مهندسی منابع معدنی
سال:1398 | دوره:4 | شماره:2 |تعداد مقالات:8

سیستم های ساختاری مرتبط با کانی سازی آهن در محدوده ذخایر معدنی سنگان واقع در شمال شرق ایران، رابطه مستقیمی با هندسه تغییر شکل ها، شکستگی ها و گسل ها، سایر ساخت های صفحه ای و خطی و نفوذ توده های آذرین به عنوان منشا و منبع حرکت سیالات نهایی ماگماتیسم موثر در کانی سازی دارد. هدف از این مطالعه، بررسی و شناسایی ساختارهای تکتونیکی در ذخیره C شمالی سنگان و تحلیل آن ها، تعیین مدل ساختار ناحیه ای، مدل الگوی ساختاری ذخیره و در نهایت ارایه مدل تشکیل آن ذخیره است. با توجه به قرارگیری منطقه معدنی سنگان در انتهای یکی از پایانه های انشعابی بزرگ مقیاس از گسل درونه، این بلوک از لحاظ زمین ساخت ناحیه ای، به عنوان بخشی از فرار تکتونیکی مطرح است و می توان بسیاری از عملکردهای ساختاری در ناحیه معدنی سنگان را ناشی از فعالیت این پدیده دانست. با بررسی گسل های موجود در محدوده ذخیره و انجام تحلیل تراکم فضایی هر سری گسل، نقشه چگالی گسل تهیه شده که نشانگر سه سیستم گسلی در ذخیره C شمالی است. بر اساس مطالعات توده های نفوذی، مدل شماتیک که نشان دهنده نوع تحرک احتمالی، مکانیزم ساختمان بیرونی و خروج سیالات ماگمایی در هنگام جانشینی ماگما است، به همراه مدل تشکیل ذخیره C شمالی ارایه شد. تشکیل ذخیره C شمالی مرتبط با ساختار است که پایه ای برای کاربرد روش تکتونوژئوشیمیایی است. نتایج مطالعه اسکارن ها و توده معدنی در ذخایر سنگان (به ویژه C شمالی)، اهمیت زیادی دارد و می تواند به صورت محلی برای مطالعه ذخایر اسکارن دیگر که در کنتاکت سنگ های کربناته با نفوذی های گرانیتی در این نوار معدنی اند، مورد استفاده قرار گیرد.

امروزه عملیات بازیابی نفت در مخازن نفتی از طریق تزریق آب رویکرد اقتصادی مطلوبی دارد اما بازده این روش در اثر تشکیل رسوبات معدنی در حالت فوق اشباع کاهش می یابد. از این رو توجه و مطالعات بیشتر برای جلوگیری از مشکل تشکیل رسوب معدنی ضروری به نظر می رسد. در مطالعه حاضر، تشکیل رسوبات معدنی سولفات باریم و سولفات استرانسیم در طی عملیات تزریق آب در چند میدان نفتی مانند نصرت، سیری و فورتیس با استفاده از مدل ضریب فعالیت Extended UNIQUAC مطالعه و پیش بینی شده است. با استناد به نتایج این مطالعه، مدل Extended UNIQUAC با نتایج تجربی و میدانی به خوبی مطابقت دارد. هم چنین رسوب سولفات باریم و سولفات استرانسیم در میدان نفتی نصرت به ترکیب آب سازند و آب تزریقی (آب خلیج فارس) و شرایط عملیاتی بستگی دارد که می تواند باعث ایجاد مشکلاتی در تجهیزات سطحی و زیر سطحی در عملیات بهره برداری نفت شود. هرچند برای میدان نفتی سیری بر اساس آنالیز آب و اطلاعات شرایط عملیاتی، تشکیل رسوب سولفات باریم و سولفات استرانسیم قابل توجه نیست. در این مطالعه درجه حرارت برابر 50، 100 و 110 درجه سانتی گراد و هم چنین فشار برابر 135، 270 و 2465psi است. مقدار غلظت املاح معدنی در نمونه آب سازند و آب تزریقی حداکثر 86900 میلی گرم بر لیتر بوده است.

لرزش زمین یکی از آثار ناخوشایند حاصل از عملیات آتشباری در معادن روباز است که در حدود 40 درصد انرژی انفجار را به خود اختصاص می دهد. لرزش زمین ممکن است منجر به بروز آثار نامطلوبی مانند تخریب سازه های سطحی، از بین رفتن سطح آزاد در پله های بعدی انفجار به دلیل عقب زدگی، به هدر رفتن انرژی و ایجاد قطعات بزرگ بعد از انفجار و در نهایت تحمیل هزینه های پیش بینی نشده برای انجام آتشباری ثانویه شود. طراحی بهینه الگوی انفجار می تواند در کاهش اثرات نامطلوب حاصل از این پدیده نقش بسزایی ایفا کند. با توجه به تعدد پارامترهای تاثیرگذار بر لرزش زمین و پیچیدگی روابط میان آن ها، روش های کلاسیک طراحی الگوی انفجار در کاهش این پدیده ناتوان اند. بر این اساس در تحقیق حاضر، با استفاده از یک روش تلفیقی از آنالیز خاکستری و الگوریتم ژنتیک، ضمن ارایه یک رابطه ریاضیاتی برای تخمین لرزش زمین در معدن مس سرچشمه، الگوی پیشنهادی حفاری نیز ارایه شده است. نتایج حاصل از این مقاله نشان می دهد که با به کارگیری الگوی پیشنهادی انفجار، لرزش زمین به طور میانگین تا 55 درصد کاهش خواهد یافت.

