فهرست مطالب

مهندسی معدن - پیاپی 50 (بهار 1400)

فصلنامه مهندسی معدن
پیاپی 50 (بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/03/18
  • تعداد عناوین: 7
|
  • زهرا نوری زنوز، امید اصغری*، محمد فهیمی نیا صفحات 1-13
    با بالارفتن پیچیدگی کانسارهای موجود، درک تغییر فضایی توزیع عیار برای کسب شناخت کافی از کانسار و جلوگیری از خسارت های مالی و تعیین برنامه های بهینه حین و پس از استخراج اهمیت بالایی دارد. همچنین تغییرپذیری نوع کانی سازی، عیار، آلتراسیون و... بر بازیابی کانه هدف اثر می گذارد. از همین روی مدل سازی این پارامترها به منظور بهره برداری بهینه از معدن و به حداقل رساندن هزینه و خسارت، ضرورت می یابد. در این پژوهش به کمک داده های 91 حلقه گمانه ذخیره طلای اپی ترمال ساری گونی در شمال غرب ایران، مدل سازی متغیرهای عیار و بازیابی حاصل از لیچینگ انجام شد. ابتدا به کمک تخمین و شبیه سازی شاخص دو دامنه اکسیده و سولفیده جدا شدند. سپس به کمک مدل بلوکی حاصل از شبیه سازی، در هر بخش به شکل جداگانه به روش شبیه سازی متوالی گوسی، مدل سازی فضایی انجام شد. به کمک مدل به دست آمده از شبیه سازی عیار، منحنی عیار تناژ رسم و میزان ذخیره برآورد شد که بیش از 70 درصد آن مربوط به زون سولفیدی است. سپس به کمک داده های حاصل از شبیه سازی بازیابی، حاصل ضرب عیار در بازیابی به عنوان شاخص بهتری برای رسم این منحنی و تصمیم گیری پیشنهاد شد.
    کلیدواژگان: مدلسازی ژئومتالورژی، تخمین، شبیه سازی، طلای اپی ترمال، ساری گونی
  • محمدرضا علی اکبرزاده، سعید کریمی نسب*، حسین جلالی فر، مجتبی بهاالدینی صفحات 15-26
    بتن، یکی از پرکاربردترین مصالح در صنعت مهندسی عمران می باشد. سازه های بتنی، برخلاف مقاومت فشاری بالا، در مقابل کشش و یا خمش عملکرد ضعیفی از خود نشان می دهند. از این رو برای تقویت بتن در برابر نیروهای کششی و خمشی می توان از انواع مسلح آن، مانند بتن فیبری استفاده نمود. در این تحقیق اثر نسبت حجمی مختلف از دو گونه الیاف پلیمری ساخت شرکت نانونخ سیرجان، بر پارامترهای مکانیکی بتن ریز دانه، بصورت آماری مورد بررسی قرار گرفته است. الیاف بکار برده شده در این پژوهش از انواع KWB (Kortta Wave Blend) و KB (Kortta Blend) می باشند. علاوه بر طرح اختلاط بدون الیاف، برای هر کدام از الیاف طرح های اختلاطی با نسبت های حجمی 5/0، 1، 5/1 و 2 درصد تهیه گردید. آزمون های فشاری تک محوره، کششی غیرمستقسم (برزیلی) و مقاومت فشاری سه محوره، روی نمونه های تهیه شده از هر طرح انجام گرفت. پارامترهای مکانیکی مانند مقاومت فشاری تک محوره، مدول الاستیسیته، مقاومت کششی غیرمستقیم محاسبه و مورد مقایسه قرار گرفته شد. همچنین با استفاده از نتایج آزمون فشاری سه محوره، تاثیر الیاف پلیمری بر روی زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون های فشاری تک محوره نشان داد که الیاف KWB نسبت به الیاف KB تاثیر کمتری بر افزایش مقاومت تک محوره داشته و همچنین میزان افزایش مدول الاستیسیته با افزایش درصد الیاف KWB از نظر آماری معنی دار نمی باشد. اما افزایش درصد الیاف KB تا یک درصد حجمی می تواند مدول الاستیسیته را بطور قابل توجه ای افزایش دهد. همچنین نتایج آزمون های کششی غیرمستقیم نشان داد که وجود الیاف KB تاثیر قابل ملاحظه ای بر مقاومت کششی خواهد داشت. با توجه به نتایج آزمون ها و تحلیلهای آماری انجام شده توسط آنالیز واریانس، مقادیر 2 درصد حجمی برای الیاف KWB، و مقادیر5/1 درصد برای الیاف KB به عنوان نسبت حجمی بهینه تشخیص داده شد.
    کلیدواژگان: بتن، بتن فیبری مسلح شده، مقاومت کششی، الیاف پلی پروپیلن، نسبت حجمی بهینه الیاف
  • محسن میرزایی، احمد خدادادی*، سیما محمدنژاد صفحات 27-38
    معدن متروکه سرب قله کفتران شاهرود در 4 کیلومتری شمال شرق معدن چاه موسی حاوی مقادیر قابل توجهی از باطله های فرآوری است که در منطقه دپو و رها شده اند. این باطله ها با ذخیره ای بالغ بر 50 هزار تن با محتوی 95/0 درصد مس اکسیدی قابلیت بهره برداری دارند. در این تحقیق بازیابی مس از باطله های فراوری معدن قله کفتران به روش لیچینگ همزنی و سمنتاسیون با پودر آهن مورد مطالعه قرار گرفته است. در آزمایش های لیچینگ طراحی شده به روش CCD، pH و اندازه ذرات به ترتیب بیشترین و درصد جامد و زمان تاثیر کمتری بر انحلال مس داشتند. اثر pH و مقدار اسید در دانه بندی های ریزتر شدیدتر از دانه بندی های درشت تر که عامل کنترل کننده در آنها در معرض قرار گیری و آزادشدگی کانی مالاکیت است، می باشد. همچنین در pH پایین نرخ انحلال واکنش بسیار سریع بوده و اثر عامل زمان نامحسوس است. شرایط بهینه برای لیچینگ همزنی pH برابر با 1، ابعاد دانه بندی 106- میکرون، زمان 150 دقیقه و درصد جامد 30 تعیین شد که میزان راندمان لیچینگ در این شرایط برابر 7/91 درصد به دست آمد. آزمایش های سمنتاسیون نشان داد که هر سه عامل pH، زمان و دما بر فرآیند سمنتاسیون مس موثر هستند و pH برابر با 1، زمان 30 دقیقه و دمای محیط به عنوان شرایط بهینه سمنتاسیون انتخاب شد. بهبود عملکرد سمنتاسیون در راندمان سمنتاسیون در این شرایط 6/98 درصد و بنابراین بازیابی کل برابر 41/90 درصد به دست آمد. درصد خلوص پودر مس سمنت شده 9/96 درصد و ناخالصی عمده آن آهن بود. نتایج حاصل از این مقاله امکان بهره برداری از باطله های کارخانه های فراوری فعال یا متروکه را جهت کاهش مخاطرات زیست محیطی و همچنین تولید ارزش افزوده نشان می دهد.
    کلیدواژگان: لیچینگ همزنی، سمنتاسیون، باطله فرآوری، معدن متروکه قله کفتران
  • محمدرضا شهرکی*، ندا واحدی نژاد صفحات 39-57

