نشریه بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید (فارسی)(نشریه بین المللی علوم مهندسی)
سال:1387 | دوره:19 | شماره:9 (ویژه نامه مهندسی معدن، مواد و عمران) |تعداد مقالات:13

معدن بوکسیت جاجرم بزرگ ترین کانسار معدنی بوکسیت شناخته شده ایران است. ذخیره شناسایی شده در کانسار معدن بوکسیت جاجرم حداقل 160 میلیون تن برآورد می شود. این معدن در 19 کیلومتری شمال شرق شهرستان جاجرم، در استان خراسان شمالی قرار دارد. مشکلات پایداری در دیواره دولومیتی 66 متری معدن شماره 6 گل بینی واقع در مجموعه معادن بوکسیت جاجرم، باعث شد تا تحلیلی بر روی پایداری دیواره 140 متری معدن در ادامه استخراج انجام شود. پس از تحلیل تجربی و استفاده از نرم افزارهای تعادل حدی برای تعیین نوع و احتمال شکست در این دیواره، وقوع شکست با سطح دایره ای در مقاطع بحرانی مورد تایید قرار گرفت. در این مقاله با استفاده از الگوریتم ژنتیک و کمینه کردن تابع فاکتور ایمنی به عنوان تابع هدف، سطح لغزش دایره ای بحرانی که دارای کمترین فاکتور ایمنی است، تعیین شده است. تابع فاکتور ایمنی بر اساس روش بیشاب ساده تهیه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در صورت ادامه استخراج و عدم انجام اصلاح شیب، وقوع لغزش یک مساله جدی است.

سرامیک های پایه کاربیدی مانند B4C به دلیل خواص منحصر به فردی مانند چگالی پایین، دیرگدازی بالا و از همه مهمتر نسبت استحکام به وزن بسیار بالا، در حال حاضر در صنایع مختلف استفاده های بسیاری دارد. در این پژوهش برای کاربردهای دما بالا اتصال غیرمستقیم کاربید بور با لایه واسط نیکل مورد بررسی قرار گرفته است. به علاوه بر روی جنبه های مختلف اتصال در دامنه دمایی 1150 تا 1300°C با زمان های نگهداری مختلف پرداخته شده است. خصوصیات ریز ساختار فصل مشترک حاصله توسط SEM مورد بررسی قرار گرفت. در تمامی دماهای آزمایش لایه واکنشی تشکیل شده، که با افزایش دما ضخامت این لایه نیز افزایش یافته است. استحکام اتصال به وسیله آزمون برش به دست آمده و بیشترین استحکام اتصال مقدار 100 MPa در دمای 1250°C و در زمان 75 دقیقه ایجاد شد. با افزایش دما به بیشتر از 1250°C مقدار استحکام نیز کاهش یافت.

تعیین پارامترهای مکانیکی درزه های سنگی و از میان آن ها تاثیر پرکننده درزه ها بر مقاومت برشی محیط های ناپیوسته از اهمیت بسزایی برخوردار است. برای دستیابی به این هدف، تاکنون تحقیقات بسیاری به کمک مدل سازی فیزیکی و انجام آزمایش های مختلف بر روی مدل های مصنوعی ساخته شده در آزمایشگاه انجام شده است. ولی به دلیل عواملی نظیر تفاوت خصوصیات سنگ ها در مناطق مختلف و شرایط گوناگون سطحی و زیرزمینی نمی توان از نتایج آن ها با اطمینان بالا استفاده کرد. بدین منظور در این مقاله با انجام نمونه برداری های سطحی از درزه های سنگی طبیعی و آزمایش های برش مستقیم متعدد در شرایط مختلف پرشدگی از نظر جنس و دانه بندی و در نهایت استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی، مدلی دقیق برای پیش بینی مقاومت برشی درزه های پرشده ارایه شده است. به منظور افزایش دقت شبکه ها، نوع پرکننده ها تفکیک شده و برای هر نوع، یک شبکه مجزا با دو لایه پنهان ساخته شده است. مقایسه نتایج به دست آمده از شبکه های عصبی با مدل های تجربی معروف نشان داد که این شبکه ها از قابلیت بالاتری در پیش بینی پارامتر یاد شده برخوردارند.

