فهرست مطالب

مهندسی معدن - پیاپی 38 (بهار 1397)

فصلنامه مهندسی معدن
پیاپی 38 (بهار 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/02/15
  • تعداد عناوین: 7
|
  • علمی - پژوهشی
  • بهمن محمدی، ابوالقاسم کامکار روحانی * صفحات 1-10
    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.
    کلیدواژگان: وارون سازی، روش خوشه بندی طیفی، توموگرافی لرزه ای انکساری، مقاومت ویژه الکتریکی، شاخص دان
  • ولی صفری، مسعود منجزی*، جعفر خادمی حمیدی صفحات 11-24
    برنامه ریزی تولید بلندمدت تاثیر بسزایی در ارزیابی اقتصادی پروژ‏ه 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 می‏شود 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، می‏توان با استفاده از روش‏هایی 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 گام‏ها 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 شبیه‏سازی 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 مدل‏های عیاری حاصل از روش های تخمین و شبیه‏سازی انجام گرفت که بر اساس آن NPV حاصل از روش کوکریجینگ، 22 درصد کمتر از NPV کمینه به دست آمده از مدل‏های شبیه‏سازی شده است.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی تولید بلندمدت، کوکریجینگ، فاکتورهای خودهمبستگی کمینه- بیشینه، شبیه سازی متوالی گوسی، عدم قطعیت عیار
  • هادی فتاحی*، زهرا ورمزیاری، مصطفی یوسفی راد صفحات 25-36
    ارزیابی خواص پتروفیزیکی، پایه و اساس مدلسازی در امر مطالعه تولید و مدیریت یک مخزن نفتی محسوب می شود .یکی از پارامترهای ضروری برای توصیف مخازن هیدروکربوری، سرعت موج برشی است .تعیین سرعت موج برشی با روش هایی مانند آنالیز مغزه ،مستلزم صرف زمان و هزینه گزافی است .همچنین به علت نبود مغزه های کافی و تغییرات سنگ شناسی و ناهمگنی سنگ مخزن، تعیین این پارامتر با روش های معمول دقت چندانی ندارد بنابراین در این تحقیق از یک روش پیشرفته آماری- احتمالاتی به نام روش ترکیبی رگرسیون قطعه ای - شبیه سازی مونت کارلو به منظور پیش بینی و شبیه سازی سرعت موج برشی در یکی از مخازن نفتی جنوب غربی ایران استفاده شده است .به این ترتیب که ابتدا با استفاده از چاه نگارهای مختلف و روش رگرسیون قطعه ای مدلسازی انجام گرفته و پس از آن با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو پارامتر سرعت موج برشی شبیه سازی و پیش بینی شده است .در این مطالعه از بانک اطلاعاتی مجموعه داده ها تصحیح شده در میدان مارون شامل 4000 ست داده که 70 درصد آن برای ساخت مدل و مابقی برای ارزیابی عملکرد مدل، استفاده شده است .بعلاوه در این تحقیق با کمک روش شبیه سازی مونت کارلو برای تعیین موثرترین پارامتر ورودی، در تعیین سرعت امواج برشی استفاده شد که بر اساس نتایج بهدست آمده تاثیرگذارترین متغیر ورودی، سرعت موج فشاری است .نتایج بهدست آمده از این تحقیق نشان می دهد که روش یاد شده در برآورد غیرمستقیم سرعت موج برشی در مخازنی که این پارامتر اندازه گیری نشده است، دقت و قابلیت بالایی دارد.
    کلیدواژگان: سرعت موج برشی، روش رگرسیون قطعه ای، شبیه سازی مونت کارلو، مخزن هیدروکربوری
  • بهنام علی پنهانی، مهدی یاوری *، احمد جعفری صفحات 37-60
    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.
    کلیدواژگان: قابلیت تخریب، حداقل دهانه تخریب، تخریب بزرگ، روش عددی، نرم افزار UDEC
  • امین اسدالهی، مهدی موسوی، محمدحسین خسروی * صفحات 61-75
    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.
    کلیدواژگان: زمین های خاکی، تزریق سیمانی، نشست سطح زمین، روش های عددی
  • سمیه شایانفر، والح آقازاده *، پیمان حسن پور صفحات 77-96
    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.
    کلیدواژگان: محلول آلومینات، کربنیزاسیون، مدل سازی ترمودینامیکی، هیدروکسید آلومینیوم
  • سمانه برک، عباس بحرودی*، گلناز جوزانی کهن صفحات 97-112
    پردازش داده های اکتشافی با کمک فن‏آوری های جدید منجر به کسب نتایج مطلوب و کارآمد در زمینه اکتشاف کانسارهای پنهان می‏شود. در این پژوهش مدلسازی رایانه‏ای سیستم استنتاجگر فازی (Fuzzy Inference System) با ارایه روشی با رویکرد شبیه‏سازی افکار انسانی برای اکتشاف کانسار مس– مولیبدن پورفیری در منطقه نیسیان استفاده شده است. این سیستم سه مرحله فازی‏سازی، موتور سیستم استنتاجگر فازی و غیرفازی‏سازی دارد، به طوری‏که از متغیرهایی با ماهیت زبانی به جای متغیرهای با ماهیت عددی استفاده می‏کند که این امر باعث بهبود در نحوه تصمیم‏گیری برای اکتشاف کانسارها می‏شود. ورودی های این سیستم نقشه های فاکتور زمین‏شناسی، 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 روش‏های 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 مغناطیس‏سنجی 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 کلاس‏بندی 5 کلاسه، گویای 6/70 درصد انطباق است.
    کلیدواژگان: سیستم استنتاجگر فازی، ArcGIS، نیسیان، مس-مولیبدن پورفیری، ایران مرکزی
|