فهرست مطالب

روش های تحلیلی و عددی مهندسی معدن - پیاپی 15 (بهار و تابستان 1397)

نشریه روش های تحلیلی و عددی مهندسی معدن
پیاپی 15 (بهار و تابستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/05/22
  • تعداد عناوین: 9
|
  • مقاله پژوهشی
  • عزالدین بخت آور *، رضا لطفیان صفحات 1-9
    تعیین مکان احداث کارخانه فرآوری یکی از تصمیم های مهم در مکان یابی و جانمایی تاسیسات معدن در طراحی پروژه های معدنی است. مساله مکان یابی کارخانه فرآوری را می توان یک مساله چندهدفه در نظر گرفت و با روش برنامه ریزی آرمانی آن را حل کرد. در این مقاله، برای حل مساله مکان یابی کارخانه فرآوری برای اولین بار رویکرد برنامه ریزی ریاضی آرمانی فازی توسعه و به کار گرفته شده است. به منظور تعیین کارآمدی این رویکرد در حل مساله مکان یابی، معدن مس سونگون مورد مطالعه قرار گرفت. در تعیین مکان کارخانه فرآوری برای این معدن، پنج آرمان نزدیکی به سنگ شکن، نزدیکی به سد باطله، نزدیکی به منبع برق، دوری از نقاط آتشباری و شیب توپوگرافی در نظر گرفته شدند. همچنین، شش گزینه عملی با بررسی نقشه محدوده معدنی شناسایی شده و در نهایت گزینه ها رتبه بندی شدند. در بررسی های عینی از محدوده و مکان های مورد بررسی، مشخص شد که با توجه به سطوح آرمانی اهداف انتخاب مکان کارخانه و وزن های اختصاص داده شده به آرمان ها، گزینه تعیین شده مکان ایده آل برای احداث کارخانه فرآوری این معدن بوده است.
    کلیدواژگان: مکان یابی، کارخانه فرآوری، برنامه ریزی آرمانی فازی، مدلسازی ریاضی، معدن مس سونگون
  • جعفر عبدالهی شریف*، امیر جعفر پور، ساموئل یوسفی، مصطفی جهانگشای رضایی صفحات 11-24
    روند رو به رشد فعالیت های معدنی و عدم رعایت الزامات زیست محیطی، باعث شده تا مقادیر هنگفتی از آلاینده های صنایع معدنی به واسطه دفع غیراصولی ضایعات و عدم استفاده از فناوری های نوین، از طریق آب وارد طبیعت شوند. در این میان، پساب کارخانه های تغلیظ معادن، در کنار تخریب منابع طبیعی، فشاری مضاعف بر اکوسیستم تحمیل می کند. در سال های اخیر، به کارگیری فرآیندهای زیست سازگار گیاه پالایی در تصفیه پساب کارخانه های تغلیظ معادن، نتایج قابل توجهی را در پی داشته است. بررسی کارایی فرآیند گیاه پالایی و شناسایی معیارهای مختلف محیطی موثر بر آن، نه تنها کاربردهای این فناوری نوین را آشکار می سازد، بلکه طراحان این سیستم های طبیعی را در خصوص اجرایی کردن آن یاری می کند. در این مطالعه، با توجه به اینکه در دنیای واقعی، معیارهای محیطی بر روی همدیگر نیز اثر گذراند، باید روابط متقابل بین این معیارها برای دستیابی به نتایج واقعی در نظر گرفته شود. از این رو،در این پژوهش، از روش نقشه شناختی برای بررسی اثرگذاری معیارهای محیطی بر روی کارایی گیاه پالایی با مد نظر قرار دادن روابط میان آنها استفاده شده است. در قالب مطالعه موردی نیز با توجه به اهمیت منطقه حفاظت شده ارسباران و تاثیر عوارض مخرب سد باطله معدن مس سونگون بر آن، گیاه پالایی پساب کارخانه تغلیظ این معدن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که «میزان فلزات سنگین موجود در سد باطله» با وزن نسبی 37/0، «میزان فلز محتوی کانسنگ» با وزن نسبی 34/0 و «میزان فلزات سنگین محلول در پساب» با وزن نسبی 33/0 مهم ترین معیارهای محیطی اثرگذار درکارایی فرآیند گیاه پالایی هستند.
