کانی شناسی سنگ شیست هم با استفاده از میکروسکوپ پلاریزان و آنالیز XRD مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج این مطالعه نشان داد که کانی های اصلی تشکیل دهنده سنگ شیست شامل کوارتز، کلسیت، بیوتیت و کلریت می باشد. در نهایت، جهت اعتبارسنجی نتایج بدست آمده و بررسی دقیق بافت نمونه ها، سنگ شیست در حالت بکر و پس از اعمال 75 سیکل انجماد-ذوب با استفاده از میکروسکوپ الکترونیکی مطالعه گردید. نتایج نشاندهنده متراکم بودن بافت نمونه ها قبل از هوازدگی بوده که در آن فاصله بین سطوح شیستوزیته خیلی کم می باشد. با این حال، پس از اعمال 75 سیکل انجماد-ذوب، فاصله بین ناپیوستگی ها افزایش یافته و ترک های جدیدی در راستای عمود بر محور طولی نمونه ها ایجاد شده است.

به دلیل ارتباط زون های کانی سازی با تغییرپذیری عیار در کانسارهای مس پورفیری، تهیه مدل سه بعدی این زون ها یکی از گام های پیش از تخمین در ارزیابی این تیپ کانسارها به شمار می آید. کیفیت این مدل تأثیر بسزایی بر کیفیت تخمین های ارائه شده برای عیار، طراحی مناسب استخراج بلندمدت و درنهایت کاهش مشکلات بین معدن و کارخانه فرآوری خواهد داشت. روش معمول برای تهیه این مدل استفاده از روش مدلسازی محدود می باشد که فرآیندی پیچیده و زمان بر است. یکی از راه حل های ممکن برای تهیه این گونه مدل ها استفاده از روش های نامحدود همچون روش های هوشمند می باشد. در این مقاله تلاش شده است تا عملکرد دو روش هوشمند شبکه عصبی مصنوعی و ماشین بردار پشتیبان طبقه بندی کننده در جداسازی زون های کانی سازی (شامل زون شسته شده، زون هیپوژن، زون سوپرژن) کانسار مس میدوک مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد. برای این منظور از مختصات جغرافیایی (طول و عرض و ارتفاع) داده های حاصل از گمانه های اکتشافی به عنوان ورودی و زون های کانی سازی مشاهده شده در آن ها به عنوان خروجی مدل استفاده شده است. بررسی نتایج حاصل از این الگوریتم های هوشمند در جداسازی زون های زمین شناسی نشان می دهد که روش ماشین بردار پشتیبان طبقه بندی کننده نسبت به شبکه عصبی مصنوعی عملکرد مطلوب تری دارد. عملکرد مطلوب تر روش روش ماشین بردار پشتیبان نسبت به شبکه عصبی مصنوعی، با استفاده از دقت بالاتر این روش در مراحل آموزش و آزمایش و همچنین مقایسه میان مدل بلوکی طبقه بندی شده با برداشت های صورت گرفته از چال های انفجاری نشان داده شده است.