    مدیریت پروژه شامل مدیریت زمان، هزینه، کیفیت و ریسک پروژه است. هر پروژه دارای قیود زمان، هزینه و کیفیت می باشد. از آنجایی که هر یک از این قیود پتانسیل ریسک دارند، در نتیجه مدیریت ریسک پروژه امری ضروری می باشد. افزایش هزینه و توسعه مقیاس پروژه ها از یک سو و افزایش عدم قطعیت و ریسک پروژه ها از سوی دیگر، سبب شده است که مدیریت و ارزیابی ریسک از اهمیت برخوردار باشد. هدف مدیریت و ارزیابی ریسک، شناسایی و ارزیابی رویداد های تصادفی است که می توانند اثر مثبت یا منفی بر اهداف پروژه داشته باشند. در این پژوهش، یک مدل ترکیبی برای مدیریت و ارزیابی ریسک های مرتبط با عملیات ساخت تونل با استفاده از روش های تصمیم گیری چند معیاره ارایه شده است. پس از شناسایی ریسک ها و اجرای فرآیند دلفی، برای دسته بندی ریسک ها از ساختار جامع شکست ریسک (RBS)، برای وزن دهی ریسک ها از روش تحلیل سلسه مراتبی (AHP) و جهت تعیین رتبه ریسک ها از روش تصمیم گیری چند معیاره ویکور استفاده شده است. نتایج تحقیق نشان داد که در میان ریسک ها، ریسک نیروی انسانی، ریسک های اقتصادی و ریسک های مدیریت در دسته ریسک های بحرانی قرار گرفته اند.