    کلیدواژگان: گیاه پالایی، معیارهای محیطی، نقشه شناختی، معدن مس سونگون
  • علی نوری قراحسنلو *، رضا خالوکاکایی، محمد عطایی، مهدی مخبردوران صفحات 25-38
    مدیریت قطعات یدکی و تدارکات، وجهی از مدیریت پشتیبانی محصولات و موثر در هزینه چرخه عمر محصول است. دسترسی به قطعات یدکی به هنگام تقاضا، زمان افت سیستم/ماشین را کاهش داده و کارایی آن را افزایش و در نتیجه سود حاصله از کل پروژه را افزایش خواهد داد. در صورت ذخیره تعداد بهینه قطعات یدکی در انبار، هزینه های چرخه عمر محصول به عنوان تابع هدف، کمینه خواهد شد. تعداد بهینه قطعات یدکی را نیز می توان با وارد نمودن عوامل مختلف مانند تعداد وقوع خرابی، تعداد تجهیزات موجود، حساسیت قطعه، هزینه های خرید قطعه، فاصله بین تولیدکننده تا مصرف کننده و زمان های تاخیر بین تصمیم تا اجرا تعیین کرد. تخمین قطعات یدکی مورد نیاز بر اساس ویژگی های فنی و کارکردی سیستم و اجزاء یکی از موثرترین راه ها برای بهینه سازی توقفات ناخواسته است. از این رو در این مقاله رویکرد پیش بینی قطعات یدکی مورد نیاز بر اساس قابلیت اطمینان پیشنهاد شده است. در این رویکرد نخست قابلیت اطمینان جزء، بر اساس داده های خرابی تعیین شده و سپس تعداد قطعات یدکی موردنیاز، میزان سفارش بهینه و زمان ارسال سفارش بر اساس مصرف سالیانه محاسبه خواهد شد. همچنین به منظور کاربرد اجرایی رویکرد پیشنهادی مطالعه موردی از معدن مس سونگون بررسی شده است.
    کلیدواژگان: معدنکاری، قابلیت اطمینان، قطعات یدکی، تایر، معدن مس سونگون
  • رضا احمدی * صفحات 39-54
    در پژوهش حاضر مفاهیم نظری و کاربردی احتمالات هندسی، مورد بررسی قرار گرفته و روابط احتمالات هندسی برای تعیین احتمال تقاطع اشکال هندسی گوناگون با انواع شبکه های مختلف، ارائه شده است. ازآنجایی که پارامترهای هندسی کانسارهای معدنی دارای ماهیت احتمال پذیر هستند، اکتشاف کانسارهای معدنی نیز ماهیت احتمال پذیر داشته و همواره با عدم قطعیت و مقداری ریسک همراه است. در نتیجه از این نظر مسئله اکتشاف با مسائل احتمالات هندسی شباهت دارد. با توجه به روش های متداول اکتشاف کانسارهای معدنی توسط شبکه های اکتشافی مختلف و تشابه کانسارهای معدنی با اشکال هندسی معمول، نحوه طراحی شبکه اکتشاف بهینه برای هر نوع کانسار، براساس روابط موجود در احتمالات هندسی، ارائه شد. در این راستا به عنوان یک مطالعه میدانی طراحی شبکه اکتشاف بهینه با استفاده از احتمالات هندسی برای دو اندیس مس شناسایی شده با عملیات دورسنجی واقع در جنوب غرب کرمان یکی با ساختار تقریبا خطی و دیگری با ساختار تقریبا دایره ای، صورت گرفت. برای این منظور ابعاد شبکه اکتشاف بهینه برای هر اندیس با در نظر گرفتن کم ترین مقدار احتمال کشف یا 5/0 و احتمال کشف مطلوب یا 95/0 در دو حالت جهت یافتگی تصادفی و با جهت یافتگی مشخص، محاسبه شد.
    کلیدواژگان: احتمالات هندسی، مساله سوزن بافن، شبکه اکتشاف بهینه، احتمال کشف کانسارهای معدنی، اندیس مس پورفیری جنوب غرب کرمان
  • منصوره شریف زاده لاری، نادر فتحیان پور *، رسول امیرفتاحی، سعید صدری صفحات 55-67
