فهرست مطالب
نشریه مهندسی منابع معدنی
سال ششم شماره 3 (پاییز 1400)
- تاریخ انتشار: 1400/07/24
- تعداد عناوین: 9
-
-
صفحات 1-25تفسیر گسل ها و شکستگی ها به عنوان یکی از مراحل کلیدی در تفسیر لرزه ای درک مناسبی از خواص ایستا و پویای مخزن ارایه می دهد. مطالعه نشانگرهای لرزه ای هندسی و ترکیب آنها بر اساس شبکه عصبی مصنوعی، سیستم های فازی و توسعه روش های شناسایی خودکار لبه مبتنی بر روش های هوش مصنوعی از جمله مطالعات انجام گرفته در خصوص شناسایی خودکار گسل ها و شکستگی ها است. در این مطالعه از تلفیق نتایج حاصل از شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه با الگوریتم پس انتشار و نشانگرهای لرزه ای غیرمتعارف (مانند نشانگرهای درستنمایی گسل، چگالی، قرابت و شیب شکستگی) جهت بهبود نتایج تفسیر ساختمانی استفاده شده است. طرحواره پیشنهادی بر روی یک داده مصنوعی دو بعدی با نسبت نشانک به نوفه 2 و یک داده لرزه نگاری سه بعدی در بردارنده رویداد گسلش اجرا شد. نتایج نشان داد که طرحواره پیشنهادی نسبت به نتایج حاصل از شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه، ضمن تاثیرپذیری کمتر نسبت به نوفه پس زمینه لبه های موجود در داده های مورد مطالعه را با تفکیک پذیری نسبتا بالایی شناسایی کرده است. انطباق نتایج حاصل از تلفیق شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه و نشانگر درستنمایی گسل با نتایج حاصل از وارون سازی رنگی داده لرزه ای، به عنوان یک روش وارون سازی کارآمد، حاکی از اعتبار بالای طرحواره پیشنهادی است. استخراج خودکار موقعیت فضایی صفحه گسلش در مقایسه با نتایج حاصل از تفسیر دستی، ضمن کاهش 70 درصد زمان تفسیر، تصویر دقیق تری از محدوده گسل مورد مطالعه ارایه داده است.کلیدواژگان: گسل ها، داده لرزه ای سه بعدی، نشانگرهای لرزه ای متعارف، شبکه عصبی مصنوعی، نشانگرهای لرزه ای غیرمتعارف
-
صفحات 27-47تلفیق لایه های اکتشافی به ویژه ترکیب داده های ژیوشیمیایی می تواند برای تعیین آنومالی های ژیوشیمیایی چند عنصری به کار رود که نشان دهنده مناطق دارای پتانسیل کانی زایی اند. هدف این مقاله معرفی الگوریتم های رتبه بندی به عنوان روشی دیگر در کنار روش های آماری، داده کاوی و تصمیم گیری چند معیاره برای تلفیق داده های اکتشافی است. برای این منظور از 362 نمونه رسوبات آبراهه ای در ورقه سه چنگی در استان خراسان جنوبی استفاده شده که هر نمونه نیز برای 23 عنصر آنالیز شده است. پیاده کردن شش الگوریتم رتبه بندی CA، MA، VSA، PA، LA و CAA بر روی مجموعه داده ها نشان می دهد که محدوده های مناطق مستعد کانی زایی به دست آمده همپوشانی و موقعیت های تقریبا مشابه دارند. این محدوده ها بر روی واحدهای توف، آندزیتی، ریولیتی و رسوبات کواترنری قرار گرفته اند. مقایسه های کمی (روش جایگشت و تحلیل مولفه های اصلی مقاوم) و کیفی (مقایسه با نقشه ی زمین شناسی و اندیس های معدنی) نشان دهنده برتری نسبی الگوریتم های CA و PA است. ترکیب شش نقشه به روش میانگین گیری وزن دار دو ناحیه یکی محدوده ای با پتانسیل بالاتر با مساحت حدود 24 کیلومتر مربع و دیگری محدوده ای با پتانسیل پایین تر با مساحت حدود 311 کیلومتر مربع را برای فاز اکتشافی بعدی در منطقه مطالعاتی پیشنهاد کرده است.کلیدواژگان: آنومالی چند عنصری، رتبه بندی نمونه ها، تحلیل ویژگی، پتانسیل یابی، ورقه سه چنگی