در سراسر دنیا، هر ساله آمار بالای آسیب های جزیی تا شدید در بین افراد فعال در معادن گزارش می شود. یکی از راهکارهای موثر برای تامین ایمنی لازم در معادن، استفاده از یک سیستم جامع مدیریتی و برنامه ریزی برای تعیین خطرات اصلی در معادن و پاسخ به آن ها است. از این رو در این مقاله با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی به ارزیابی و مدیریت ریسک ایمنی در معادن روباز کرومیت فاریاب پرداخته شده است. طبق بررسی های انجام گرفته در 4 معدن روباز کرومیت فاریاب، در مرحله اول 78 خطر شناسایی شد. پس از نظر سنجی با 63 نفر از افراد فعال در معدن، 27 خطر در 6 گروه (زمین شناسی، حفاری و انفجار، حمل و نقل، ماشین آلات و تجهیزات، قوانین و مقررات و خطاهای فردی) به عنوان خطرات مهم تعیین شد. در ارزیابی انجام شده با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی که 9 نفر از اعضا پرسنل فنی معدن کرومیت فاریاب در آن شرکت داشته اند. در نهایت 11خطر به عنوان خطرات اصلی تعیین شد. ارزیابی نشان داد که گروه های حفاری و انفجار و خطاهای فردی به ترتیب با وزن نهایی (178/0 و173/0) مهم ترین گروه از خطرات در معادن روباز کرومیت فاریاب اند. در نهایت برای هر گروه از خطرات با ریشه یابی علل حوادث، بر اساس اسناد حوادث موجود در واحد ایمنی، بهداشت و محیط زیست معدن، توضیحات پرسنل فنی و پروژه های مشابه پاسخ به ریسک مناسب اعمال شد.

در صنعت نفت برای افزایش شاخص تولید و بازیافت از چاه هایی که به علت برداشت طولانی مدت، بازده آن کاهش یافته است یا سنگ های اطراف چاه میزان نفوذپذیری کمی دارند از شکست هیدرولیکی استفاده می شود و چون عملیات شکست هیدرولیکی پرهزینه است، به دست آوردن فشار لازم برای شکست هیدرولیکی و تعیین پمپ مناسب برای این عملیات، برای مجریان پروژه اهمیت به سزایی دارد. در این تحقیق از نمونه های ماسه سنگ منطقه لوشان برای مطالعه استفاده شد و تاثیر تنش حرارتی روی فشار شکست هیدرولیکی ماسه سنگ مورد بررسی قرار گرفت. برای مدلسازی آزمایشگاهی شکست هیدرولیکی بر روی سلول سه محوری هوک تغییراتی داده شده استتا برای مدلسازی شکست هیدرولیکی مناسب سازی شود. نمونه های مورد مطالعه به شکل استوانه ای توخالی جدار ضخیم، دارای قطر خارجی 7/54، قطر داخلی 12 و ارتفاع 108 میلی مترند. برای بررسی اثر تنش حرارتی، آزمایش ها بر روی نمونه هایی که ابتدا تا دمای 100 درجه سانتی گراد در کوره گرم شده و سپس در آب 5، 10 و 15 درجه سانتی گراد سرد شده اند، انجام شده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که با کاهش دمای سرد کردن نمونه ها، فشار شکست هیدرولیکی کاهش می یابد. در عملیات شکست هیدرولیکی این کاهش فشار شکست باعث می شود که پمپی با ظرفیت تولید فشار کمتری خریداری شود و در نتیجه هزینه های عملیات کاهش یابد. تغییرات فشار شکست هیدرولیکی در اثر تنش حرارتی با تغییرات سرعت امواج طولی، وزن مخصوص خشک، مقاومت تراکم تک محوری و نفوذپذیری تطابق دارد. از تصاویر سی تی اسکن نیز برای بررسی تغییرات میکرو ترک ها استفاده شده است، مقدار سی تی از 1654 هانسفیلد به 1614 هانسفیلد کاهش پیدا کرد. مقدار سی تی محاسبه شده از این تصاویر نیز تغییرات فشار شکست هیدرولیکی را تایید می کند.