    شبیه سازی چند نقطه ای یکی از ابزارهای زمین آماری است که در سال های اخیر مورد توجه بسیاری از محققان علوم زمین نفتی قرار گرفته و از آن برای توصیف ساختارهای فضایی فرایندهای زمین شناسی حاکم بر مخازن نفتی استفاده شده است. روش زمین آمار چند نقطه ای با لحاظ آماره های چند نقطه ای به جای آماره ی دو نقطه ای مرسوم در روش های مبتنی بر واریوگرام، قادر است الگوهای فضایی اشکال و ساختارهای با هر هندسه پیچیده ای را بازیابی نماید. بازتولید ساختارهای چند نقطه ای موجود در فرایندهای زمین شناسی، از طریق به کارگیری تصویر آموزشی انجام می شود که شامل ساختارهای کلی است که زمین شناسان به عنوان الگوهای مفهومی حاکم بر فرایندهای زمین شناسی زیر سطحی ارائه می دهند. یکی از الگوریتم های کاربردی و مهم زمین آماری چند نقطه ای بر پایه الگو، فیلترسیم است که از آن برای مدل کردن متغیرهای پیوسته و گسسته استفاده می شود. در روش کلاسیک فیلترسیم ابتدا همه الگوهای شناسائی شده در تصویر آموزشی با استفاده از تعدادی فیلتر با مشخصات ثابت و غیر مرتبط با تصویر آموزشی به فضای جدید امتیاز فیلتری منتقل و سپس شبیه سازی شرطی انجام می شود. در این مقاله با استفاده از روش آنالیز مولفه اصلی، فیلترها را با توجه به ویژگی های تصویر آموزشی و بصورت وفقی با آن طراحی کرده و بعد از طبقه بندی فضای امتیاز فیلتری جدید، الگوی مناسب با توجه به داده های سخت موجود در پنجره الگو انتخاب شده و در محل تصویر شبیه سازی شده چسبانده می شود. در الگوریتم فیلترسیم از ضرائب ثابت جهت وزن دادن به داده ها در مراحل شبیه سازی شرطی استفاده شده و با توجه به نتایج نامناسب مربوط به استفاده از این ضرائب ثابت، در این مقاله یک الگوریتم شرطی سازی نظارت شده با تعریف روابط مناسب ارائه شده و سهم داده های مختلف موجود در پنجره الگو در فرایند شبیه سازی، به طور بهینه با استفاده از این روابط اعمال می شود. مقایسه نتایج به دست آمده از این روش پیشنهادی با روش فیلترسیم کلاسیک نشان دهنده بهبود قابل ملاحظه ای در بازیابی پیوستگی های مورد انتظار در نتایج شبیه سازی است.
    کلیدواژگان: زمین آمار چند نقطه ای، آنالیز مولفه اصلی، فیلترسیم
  • حمید کر *، ناصر مدنی، الله یار خجملی صفحات 69-81
    مدلسازی زمین شناسی یکی از مراحل اساسی و مقدم بر تخمین عیار در یک کانسار است که شامل تقسیم بندی قطعی کانسار به زیر بخش های کوچک تر تحت عنوان واحد های زمین شناسی است. اگر چه این تقسیم بندی باعث ارائه رفتار بهتر از تغییرپذیری عیار در فضا می شود، اما امکان ارائه مدل های عدم قطعیت که مورد نیاز طبقه بندی منابع و ذخائر معدنی بر اساس استانداردهای جهانی نظیر JORC است را در مرز این واحدهای زمین شناسی ندارد. این مقاله روشی را ارائه می نماید که با استفاده از آن می توان عدم قطعیت زمین شناسی را در ارزیابی منابع و ذخائر معدنی لحاظ نمود. کارآیی روش در یک مطالعه موردی در یک معدن مس پورفیری در شیلی ارائه گردیده است. در ابتدا شبیه سازی زمین آماری برای به دست آوردن توصیف احتمالاتی سه نوع واحد سنگ شناسی در این کانسار (گرانودیودیت، تورمالین برشی و دیگر برشی ها) استفاده شده است. سپس تحقق های شرطی به منظور تعیین عدم قطعیت عیار در کانسار به کار گرفته شده اند. مدل ذخیره معدنی در نهایت با استفاده از وزن دار کردن شبیه سازی عیار مس بوسیله احتمال رخداد واحدهای سنگ شناسی مختلف ارائه گردیده است. مدل ارائه شده، امکان تولید یک مدل عیاری را فراهم نموده است که دارای عدم قطعیت واحدهای سنگ شناسی با اجتناب از مدل های مصنوعی ناشی از فرضیه های مرزی قطعی بین مناطق پرعیار و کم عیار در نزدیکی مرزهای سنگ شناسی است.