-
صفحات 49-67در پژوهش حاضر به انجام آزمایش پیرولیز آبی و همچنین بررسی و تحلیل ابعاد سینتیک زایش نفت و گاز روی نمونه های شیل نفتی حاوی کروژن نوع II از سازند سرگلو در منطقه قالی کوه لرستان در ایران پرداخته می شود. قبل از انجام آزمایش، دستگاهی متناسب با شرایط دمایی و فشاری آزمایش طراحی و ساخته شد. نتایج پیرولیز راک- اول (Rock-Eval) قبل از انجام آزمایش پیرولیز آبی روی نمونه نابالغ که هنوز به مرحله زایش هیدروکربن (مرحله کاتاژنز) نرسیده است، نشان داد نمونه مورد پژوهش در حالت نابالغ است و همچنین غنای مناسب ماده آلی برای انجام آزمایش یاد شده دارد. آزمایش پیرولیز آبی برای 50 گرم نمونه سنگ در 6 نقطه دمایی به مدت 72 ساعت انجام شد. پس از انجام آزمایش، بیشترین میزان زایش نفت در دمای 330 درجه سانتی گراد مقدار 739 میلی گرم و برای گاز در دمای 350 درجه سانتی گراد، مقدار 348 میلی گرم به ازای 50 گرم نمونه زایش شد. مقادیر پارامترهای سینتیکی نیز از رسم نمودار آهنگ ثابت واکنش زایش نفت و گاز در برابر معکوس دما حاصل شدند که مقدار انرژی فعال سازی برای واکنش زایش نفت و گاز به ترتیب برابر با 75/40 (kcal/mol) و 77/40 (kcal/mol) و مقدار فاکتور فراوانی برای واکنش زایش نفت و گاز به ترتیب 1014×03/1 بر واحد زمان و 1014×54/9 بر واحد زمان است. روند افزایش مقادیر نسبت تبدیل با افزایش دما برای دو حالت زایش نفت و گاز در پژوهش حاضر به صورت منحنی است که با نتایج معادله آرنیوس در خصوص نمودار نسبت تبدیل مطابقت دارد.کلیدواژگان: سازند سر گلو، شیل نفتی، معادله آرنیوس، پیرولیز آبی، پارامتر های سینتیکی
-
صفحات 69-82
آسفالتن، سنگین ترین برش نفت خام است که رسوب آن همواره یک مشکل جدی در صنعت نفت محسوب می شود. این ترکیبات، ساختارهای آروماتیکی متنوعی دارد و مطالعات اخیر نشان می دهد که بررسی این ساختار در خصوص درک رفتارهای رسوبی آسفالتن ها بسیار موثر است. هدف اصلی نوشتار حاضر بررسی ارتباط بین ساختار آسفالتن و رفتار آن در مخزن است. در این مقاله از دو نمونه نفت مرده سازند سروک متعلق به میادین هندیجان و سیری- دی استفاده شده است. آسفالتن این نمونه های نفتی پس از جداسازی، تحت آنالیزهای پراش پرتو ایکس، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز و طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس قرار گرفته اند. نتایج حاصل نشان می دهد که آسفالتن میدان هندیجان ابعاد ساختاری بزرگتری از آسفالتن میدان سیری- دی دارد. علاوه بر این، مقادیر آروماتیسیتی محاسبه شده با هر دو روش پراش پرتو ایکس و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز نیز مبین این مطلب است که نمونه هندیجان آروماتیسیتی بیشتری دارد. آنالیز نیمه کمی عناصر موجود در نمونه های آسفالتنی نیز مشخص می کند که نمونه هندیجان دارای مقادیر نیتروژن، اکسیژن و فلزات بیشتری است. از آنجا که بزرگی ابعاد ساختاری و بیشتر بودن مقادیر آروماتیسیتی و قطبیت، مستقیما با فرآیند رسوب آسفالتن در مخزن در ارتباط است، می توان چنین نتیجه گرفت که احتمال وقوع پدیده رسوب مخزنی در نمونه هندیجان بیشتر از نمونه سیری- دی است.