این مقاله به تاثیر مشخصه های عملیات نیتروژن دهی پلاسمایی به روش توری فعال از جمله، اندازه قطر سوراخ توری، نوع درپوش (توری و یا ساده)، دما و همچنین ترکیب گاز ورودی بر ساختار و خواص سطحی فولاد کم آلیاژ DIN1.6580 می پردازد. عملیات نیتروژن دهی در دماهای 550 و 580 درجه سانتیگراد و ترکیب گاز نیتروژن و هیدروژن (N2/H2) با نسبتهای 3.1 و 1.3 در زمان ثابت عملیات به مدت 5 ساعت انجام شد. کلیه نمونه های عملیات شده به کمک آزمایش های متالوگرافی، XRD، ریز سختی سنجی و SEM مورد بررسی قرار گرفتند. آنالیز تفرق اشعه ایکس تشکیل فازهای γ′-Fe4N و ε-Fe2-3N را طی فرآیند نیتروژن دهی نشان داد. نتایج به دست آمده نشان می دهند که ضخامت لایه ترکیبی با افزایش دما و درصد نیتروژن در ترکیب گاز ورودی زیاد می شود. همچنین افزایش اندازه قطر سوراخ توری در حالت استفاده از درپوش توری، تاثیری روی ضخامت لایه ترکیبی ندارد و در حالت استفاده از درپوش ساده و در دمای ثابت، موجب افزایش ضخامت لایه ترکیبی می شود. نتایج ریزسختی سنجی بیانگر افزایش سختی سطح با افزایش دما و همچنین درصد گاز نیتروژن در ترکیب گاز ورودی است. همچنین مشخص گردید که مقادیر سختی سطحی بدست آمده در حالت استفاده از درپوش توری نسبتا بیشتر از حالت استفاده از درپوش ساده است.

در این پژوهش، کامپوزیت Al/ZrO2 به روش گردابی تهیه گردید. ذرات ZrO2 به قطر میانگین 0.79 میکرون به مذاب آلیاژ Al-356 افزوده گردید و ریخته گری در قالب فلزی انجام شد. تاثیر پارامترهای درصد حجمی ذرات ZrO2 و دماهای مختلف ذوب ریزی، بر استحکام کششی کامپوزیتها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده افزایش استحکام کششی نمونه های کامپوزیتی نسبت به زمینه می باشد. بالاترین استحکام کششی در نمونه ای با 15 درصد حجمی ZrO2 و دمای بار ریزی 750 درجه سانتیگراد، معادل 232 مگاپاسکال بدست آمد که نسبت به فلز زمینه حدود %60 افزایش داشته است. همچنین با بررسی سطوح شکست ایجاد شده در نمونه های کامپوزیتی Al-ZrO2، شکست از نوع ترد تشخیص داده شد که بسته به پارامترهای مذکور (درصد حجمی ZrO2 و دمای ذوب ریزی) تشدید می گردد.

موضوع رفتار سنگ سقف در معادن زغال توسط محققین زیادی مورد بررسی قرار گرفته است؛ اما این تحقیقات بیشتر در پیشروی ها و تونل های معادن زغال بوده، و به موضوع رفتار سنگ سقف در کارگاه های استخراج کمتر توجه شده است. عوامل مختلفی در رفتار سنگ سقف در معادن زغال اثرگذار می باشند. به طور کلی می توان این عوامل را به دو گروه تقسیم بندی کرد. پارامترهای مربوط به ماده سنگ و پارامترهای مربوط به توده سنگ. در این تحقیق سیستم رده بندی جدیدی برای رده بندی سنگ سقف در کارگاه های جبهه کار طولانی ارایه شده است. بدین منظور 6 پارامتر مقاومت فشاری تک محوره، مقاومت کششی، تاثیر رطوبت، درزه داری، ضخامت لایه بندی و توجیه فضایی درزه ها و کارگاه مورد بررسی قرار گرفته اند. در این رده بندی سنگ سقف یک کارگاه جبهه کار طولانی می تواند امتیازی بین 15.5 تا 100 کسب کند و براین اساس می تواند در یکی از رده های بسیار نامقاوم، نامقاوم، متوسط، پایدار و خیلی پایدار قرار گیرد. هر قدر امتیاز مربوط به تشکیلات سنگی یک سقف بیشتر باشد، از پایداری بیشتری برخوردار خواهد بود.