    کلیدواژگان: شبیه سازی زمین آماری، مدل های عدم قطعیت زمین شناسی، احتمال رخداد زمین شناسی
  • کاظم برخورداری*، محبوبه جواهری صفحات 83-97
    به منظور پایدار‎سازی گود و جلوگیری از ریزش ترانشه و تبعات احتمالی ناشی از آن، سازه نگهبان مناسب با کاربری موقت یا دائم طراحی می‎گردد. در این مقاله یکی از روش‎های پایدارسازی گودبرداری های عمیق، دیواردیافراگمی مورد بررسی قرار گرفته است. دیواردیافراگمی هم به صورت طره ای و هم همراه با مهار روش موثری برای مقابله با نیروهای استاتیکی و دینامیکی وتامین پایداری گودهای عمیق می‎باشد. در این مقاله دیوار دیافراگمی دارای یک ردیف مهار و با در نظر گرفتن نیروی زلزله‎ مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از برنامه اجزاء محدود PLAXIS بیشینه جابجایی های دیوار و تغییر شکل آن، همچنین بیشینه لنگر خمشی دیوار دیافراگمی محاسبه شده است. پشت دیوار در سمت توده خاک و پایین مدل از مرزهای جاذب برای جلوگیری از انعکاس امواج زلزله استفاده شده است. برای اعمال نیروی دینامیکی شتاب نگاشت های زلزله طبس، بم و رودبار مورد استفاده قرار گرفته است. دراین تحقیق مشخص شد که تغییرشکل و کرنش در زلزله تحت تاثیر مشخصات زلزله است. بیشینه جابجایی جانبی دینامیکی دیوار در قسمت بالای دیوار بوده است. با افزایش سختی مهار بیشینه جابجایی جانبی بالای دیوار کاهش می یابد. بررسی مطالعات پارامتریک نشان دادکه با افزایش5/1، 3 و 4 برابر مدول الاستیسیته خاک میزان کاهش تغییرات بیشینه جابجایی افقی در بالای دیوار هم به ترتیب حدود 25، 53 و 76 درصد کاهش داشته است. همچنین افزایش 2، 3 و 4 برابر چسبندگی خاک به ترتیب کاهش حدود 7، 11 و 20 درصدی لنگرخمشی دیوار را به دنبال داشته است. در مقایسه مقادیر دینامیکی نسبت به استاتیکی میزان جابجایی بیش از دو برابر و میزان لنگر خمشی هم حدودا 3/1 برابر شده است. بنابراین در طراحی دیوار دیافراگمی در مناطق زلزله خیز حالت بارگذاری زلزله می تواند تعیین کننده باشد.
    کلیدواژگان: گودبرداری عمیق، دیوار دیافراگمی، تحلیل عددی، نیروی دینامیکی زلزله
  • محمد جواد آذین فر *، عبدالهادی قزوینیان، حمیدرضا نجاتی صفحات 99-114
    بر اساس مطالعات انجام شده، مشخص شده است که رفتار مکانیکی درزه های سنگی می تواند به عنوان تابعی از مقیاس تغییر کند. در چهل سال گذشته، مطالعات وسیعی بر روی اثر مقیاس بر روی رفتار مکانیکی درزه های سنگی انجام شده است. بسیاری از این مطالعات نتایج متناقضی را در بر داشته است. بنابراین ماهیت و سازوکار اثر مقیاس بر رفتار مکانیک درزه های سنگی هنوز به طور کامل شناخته نشده و نیاز به مطالعات بیشتری دارد. یکی از مهم ترین پارامترهایی که بر روی رفتار برشی درزه ها تاثیر گذار است خصوصیات هندسی سطوح آنها است. بنابراین بررسی پارامترهای هندسی سطوح درزه با در نظر گرفتن اثر مقیاس بر آنها تا حد زیادی می تواند تبیین کننده رفتار وابسته به مقیاس درزه ها باشد. در پژوهش حاضر سه سطح طبیعی درزه با هندسه های متفاوت و با ابعاد بیش تر از 2500 سانتی مترمربع از طبیعت انتخاب شده اند. برای ابعاد 50 × 50 میلی مترمربع تا 500 × 500 میلی مترمربع، پارامترهای هندسی مهم درزه محاسبه شده و اثر مقیاس بر این پارامترها و تغییرات مقادیر آن ها نسبت به مقیاس مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی های انجام شده نشان می دهد اثر مقیاس بر پارامترهای مختلف هندسی یکسان نبوده و بسته به نوع هندسه درزه و چگونگی توزیع پارامترهای زبری اولیه و ثانویه سطح، نتایج متفاوتی را به همراه خواهد داشت. پارامترهای زاویه ای سطح درزه در مقیاس بیشتر از‏‎‎‏400 سانتی مترمربع تقریبا مستقل از مقیاس ‏خواهند شد. اما پارامترهای ارتفاعی سطح درزه، برای سطوحی که زبری درجه اول در آنها ‏بیش تر باشد، با افزایش مقیاس (حداقل تا‏ 2500 سانتی مترمربع) افزایش می یابند. ‏
    کلیدواژگان: اثر مقیاس، خصوصیات هندسی سطوح درزه، پارامترهای هندسی سطح درزه، پیمایش سه بعدی سطح درزه، پیمایشگر نوری سه بعدی
  • گزارش فنی
  • سینا شهبازی، مهدی حسینی * صفحات 115-130
    90 درصد مشکلات ناپایداری چاه ها مربوط به حفاری در سازندهای شیلی رخ می دهد. از طرفی سازند های شیلی در 75 درصد مقاطع حفاری شده در ایران یافت می شوند که سبب بروز تعدادی از مشکلات مانند فروپاشی کامل یا جزئی چاه و یا حتی از دست دادن چاه قبل از رسیدن به هدف خود (مخزن) منجر می شوند. در این تحقیق، به کمک مدلسازی عددی توسط نرم افزار Flac2D به بررسی پایداری دیواره چاه نفت در سازندهای شیلی پرداخته شده است. این مدلسازی در 3 حالت حفاری چاه صورت گرفته است. حالت اول، حفاری بدون اعمال فشار گل درون چاه در حین حفاری و حالت دوم، حفاری بالای تعادل به صورتی که فشار گل حفاری از فشار منفذی سازند بیشتر باشد و حالت سوم، حفاری تحت تعادل به صورتی که فشار گل حفاری پایین تر از فشار منفذی سازند باشد. نتایج مدلسازی عددی نشان داد که بیشترین جابجایی و سطح پلاستیک اطراف چاه در حفاری بدون اعمال فشار گل بوده و جابجایی در حفاری های بالای تعادل و تحت تعادل به شدت کاهش پیدا کرده و کمترین جابجایی و سطح پلاستیک اطراف چاه در حفاری بالای تعادل رخ داده است. در این تحقیق تحلیل پایداری دیواره چاه و تعیین فشار گل بهینه برای پایداری چاه در روش الاستوپلاستیک، با استفاده از روش تعیین سطح تسلیم نرمالیزه (NYZA) صورت گرفته