کلیدواژگان: آسفالتن، رسوب، پراش پرتو ایکس، طیفسنجی مادون قرمز، طیفسنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس -
صفحات 83-97یکی از مشکلات ناشی از آلودگی هوا، بارش باران اسیدی است. توسعه جوامع شهری و به دنبال آن استفاده بیشتر از وسایل نقلیه آلاینده هوا از یک سو و استفاده گسترده از سنگ تراورتن در نمای ساختمان در ایران از سوی دیگر بررسی اثر باران اسیدی بر روی خواص سنگ تراورتن را دو چندان کرده است. در این پژوهش سه نوع سنگ تراورتن مورد مطالعه قرار گرفته است. این مقاله به بررسی اثر باران در چهار پی اچ (pH) (5/2، 4، 5/5 و 7) روی خواص فیزیکی آن شامل تخلخل موثر، سرعت امواج طولی و نفوذپذیری و خواص مکانیکی آن شامل مقاومت کششی و مقاومت تراکمی تک محوری می پردازد. نتایج نشان می دهد که در اثر کاهش پی اچ، تخلخل موثر و نفوذپذیری افزایش و سرعت امواج طولی، مقاومت کششی و مقاومت تراکمی تک محوری کاهش می یابد. بیشترین افزایش تخلخل موثر در اثر کاهش پی اچ مربوط به تراورتن B و کمترین افزایش مربوط به تراورتن R است. بیشترین کاهش سرعت امواج طولی، مقاومت کششی و مقاومت تراکم تک محوری در اثر کاهش پی اچ مربوط به تراورتن B و کمترین کاهش مربوط به تراورتن R است.کلیدواژگان: باران اسیدی، خواص فیزیکی، خواص مکانیکی، تراورتن، سنگ ساختمانی
-
صفحات 99-114در تحلیل و طراحی سازههای سنگی، تعیین پارامترهای ژیومکانیکی اهمیت فراوانی دارد. در تعیین این پارامترها، خصوصیات ناپیوستگی نقش مهمی را ایفا می کنند، اما عدم قطعیت موجود در ناپیوستگی ها و ناهمگنی ذاتی تودهسنگ، اطمینان به پارامترهای تعیین شده را کاهش می دهد. در چنین شرایطی در نظر گرفتن دامنهای از پارامترها ممکن است اطمینان به نتایج را افزایش دهد. در این مقاله روشی کاربردی با استفاده از منطق فازی و شبیهسازی مونتکارلو برای در نظر گرفتن عدم قطعیت در تودهسنگ ارایه شده است. تابع عملگر استفاده شده در مطالعه، معیار هوک و براون است. برای انجام مطالعه موردی از دادههای معتبر موجود در مطالعات گذشته استفاده شده است. ابتدا با در نظر گرفتن عدم قطعیت در پارامترهای ورودی شامل شاخص مقاومت زمین شناسی، مقاومت فشاری سنگ بکر و فاکتور، مجموعه اعداد فازی برای ثوابت توده سنگتعیین و سپس با استفاده از نتایج به دست آمده، پارامترهای ژیومکانیکی توده سنگ به صورت مجموعه اعداد فازی محاسبه شده است. در نهایت با استفاده از شبیهسازی مونتکارلو، دادههای تصادفی، تولید شده و فاصله اطمینان برای هر پارامتر با سطح اطمینان %95 به دست آمده است. نتایج نشان میدهد، در مسایلی که پارامترهای آنها عدم قطعیت دارند، روش پیشنهادی قابلیت بالایی داشته و ممکن است ریسک حاصل از عدم قطعیت را کاهش دهد.کلیدواژگان: عدم قطعیت، منطق فازی، پارامترهای ژئومکانیکی، شبیه سازی مونت کارلو، معیار هوک و براون
-
