مهندسی معدن
سال:1397 | دوره:13 | شماره:38 |تعداد مقالات:7

هنگامی که ساختار داده ها غیرخطی باشد روش های کلاسیک خوشه بندی با شکست روبه رو می شوند. در این حالت، خوشه بندی طیفی روشی قدرتمند برای دسته بندی داده ها محسوب می شود. این تکنیک با تبدیل فضای ورودی، فضای جدیدی با قابلیت توصیف مناسب تر از داده ها را در اختیار قرار می دهد. در این مطالعه، ابتدا وارون سازی داده های مقاومت ویژه الکتریکی با روش کمترین مربعات گوس-نیوتن و با استفاده از نرم افزار RES2DINV انجام شد و سپس اولین زمان رسیدها با استفاده از نرم افزار PickWin محاسبه و وارون سازی داده های توموگرافی لرزه ای انکساری با استفاده از نرم افزار GeotTom CG انجام شد. بعد از محاسبه ماتریس شباهت، مقادیر ویژه و بردارهای ویژه به دست آمد و سپس داده ها با روش خوشه بندی طیفی (Spectral clustering) مورد ارزیابی قرار گرفتند. با استفاده شاخص دان (Dunn index) برای بهینه سازی تعداد خوشه ها عدد 12 به دست آمد که با توجه به نقشه های به دست آمده برای مقاومت ویژه الکتریکی و توموگرافی لرزه ای انکساری، تعداد خوشه مناسبی است. نتایج روش خوشه بندی طیفی همبستگی خوبی با نتایج لاگ گمانه حفاری شده در کف سد نشان می دهد. محاسبات مربوط به الگوریتم خوشه بندی طیفی و شاخص دان با کدنویسی در محیط نرم افزار MATLAB انجام شده است.

برنامه ریزی تولید بلندمدت تاثیر بسزایی در ارزیابی اقتصادی پروژ ه های معدنی دارد. در برنامه ریزی تولید استفاده از یک مدل بلوکی عیاری با دقت بالا اهمیت ویژه ای دارد. برای ایجاد مدل بلوکی عیاری انتخاب یک روش تخمین مناسب گامی مهم تلقی می شود. معمولا برای تخمین عیار در کانسارهای چند عنصره از روش کوکریجینگ (CoKriging) استفاده می شود اما این روش به دلیل وجود اثر هموارسازی، معمولا با خطا همراه است. برای حل این مساله می توان از روش سنتی شبیه سازی توام متوالی گوسی (SGCOSIM) استفاده نکرد. اما این روش نیز به دلایلی مانند استفاده از انواع مدل های واریوگرام، پیچیدگی محاسبات، زمان بر بودن و دشواری اعتبارسنجی، جذابیت کمتری دارد. برای حل این مساله، می توان با استفاده از روش هایی مانند تبدیل شرطی متوالی (SCT) و یا تحلیل مولفه های اصلی (PCA)، همبستگی بین عناصر را حذف کرد. ایراد اساسی در روش های فوق عدم امکان حذف همبستگی در همه گام ها است. برای این منظور در ابتدا می توان از روش فاکتورهای خودهمبستگی کمینه/بیشینه (MAF) همبستگی را حذف و در مرحله بعد، عناصر مستقل را با روش شبیه سازی متوالی گوسی (SGS)، شبیه سازی کرد. در این پژوهش، کانسار سرب و روی گوشفیل به عنوان مطالعه موردی در نظر گرفته شده است. به منظور تخمین عیار از روش کوکریجینگ و برای حذف همبستگی روش MAF مورد استفاده قرار گرفت و پس از آن برای شبیه سازی، روش SGS به کار گرفته شد. در نهایت، مقایسه نتایج برنامه ریزی تولید بلندمدت، برای مدل های عیاری حاصل از روش های تخمین و شبیه سازی انجام گرفت که بر اساس آن NPV حاصل از روش کوکریجینگ، 22 درصد کمتر از NPV کمینه به دست آمده از مدل های شبیه سازی شده است.