است و درصورتی که مقدار آن از حد بحرانی تعریف شده کمتر باشد، چاه پایدار بوده است. نتایج نشان داد که پارامتر NYZA با چگالی سیال حفاری رابطه معکوس دارد، به طوریکه هرچه فشار سیال حفاری و چگالی آن بالا برود، دیواره چاه پایدارتر و NYZA چاه کم می شود. از طرفی براساس روش NYZA که مقدار آن برای پایداری دیواره چاه در روش عددی مقدار بحرانی 1 می باشد، می توان دریافت که از فشار گل 22 مگاپاسکال به بالا، وارد محدوده پایداری در چاه مورد مطالعه می شویم. فشار گل بهینه در چاه مورد مطالعه، در حفاری تحت تعادل 02/33 مگاپاسکال تا 71/33 و برای حفاری بالای تعادل 09/35مگاپاسکال تا 78/35بدست آمده است. تمام نتایج در لایه شیلی سازند آسماری در عمق 3915 متری از یکی از چاه های نفت مخزن مارون ایران بدست آمده است.
    کلیدواژگان: مدلسازی عددی، چاه نفت، میدان مارون، سازندهای شیلی
|
  • Ezzeddin Bakhtavar*, Reza Lotfian Pages 1-9
    One of the most crucial decisions in mine design is to locate mine infrastructures. The problem of locating a processing plant can be considered in the form of a multi-objective case, which can be solved by goal programming method. In this paper, a fuzzy-based goal programming approach was developed in order to solve the problem of processing plant site determination. In order to determine the efficiency of the developed approach, Sungun copper area was studied. In this case, five goals were considered as adjacency to crusher, adjacency to tailing dam, adjacency to power source, distance from blasting sources, and topography of the available land. Furthermore, six feasible alternatives were initially specified by studying Sungun area map, and then were prioritized using the approach. After investigating the considered area, it was specified that the determined site is the most ideal alternative in this case, considering the levels of the goals and their fuzzy weights.
    Keywords: Site selection, Processing plant, Fuzzy goal programming, Mathematical modeling, Sungun Copper Mine
  • Jafar Abdollahei Sharif *, Amir Jafarpour, Samuel Yousefi, Mustafa Jahangoshai Rezaee Pages 11-24
    Due to environmental pollution caused by various contaminants through mining activities, over the years, many chemical and physical methods used to purge ecosystems which often associated with high costs. Hence, today the biological resources of the environment are used to clean up contaminated areas with a variety of pollutants. One of the most inexpensive methods for removing contaminants from wastewater, water and soil, is phytoremediation processes. Summary: Given that in the real world, environmental factors affect each other, to achieve real results, the interaction between these factors should be considered. In this study, the cognitive map method to evaluate the impact of the environment on phytoremediation efficiency factors with regard to relations between them have been used in a case study.
    Introduction
    The development of mining activities and non-compliance with environmental requirements, has caused the huge amounts of contaminants of mining industry such as wastewater of mine concentrator plants enter to the environment through water. On the other hand, in recent years, the use of biocompatible phytoremediation processes in purify the wastewater of mine concentrator plants have been significant results. Evaluate the efficiency of phytoremediation process and identify different effective environmental factors on it, not only reveal the wider dimension of the application of this new technology, but also help to the designers of this natural systems to implement it. Methodology and Approaches: In this study, the cognitive map to identify causal relationships between environmental factors affecting the efficiency of phytoremediation mineral wastewaters and how each factor affect the efficiency of phytoremediation is used. Also determine the most effective identified factors assuming enabled each of the factors identified in cognitive map and implementing hybrid learning algorithm will be obtained that represents the impact of environmental factors on the efficiency of inorganic wastewater phytoremediation process. Results and Conclusions: The results of the study wastewater phytoremediation Sungun copper mine concentrator plant shows that "the amount of heavy metals in the tailings dam," with the relative weight of 0/37, "the metal content of ore," the relative weight of 0/34 and "dissolved heavy metals in wastewater, "the relative weight of the criteria 0/33, have been the most important environmental factors and have great impact on the efficiency of phytoremediation process.