معمول ترین راه بیشینه کردن ظرفیت مدارهای سنگ شکنی، حفظ توان کشی اسمی و پر بودن محفظه سنگ شکن در بالاترین حد ممکن است. این هدف با استفاده از حلقه کنترل توان کشی و کنترل سطح محفظه سنگ شکن قابل دستیابی است. بازرسی های انجام شده در مدار سنگ شکنی مرحله سوم کارخانه پرعیارکنی1 مجتمع مس سرچشمه نشان داد کارآیی خردایش پایین بوده و حلقه های کنترل سنگ شکنی مورد استفاده قرار نمی گرفت. برای راه اندازی این حلقه ها، ابتدا داده های توان به اتاق کنترل انتقال داده شدند و سطح سنج فراصوت برای پایش سطح مواد در محفظه سنگ شکن عملیاتی شد. با توجه به وجود نوسان زیاد در توان کشی سنگ شکن ها و مشکلات اساسی مدار، کار استانداردسازی فرایند و تجهیزات با استفاده از بازرسی فرایند، به اجرا گذاشته شد. مشکل اول، توزیع غیریکنواخت خوراک در سنگ شکن ها بود. با تغییر طرح مجرای خوراک سنگ شکن ها طی سه مرحله، از طرح مکعب مستطیل به مجرای خوراک استوانه ای استاندارد، توزیع خوراک یکنواخت شد که باعث افزایش عمر زره ثابت (8/1 برابر) و کاهش نوسان توان کشی (از kW5/8 به kW2/3)گردید. پایین بودن تناژ ورودی ( t/h350) به سنگ شکن ها نسبت به طرح ( t/h531) مشکل بعدی بود. با افزایش ارتفاع صفحه تنظیم خوراک دهنده ها، رفع انسداد مخازن و افزایش سرعت خوراک دهنده ها، تناژ ورودی به سنگ شکن ها بصورت میانگین از t/h350 به t/h540 افزایش و ساعت کارکرد سنگ شکن ها 18 درصد کاهش یافت. به عبارتی، تعداد سنگ شکن آماده بکار از 1 دستگاه به 5/2 دستگاه افزایش یافت. با استانداردسازی فرایند، حلقه کنترل خودکار توان کشی مورد استفاده قرار گرفت و امکان پر کار کردن محفظه سنگ شکن فراهم گردید. استفاده از حلقه های کنترل باعث کاهش انسداد سنگ شکن از 10 مرتبه در ماه به یک مرتبه و افزایش 13 درصدی ذرات عبوری از سرند 7/12 میلیمتر شد. با عیب یابی و استاندارد سازی سرندها، درصد عبوری از سرند 7/12 میلیمتر از 65% به 5/79% افزایش یافت.

امروزه از روش های متفاوتی برای پیش بینی فشار منفذی استفاده می شود که هر کدام دارای نقاط قوت و ضعف بخصوصی هستند. در این تحقیق فشار منفذی و مکانیسم های مربوطه در یکی از مخازن هیدروکربنی کربناته جنوب غرب ایران با استفاده از روش سرعت لرزه ای مورد بررسی و تخمین قرار گرفته است. برای این منظور سرعت بازه لرزه ای با استفاده از روش آنالیز چند نشانگر ی لرزه ای، بدست آورده شد. مکعب فشار روباره هم از مکعب چگالی تخمین زده شد. به منظور تحلیل مکانیزم های موثر در فشار منفذی، با ترسیم نمودار متقاطع سرعت-چگالی بالک در چاه های میدان، نشان داده شد که مکانیزم اصلی موثر در فشار مخزنی، تراکم نامتوازن بوده است. بنابراین رابطه اولیه تبدیل سرعت به فشار از برازش بین داده های فشار موثر و سرعت لرزه ای بدست آورده شد. پس از کالیبراسیون در محل چاه ها، ضرائب رابطه نهایی گردیده و داده های سرعت به تنش موثر برگرادانده شدند. سپس مکعب تنش موثر با استفاده از رابطه ترزافی به مکعب فشار منفذی تبدیل گردید. بررسی مقاطع عرضی تهیه شده از مکعب فشار منفذی، بیانگر تفکیک واضح لایه های مخزنی از بخش های بالا و پایین خود می باشد. همچنین تجزیه تحلیل آماری نتایج تحقیق اعم از خطای میانگین مربعات کم و ضریب همبستگی بالا بین داده های پیش بینی شده و واقعی، نشان می دهد که روش سرعت لرزه ای حاصل از آنالیز چند نشانگری قادر است فشار منفذی را قبل از حفاری در سازندهای کربناته به صورت قابل قبولی پیش بینی نماید. بنابراین انجام این مطالعات می تواند در تعیین وزن گل حفاری، ارزیابی پتانسیل خطر و اقتصاد حفاری اهمیت قابل ملاحظه ای داشته باشد.