ارزﯾ ﺎ ﺑ ی ﺧ ﻮ اص ﭘ ﺘ ﺮ وﻓ ﯿ ﺰ ﯾ ﮑ ی، ﭘ ﺎ ﯾ ﻪ و اﺳ ﺎ س ﻣ ﺪ ﻟ ﺴ ﺎ زی در اﻣ ﺮ ﻣ ﻄ ﺎ ﻟ ﻌ ﻪ ﺗ ﻮ ﻟ ﯿ ﺪ و ﻣ ﺪ ﯾ ﺮ ﯾ ﺖ ﯾ ﮏ ﻣ ﺨ ﺰ ن ﻧ ﻔ ﺘ ی ﻣ ﺤ ﺴ ﻮ ب ﻣ ی ﺷ ﻮ د. ﯾ ﮑ ی از ﭘ ﺎ راﻣ ﺘ ﺮ ﻫ ﺎ ی ﺿ ﺮ وری ﺑ ﺮ ای ﺗ ﻮ ﺻ ﯿ ﻒ ﻣ ﺨ ﺎ زن ﻫ ﯿ ﺪ روﮐ ﺮ ﺑ ﻮ ری، ﺳ ﺮ ﻋ ﺖ ﻣ ﻮ ج ﺑ ﺮ ﺷ ی اﺳ ﺖ . ﺗ ﻌ ﯿ ﯿ ﻦ ﺳ ﺮ ﻋ ﺖ ﻣ ﻮ ج ﺑ ﺮ ﺷ ی ﺑ ﺎ روش ﻫ ﺎ ﯾ ی ﻣ ﺎ ﻧ ﻨ ﺪ آﻧ ﺎ ﻟ ﯿ ﺰ ﻣ ﻐ ﺰ ه، ﻣ ﺴ ﺘ ﻠ ﺰ م ﺻ ﺮ ف زﻣ ﺎ ن و ﻫ ﺰ ﯾ ﻨ ﻪ ﮔ ﺰ اﻓ ی اﺳ ﺖ . ﻫ ﻤ ﭽ ﻨ ﯿ ﻦ ﺑ ﻪ ﻋ ﻠ ﺖ ﻧ ﺒ ﻮ د ﻣ ﻐ ﺰ ه ﻫ ﺎ ی ﮐ ﺎ ﻓ ی و ﺗ ﻐ ﯿ ﯿ ﺮ ات ﺳ ﻨ ﮓ ﺷ ﻨ ﺎ ﺳ ی و ﻧ ﺎ ﻫ ﻤ ﮕ ﻨ ی ﺳ ﻨ ﮓ ﻣ ﺨ ﺰ ن، ﺗ ﻌ ﯿ ﯿ ﻦ اﯾ ﻦ ﭘ ﺎ راﻣ ﺘ ﺮ ﺑ ﺎ روش ﻫ ﺎ ی ﻣ ﻌ ﻤ ﻮ ل دﻗ ﺖ ﭼ ﻨ ﺪ اﻧ ی ﻧ ﺪ ارد ﺑ ﻨ ﺎ ﺑ ﺮ اﯾ ﻦ در اﯾ ﻦ ﺗ ﺤ ﻘ ﯿ ﻖ از ﯾ ﮏ روش ﭘ ﯿ ﺸ ﺮ ﻓ ﺘ ﻪ آﻣ ﺎ ری-اﺣ ﺘ ﻤ ﺎ ﻻ ﺗ ی ﺑ ﻪ ﻧ ﺎ م روش ﺗ ﺮ ﮐ ﯿ ﺒ ی رﮔ ﺮ ﺳ ﯿ ﻮ ن ﻗ ﻄ ﻌ ه ای-شبیه ﺳ ﺎ زی ﻣ ﻮ ﻧ ﺖ ﮐ ﺎ رﻟ ﻮ ﺑ ﻪ ﻣ ﻨ ﻈ ﻮ ر ﭘ ﯿ ﺶ ﺑ ﯿ ﻨ ی و ﺷ ﺒ ﯿ ﻪ ﺳ ﺎ زی ﺳ ﺮ ﻋ ﺖ ﻣ ﻮ ج ﺑ ﺮ ﺷ ی در ﯾ ﮑ ی از ﻣ ﺨ ﺎ زن ﻧ ﻔ ﺘ ی ﺟ ﻨ ﻮ ب ﻏ ﺮ ﺑ ی اﯾ ﺮ ان اﺳ ﺘ ﻔ ﺎ ده ﺷ ﺪ ه اﺳ ﺖ . ﺑ ﻪ اﯾ ﻦ ﺗ ﺮ ﺗ ﯿ ﺐ ﮐ ﻪ اﺑ ﺘ ﺪ ا ﺑ ﺎ اﺳ ﺘ ﻔ ﺎ ده از ﭼ ﺎ ه ﻧ ﮕ ﺎ رﻫ ﺎ ی