    Keywords: Phytoremediation, Environmental Factors, Cognitive Map, Sungun Copper Mine
  • Ali Nouri Gharahasanloo *, Reza Khalokakaie, Mohammad Ataei, Mehdi Mokhberdoran Pages 25-38
    Spare parts management and logistics is an aspect of product support management which influences the product life cycle cost. The availability of spare parts upon demand decreases the product down-time and increases the utilization of the system/machine and consequently the profitability of the project. If the optimum number of spare parts is stored in the inventory, this minimizes the product life cycle cost as a goal function, and the optimum number is calculated taking different factors into account, such as the part criticality, the part purchasing cost, the distance between the manufacturer and user, and the lead time. Forecasting the required support/spare parts based on technical and operational characteristics of a system, is the one of the best ways for optimizing unplanned stoppages. This paper discusses about product support (required spare part) logistics based on product design characteristics (reliability). In first step, the reliability of component was analyzed and then required spare parts, the economic order quantity and reorder point with respect to annual demand rate was calculated. A case study of Sungun Copper Mine is used to demonstrate how the proposed approach can be applied.
    Keywords: Mining, Reliability, Spare parts, Tire, Sungun Copper Mine
  • Reza Ahmadi * Pages 39-54
    In present research, theoretical and applied concepts of geometric probability have been studied ‎and the relationships of geometric probability have been presented to determine the probability of ‎intersection of various geometric shapes with diverse types of grids. In this regard mineral deposits ‎based on defining the shape ratio parameter as ratio of breadth to length of the deposit (‎ ‎) ‎were classified to 3 types of linear, circular and elliptical shape. The detection of mineral deposit is ‎possible under condition that the deposit is intersected at least once by the lines of exploration grid. ‎
    Introduction
    Arrangement of accurate and optimum location of exploration works entitled designing of ‎exploration grid is one of the essential requirements in all stages of mineral deposits exploration. ‎Designing the optimum exploration grid is the most important as well as critical stage for ‎exploration of mineral deposits which is carried out on the basis of geological conditions and ‎characteristics of deposit and the amount and type of available exploratory information. The type, ‎shape, dimension of cells and orientation of the grid respect to the estimated direction of the ‎deposit, perform the geometry of exploration grid. Since the geometric parameters of mineral ‎deposits are stochastic, exploration of mineral deposits is also stochastic and always associated with ‎uncertainty and some risk. As a result from this view point the exploration problem is similar to the ‎geometric probability problems.‎ Methodology and Approaches: According to conventional exploration methods of mineral deposits by various exploration grids as ‎well as similarity of mineral deposits with the usual geometric shapes, designing the optimum ‎exploration grid for each type of deposit was presented based on existing relationships in geometric ‎probability. In this context as a case study, designing the optimum exploration grid for two copper ‎indices detected by remote sensing operation located in the south-west of Kerman, one with ‎approximately linear structure (with a shape ratio of 0.14) and the other one with approximately ‎circular shape, was carried out using the geometric probability.‎ Results and Conclusions: Due to the similarity of exploration of mineral deposits to geometric probability problems in this ‎research, existing relationships in geometric probabilities were used to determine the probability of ‎detection by the various exploration grids. By employing the mentioned approach, the size of ‎optimum exploration grid was calculated for each index considering minimum exploration ‎probability, 0.5 and favorite exploration probability, 0.95 for both randomly oriented and oriented ‎situations.‎
    Keywords: Geometric probability, Buffon?s needle problem, Optimum exploration grid, Exploration probability of mineral deposits, Porphyry copper index in the south-west of Kerman
  • Mansoureh Sharifzadeh Lari, Nader Fathianpour*, Rasoul Amir Fattahi, Saeid Sadri Pages 55-67
    Simulations based on Multiple-point statistics (MPS) form a class of newly developed techniques that have received great attention in recent years and are mainly used to map spatial complexity and heterogeneity of geological phenomenon. One of the most commonly used pattern based multiple-point geostatistical simulation algorithm is called Filtersim. In the conventional Filtersim algorithm, the detected patterns in training images are transformed into filter score space using a fixed number of filters that are neither dependent on the training images nor on the characteristics of patterns extracted from them. Through using principal component analysis in current study, a set of new filters are designed in such a way to include most structural information specific to the governing training image resulting in the selection of closer patterns in the filter score space. Comparing the results of applying our proposed filters to that of conventional Filtersim algorithm shows a significant improvement in recovering expected shapes and structural continuity in the final simulated realizations.