    کلیدواژگان: ریسک، تونل، تصمیم گیری، AHP، ویکور
  • حسین مهدیان فر، میرمهدی سیدرحیمی نیارق* صفحات 59-72

    در مطالعات اکتشافات ژیوشیمیایی، روش های جداسازی آنومالی مختلفی مثل روش های فرکتالی و آماره فضایی U از گروه تکنیک های ساختاری، جهت تفسیر داده ها و جدایش مناطق آنومال ارایه شده است. در این مطالعه، اقدام به مطالعه ویژگی های طیفی مقادیر U مربوط به کانی سازی نوع مس پورفیری در منطقه ظفرقند شده است. با استفاده از مقادیر طیف توان می توان پارامترها و متغیرها را به صورت سیگنال های مکانی در نظر گرفت و تحلیل ها را بر روی دامنه سیگنال های مختلف انجام داد. برای تعیین تغییرپذیری آمارهU و تحلیل فرکانس های مختلف آن، روش جدیدی تحت عنوان روش فرکتالی طیف توان - مساحت آمارهU معرفی و بکارگرفته شد. در این روش داده های طیف توان آمارهU به 5 گروه مختلف تقسیم شد که هر کدام از این کلاس ها مربوط به طیف های فرکانسی مختلفی هستند. جهت تعیین نوع زمینه یا آنومالی بودن این کلاس ها از روش چند متغیره تحلیل مولفه های اصلی استفاده شد. روش تحلیل مولفه های اصلی بر روی ماتریس طیف توان مربوط به مقادیر U تمام عناصر و برای هرکلاس به صورت جداگانه انجام گرفت. نتایج نشان داد فاکتور کانی سازی مس در کلاس های فرکانسی 1، 2 و 3 وجود دارد که مقادیر طیف توان کم را نیز نشان می دهند. این کلاس ها به عنوان کلاس های مربوط به آنومالی در نظر گرفته شد. کلاس های 4 و 5 بر اساس روش تحلیل مولفه های اصلی، اثر کانی سازی را به خوبی نشان نمی دهند. کلاس های فرکانسی مربوط به زمینه از کلاس های آنومالی فیلتر شده و از داده ها حذف شدند. در نهایت طیف توان های باقی مانده با استفاده از تبدبل فوریه معکوس به حوزه مکان منتقل شده و نقشه آنومالی بدست آمد. در این نقشه، مقادیر از جنس پارامتر U بوده و محل آنومالی ها به خوبی بر روی آن مشخص شدند. نتایج حفاری صورت گرفته بر روی این آنومالی ها به خوبی وجود کانی سازی در عمق را نشان می-دهد.

