فهرست مطالب

مهندسی منابع معدنی - سال یکم شماره 1 (پاییز 1395)

نشریه مهندسی منابع معدنی
سال یکم شماره 1 (پاییز 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/10/15
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سیامک دوستداری*، راحب باقرپور، علیرضا باغبانان صفحات 1-12
    مسیر آزادراه تهران شمال، کوهستان البرز را با تونلی به طول تقریبی 6400 متر قطع می کند. تونل های بزرگ البرز شامل دو تونل اصلی (رفت و برگشت) و یک تونل اکتشافی (بین دو تونل اصلی و در تراز پایین تر) است. تونل های اصلی البرز به وسیله تونل هایی تحت عنوان دستک های تهویه به صورت شیب دار به تونل اکتشافی متصل می شوند. هدف اصلی از انجام این تحقیق بررسی عددی تاثیرات حفاری تونل های دسترسی شیب دار بر پایداری تونل های اصلی است. برای انجام این کار از نرم افزارFLAC 3D استفاده شده است، به این ترتیب اطلاعات به دست آمده از مدلسازی نشان داده است که تاثیر حفر تونل شیب دار تا 5/1 برابر عرض تونل شیب دار از دیواره تقاطع ادامه می یابد و بیشترین تاثیرات واکنشی در سیستم نگهداری تونل اصلی ناشی از حفاری تونل شیب دار، به ترتیب در دیواره چپ، دیواره راست و سقف تونل اتفاق می افتد. همچنین نحوه تغییرات در نیروی محوری و لنگر خمشی در سیستم نگهداری تونل اصلی، با توجه به جهت حفر تونل شیب دار از سمت تونل اکتشافی به سمت تونل اصلی یا بالعکس نشان داد که حفاری دهانه تونل شیب دار از سمت فضای باز (تونل اصلی) به سمت تونل اکتشافی فشار کمتری را به دیواره تقاطع وارد خواهد کرد.
    کلیدواژگان: تونل های شیب دار، تونل آزاد راه تهران شمال، تقاطع تونلی، نیرو و لنگر خمشی، روش تفاضل محدود
  • غلامحسین نورمحمدی*، غلامرضا کریمی، فاطمه سلیمی صفحات 13-18
    حذف آلودگی فلزات سنگین از پساب یکی از نگرانی های مهم به دلیل اثرات مضر آن ها بر سلامت انسان و محیط زیست است. این پژوهش به بررسی جذب یون های فلزی مس و کبالت از پساب با استفاده از نانوجاذب بنتونیت مگنتیت سنتزشده(20-40 nm) می پردازد. ابتدا نانوجاذب مورد نظر به روش هم رسوبی تولید و با روش های میکروسکوپ الکترونی (SEM)، پراش اشعه ایکس(XRD)و طیف سنجی مادون قرمز و به کمک تبدیل فوریه (FT-IR) آنالیز و ارزیابی شد، سپس به عنوان جذب کننده در تصفیه پساب مورد استفاده قرار گرفت. برای طراحی و آنالیز نتایج آزمایشات از روش CCD استفاده شد. اثر متغیرهای مقدار جاذب، زمان تماس، غلظت یون فلزی و pH در میزان بازیافت فلز مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه با استفاده از مدل شرایط بهینه برای حداکثر میزان جذب یون های مس و کبالت تعیین شد. در شرایط بهینه به دست آمده، میزان جذب یون فلزی مس 94 درصد و یون کبالت 95 درصد از محلول ساخته شده آزمایشگاهی پیش بینی می شود. در نهایت با تعیین شرایط بهینه، بر روی پساب معدنی (معدن مس سرچشمه) آزمایشات مورد نظر انجام شد و نتیجه بیانگر جذب یون مس به میزان 30 درصد و یون کبالت 50 درصد بود.