    Introduction
    MPS simulation is capable of reproducing complex geological patterns that cannot be modeled by two-point statistics moments such as variograms. One of the commonly used pattern-based approach, FILTERSIM, introduces filters to summarize high dimensional patterns into a filter score space. Then, it classifies the patterns into a limited number of classes. FILTERSIM uses six predefined filters, which are not specific to the Training Image. The aim of current research is to introduce new improvements to the initial FILTERSIM technique through defining new adaptive filters. Methodology and Approaches: In contrast to original FILTERSIM method, our approach uses some filters which are designed specifically for any given Training Image using PCA analysis. In addition, our approach uses a combination of raster path and random partitioning methods in the course of simulation. The raster path approach results in simulations showing a good continuity of the patterns. The random partitioning is a new feature that allows better simulated realizations as compared to the straightforward use of the raster path. Results and Conclusions: The newly proposed approach have been tested on some training images and the results have been compared with previous pattern-based algorithms. Through visual inspection and some discrepancy measures it is shown that the simulated realizations obtained by our approach are much closer to the training image than those obtained with the other methods. In particular, the continuity of the patterns is better preserved with the proposed method.
    Keywords: Multiple-point Geostatistics, Principle Components Analysis, Filtersim
  • Hamid Kor *, Nasser Madani, Allahyar Khojamli Pages 69-81
    Summary: Simulation method give use most probable models that could be to obtain the best and worst case of a resource. So, average of these models is similar to estimated model but will not have estimated model problems. In the introduced new method after determining the rock type probability models the grade distribution is evaluated using geostatistical simulations. This method in addition to containing the probability models use from simulated grades that case be most authentic. Performance of method presented using a case study of a porphyry copper mine in Chile.
    Introduction
    Geological modeling is one of essential processes in ore reserves and resources evaluation that is precedence over the grade estimate. It is containing the deterministic division of deposit into smaller subdomains that called geological units. Although it cased to present the better treatment from the spatial grade variability, but it is not possible to present the uncertainty models in the boundaries of geological units that are need to classify the ore reserves and resources according to international standards such as JORC. This article presents an approach that uses geological uncertainty that could be incorporate in the evaluation of mineral resources. Introduced method applied on the rihoblanco deposit case study in chile. Methodology and Approaches: At first to obtain probabilistic descriptions of three different lithological units the geostatistical simulation have been used in this deposit (granodiorit, tourmaline breccia and another breccias). Then to determine the grade uncertainty of the deposit the conditional simulations have been applied. Finally, mineral resource model presented using weighting the copper grade realizations by occurrence probability of deferent geological units. Presented model able to produce a grade model that contain the geologic models uncertainty with avoidance of artificial models that caused by deterministic boundary hypotheses between high grade and low grade areas of ore in near the geologic boundaries. Results and Conclusions: Introduced method presented better results compared to the kriging method. Results shown that evaluation of the deposit geological uncertainty prevented from creates the unrealistic models of kriging method. Reliability of model is evaluated which less standard deviation of weighted realizations conditional variance show that reliability of them are suitable. Also, coefficient of variation in domains boundary was low which shows the method is suitable and uncertainty in boundaries is low. Also, presented new method compared with general simulation of grade distribution that new method represented higher tonnage percentage in grade-tonnage curves.
    Keywords: Geostatistical simulation, Geological uncertainty models, Geological probability, Geological uncertainty, Grade uncertainty, Sequential indicator simulation, Sequential gaussian simulation
  • Kazem Barkhordari *, Mahboubeh Javaheri Pages 83-97
    Introduction
    Deep excavations in urban areas require not only the stability of retained soil, but also special attentions due to the buildings existing nearby. They must be designed in such a way that the requirements for both ultimate and serviceability limit state for supporting system and neighbouring structures are satisfied. Anchored diaphragm walls are one of the safest lateral supports which help in overall stability of excavated areas. Diaphragm walls represent in general a considerably more complex problem than gravity or cantilever walls. Methodology and Approaches: The wall displacement, maximum bending moment and anchor extreme force were calculated using a dynamic PLAXIS finite element program. The soil was considered as elasto-plastic material, using Mohr–Coulomb constitutive model. The wall and the anchor were considered to behave elastically. Considering the dynamic applied load, absorbent boundaries were assumed to prevent dynamic wave reflection. Three different historical strong motions namely, Tabas, Bam and Roodbar were applied to the wall. The above mentioned outputs were obtained for different excavation geometry and mechanical properties for soil. Results and Conclusions: general results can be drawn as following:1-Change in the soil stiffness (modulus of elasticity and cohesion) from soft to stiff has caused the maximum wall displacement and bending moment increase by 76% and 20%, respectively.