    کلیدواژگان: تحلیل طیفی ژئوشیمیایی، روش آماره فضایی U، روش فرکتال طیف توان-مساحت آماره U، تحلیل مولفه های اصلی، زمینه و آنومالی
  • فرهنگ سرشکی*، راضیه اخباری، سید حسن مدنی صفحات 73-86
    با توجه به ترافیک موجود در داخل تونل ها، تهویه در این سازه زیرزمینی اهمیت بسزایی دارد. تهویه موجب کاهش آلاینده های ناشی از احتراق سوخت وسایل نقلیه در جو تونل میشود و شرایط بهتری را برای تنفس افراد در این فضای بسته ایجاد می کند. یکی از نکات مهم در ضرورت وجود تهویه مناسب در تونل ها، نقش بسزای آن در زمان بروز آتش سوزی و انتشار حجم بسیاری از دود در داخل تونل است. در این پژوهش، سیستم تهویه مناسب برای تونل علوی واقع در شهرک شهید رجایی، در استان هرمزگان، طراحی شده است. با استفاده از استانداردهای مختلف، لزوم استفاده از تهویه مکانیکی در این تونل مشخص و با توجه به مزیت های استفاده از تهویه طولی، این روش تهویه برای تونل علوی انتخاب شد. با استفاده از روش های کلاسیک و پیارک، شدت جریان نهایی 155 مترمکعب در ثانیه برای تهویه این تونل محاسبه شد و سپس با در نظر گرفتن مولفه های مختلف فشار، افت فشار برابر با 93 پاسکال بدست آید. در نهایت با توجه به محاسبات، دو مدل جت فن از شرکت های Novenco و Korfmann برای تهویه تونل علوی مورد بررسی قرار گرفت. برای مقایسه بهتر این دو جت فن در زمان آتش سوزی، به وسیله بسته نرم افزاری فلوینت، تونل در دو حالت تهویه نرمال و تهویه حین آتش سوزی به طور مجزا برای هر دو جت فن شبیه سازی شد. با مقایسه نتایج حاصل از نرم افزار و با توجه به مشخصات فنی هر یک از جت فن ها، جت فن شرکت Novenco برای استفاده در تونل علوی مناسب تر شناخته شد.
    کلیدواژگان: ترافیک، تهویه طولی، پیارک، مدلسازی آتش، بسته نرم افزاری فلوئنت
  • جواد اکبردوست*، میلاد سنگ سفیدی، علیرضا ترابی صفحات 87-99

    در این مقاله به بررسی شکست نمونه های سنگی دارای شیار U شکل تحت بارگذاری مود یک خالص با استفاده از یک معیار جدید پرداخته می شود. معیار پیشنهادی بر پایه معیار بیشینه تنش محیطی (MTS) استوار می باشد. بر اساس معیار MTS، شروع شکست هنگامی اتفاق می-افتد که میزان بیشینه تنش محیطی در شعاع بحرانی از نوک شیار به مقدار بحرانی خود برسد. با توجه به بزرگ بودن شعاع بحرانی در نمونه های سنگی، معیار بیشینه تنش محیطی کلاسیک که فقط جملات اول یا تکین از بسط سری تنش را مورد توجه قرار می دهد، نمی تواند توصیف صحیح و دقیقی از شروع شکست ارایه نماید. بنابراین، از تحلیل اجزای محدود برای محاسبه ی دقیق تر تنش در روش پیشنهادی استفاده شده است. به منظور ارزیابی روش پیشنهادی که روش MTS-FEM نامیده می شود، از داده های آزمایشگاهی ارایه شده در تحلیل نمونه های خمش چهار نقطه-ای با شیار U شکل لبه ای، تحت بارگذاری مود I خالص که در مقالات علمی گزارش شده است، استفاده می گردد. نتایج حاصل از ارزیابی ها نشان می دهد که معیار MTS-FEM نه تنها نسبت به معیار MTS از دقت بهتری برخوردار است، بلکه می تواند نتایج آزمایشگاهی را با دقت خوبی (زیر 13%) پیش بینی نماید.