    کلیدواژگان: نانوذره مغناطیسی، بنتونیت مگنتیت سنتز شده، تصفیه پساب، طرح CCD برای انجام آزمایش، آلاینده فلزی
  • سیدعلی جوزی *، سیده مریم میر سلیمی صفحات 19-27
    این تحقیق با هدف ارزیابی و مدیریت ریسک زیست محیطی معدن سنگ آهن ماد کانسار واقع در شهرستان خرمبید استان فارس با استفاده از روش های تلفیقی EFMEA انجام شد. بدین منظور دو روش قیاسی ویلیام فاین و تجزیه و تحلیل حالات شکست و اثرات آن بر محیط زیست موسوم به EFMEA مورد استفاده قرار گرفت. بدین منظور نخست با شناسایی فعالیت های معدن و محیط تحت اثر آن، برد سنجی مطالعه به انجام رسید. در ادامه با شناسایی عوامل موثر در ریسک با تاکید بر جنبه های زیست محیطی، بهداشتی و ایمنی، کاربرگ های مربوط به روش های EFMEA و ویلیام فاین به شکل جداگانه تکمیل شد. نتایج این تحقیق نشان داد که فعالیت تولید محصول با عدد الویت ریسک «96» واجد بالاترین میزان مخاطره در قالب روش EFMEA بود و در روش ویلیام فاین نیز همین فعالیت با آهنگ ریسک «360» در سطح ریسک بسیار بالا قرار گرفت. در پایان راهکارهایی به منظور مدیریت ریسک در معدن تحت بررسی پیشنهاد شد که مهمترین این اقدامات عبارت از ارزیابی مکانیسم های ایمنی و تعیین حریم عملیاتی و در نظر گرفتن واحد مدیریت HSE در این معدن و اندازه گیری و حذف گرد و غبار به صورت آن لاین، پایش تر از شدت صوت و پایش هوا و استفاده از مخازن مناسب نگهداری مایعات و اجرای طرح جامع مدیریت پسماند در معدن ماد کانسار بود.
    کلیدواژگان: مدیریت ریسک زیست محیطی، معدن سنگ آهن، مرحله بهره برداری، روش EFMEA، روش ویلیام فاین، معدن ماد کانسار خرمبید
  • محمد فیلبندی کشکولی*، ابوالقاسم کامکار روحانی، علی مراد زاده، رضا قائد رحمتی، حسین عاصی صفحات 29-39
    هدف از این مطالعه تصحیح جابه جایی ایستای داده های مگنتوتلوریک دریکی از میدان های نفتی جنوب غرب ایران با استفاده از داده های الکترومغناطیس درحوزه زمان (TEM یا TDEM) است. برداشت داده های مگنتوتلوریک در بازه فرکانسی 320- 0005/0 هرتز در محل برداشت داده های TDEM انجام گرفته است. مشکل عمده ای که به سبب توزیع آنومالی های سطحی موجب جابه جایی منحنی های مقادیر مقاومت ویژه می شود با عنوان جابه جایی ایستا (استاتیک شیفت) مطرح است که در این مطالعه از داده های TEM برای حذف این اثرات استفاده شده است. ابتدا هر دو مد داده های MT به وسیله انطباق با منحنی مربوط به تغییر مقاومت ویژه (به خصوص در فرکانس های بالا) مورد تصحیح جابه جایی ایستا قرار گرفت، سپس مدلسازی یک و دو بعدی بر روی داده های تصحیح شده با استفاده از نرم افزار WinGlink انجام شد. با توجه به نتایج تحلیل ابعادی داده های MT در منطقه مورد مطالعه می توان گفت که توزیع مقاومت ویژه در منطقه عمدتا دوبعدی و سه بعدی است. بنابراین مدلسازی یک بعدی به تنهایی نتایج صحیحی در برندارد اما نتایج مدلسازی دوبعدی با تعیین و مطالعه دقیق امتداد ژئوالکتریکی ساختارها در منطقه تا حد زیادی معتبر است. در این مقاله برای دستیابی به مدل دوبعدی کاملا دقیق مقاومت ویژه، تصحیح جابه جایی ایستای داده های MT با استفاده از داده های TEM برای تمام ایستگاه های پروفیل A انجام شد و نتایج مدلسازی دوبعدی انجام شده نشان داد که در سطح زمین تصحیح جابه جایی ایستا بر روی نتایج مدلسازی کاملا تاثیرگذار است و اثرات گالوانیک سطحی را از بین می برد.