به طور معمول برای طراحی مدار آسیاکنی از مدل هایی استفاده می شود که قادر به پیش بینی توزیع اندازه محصول خرد شده آسیا باشند. با توجه به فرآیندهای پایین دستی خردایش که شامل جدایش مواد معدنی بر اساس ترکیب کانی شناسی آن ها است، شناخت نحوه توزیع کانی ها در بخش های مختلف ابعادی نیز مهم است، بنابراین ضروری است که توسعه مدل ریاضی و شبیه سازی مفهوم طیف آزادشدگی کانی ها در آسیاها مورد توجه قرار گیرد. بر این اساس نرم افزار بومی شبیه سازی با نام CMCS توسعه یافته است. مدل درجه آزادی مورد استفاده در این نرم افزار نیازمند حداقل داده های آزمایشگاهی است اما توانایی محاسبه جزییات درجه آزادی کانی ها را دارد. این مدل برای ذرات آزاد و درگیر دو تایی کانی ها توسعه داده شده است. از ویژگی های این شبیه ساز کاربری آسان، تغییر سریع و آسان داده های ورودی، کنترل داده های اشتباه و نمایش نموداری نتایج شبیه سازی است. مقایسه نتایج نرم افزار CMCS با داده های صنعتی و همچنین نرم افزارهای مشابه مانند MODSIM نشان از دقت و صحت قابل قبول آن دارد.

در این مطالعه، برای دستیابی به شرایط عملیاتی مناسب وبهبودوضعیت مدار فلوتاسیون سرب و روی کارخانه تغلیظ کوشک (در هنگام بازیابی پایین)، عملکرد مدار فلوتاسیون در هر قسمت با انجام نمونه برداری های لازم و تحلیل نتایج حاصل، مورد بررسی قرار گرفت. به دلیل نبود دبی سنج در کارخانه برای مشخص کردن دبی های مجهول از موازنه جرمی استفاده شد. بر اساس نتایج حاصل از نمونه برداری مشخص شدهدرروی سرب و روی در مرحله پیش فلوتاسیون به ترتیب 6 و 10 درصد است، مکانیزم غالب هدرروی به صورت دنباله روی است که در این بخش علاوه بر استفاده از بازداشت کننده مناسب، توجه به درصد جامد و انجام شست وشوی بخش شناور شده، می تواند در کاهش هدررفت سرب و روی موثر باشد. با مقایسه مواد شیمیایی مصرفی در مدار، این نتیجه حاصل شد که در برخی از نمونه برداری ها با وجود مصرف بالای مواد شیمیایی نسبت به نمونه هایی که مصرف مواد کمتر داشتند، بهبودی در عیار و بازیابی ها مشاهده نشد و بازیابی سرب عمدتا زیر 50 درصد بود و بازیابی روی از 62 درصد تجاوز نکرد، که این امر بهینه سازی مواد شیمیایی را از نظر مصرف، توزیع و یا جایگزینی ضروری می سازد. نتایج آنالیزها نشان داد که عیار روی در کنسانتره نهایی سرب و همچنین عیار سرب و آهن در کنسانتره نهایی روی بالاست. با توجه به نتایج حاصل، استفاده از بازداشت کننده مناسب، کلکتورهای انتخابی تر، توزیع مناسب مواد شیمیایی مصرفی و بهینه سازی خردایش پیشنهاد شد.

فلوتاسیون از جمله مرسوم ترین روش های پرعیارسازی کانی های فلزی در کارخانه های فرآوری مواد معدنی است. کنترل پیوسته مدارهای فلوتاسیون برای رسیدن به کارایی متالورژیکی مطلوب اهمیت بسزایی دارد. تحقیقات نشان داده است که همبستگی معناداری بین مشخصات تصویری کف سطح سلول های فلوتاسیون با شرایط عملیاتی و شاخص های کارایی متالورژیکی فرآیند وجود دارد. هدف از انجام پژوهش حاضر توسعه الگوریتم ها برای استخراج مشخصه های بصری (ابعاد حباب های هوا، سرعت و رنگ کف) و بافتی (انرژی، آنتروپی و همبستگی) از تصاویر کف یک فرآیند فلوتاسیون ناپیوسته و سپس طبقه بندی و خوشه بندی تصاویر بر اساس متغیرهای تصویری است. برای این منظور آزمایش های فلوتاسیون در یک سلول ناپیوسته آزمایشگاهی در شرایط مختلف (دبی هوادهی، درصد جامد، غلظت کفساز، غلظت کلکتور و pH پالپ) انجام شد و پارامترهای متالورژیکی (بازیابی مس و عیار مس کنسانتره) و ویژگی های تصویری کف برای هر آزمایش اندازه گیری شد. از الگوریتم های سلسله مراتبی (درخت تصمیم گیری) و فازی FCM به ترتیب برای طبقه بندی و خوشه بندی تصاویر کف استفاده شدند. مقایسه نتایج طبقه بندی تصاویر کف ارایه شده به وسیله سیستم بینایی ماشین با سیستم اپراتوری نشان داد که دقت این سیستم در طبقه بندی تصاویر از سیستم اپراتوری بالاتر است. نتایج این تحقیق نشان داد که الگوریتم های توسعه داده شده به خوبی قادر به طبقه بندی تصاویر کف بر اساس مشخصه های تصویری و پارامترهای متالورژیکی بوده است که این امر در طراحی یک سیستم کنترل مبتنی بر بینایی ماشین بسیار ضروری است.