صفحات 115-138منطقه مورد مطالعه در این پژوهش، معدن فسفات اسفوردی در ایالت فلززایی بافق است که آپاتیت، مگنتیت و هماتیت کانی سازی اصلی آن هستند. این معدن به عنوان یکی از معادن آهن- آپاتیت با میزان فسفر بالا در منطقه، محتوی کانی سازی قابل توجهی از عناصر نادر خاکی با بیشینه و میانگین عیار 7/1 و 5/0 درصد (به صورت کانی های مونازیت، زیرکن و آلانیت در آپاتیت) و دارای غنی شدگی LREE و آنومالی منفی Eu است. برای ارزیابی مقدماتی ناحیه مورد مطالعه از نظر وضعیت عیار REEs، روش ضریب چشم انداز عناصر نادر خاکی (Koutl) که بر پایه طبقه بندی REEs به وسیله سطح تقاضای صنعت استوار است مورد استفاده قرار گرفت. این ضریب نسبتی از مقدار عناصر نادر خاکی بحرانی (Dy، Tb، Nd، Y، Er و Eu) به مقدار عناصر نادر خاکی مازاد (Ce، Ho، Tm، Yb و Lu) است که برای بررسی کانی سازی مربوط به تیپ های مختلف در کانسارهای تازه کشف شده و معادن فعال قابل استفاده است. نتایج نشانگر بیشترین ضریب چشم انداز (Koutl=0.67) برای واحد میکروگرانیت تا ریولیت با آمفیبول (زون متاسوماتیک) و همچنین ضریب چشم انداز میانگین امیدبخش 53/0 است. معدن اسفوردی در مقایسه با معدن بایان اوبو چین (Koutl=0.2) به رغم عیار پایین تر، ترکیب نزدیک تری به حالت ایده آل دارد. از این رو در صورت تمرکز بر روی اکتشاف REEs و بررسی های بیشتر ژیوشیمی و کانی شناسی، می توان آینده روشنی را برای این عناصر در این معدن متصور بود.کلیدواژگان: عناصر نادر خاکی (REEs)، ضریب چشم انداز عناصر نادر خاکی (Koutl)، معدن اسفوردی، ایالت متالوژنی بافق
-
صفحات 139-155
شبیه سازی هیدروسیکلون ها معمولا به کمک مدل های تجربی انجام می گیرد. مهم ترین محدودیت مدل های تجربی، وابستگی آن ها به پارامترهای سیستم و در نتیجه عدم جامعیت آن ها است. دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) یک ابزار قدرتمند برای مدلسازی جریان سیال در سیستم های مختلف است. هدف از انجام پژوهش حاضر، شبیه سازی و مدلسازی سه بعدی جریان مواد در داخل یک هیدروسیکلون با مدلسازی تک فازی (آب) به روش CFD است. مراحل مختلف فرآیند شبیه سازی شامل طراحی هندسه سیستم، شبکه بندی، تعیین خصوصیات جریان، تعیین شرایط اولیه و مرزی، انتخاب مدل توربولنس، تعیین پارامترهای عددی، حل مساله و در نهایت اعتبارسنجی نتایج حاصل است. برای اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی از داده های اندازه گیری مستقیم پروفیل های سرعت در یک هیدروسیکلون آزمایشگاهی استفاده شد. نتایج شبیه سازی نشان داد که سرعت مماسی سیال داخل هیدروسیکلون از جداره به سمت هسته هوای مرکزی به تدریج افزایش یافته و در فصل مشترک (هسته هوا با سیال) مجددا کاهش می یابد. مقدار سرعت مماسی سیال در بخش های مختلف هیدروسیکلون از m/s 59/1- تا m/s 52/6 متغیر است. سرعت محوری سیال داخل هیدروسیکلون در نتیجه دو جریان چرخشی یکی جریان رو به بالای سیال در هسته هوای مرکزی و دیگری جریان رو به پایین سیال در نزدیکی جداره است. محدوده تغییرات سرعت محوری سیال در بخش های مختلف هیدروسیکلون از m/s 58/5- تا m/s 46/5 است. در مقایسه مدل های توربولنس مختلف، مدل شبیهسازی گردابه بزرگ (LES) دارای کمترین خطای نسبی در پیش بینی پروفیلهای سرعت، قطر هسته هوای مرکزی (8/7 %)، اختلاف فشار داخل هیدروسیکلون (52/7 %) و همچنین توزیع جرمی جریان های سرریز و ته ریز (18/0 %) است. اثر پارامترهای مختلف هندسی (قطر دهانه ته ریز، قطر دهانه سرریز و زاویه بخش مخروطی) و عملیاتی (دبی جرمی جریان ورودی) بر پروفیل سرعت مماسی سیال مورد بررسی قرار گرفت.