    کلیدواژگان: مقاومت ویژه الکتریکی، مگنتوتلوریک(MT)، الکترومغناطیس حوزه زمان (TEM یا TDEM)، مدلسازی دوبعدی
  • صالح قادرنژاد*، علی صفدریان، رضا میکائیل صفحات 41-50
    عمل تزریق دوغاب به عنوان یکی از روش های اصلی بهسازی زمین نقش اساسی در کیفیت تونلسازی دارد. تزریق دوغاب از طریق بهبود ویژگی های مقاومتی توده سنگ و خاک باعث کاهش میزان نشست در سطح زمین، کاهش همگرایی محیط تونل و همچنین کاهش بارهای وارده بر سیستم نگهداری می شود. از طرف دیگر تزریق دوغاب باعث افزایش هزینه ها، افزایش زمان و همچنین کاهش میزان پیوستگی عملیات تونلسازی خواهد شد. با توجه به اثرات مثبت و منفی تزریق دوغاب بر روند تونلسازی، انتخاب شعاع بهینه تزریق در پروژه های تونلسازی اهمیت ویژه ای دارد. جابه جایی قائم در سقف و کف تونل، جابه جایی افقی دیواره تونل، نشست در سطح زمین، بار محوری، نیروی برشی و لنگر خمشی وارد بر سیستم نگهداری، هزینه و مدت زمان حفر تونل به عنوان پارامترهای اصلی برای تعیین شعاع بهینه تزریق به منظور بهبود خصوصیات ژئومکانیکی محیط و بهبود طراحی تونل انتخاب شدند. در این مقاله ابتدا بر اساس روش عددی تفاضل محدود و با استفاده از نرم افزار FLAC2D پارامترهای اصلی تونل راه آهن محور قزوین - رشت محاسبه شد. پس از تعیین مقادیر هر یک از پارامترهای یاد شده در شعاع های مختلف تزریق (400 ،...،100 ،50 ،0 سانتی متر)، درجه اهمیت هر یک از پارامترها با توجه به نظر نویسندگان با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) تعیین و در نهایت با به کارگیری روش تصمیم گیری چند معیاره VIKOR شعاع بهینه تزریق از میان گزینه های مختلف انتخاب شد. در این تحقیق شعاع 100 سانتی متر به عنوان شعاع بهینه تزریق به منظور بهبود خصوصیات ژئومکانیکی محیط و بهبود طراحی تونل کوهین به دست آمد.
    کلیدواژگان: تزریق دوغاب، شعاع بهینه، تحلیل سلسله مراتبی، VIKOR، روش تفاضل محدود
  • فرزاد غلامیان*، حمید آقاجانی، محمود میرزایی صفحات 51-61
    یکی از موثرترین روش های شناسایی ساختارهای زیرسطحی مانند تونل، گسل خوردگی، نهشته های معدنی با اختلاف چگالی مناسب، به ویژه در مناطقی با توپوگرافی خشن و تکتونیک شدید، روش گرانی سنجی است. ارایه یک مدل مناسب برای تفسیر بهتر آنومالی پس از انجام و پردازش داده های گرانی، بسیار سودمند است. مدلسازی معکوس یکی از کارآمد ترین روش های تفسیری داده های میدان پتانسیل است و در این راستا روش های متعددی ارایه شده است. در این مقاله از روش معکوس سازی سه بعدی کاماچو برای مدلسازی داده های میدان گرانی در یک محدوده معدنی استفاده شده است. محدوده مورد مطالعه شامل یک تونل معدنی برای دسترسی به زغال سنگ و یک تونل دنباله رو است که داخل لایه زغالی حفر شده است. نتایج حاصل از مدلسازی، عمق و راستای تونل های معدنی، حفاری های سطحی و لایه زغال دار را تا حد قابل قبولی نشان می دهد که با مشاهدات و اندازه گیری های صحرایی مطابقت خوبی دارد.
    کلیدواژگان: گرانی سنجی، مدلسازی معکوس، معدن زغال سنگ، حفریات معدنی، دهملا، شاهرود
  • زهرا صادق طبقی*، احمد رضا ربانی صفحات 63-76
    آنالیزهای ژئوشیمیایی و مدلسازی تاریخچه تدفین و حرارتی میادین درود و نوروز واقع در شمال غرب خلیج فارس، بحث اصلی این مقاله است. 5 نمونه نفتی از مخازن فهلیان (یاماما)، آسماری و فهلیان (منیفا) میدان درود- خارگ و مخازن کژدمی (نهرعمر) و کژدمی (بورغان) میدان نوروز مورد ارزیابی های ژئوشیمیایی قرار گرفته است. نفت های مورد مطالعه عمدتا پارافینی اند. سنگ منشا نفت مخازن میدان درود- خارگ دارای لیتولوژی کربناته حاوی مواد آلی گوگرددار و در مورد مخازن میدان نوروز دارای لیتولوژی مارنی است. بررسی های ایزوتوپی نشان دهنده احتمال وجود نفت مخلوط در مخزن کژدمی (نهرعمر) است. نتایج حاصل از مدلسازی تاریخچه تدفین و حرارتی میادین درود و نوروز نشان می دهد که در میدان نوروز سازند سورمه (عرب- دی) از حدود 125 میلیون سال پیش زایش هیدروکربن را آغاز کرده است و اکنون در اواسط پنجره نفتی قرار دارد و سازند کژدمی (دیر) نابالغ است. در میدان درود، سازندهای کژدمی و گدوان در اوایل پنجره نفتی قرار دارند و سازند پابده نابالغ است.
