مهندسی معدن
سال:1400 | دوره:16 | شماره:53 |تعداد مقالات:7

فرایند تخریب در روش استخراج جبهه کار طولانی به طور مستقیم بر پایداری و پیوستگی عملیات استخراج تأثیر می گذارد. از این رو پیش-بینی رفتار تخریبی سقف از دو دیدگاه گام های تخریب و مقدار تنش های القایی ایجاد شده در طی آن مسئله ای ضروری در طراحی پروژه های استخراج جبهه کار طولانی است. در این راستا فرآیند تخریب اول که در آن گام تخریب و تنش های القایی بیش از تخریب دوره ای است دارای اهمیت ویژه ای است. بر این اساس در این مقاله به بررسی تنش های القایی ناشی از فرایند تخریب اول از طریق شبیه سازی عددی گسسته پرداخته شده است. برای این منظور تأثیر تغییرات 5 پارامتر مقاومت کلی سقف بلاواسطه به صورت تابعی از مقاومت فشاری تک محوری لایه ها و ضخامت آن ها، ارتفاع سقف بلاواسطه، فاصله لایه بندی در سقف بلاواسطه، عمق معدنکاری و نسبت تنش های برجا بر روی بیشینه تنش های القایی قائم و افقی جلو و پشت جبهه کار با استفاده از نرم افزار UDEC تحلیل شده است. نتایج حاصل شده نشان می دهد که به جز برای نسبت تنش های برجا، روند تغییرات فشارهای پایه ای قائم و افقی جلویی و عقبی نسبت به تغییرات پارامترها یکسان است. همچنین رابطه تمام پارامترها با تنش-های پایه ای به جز ارتفاع سقف بلاواسطه به صورت مستقیم است.

تزریق فرآیندی است که توسط آن ماده ی تزریق به داخل درز و شکاف ها و فضاهای متخلخل سنگ ها و خاک واردشده و باعث بهبود خصوصیات فیزیکی، مقاومتی و کاهش نفوذپذیری تشکیلات می گردد. در دو دهه گذشته کاربرد نانو ذرات در علوم مهندسی، پزشکی و غیره بسیار شایان و قابل توجه بوده است. در سال های اخیر افزودن نانو ذرات سیلیس، آهن و غیره به بتن، سیمان و کلیه مصالح ساختمانی به دلیل افزایش راندمان و بهبود پارامترهای مهم و اساسی در این صنعت بسیار رو به رشد بوده است. هدف از انجام این تحقیق، تزریق سیمان سوپر فاین به همراه نانو ذرات سیلیس افزودنی با نسبت های W/C مختلف در شرایط فشار تزریق یکسان، توسط سیلندر تزریق انجام گرفت. شبیه سازی محیط های سنگی شکسته، دارای تک درزه و یا یک شکاف توسط فیلتر تیغه ای با ابعاد 40، 50، 60، 80، 100، 150 و 200 میکرون توسط سیلندر تزریق در شرایط آزمایشگاهی صورت گرفته است. نتایج حاصل از عملیات تزریق سیمان سوپر فاین به همراه نانو ذرات سیلیس بیانگر این موضوع است که بهترین و مؤثرترین عملیات تزریق مربوط به نسبت های1/0. 7و 1. 1، 3. 1، 3. 2 W/C: در فیلتر تیغه ای است.