    کلیدواژگان: قطعات سنگی شیاردار، تنش مرزی اصلاح شده، قطعه خمش چهار نقطه، مود یک خالص، روش اجزا محدود
|
  • Zahra Nouri, Omid Asghari *, Mohammad Fahiminia Pages 1-13
    With the increase in complexity of mineral deposits, understanding the grade variability is of high significance in getting enough information about the deposit, preventing financial losses and identifying optimized plans during and after exploitation. Likewise, mineralogical variability, grade, alteration, … can highly effect metal recovery. Modeling these parameters is seriously substantial in order to have an optimized exploitation of the mine and to minimize the risks and costs. This study used the dataset of 91 drill holes from Sari Gunay epithermal gold deposit located in north-west of Iran to model gold grade and the recovery resulted from leaching tests. Initially, the oxide and sulphide zones were distinguished using Indicator Kriging and Simulation. Then the gold grade and recovery in each zone were modeled with the application of sequential Gaussian simulation and the developed block model. The grade-recovery curve was then drawn to estimate the total tonnage amount of the deposit which was related to the sulphide zone in more than 70%. Then with the help of recovery simulation data, the grade×recovery was considered a preferable parameter in depicting the curve and estimating the reserve.
    Keywords: Geometallurgical Modelling, estimation, Simulation, Epithermal Gold, Sari Gunay
  • Mohammadreza Aliakbarzadeh, Hosein Jalalifar, Mojtaba Bahaodini Pages 15-26
    Concrete is now widely used in civil engineering industry. Concrete structures have shown weak performance against tensile and bending forces, unlike their high compressive strength. To improve their bending and tensile behaviour, they are enforced by different materials such as fibers. In this paper, the impact of volume ratio of two polymeric fibers, namely Korta Wave Blend (KWB) and Korta Blend (KB) manufactured by Sirjan-nano Company, was statistically investigated on the mechanical properties of fine-grained concrete. Samples having 0, 0.5, 1, 1.5 and 2% volume ratio of each polymeric fibers were prepared and uniaxial compression, indirect tensile (Brazilian) and triaxial compression tests were carried out. Mechanical properties of mixtures including uniaxial compressive strength (UCS), Elastic modulus, tensile strength and triaxial compressive strength at different confining pressures were measured for each volume ratio. Using the results of triaxial compression tests, the cohesion and friction angle were calculated for each volume ratio. Results of uniaxial compression tests showed that the KWB fiber has lower impact on the increase in the UCS compared to that of KB fiber. The impact of increase in the KWB volume ratio on the Elastic modulus was not statistically significant while the increase in the KB volume ratio up to one percent resulted in a statistically significant increase in the Elastic modulus. Results of indirect tensile tests showed that the presence of KB fibers in the concrete results in a significant increase in the tensile strength. Based on the results of experiments and undertaken statistical analyses using analysis of variance, 1.5% and 2% volume ratios were selected as optimal ratio for KWB and KB fibers, respectively.
    Keywords: Concrete, Fiber reinforced concrete, Tensile strength, Propylene fiber, Optimal volume ratio of fiber
  • Mohsen Mirzaei, Ahmad Khodadadi *, Sima Mohammadnejad Pages 27-38
    The abandoned lead mine of Shahroud Gholleh Kaftaran at 4km northeast of the Chah Mousa mine contains significant resource of processing tailings left in the area. These tailings could be exploited with significant resource of over 50,000 tons with a copper oxide content of 0.95%. In this study, copper recovery from Gholleh Kaftaran mine processing tailings has been studied by agitated leaching and iron cementation methods. In the leaching experiments, pH and particle size had the greatest effect on copper dissolution, respectively, while solid percent and time had lower effect. In the coarser particles, the pH of the solution is not as effective as finer particle sizes as liberation and exposure of the malachite play the key role, here. The optimum conditions for pH 1, particle size of -106 microns, time of 150 min, and solid percentage of 30 were determined. The leaching recovery of 91.7% was achieved. Also, the effect of pH, temperature and time parameters on copper cementation was examined. The optimum condition of cementation was achieved at pH 1, time period of 30 minutes and ambient temperature. The efficiency of cementation in these conditions was 98.6%. The cemented copper powder was 96.9% pure with minimal iron impurities. The results of this research work demonstrates the potential of mine or processing plant tailings for extraction of their valuable contents.
    Keywords: Agitation leaching, Cementation, processing tailings, Gholleh Kaftaran mine
  • MohammadReza Shahraki *, Neda Vahedi Nezhad Pages 39-57

    The project management involves time management, cost, quality and risk of the project. Each project has time constraints, cost and quality. Since each of these constraints have a potential for risk, therefore, project risk management is essential. Increasing the cost and expanding the scale of projects on the one hand and increasing the uncertainty and risk of projects on the other hand has made risk management and assessment important. The purpose of risk management and assessment is to identify and evaluate accidental events that can have a positive or negative impact on project goals. In this study, a hybrid model for managing and evaluating the risks associated with tunneling operations using Multiple-criteria decision making methods is presented. After identifying the risks and performing the Delphi process, Risk Breakdown Structure (RBS) was used to categorize the risks , Analytical Hierarchy process (AHP) has been used for risk weighting, and VIKOR multiple-criteria decision making has been used to determine the risk ratings. The results showed that among the risks, the risk of manpower, Economic risk and management Risk were classified as critical risks.