    2- Under dynamic load the maximum lateral displacement of the wall is at its top, while the static wall displacement is maximum at about one third the wall height measured from its toe.
    3-Peak ground acceleration has direct effect on maximum wall displacement and bending moment, while earthquake frequency has inversely changes these output parameters. Based on obtained results 30% increase in earthquake acceleration has caused the maximum wall displacement increase by 15%
    4- The maximum displacement and bending moments increased noticeably under earthquake load. So, for diaphragm walls in earthquake prone area, dynamic case should be considered in design. Albeit, building codes, accept higher displacement and bending moments under exceptional loading's.
    Keywords: Deep excavation, Diaphragm wall, Numerical analysis, Earthquake dynamic load, Inclined anchor, Finite element, Time history
  • Mohammad Javad Azinfar *, Abdolhadi Ghazvinian, Hamid Reza Nejati Pages 99-114
    Summary:
    In this study, three different natural joint geometries in dimensions greater than 2500 cm2 were selected from the field. The geometric parameters of the surface joints have been calculated from the scale of 50 × 50 mm2 to 500 × 500 mm2 and the effect of scale on these parameters and their variations with scale has been discussed.

    Introduction
    The scale dependency of discontinuity surface roughness and shear strength has been investigated by many other researchers over the last three decades. Many of these studies have produced conflicting results. Some studies have shown a decrease in strength and roughness with increasing discontinuity size. Other studies have shown the existence of positive scale effects, a combination of positive and negative scale effects, or no scale effect. The present study attempts to investigate the effect of scale on the geometrical properties of rock joints.

    Methodology and Approaches:
    In this study, three natural smooth, undulating and stepped rock joints were prepared and their surfaces were scanned by 3D optical scanner. The surfaces were digitized and the geometric parameters were calculated by the code written in Matlab software. The geometric parameters were calculated for the square widows that were centered at the same locations and were measured from 50 × 50 mm2 to 500 × 500 mm2.
    Results and Conclusions: The results showed that the effect of scale on various geometric parameters are not the same and will have different results depending on the distribution of primary (waviness) and secondary (unevenness) roughness. The angular parameters of rock joint surfaces, in the scale of greater than 400 cm2, are independent of scale. However the amplitude parameters of rock joint surfaces, in the surfaces with dominant waviness, increase with increasing of scale (at least up to 2500 cm2)
    Keywords: Scale effect, Geometric characteristics of joint surfaces, Geometric parameters of the surfaces, 3D scannig of rock joint, 3D Optical scanner
  • Sina Shahbazi, Mehdi Hosseini * Pages 115-130
    Summary: During or after underground drilling such as oil well drilling, instabilities are observed in wells, in such a way that 90% of these instabilities are related to Shale formations. On the other hand, Shale formations are found in 75% of all drillings in Iran, causing various difficulties such as complete or partial collapse of wells before reaching the reservoirs. Shale porosity may vary from small (a few %) to quite high (up to 70%). Even with highest porosities, permeability remains very small. In this study, by considering geophysical log data and using experimental relations (presented by researchers) in Shale rock, physical and mechanical properties of Shale layer in Asmari formations are calculated and after that by using finite difference method (FLAC2D software), stability of wellbore in Shale formation has been surveyed.

    Introduction
    The modeling was done in 3 modes of drilling. The first mode is drilling without pressurizing mud into the well, the second, drilling at a higher pressure than balance condition i.e. drilling mud pressure to be higher than the pore pressure. The third mode is underbalance condition in which the drilling mud pressure is lower than the pore pressure. The results of numerical modeling showed that the most displacements and plastic surface around the well occurred when the drilling mud was not pressurized. The displacement underbalance and over balance condition significantly decreased and the minimum amount of displacements and plastic surface around the well occurred at higher than balance condition.
    Methodology and Approaches:
    In this study, analysis of stability of wellbore and determination of the optimum mud pressure for wellbore stability has been carried out by elastoplastic method. If this value is less than the critical value defined by Normalized Yielded Zone Area (NYZA) the wellbore is considered to be stable.
    Results and Conclusions: The results showed that the NYZA parameter is inversely proportional to the density of drilling mud, so that increasing drilling mud pressure and its density; results in more stable well bore and lower NYZA of the well. Based on NYZA method using numerical technique the critical value for wellbore stability is 1 and it can be realized from the surveyed well that the mud pressure over 22 MPa is within the scope of stability zone. Optimum mud pressure range obtained for the surveyed well is 33.02-33.71MPa for balance drilling and 35.09-35.78MPa for after balance drilling. All these data are obtained from Shale formation of one of the oil wells in Marun Field at a depth of 3915 meters.
    Keywords: Numerical modeling, Wellbore, Marun field, Shale formation