طرح مورد مطالعه در این پژوهش، تونلی است به طول 36 کیلومتر و با قطر حفاری 32/6 متر که به منظور انتقال آب از دامنه های غربی زاگرس به حوزه دریاچه اورمیه طراحی شده و در شرایط زمین شناسی تشکیل شده از سنگ های سخت با استفاده از دو دستگاه ماشین حفار تونل (TBM)، در حال اجراست. زمین شناسی مسیر تونل از لحاظ لیتولوژی اغلب از سنگهای گرانیت، گرانودیوریت، هورنفلس، شیست، آهک، دولومیت، شیل، اسلیت و فیلیت تشکیل شده است. یکی از چالش های اصلی تونل مورد مطالعه، سایش دیسکها ی برشی است که علاوه بر هزینه، زمان موردنیاز حفاری را افزایش داده است و بر اقتصاد پروژه تأثیر جدی گذاشته است. سایش را می توان به صورت از دست رفتن و زدوده شدن مداوم مواد از سطح یک جسم جامد، در اثر کنش های مکانیکی مانند تماس و حرکت نسبی میان دو جسم تعریف نمود. سایش ساینده و سایش تخریبی جزو مهمترین نوع سایش دیسکها ی برشی می باشند. در این مقاله برای بررسی سایندگی سنگ ها از داده های میدانی حاصل از حفاری9/5 کیلومتر تونل، ویژگی های ژئوتکنیکی و اطلاعات آزمایشگاهی استفاده شده است. مطالعات میدانی نشان می دهد سایش غیر نرمال، 51 درصد سهم خرابی دیسکهای برشی را به خود اختصاص داده و بیشتر از سایش نرمال می باشد. بررسی نرخ مصرف دیسکهای برشی در ارتباط با ویژگی های زمین شناسی و پارامترهای حفاری نشان می دهد که ارتباط نزدیکی بین شاخص سایندگی سرشار و مقاومت فشاری سنگ با نرخ مصرف دیسکهای برشی وجود دارد. نتایج شان می دهد با کاهش نیروی پیشران و گشتاور ماشین حفار و افزایش نرخ نفوذ، میزان مصرف دیسکهای برشی نیز بطور نسبی کاهش یافته است. طول عمر نسبی دیسکهای برشی بر حسب موقعیت آنها برروی کله حفاری در مقایسه با نمودار پیشنهادی توسط برولند (1998)، مطابقت خوبی نشان می دهد.

تشخیص داده های خارج از ردیف چند متغیره به کمک الگوریتم های داده کاوی یکی از نکات ضروری پیش پردازش داده های اکتشافات ژئوشیمیایی محسوب می شود. در این مقاله چهار الگوریتم برآورد چگالی کرنل (KDE)، ضریب خارج از ردیف بودن محلی (LOF)، OPTICS-OF و SVDD که به ترتیب جزو روش های آماری، روش های مبتنی بر مجاورت، روش های مبتنی بر خوشه بندی و روش های مبتنی بر دسته بندی هستند، معرفی شده و کاربرد آنها بر روی داده های ژئوشیمیایی ورقه 100000/1 روم با ماتریس داده 41×902 بررسی شده است. برای این منظور ابتدا روش ilr برای باز کردن سیستم عددی داده ها بکار رفته و سپس داده ها در بازه صفر تا یک استاندارد شده است. نتایج پیاده شده چهار الگوریتم فوق بر روی مجموعه داده های استاندارد شده، نشان می دهد که در رویکرد تشخیص نمونه های دارای خطا، 10 نمونه که دارای بالاترین احتمال خارج از ردیف بودن هستند و در هر چهار الگوریتم نیز یکسان می باشند را می توان برای بررسی بیشتر به عنوان نمونه های انتخابی برای نمونه برداری تکراری در نظر گرفت. در رویکرد تشخیص نمونه های غیر نرمال، از 150 نمونه ی انتخابی 5/74% از نمونه ها در هر چهار الگوریتم و 1/16% و 4/9% نیز به ترتیب در یک و دو الگوریتم به عنوان داده ی خارج از ردیف شناسایی شده است. مقایسه نتایج الگوریتم های انتخابی با روش کلاسیک فاصله ماهالانوبیتس نشان دهنده ی برتری آنها در هر دو رویکرد است. همچنین پیشنهادی می شود از الگوریتم های تشخیص داده های خارج از ردیف چند متغیره می توان برای تعیین نمونه-برداری های تکراری، محاسبه ماتریس موقعیت و پراکندگی در آمار چند متغیره مقاوم پس از حذف داده های غیر نرمال و تعیین آنومالی های ژئوشیمیایی استفاده کرد.