ﻣ ﺨ ﺘ ﻠ ﻒ و روش رﮔ ﺮ ﺳ ﯿ ﻮ ن ﻗ ﻄ ﻌ ﻪ ای ﻣ ﺪ ﻟ ﺴ ﺎ زی اﻧ ﺠ ﺎ م ﮔ ﺮ ﻓ ﺘ ﻪ و ﭘ ﺲ از آن ﺑ ﺎ اﺳ ﺘ ﻔ ﺎ ده از روش ﺷ ﺒ ﯿ ﻪ ﺳ ﺎ زی ﻣ ﻮ ﻧ ﺖ ﮐ ﺎ رﻟ ﻮ ﭘ ﺎ راﻣ ﺘ ﺮ ﺳ ﺮ ﻋ ﺖ ﻣ ﻮ ج ﺑ ﺮ ﺷ ی ﺷ ﺒ ﯿ ﻪ ﺳ ﺎ زی و ﭘ ﯿ ﺶ ﺑ ﯿ ﻨ ی ﺷ ﺪ ه اﺳ ﺖ . در اﯾ ﻦ ﻣ ﻄ ﺎ ﻟ ﻌ ﻪ از ﺑ ﺎ ﻧ ﮏ اﻃ ﻼ ﻋ ﺎ ﺗ ی ﻣ ﺠ ﻤ ﻮ ﻋ ﻪ داده ها تصحیح شده در میدان مارون شامل 4000 ست داده که 70 درصد آن ﺑ ﺮ ای ﺳ ﺎ ﺧ ﺖ ﻣ ﺪ ل و ﻣ ﺎ ﺑ ﻘ ی ﺑ ﺮ ای ارزﯾ ﺎ ﺑ ی ﻋ ﻤ ﻠ ﮑ ﺮ د ﻣ ﺪ ل، اﺳ ﺘ ﻔ ﺎ ده ﺷ ﺪ ه اﺳ ﺖ . ﺑ ﻌ ﻼ وه در اﯾ ﻦ ﺗ ﺤ ﻘ ﯿ ﻖ ﺑ ﺎ ﮐ ﻤ ﮏ روش ﺷ ﺒ ﯿ ﻪ ﺳ ﺎ زی ﻣ ﻮ ﻧ ﺖ ﮐ ﺎ رﻟ ﻮ ﺑ ﺮ ای ﺗ ﻌ ﯿ ﯿ ﻦ ﻣ ﻮ ﺛ ﺮ ﺗ ﺮ ﯾ ﻦ ﭘ ﺎ راﻣ ﺘ ﺮ ورودی، در ﺗ ﻌ ﯿ ﯿ ﻦ ﺳ ﺮ ﻋ ﺖ اﻣ ﻮ اج ﺑ ﺮ ﺷ ی اﺳ ﺘ ﻔ ﺎ ده ﺷ ﺪ ﮐ ﻪ ﺑ ﺮ اﺳ ﺎ س ﻧ ﺘ ﺎ ﯾ ﺞ ﺑ ﻪ دﺳ ﺖ آﻣ ﺪ ه ﺗ ﺎ ﺛ ﯿ ﺮ ﮔ ﺬ ارﺗ ﺮ ﯾ ﻦ ﻣ ﺘ ﻐ ﯿ ﺮ ورودی، ﺳ ﺮ ﻋ ﺖ ﻣ ﻮ ج ﻓ ﺸ ﺎ ری اﺳ ﺖ . ﻧ ﺘ ﺎ ﯾ ﺞ ﺑ ﻪ دﺳ ﺖ آﻣ ﺪ ه از اﯾ ﻦ ﺗ ﺤ ﻘ ﯿ ﻖ ﻧ ﺸ ﺎ ن ﻣ ی دﻫ ﺪ ﮐ ﻪ روش ﯾ ﺎ د ﺷ ﺪ ه در ﺑ ﺮ آورد ﻏ ﯿ ﺮ ﻣ ﺴ ﺘ ﻘ ﯿ ﻢ ﺳ ﺮ ﻋ ﺖ ﻣ ﻮ ج ﺑ ﺮ ﺷ ی در ﻣ ﺨ ﺎ زﻧ ی ﮐ ﻪ اﯾ ﻦ ﭘ ﺎ راﻣ ﺘ ﺮ اﻧ ﺪ ازه ﮔ ﯿ ﺮ ی ﻧ ﺸ ﺪ ه اﺳ ﺖ ، دﻗ ﺖ و ﻗ ﺎ ﺑ ﻠ ﯿ ﺖ ﺑ ﺎ ﻻ ﯾ ی دارد.