یکی از مهم ترین مسایل در طراحی موفقیت آمیز کارخانه ها، انتخاب محل مناسب آن می باشد. انتخاب محل مناسب یک مساله تصمیم گیری چند معیاره می باشد. مجموعه معیارها مشخص می شوند و این معیارها برای محل های مختلف مورد بررسی قرار می گیرند. در این مقاله به منظور محل مناسب برای احداث کارخانه آلومینا - سیمان در استان آذربایجان شرقی از روش الکتر استفاده شده است. پنج گزینه مورد ارزیابی قرار گرفته است. معیارهای مورد بررسی ملاحظات حمل نقل، تامین آب، تامین برق، تامین سوخت و زمین مورد نیاز بوده اند. معیارهای دیگری که در تعیین محل احداث کارخانه موثرند، تاثیر یکسان برای پنج گزینه مورد نظر داشته لذا مورد ارزیابی قرار نگرفته اند. در نهایت گزینه ها امتیازدهی و گزینه برتر انتخاب شده است.

یکی از چالش های جدی در مدیریت ایمنی فضاهای زیرزمینی، جریان آب به داخل این فضاها می باشد که ممکن است آثار مخربی بر روند عملیات حفاری و فعالیت جنبی بعد از آن داشته باشد. لذا ضرورت دارد جهت طراحی سیستم آبگیری تونل و پیش بینی تمهیدات ایمنی قبل از شروع عملیات حفاری، میزان نرخ نفوذ آب به داخل تونل محاسبه شود. در این مقاله با استفاده از مدلسازی عددی اجزای محدود (نرم افزار (SEEP/W به بررسی و تعیین میزان آب ورودی به داخل تونل راه آهن کوهین (با روباره 40 متر و سطح ایستابی 25 متر از خط پروژه) در بخش های مختلف حفاری پرداخته شد. نتایج مدلسازی نشان داد که میزان آب ورودی به داخل تونل راه آهن کوهین بعد از اتمام مراحل مختلف حفاری، 2.194×10-4 مترمکعب بر ثانیه به ازای واحد طول تونل می باشد.

این پژوهش به منظور بررسی سیستم بیوفیلتراسیون در تصفیه گازآلاینده تری اتیل آمین (TEA) انجام شده است. راکتور بیولوژیکی به مدت یک سال در مجاورت هوای آلوده به TEA در دمای 30±1°C قرار گرفته است. راکتور مورد استفاده در این تحقیق با حجم موثر 6 لیتر از سه بخش جداگانه تشکیل شده است. بستر بیوفیلتر حاوی %60 کمپوست و %40 خرده های چوب با ابعاد یکسان (5-6mm) می باشد و در آغاز برای لقاح میکروبی، لجن فاضلاب شهری به آن اضافه شده است. دامنه بارگذاری بستر 6-114 g/m3.hr، رطوبت بستر %55، غلظت ورودی 20-400 ppm و زمان ماند هیدرولیکی 48 ثانیه بوده است. نتایج نشان داد که راندمان حذف در غلظت 20-250 ppm بیشتر از %90 و در 250-400 ppm بالاتر از %65 بوده است. حداکثر ظرفیت حذف قابل دستیابی 72.2 g/m3.hr بوده که در بارگذاری 114.4 g/m3.hr به دست آمده است. نتایج آزمایشهای انجام شده بر روی بستر جامد و گازهای خروجی از راکتور بیوفیلتر نشان داد که نیتروژن حاصل از تجزیه بیولوژیکی TEA در بستر بیوفیلتر، ابتدا به گاز آمونیاک و سپس به یون آمونیوم، یون نیترات و ماده آلی تبدیل می شود. موازنه جرم نیتروژن در راکتور نشان داد که در غلظت ثابت 180 ppm با بازدهی حذف بیش از %90، از کل نیتروژن تجزیه شده طی 84 روز بیوفیلتراسیون مداوم، یک سوم به صورت نیتروژن در گاز آمونیاک، یک سوم به صورت نیتروژن آمونیاکی و یک سوم مابقی به صورت نیتروژن نیتراته و نیتروژن آلی در بستر تغییر شکل داده است. همچنین نتایج نشان داد که حذف TEA توسط بیوفیلتر در غلظتهای کمتر از 180 ppm کاملا قابل قبول است و خروج گاز تجزیه نشده نیز کمتر از استاندارد TEA در هوای تنفسی است (استاندارد OSHA برای مجاورت 8 ساعته با این آلاینده در محیطهای کاری 25 ppm است). ضمنا گاز آمونیاک خروجی در حالتی که سیستم به حالت پایا رسیده باشد، در حد استانداردهای هوای تنفسی می باشد.