    Keywords: Risk, tunneling, Decision making, AHP, VIKOR
  • Hossein Mahdianfar, Mirmahdi Seyedrahimi Niaraq * Pages 59-72

    In geochemical exploration studies, different anomaly separation methods, such as fractal methods and U-spatial statistics from the group of structural techniques, have been proposed for data interpretation and separation of anomalous zones. In this study,, these methods, were studied the spectral properties of U-values related to porphyry copper mineralization in Zafarqand region. The signals in the geochemical data and their variables indicate the status of the data variability in the location. To determine the variability of the U-statistics and to analyze its different frequencies, a new method was introduced and applied as the fractal method of the power spectrum– area of U-statistics. In this method, the U- statistics power spectrum data were divided into 5 different category, each of which belong to different frequency spectra. Multivariate principal component analysis method was used to determine the type of background or anomaly of these categories. Principal component analysis method was performed on the power spectrum matrix for the U values of all elements and for each category, separately. The results showed that Cu mineralization factor is present in frequency categories 1, 2 and 3 which also show low power spectrum values. These categories can be considered as categories of anomaly. The categories 4 and 5, based on principal component analysis, do not show a well mineralization effect. Therefore, these categories can be considered as background. Background frequency categories were filtered out of the anomaly categories and excluded from the data. Finally, the residual power spectrum was transferred to the location domain using the inverse Fourier transform and the anomaly map was obtained. In this map, the values are of parameter U and the location of the anomalies is well marked on it. The drilling results on these anomalies indicate the existence of deep mineralization.

    Keywords: Geochemical spectral analysis, U-spatial statistics method, Fractal method of the power spectrum– area of U-statistics, Principal Component Analysis, background, anomaly
  • Farhang Sereshki *, Razie Akhbari, Hasan Madani Pages 73-86
    According to the traffics of tunnels, the ventilation inside these underground structures is very important. A proper ventilation causes the contaminants from combustion of vehicles to decrease and provides better circumstances for breathing for the people in this limited space. The significant role that ventilation system plays in case of fire and dispersion of large volume of smoke inside the tunnel is another substantial reason for the necessity of utilizing appropriate ventilation system in the tunnel. In this research, the best ventilation system for Alavi tunnel, Shaid Rajaei town, Hormozgan is proposed. Using different standards, the necessity of utilizing mechanical ventilation system in there is determined and considering the advantageous of using longitudinal ventilation system, this ventilation approach is selected for Alavi tunnel. The required air flow and pressure drop to ventilate this tunnel are 155 m3/s and 93 Pa, respectively. Finally, according to the calculations, two jet fans from two separate company, Novenco and Korfmann is considered for the ventilation of Alavi tunnel. To compare these two jet fans better in case of fire, the tunnel is simulated separately for each jet fan in both normal and fire mode using Fluent software package. As a result, by comparing the outcomes from the software and considering the technical properties of each jet fan, the one from Novenco Corporation is proposed to use in Alavi tunnel.
    Keywords: traffic, Longitudinal Ventilation, PIARC Committee, Fire Simulation, Fluent CFD Package
  • Javad Akbardoost *, Milad Sangsefidi, AliReza Torabi Pages 87-99

    In this paper, the fracture behavior of U-notched rock specimens under pure mode I loading has been investigated by means of a new criterion. The proposed approach is based on the maximum tangential stress (MTS) criterion which states that the onset of fracture takes place when the maximum tangential stress at the critical distance from the notch border attains a critical value. Due to the relatively large critical distance in quasi-brittle materials such as rock, the classical MTS criterion which considers only the first or singular terms of the stress series expansion around the notch border cannot provide an accurate estimation for the onset of fracture in rock-type notched samples. Therefore, it is proposed in this paper that the tangential stress component is determined directly form finite element (FE) analysis. Since the proposed approach is a combination of MTS criterion and the FE method, it is named the MTS-FEM criterion. In order to evaluate the MTS-FEM criterion, the experimental results reported in the previous studies for U-notched samples were employed. The comparison between the fracture loads predicted by MTS and MTS-FEM criteria and those reported in the previous studies revealed that the MTS-FEM criterion not only can provide more accurate estimates than the MTS criterion, but also in good agreements with the experimental results (less than 13%).

    Keywords: Rock-type notched sample, modified maximum tangential stress (MTS-FEM), four-point bending, pure mode I, finite element method