یک عامل بسیار مهم در معادن تخریب بزرگ، تعیین قابلیت تخریب کانسنگ و سنگ فراگیر است که تخریب پذیری آن ها شرط اصلی به کارگیری این روش است. تخمین و ارزیابی نامناسب این متغیر می تواند منجر به ایجاد مشکلاتی در تولید و فرآوری شود. در این مقاله قابلیت تخریب توده سنگ با استفاده از نرم افزار UDEC(نسخه 5) بررسی شده است. با توجه به زیاد بودن عوامل موثر بر قابلیت تخریب، ابتدا از طریق مدلسازی دو بعدی در نرم افزار UDECو بررسی روند تغییرات حداقل دهانه تخریب بر حسب هر پارامتر با ثابت نگه داشتن سایر پارامترها (بررسی تک عاملی)، مهم ترین عوامل شامل عمق، شیب دسته درزه ها، تعداد دسته درزه ها، زاویه اصطکاک سطح درزه و فاصله داری درزه ها برای بررسی نهایی انتخاب شدند. در مرحله بعد، تغییرات حداقل دهانه تخریب برای هر پارامتر در دامنه تغییرات تعریف شده مطالعه شد. نتایج حاصل از تحلیل حساسیت نشان داد که با افزایش عمق و تعداد دسته درزه وکاهش زاویه اصطکاک سطح درزه و فاصله داری درزه ها، قابلیت تخریب کاهش و حداقل دهانه تخریب افزایش می یابد. بیش ترین احتمال تخریب در حالت درزه داری با شیب 60 درجه نسبت به افق اتفاق می افتد. به ازای سایر مقادیر، قابلیت تخریب کاهش و حداقل دهانه تخریب افزایش می یابد.

حفر تونل ها مانند سایر فعالیت های بشر بر محیط زیست تاثیرگذار است. یکی از مهم ترین آثار مخرب حفاری تونل، به ویژه در زمین های آبرفتی پدیده نشست است. این پدیده مشکلاتی را برای سازه های مجاور تونل ایجاد می کند. یکی از راه های موثر برای کاهش حداکثر میزان نشست ناشی از حفاری تونل ها در زمین های خاکی، انجام عملیات تزریق است. در این مطالعه به مدلسازی ایستگاه E در خط 2 متروی کرج و نشست ناشی از حفاری آن با استفاده از نرم افزار FLAC3Dپرداخته شده است. نشست ایجاد شده در سطح زمین در اثر حفاری تونل پیشاهنگ در دو حالت مدلسازی و اندازه گیری های میدانی با یکدیگر مقایسه و اعتبارسنجی مدل انجام شد. در نهایت اثر عملیات تزریق سیمانی در کاهش نشست های حاصل از تعریض ایستگاه و محدود کردن آن در حد مجاز مورد بررسی و اثبات قرار گرفت. همچنین بررسی ها نشان داد که افزایش زون تزریق اطراف ایستگاه تاثیر زیادی بر میزان نشست سطح زمین ندارد و افزایش زون تزریق تنها حدود 1 سانتی متر نشست سطح زمین در این ایستگاه را کاهش می دهد.