شناسایی الگوهای پراکندگی عناصر و مرتبط نمودن آنها با آنومالی های ژئوشیمیایی یکی از ابزارهای اکتشافی خصوصاً در فازهای نیمه-تفصیلی و تفصیلی محسوب می شود. روش هایی که بتواند نمونه ها و عناصر شیمیایی را بطور همزمان مورد تحلیل قرار دهد، برای این منظور پیشنهاد می شود. در این مقاله از دو روش تحلیل تطبیقی خوشه ای (CCA) و الگوریتم خوشه بندی بر اساس توابع توزیع چگالی (DENCLUE) و داده های ژئوشیمیایی در فاز اکتشافی نیمه تفصیلی منطقه خوینرود استفاده شده است. خوشه بندی 165 نمونه ی برداشت از محیط خاکی به همراه نتایج آنالیز 7 عنصر مرتبط با کانی زایی مس-طلای پرفیری یعنی As، Au، Cu، Hg، Pb، S و Zn نشان می دهد که چهار محدوده A، B، C و D مستعد کانی زایی در منطقه قابل مشاهده است. در روش CCA داده ها به 6 خوشه تفکیک شده که خوشه ها به ترتیب شامل عنصر گوگرد به همراه 57 نمونه، 61 نمونه، عنصر سرب به همراه 16 نمونه، عنصر مس به همراه 8 نمونه، عنصر آرسنیک به همراه 7 نمونه و عناصر طلا، جیوه و روی به همراه 17 نمونه است. درحالیکه نتایج خوشه بندی داده ها به روش DENCLUE شامل 5 خوشه به ترتیب به صورت گوگرد با 66 نمونه، 43 نمونه، سرب و روی با 38 نمونه، طلا و مس با 10 نمونه و آرسنیک و جیوه با 8 نمونه می باشد. بخش C2 از محدوده C و بخش D2 از محدوده D به عنوان بهترین محدوده ها با احتمال کانی زایی پرفیری و محدوده A به احتمال کانی زایی رگه ای هیدروترمال پیشنهاد می شود. محدوده های B و D1 نیز با احتمال کانی زایی رگه ای با نیاز به اکتشاف تکمیلی، پیشنهادات بعدی می باشند. همچنین نتایج نشان دهنده ی خوشه بندی بهتر عناصر، انطباق بهتر محدوده های پیشنهادی برای کانی زایی با آنومالی های ژئوشیمیایی عناصر و شرایط زمین شناسی منطقه مورد مطالعه از برتری های الگوریتم DENCLUE می باشد. بنابراین برای ارتباط الگوی پراکندگی عناصر با آنومالی ژئوشیمیایی آنها می توان از این الگوریتم استفاده کرد.

پدیده رقیق شدگی یکی از پیامد های نامطلوب معدنکاری است که در اثر مخلوط شدن ناخواسته باطله و ماده معدنی ایجاد می گردد. از آثار نامطلوب رقیق شدگی می توان به افزایش هزینه های استخراج، حمل ونقل، فرآوری، افزایش عیار حد معدن و تخریب محیط زیست اشاره کرد. کنترل رقیق شدگی و اثرات نامطلوب آن نیاز به شناسایی عوامل ایجادکننده رقیق شدگی دارد. بررسی های میدانی انجام شده از معدن مس سونگون آذربایجان شرقی که به روش روباز استخراج می شود، نشان می دهد که عواملی نظیر نفوذ دایک های عقیم، تماس بلوک های باطله و ماده معدنی در مرز ها، خطاهای نمونه برداری و خطاهای مورفی (خطای انسانی)، فاکتورهای موثر بر ایجاد رقیق شدگی می باشند. در این تحقیق به منظور تخمین میزان رقیق شدگی خارجی (رقیق شدگی ناشی از دایک ها) معدن مس سونگون، از مدل سازی زمین آماری (کریجینگ شاخص) استفاده شده است. میزان رقیق شدگی خارجی معدن (3/11 درصد) محاسبه شد. مقدار رقیق شدگی خارجی نسبت به حداکثر تخمین اولیه ی رقیق شدگی در معادن روباز با ذخایر توده ای، بیشتر به نظر می رسید اما با توجه به وجود دایک ها این عدد معقول است. برای کاهش رقیق شدگی خارجی ناشی از نفوذ دایک ها پیشنهاد استفاده از دستگاه ایکس آر اف مدل 7000 داده شد. داده های آماری موجود قبل و حین استفاده از دستگاه ایکس آر اف نشان داد که هنگام استفاده از دستگاه، عیار میانگین روزانه به دست آمده (واقعی) نزدیکی بیشتری با عیار پیش بینی شده دارد و از میزان رقیق شدگی خارجی ناشی از دایک ها در حین عملیات کاسته شده است.

معدن سرب و روی گل زرد در شهرستان الیگودرز استان لرستان واقع شده است و میانگین عیار سرب و روی در این کانسنگ سولفیدی به ترتیب 68/4 و 88/15درصد می باشد. تحقیقات نشان داده است که سرب موجود در کانسنگ به وسیله یون های کلر به صورت کمپلکس محلول در می آید به همین منظور لیچینگ مستقیم سرب بر روی کانسنگ این معدن به-وسیله مخلوط اسید کلریدریک و محلول اشباع نمک طعام انجام گرفت و تأثیر هر یک از پارامترها مانند دما، زمان، درصد جامد پالپ، دور همزدن و غلظت اسید کلریدریک در لیچینگ سرب به صورت سناریو مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که پارامترهای غلظت اسید کلریدریک، درصد جامد پالپ و زمان بیشترین تأثیر و همزدن پالپ و دما کمترین تأثیر را بر روی بازیابی سرب دارند و در نهایت تحت شرایط بهینه غلظت نمک طعام 355 گرم بر لیتر، زمان60 دقیقه، دما 50 درجه سانتی گراد، درصد جامد پالپ 10 درصد و غلظت اسید کلریدریک 5/1 مول بر لیتر و دور همزنی 1000 دور بر دقیقه، بازیابی لیچینگ سرب حدود 7/91 درصد به دست آمد.