کلیدواژگان: هیدروسیکلون، شبیه سازی، مدل سازی، دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) -
صفحات 157-171با توجه به مکانیزم های تماس واسطه خردایش با مواد معدنی که می تواند به صورت تماس های نقطه ای، خطی و سطحی رخ دهد، شکل واسطه خردایش به صورت مستقیم بر تولید محصول با ابعاد مشخص و مصرف انرژی تاثیر می گذارد. علیرغم مطالعات زیادی که بر روی تاثیر شکل واسطه خردایش بر سینتیک آسیاکنی در آسیاهای گلوله ای انجام شده است، در خصوص آسیاهای میله ای به عنوان یکی از تجهیزات آسیاکنی که همچنان در صنعت فرآوری مورد استفاده اند، کار قابل توجهی انجام نشده است. در این مقاله، مقایسه سینتیک فرآیند آسیاکنی در آسیای میله ای با استفاده از واسطه خردایش متداول (میله ساده) و میله هایی با سطح مقطعی با شکل هندسی متفاوت (میله ی شیاردار) با توجه به درصد پرشدگی خوراک مورد بررسی قرار گرفته است. تغییرات سینتیک خردایش با توجه به انرژی ویژه برای واسطه های خردایش و مواد معدنی مورد استفاده در آزمایش ها بررسی شد. نتایج نشان داد که درصد تولید ذرات کوچکتر از 90 میکرون و درصد ناپدید شدن ذرات بزرگتر از 2 میلی متر نسبت به انرژی ویژه در سطح پرشدگی خوراک 100% برای میله های ساده بیشتر از میله های شیاردار است. با کاهش درصد پرشدگی، به میزان 80% برای میله های شیاردار که معادل با 100% پرشدگی از میله های ساده است، سینتیک آسیاکنی برای میله های شیاردار افزایش یافت. نتایج این تحقیق نشان داد که تغییر شکل واسطه خردایش مکانیزم خردایش در آسیای میله ای را تغییر نداد.اگرچه مزیت عملیاتی استفاده از واسطه شیاردار می تواند در تولید کمتر ذرات نرمه (زیر 90 میکرون) در مقایسه با واسطه خردایش ساده باشد که در فرآیندهایی که ذرات نرمه نامطلوب اند، به عنوان یک گزینه مد نظر قرار می گیرد.کلیدواژگان: سینتیک، آسیای میله ای، شکل واسطه خردایش، انرژی مصرفی، نرمه
-
Pages 1-25Revealing the faults, one of the essential steps in seismic interpretation, provides valuable information for modeling static and dynamic characteristics of hydrocarbon reservoirs. Several methods developed for automatic fault and fracture detection, which seismic attributes integrated with artificial neural networks, and fuzzy systems are the most common ones. In this study, a 3D seismic data set of the F3 Block, offshore Netherland, was utilized for enhanced fault detection using an artificial neural network and unconventional seismic attributes integration. A steering cube was computed using a phase-based dip calculation technique to enhance seismic attributes’ accuracy and target detection capability. The fault enhancement filter, as a combination of the diffusion and median filters, and conventional attributes are modified and redefined along with the dip and azimuth information. A supervised, fully connected multi-layer perceptron neural network was constructed to integrate the previous traditional seismic attributes with optimum parameters to generate a fault probability cube. For an improved interpretation, the fault probability cube is then treated through the unconventional seismic attributes. Finally, the end product is subjected to the voxel connectivity filter to visualize the detected faults’ three-dimensional nature. Our proposed workflow results were superposed with the ones derived from the color-based inversion cube as an accurate inversion method. The proposed automatic fault extraction workflow can yield considerable savings in time and result in a highly detailed mapping of discontinuities.Keywords: Faults, 3D seismic data, conventional seismic attributes, supervised neural network, unconventional seismic attributes
-
Pages 27-47The integration of exploration layers can be used to determine the multi-element geochemical anomalies that represent areas with mineralization potentiality. This is especially true for the combination of geochemical data. This paper aims to introduce ranking algorithms as an alternative to statistical data mining and multi-criteria decision-making methods for integrating exploration data. For this purpose, 362 stream sediment samples were used from Sechangi map sheet of South Khorasan Province. Each sample was analyzed for 23 elements. The implementation of six ranking algorithms including CA, MA, VSA, PA, LA, and CAA on the dataset shows that the obtained mineralization zones have overlapping and almost similar locations. These zones are located on tuff, andesitic, rhyolitic, and quaternary sedimentary rock units. Quantitative comparisons such as permutation and robust principal component analysis methods reveal the relative superiority of CA and PA algorithms. This is also the case with qualitative comparisons that deal with comparing the results of the ranking algorithms with geological mapping and mineral indices of the same study area. Combining six maps through weighted averaging suggested two zones. While the first zone has higher mineralization potentiality of about 24 km2, the second zone shows lower mineralization potentiality of approximately 311 km2 for the next exploration phase in the study area.Keywords: Multi-elements anomaly, Ranking samples, Characteristic Analysis, Mineral potential mapping, Sechangi sheet