کربنیزاسیون یکی از روش های اصلی تولید آلومینا از محلول آلومینات حاصل از لیچینگ نفلین سینیت است. با توجه به مطالعات و تحقیقات کم در مورد فرآیند تولید آلومینا از نفلین سینیت در دنیا و به ویژه ایران و همچنین مکانیزم پیچیده و ناشناخته فرآیند کربنیزاسیون، لزوم تحقیقات بیشتر برای شناخت هرچه بهتر فرآیند، ضروری است. هدف اصلی این پژوهش، شناخت بهتر فرآیند کربنیزاسیون و مدلسازی ترمودینامیکی آن با استفاده از نرم افزار OLI Analyzer است. شرایط مناسب فرآیند کربنیزاسیون با استفاده از دو مدل آبی و مخلوط حلال موجود در این نرم افزار پیش بینی شد. با توجه به ترکیب شیمیایی محلول، نسبت قلیا و دما، مقدار گاز دی اکسید کربن برای کاهش pH و در نتیجه تجزیه محلول آلومینات و ترسیب هیدروکسید آلومینیم متفاوت است. نتایج حاصل از دو مدل، در مقادیر pH بیشتر از 11، تشکیل هیدروکسید آلومینیم و در مقادیر کمتر از این pH، داسونیت را پیش بینی کردند. با افزایش دما، مقدار هیدروکسید آلومینیم کاهش و مقدار داسونیت و ترکیبات سیلیس دار افزایش می یابد. دمای 75 درجه سانتی گراد به عنوان دمای مناسب برای فرآیند کربنیزاسیون انتخاب شد. آزمایش های کربنیزاسیون برای تولید هیدروکسید آلومینیوم با خلوص بالا با استفاده از نتایج بدست آمده از مدلسازی ترمودینامیکی انجام شد. آنالیز XRD محصولات حاصل از فرآیند کربنیزاسیون، در pHهای بیشتر از 11 بایریت را به عنوان فاز غالب هیدروکسید آلومینیم نشان داد. آنالیز XRF نشان داد هیدروکسید آلومینیم ترسیب شده در pH برابر 11 حاوی 61 درصد Al2O3 است و بازیابی ترسیب هیدروکسید آلومینیم از محلول آلومینات 54 درصد است. نتایج مدل آبی با نتایج آزمایشگاهی تطابق بیشتری داشت.

پردازش داده های اکتشافی با کمک فن آوری های جدید منجر به کسب نتایج مطلوب و کارآمد در زمینه اکتشاف کانسارهای پنهان می شود. در این پژوهش مدلسازی رایانه ای سیستم استنتاجگر فازی (Fuzzy Inference System) با ارایه روشی با رویکرد شبیه سازی افکار انسانی برای اکتشاف کانسار مس– مولیبدن پورفیری در منطقه نیسیان استفاده شده است. این سیستم سه مرحله فازی سازی، موتور سیستم استنتاجگر فازی و غیرفازی سازی دارد، به طوری که از متغیرهایی با ماهیت زبانی به جای متغیرهای با ماهیت عددی استفاده می کند که این امر باعث بهبود در نحوه تصمیم گیری برای اکتشاف کانسارها می شود. ورودی های این سیستم نقشه های فاکتور زمین شناسی، دگرسانی، ژئوشیمیایی و ژئوفیزیکی است. در لایه دگرسانی از تصاویر سنجنده استر استفاده شد. در لایه ژئوشیمیایی از نمونه های خاک برجا استفاده شد که برای تهیه آن از روش های آماری تک متغیره و چند متغیره استفاده شد که نتیجه آن دو عنصر مس و مولیبدن تاثیرگذارترین عناصر شناسایی شده و برای جداسازی آنومالی از زمینه از روش فرکتال عیار-تعداد استفاده شد و با تلفیق دو لایه مس و مولیبدن لایه ژئوشیمیایی به دست آمد. لایه ژئوفیزیکی شامل داده های مغناطیس سنجی بود که با اعمال انواع فیلترهای مختلف نقشه سیگنال تحلیلی به عنوان لایه ژئوفیزیکی انتخاب شد. خروجی سیستم استنتاجگر فازی پس از تحلیل چهار لایه در موتور سیستم استنتاجگر فازی شامل نقشه پتانسیل معدنی بوده که پس از مقایسه با 33 حلقه گمانه حفر شده در منطقه و به کمک کلاس بندی 5 کلاسه، گویای 6/70 درصد انطباق است.