به دلیل افزایش حوادث زیاد در حین کار در معادن، امروزه مطالعات مربوط به حفظ ایمنی و سلامتی پرسنل و بهبود مدیریت ایمنی در حال گسترش است. برای کاهش حوادث و آسیب ها باید به طور پیوسته در معادن ارزیابی ریسک انجام گیرد. بدین منظور دو معدن طلای دره اشکی اردستان و موته اصفهان مورد بررسی قرار گرفت. در اولین مرحله ارزیابی ریسک، اطلاعات خطرات موجود در معادن جمع آوری و در مرحله دوم، احتمال وقوع و شدت اثر آن بررسی و ارزیابی شد. سپس با استفاده از روش های شباهت به گزینه ایده آل و منطق فازی برای ارزیابی خطرات موجود برای پرسنل دو معدن طلای یاد شده توسعه داده شد. کل خطرات بخش های عملیات استخراج و تغلیظ کانسنگ در این معادن 136 مورد بود که در 8 گروه طبقه بندی شد. در نهایت بعد از اتمام محاسبات لازم چندین گروه با ریسک های مختلف به دست آمد. اولین گروه که بیشترین ریسک را داشت شامل انفجارات پیش بینی نشده، مواد منفجره غیراستاندارد، شکست سد باطله، نشت مواد سیانیدی، سقوط افراد در سد باطله، برق گرفتگی هنگام کار با تجهیزات، لغزش یا سرخوردن، عدم استفاده از لباس ایمنی، ورود غیر مجاز به ناحیه استخراجی و انفجار در هنگام اطفاء حریق بود. برطبق نتایج به دست آمده می توان برای جلوگیری از بروز نتایج نامطلوب برنامه ریزی کرد و اقدام مناسبی انجام داد.

با توجه به اهمیت بالای شکست هیدرولیکی در صنایع نفت و گاز جهت تحریک و افزایش ظرفیت مخازن نفتی، تحلیل رشد ترک در این محیط ها طی این فرآیند، بسیار حائز اهمیت می باشد. با وجود آن که مقدار تخلخل در این مخازن ممکن است پایین باشد، اما این تخلخل ها و ترک ها حتی در مقیاس میکرو به عنوان نقاط ضعف و ناپیوستگی های محیط به شمار آمده و عامل تعیین کننده ای در تعداد و مسیر ترک ها هستند. در مقاله حاضر، با استفاده از علم مکانیک شکست الاستیک خطی، نحوه ایجاد، رشد و گسترش ترک در نمونه های متخلخل در اثر فشار سیال، به روش اجزای محدود توسعه یافته (XFEM) توسط نرم-افزار اجزای محدود آباکوس، بر اساس معیار حداکثر تنش اصلی و معیار مستقل از حالت شکست، مدل سازی و تحلیل شده است. جهت صحت سنجی روش ارائه شده، نتایج مدل سازی عددی با نتایج تحلیلی موجود به روش KGD مقایسه شده و با خطای 04/0% در حداکثر اندازه دهانه ترک و 87/4% در حداکثر طول ترک، تطابق قابل قبولی حاصل شد. صحت نتایج نشان داد که استفاده از المان های فنر تحت عنوان تکیه گاه الاستیک جهت شبیه سازی خواص الاستیک محیط پیرامونی مدل، می تواند مفید و مؤثر باشد. فرآیند مدل سازی شکست هیدرولیکی روی تصاویر میکرو سی تی-اسکن سه نمونه واقعی ماسه سنگ انجام و مسیر و نحوه رشد ترک تحلیل و بررسی شده است. همچنین میزان انرژی جذب شده در واحد طول در هر نمونه محاسبه و شکل نهایی گسترش ترک با افزایش فشار تزریق ارائه شده است. در ادامه، با محاسبه درصد فضای خالی قبل و بعد از شکست در هر نمونه، شکست مطلق و نسبی در هر مورد محاسبه و نتایج با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهد که در اثر فشرده شدن و کاهش تخلخل در نمونه ها، انرژی جذب شده در واحد طول کاهش یافته و سطح کمتری از نمونه تحت تأثیر شکست هیدرولیکی قرار می گیرد.