به منظور بررسی عملکرد لرزه ای ساختمانهای بتنی موجود در کشور و مقایسه با شرایط آیین نامه ای، هفت نمونه ستون تحت بارگذاری یکطرفه و رفت و برگشتی آزمایش شده است. چهار نمونه بر پایه میانگین مشخصات ستونها در ساختمانهای موجود ساخته شده و دارای نواقصی از نظر جزییات لرزه ای می باشند، و با عنوان نمونه های نیمه مهندسی یاد می شوند. سه نمونه نیز با رعایت کامل ضوابط لرزه ای ساخته شده و معرف شرایط استاندارد (آیین نامه ای) می باشند. نمونه های نیمه مهندسی و استاندارد در موقعیت های مشابه در ساختمان مبنا قرار داشته و تحت تقاضای لرزه ای یکسان قرار دارند. بر پایه نتایج به دست آمده، منحنی های هیسترزیس، منحنی های پوش، و منحنی ایده آل رفتار نمونه ها بدست آمده است. رفتار نمونه های نیمه مهندسی در مقایسه با نمونه های استاندارد نشان دهنده افت مقاومت به مقدار 35 درصد و کاهش سختی اولیه به میزان 39 درصد، و کاهش ظرفیت جذب انرژی، در حدود 35 درصد بوده است. طول مفصل پلاستیک در ستونها تقریبا با عمق کل مقطع برابری می کند. شروع پوسته شدن در نمونه ها در تغییر شکل نسبی کمابیش یکسان، در حدود %2، رخ می دهد، و به تاریخچه تغییر مکان بستگی ندارد. همه نمونه های نیمه مهندسی و استاندارد رفتاری نسبتا شکل پذیر، با کاهش مقاومت درون سیکلی ناچیز و کاهش مقاومت برون سیکلی اندک داشته اند. ستونهای استاندارد رفتار نسبتا مطلوبی در برابر بارهای دوره ای داشته اند که نشان دهنده کفایت ضوابط فولادگذاری متوسط می باشد.

تاکنون تحقیقات بسیاری در زمینه بتن سبک سازه ای و مقاومت بالا و مواد تشکیل دهنده آن و نیز اثرات این مصالح بر روی مشخصه های فیزیکی بتن سبک سازه ای صورت پذیرفته است. در این تحقیق سعی شده است برای مصارفی که کمترین وزن ممکن اعضای سازه ای مدنظر است، نوع خاصی از بتن سبک سازه ای و مقاومت بالا با حداقل وزن مورد قبول آیین نامه تولید شود. گفتنی است که با توجه به وزن کم بتن مذکور دست یابی به مقاومت بالا مستلزم انجام آزمایشهایی هدفمند همراه با آزمون و خطا می باشد.در این تحقیق پس از ساخت 480 نمونه استوانه ای استاندارد، 12 طرح اختلاط حاصل گردید و مقاومت فشاری و وزن مخصوص آنها ملاک ارزیابی قرار گرفت. نتایج بدست آمده در محدوده مورد قبول آیین نامه ACI بوده و نشاندهنده امکان ساخت بتن سبک سازه ای و مقاومت بالا با حداقل وزن، با استفاده از مصالح موجود میباشد. در نهایت ارزیابی اقتصادی بر روی نمونه ها صورت پذیرفته است.