    کلیدواژگان: خلیج فارس، تاریخچه تدفین و حرارتی، میادین نفتی درود و نوروز، سنگ مادر
|
  • S. Doostdari *, R. Bagherpour, A. Baghbanan Pages 1-12
    Tehran Shomal highway passes through Alborz mountains with a tunnel length of 6400 meters. There are two main tunnels. A full three-dimensional (3D) numerical analysis coupled with elasto-plastic material models was conducted on the inclined access tunnel. Bending moment, axial force and the lining displacements due to the internal forces applied on the shotcrete lining are calculated. Axial force and bending moment applied on the lining have been evaluated using the FLAC 3D software program. The axial force versus bending moment of the lining is plotted. A criterion for assessing the effect of intersection on main tunnel behavior has been established, and investigated stability main tunnels by excavation of inclined access tunnel and a new support system suggested because of high-stress concentration at the junction. Raising support axial forces and bending moments may endanger tunnel stability during construction in the intersection of the inclined access and main tunnels. The results indicate that the existing thickness of the tunnel lining is safe and provides the appropriate load and moment bearing capacity.
  • Gh. Normohamadi *, Gr. Karimi, F. Salimi Pages 13-18
    Heavy metals removal from polluted wastewater is one of the major concerns due to their harmful effectson human health and the environment. The aim of this study is to absorb Cu2 and Co ions from wastewater by means of a synthesized magnetite bentonite nono - adsorbent. Initially, nano- adsorbent was produced by coprecipitation techniques. Then, the resultant material was analyzed and evaluated by FT-IR, XRD and SEM methods, and it was used as an adsorbent in filtration stages. In this research, the central composite design was used for the design and programming of the experiments. The effects of different variables including adsorbent amount, contact time, metal ion concentration, and pH were studied on the Cu and Co ion removal. Then, optimum conditions were suggested for the highest absorption conditions using CCD designing model. The results show 94% and 95% removal for Cu2 and Co, respectively. Finally by determining the optimum conditions, examinations were carried out on Sarcheshmeh copper mine tailings and the results show 30% and 50% removal for Cu2 and Co respectively.
    Keywords: Magnetite nano, particles, Synthesized Bentonite, Magnetite, Central Composite Design, Wastewater treatment, heavy metal pollutants
  • Sa. Jozi *, Sm. Mirsalimi Pages 19-27
    The aim of this study is the Environmental risk management of Madkansar Mine in Khorambid County in Fars Province using EFMEA and William Fine integrated approach. The Environmental Failure Modes & Effects Analysis and William Fine method were used to investigate the risks of the mine. initially, the mining activities and the associated environmental impactswere identified to determine the scope of the study. Subsequently, with an emphasis on the environment, health and safety aspects, risk related factors were identified and listed in a separate worksheet of the William Fine and EFMEA methods. According to the results obtained from EFMEA method, “product manufacturing", with a risk priority number of 96, was found as the most risky activity. The same activity, with a risk priority number of 360, was also recognized for the William Fine method, which is also at a high level of risk. Finally, some strategies were proposed for risk management in ore mining. The most important of which include evaluation of safety mechanisms, and determination of operational privacy, establish of HSE Management Unit in the mine, online measurement and remove of dust, monitoring of air pollutants and equivalent sound level, air monitoring, the use of appropriate storage tanks for wastewater, and implementation of waste management programes in Madkansar Iron Ore Mine.