بیان مسئله: تامین ایمنی برای معدنکاران از الزامات مهم معدنکاری است. مخاطرات و حوادث در معادن می بایست حذف، کنترل و یا حداقل شود. متداول ترین علت حوادث معدنی، فاکتور خطای انسانی است. در این تحقیق، حوادث ناشی از خطای انسانی در زغال سنگ پروده شماره 1 طبس با روش شرپا مورد بررسی قرار گرفته است. روش کار: درشرپا که یک روش نظام یافته پیشبینی و کاهش خطای انسانی می باشد، مهمترین خطاهای انسانی که سبب حوادث میشود بر حسب مکان و یا نوع فعالیت، تقسیم بندی شده است. نتایج در قالب چارت های وظایف شغلی ارائه گردید. یافته ها: از مجموع 37 خطای شناسایی شده بیشترین تعداد خطا 18 (64/48 %) و از نوع عملکردی، 13 خطا مربوط به بازبینی (13/35 %)، 5 خطا از نوع ارتباطی (51/13 %) و 2 خطا مربوط به انتخاب (4/5 %) بود. سپس روش اولویت بندی AHP به کار گرفته شد و راهکارهای کنترلی مناسب برای کاهش ریسک خطاها با توجه به اولویت ها ارائه گردید. گزینه های کاهش خطای انسانی شامل ارتقا تجهیزات، آموزش، دستورالعمل، و سازمان؛ در نظر گرفته شدند. نتایج: بررسی نشان داد که ارتقا تجهیزات، مناسب ترین گزینه در کاهش خطای انسانی است. این ارتقا برای کل معدن درنظرگرفته، ونشان داده شد در شرایطی که محدودیت منابع و هزینه ها و یا زمان وجود داشته باشد، می توان اثر گزینه ها بر هریک از فعالیت های اصلی را برای نتایج بهترمورد بررسی قرار داد. در این حالت روش فوق قابلیت اجرای بهتری دارد، زیرا به جای ارتقا تجهیزات برای همه بخش ها، ارتقا هر بخش با توجه به گزینه موثرتر صورت میگیرد.

این پژوهش بر روی برگه یک صدهزارم ژئوشیمیایی کیوی انجام شد که توسط سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی ایران با استفاده از آنالیز شیمیایی نمونه های رسوبات آبراهه ای تهیه شده است. منطقه کیوی در استان اردبیل قرار دارد. این ناحیه شامل سه واحد سنگی رسوبی، آذرین و دگرگونی می باشد. قدیمی ترین واحد رسوبی موجود، سنگ های قبل از کرتاسه و جدیدترین آن، مربوط به کواترنر و عهد حاضر است. با توجه به استعداد کانی سازی فلزی، بالاخص عنصر مس در این منطقه، بررسی دقیق آن با اهمیت است. بر این اساس، یافتن اطلاعاتی در مورد ارتباط و رفتار عناصر طلا، نقره و مولیبدن نسبت به عنصر مس در این منطقه اهمیت می یابد؛ هدف از این بررسی، رفتارسنجی هاله های ژئوشیمیایی در منطقه می باشد. در پژوهش حاضر با هدف رفتارسنجی عناصر نام برده، از روش مشهور و مفید کا میانگین استفاده شد. این روش از روش های خوشه بندی است که بر کمینه کردن مجموع فواصل اقلیدسی هر یک از نمونه ها از مرکز دسته هایی که به آن تخصیص می یابد، استوار می باشد. در این پژوهش از تابع کیفیت خوشه بندی و میزان مطلوبیت نمونه در خوشه مورد نظر (S(i)) برای تشخیص تعداد خوشه بهینه استفاده شد، سپس با در نظرگرفتن مراکز خوشه ها و نتایج حاصل، معادلاتی به منظور پیش بینی مقدار عنصر مس ارائه شد. ا پس از بررسی های رفتاری عناصر، آزمایش شبکه عصبی مصنوعی برای تخمین میزان مس با استفاده از روش های رگرسیون عمومی و پس انتشار خطا انجام شد. مقدار صحت (R) تخمین در داده های آزمایشی در شبکه عصبی مصنوعی رگرسیون عمومی و پس انتشار خطا به ترتیب 0. 77 و 0. 74 گزارش شد. در انتها مشخص شدکه روش شبکه عصبی مصنوعی رگرسیون عمومی در تخمین بهینه عنصر مس در منطقه مورد مطالعه دارای ارجحیت است.