    Keywords: Environmental Risk management, iron ore mine, operational phase, EFMEA Method, William Fine method, Madkansar Iron Ore Mine
  • M. Filbandi Kashkouli *, A. Kamkar Rohani, A. Moradzadeh, R. Ghaedrahmati, H. Assi Pages 29-39
    The purpose of this study is to correct the static shift of magnetotelluric (MT) data in one of the oil fields located in southwest of Iran using time domain electromagnetic (TEM or TDEM) data. Acquisition of the MT data has been made in the same area as the TEM data was acquired at the frequency range of 0.0005-320 Hertz. . A major problem in the MT method that occurs due to distribution of surface electrical anomalies and causes the displacement of resistivity curves, is called the static shift. In this paper, the TEM data have been used to remove the static shift effects. First, both modes of MT data have been corrected statically by reconciling the data with resistivity curves (especially in high frequencies). Then, one-dimensional (1D) and two-dimensional (2D) modeling of the corrected MT data has been made using WinGlink software. Based on the results obtained from dimensional analysis done on the MT data, it can be concluded that the resistivity distribution in the study area is mainly in 2D and three-dimensional (3D) forms. Thus, 1D modeling is unlikely to be the solely correct approach. However, the two-dimensional modeling results are highly valid considering the precise study and determination of geoelectrical directions or trends of the subsurface structures. In this paper, to obtain an exact 2D resistivity model, the static shift correction of the MT data has been carried out for all stations of the A survey line using the TEM data. The results show that the surface static shift correction is very effective in modeling the results and efficiently removes the surface galvanic effects.
    Keywords: Electrical Resistivity, Magnetotelluric(MT), Time domain electromagnetic(TDEM), Two, dimensional (2D) modeling
  • S. Ghadernejad *, A. Safdarian, R. Mikaeil Pages 41-50
    Grouting operations as one of the main methods of ground improvement play a key role in tunneling quality. Grouting reduces the amount of surface subsidence, maximum loads on the support systems and on tunnel convergence by improving strength parameters of ground. On the other hand, grouting operation causes an increase in time and cost, and also reduces the continuity of tunneling operations. According to positive and negative effects of grouting operations in tunneling projects, selecting the optimum grouting radius is very important. Vertical displacement of the crown and the roof of the tunnel, the horizontal displacement of walls, subsidence at the surface, axial forces, shear forces and bending moment on support systems and also time and costs were selected as main parameters in determining an optimum grouting radius. It was primarily aimed to calculate parameters of the Qazvin-Rasht railway tunnels using Finite Difference Method FLAC2D. In the next step, the values of selected parameters in various radiuses of grouting were calculated; then, the degrees of importance of each parameter were determined using Analytical Hierarchy Process. Finally, optimum grouting radius was selected among different alternatives by using VIKOR technique. In this study, 100 cm was selected as an optimal grouting radius for improving geomechanical and design parameters in KOUHIN tunnel.
    Keywords: Grouting operation, optimum radius, Analytic Hierarchy Process, VIKOR, Finite Difference Method
  • F. Gholamian *, H. Aghajani, M. Mirzaei Pages 51-61
    The gravimetric method is one of the most effective ways for the detection of subsurface structures such as tunnels, faulting, mineral deposits with the required density difference, especially in areas with rough topography and tectonized formations. It is possible to provide a more suitable model for better interpretation of the gravity anomaly. Inverse modeling of gravity data is the most effective way of interpretation, and in this regard, several methods have been proposed. In this paper, the 3D inverse method of Camacho is used for modeling gravity field data in a mineralized region. The case study includes an adit mining tunnel that accesses to a coal mineral and a drift tunnel which is partly drilled into the coal layer. The result of modeling has shown the depth and direction of the mineralized tunnels, Surface mining and coal layers. The modeling data was in good agreement with that of the observations and field measurements.
    Keywords: Gravimetry, inverse modeling, coal mine, mining excavations, Dehmolla, Shahrood
  • Z. Sadeghtabaghi *, Ar. Rabbani Pages 63-76
    This paper summarizes geochemical analysis and burial and thermal history modeling of Dorood and Nowrooz oil fields located in northwestern Persian Gulf. 5 samples of Fahliyan (Yammama), Asmari and Fahlian (Manifa) reservoirs in Dorood - Kharg oil field and Kazhdumi (Nahreomr) and Kazhdumi (Burghan) reservoirs in Nowrooz oil field were analyzed geochemically. Samples are mainly paraffinic oil type. Oil in Dorood - Kharg reservoirs were originated from carbonate sulfur rich source rock but marl or calcareous shale rock is responsible for oil generation in the Nowrooz field. Isotopic studies indicate that Kazhdumi (Nahreomr) reservoir is likely contain composite oil. Based on the results of burial and thermal history modeling of Dorood and Nowrooz oil fields, the Surmeh (Arab - D) formation began to generate oil from about 125 million years ago and lies in main oil window and Kazhdumi (Dair) formation is thermally immature in Nowrooz oil field. Kazhdumi and Gadvan formations lie in early oil zone and Pabdeh formation is immature in Dorood oil field.
    Keywords: Persian Gulf, Burial, Thermal History, Dorood, Nowrooz Oil Fields, Source Rock