-
Pages 49-67In this research, type-II kerogen-bearing oil shale samples from the Sargelu Formation in the GhaliKuhArea (Lorestan, Iran) weresubjected to hydrous pyrolysis to determine the kinetic parameters of the Arrhenius equation by studying the kineticsof the hydrocarbon generation reaction in the region. In order to perform the hydrous pyrolysis tests on the samples, atemperature- and pressure-adjustable apparatus was designed and manufactured. Given the requirement of particular geochemical properties prior to the hydrous pyrolysis, the undisturbed samples were initially subjected to Rock-Eval analysis to identify immature samples with appropriate organic matter (OM) content for the hydrous pyrolysis experiments.The hydrous pyrolysis experiments were performed on 50-g rock samples at six temperatures (250, 270, 290, 310, 330 and 350°C) for 72 h. Upon the analysis, the generated amounts of oil and gas at each temperature were obtained in milligrams, with the highest amount of oil production being 739 mg at 330°C. The conversion yields were calculated based on the oil and gas generation stats and the reaction rate constant for both oil and gas generation reactions. For this purpose, the reaction rate constant was plotted against the inverse of temperature to evaluate the values of the kinetic indices of the Arrhenius equation for the oil and gas generation reactions; these were 40.75 kcal/mol and 1.03×1014 time units, for the oil generation reaction, and 40.77 kcal/mol and9.54×1013time units, for the gas generation reaction. The graph of the gas-oil ratio versus the total conversion yield indicated a decrease in the ratio as the reaction proceeded with increasing the temperature.In general, the kinetic indices can be used to study the kinetic model of the Sargelu Formation in terms of maturity, history of hydrocarbon generation, etc. In this respect, the topic is highlypractical and important in the field of hydrocarbon generation kinetics.Keywords: Sargelu Formation, Arrhenius Equation, Oil Shale, Hydrous Pyrolysis, KINETIC PARAMETERS
-
Pages 69-82
Asphaltene is the heaviest fraction of crude oil which is always considered as a menace in petroleum industry. Recent researches indicate that assessment of asphaltene structure results in better understanding about precipitation behavior of them. In this paper, two Iranian dead oils belong to Sarvak Formation were selected. After asphaltene precipitation, three tests of X-ray Diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX-MAP) were done. Final results show that asphaltene Hendijan possesses larger structure than asphaltene SirriD. Moreover, asphaltene Hendijan has the biggest values of aromaticity and polarity. Larger structure, as well as more aromaticity and polarity causes to faster and more precipitation, so it can be concluded that asphaltene of Hendijan sample has more risk of precipitatiom than the other asphaltene.
Keywords: Asphaltene, Precipitation, X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, Energy dispersive X-ray spectroscopy -
Pages 83-97One of the problems caused by air pollution is acid rain. The development of urban communities and subsequent use of air polluting vehicles on the one hand and the widespread use of travertine in building facades in Iran on the other hand have doubled the study of the effect of acid rain on the properties of travertine. In this study, three types of travertine (Travertine B, Travertine D and Travertine R) were studied. This paper investigates the effect of the rain at four pH (2.5, 4, 5.5 and 7) on its physical properties including effective porosity, longitudinal wave velocity and permeability, and its mechanical properties including tensile strength and uniaxial compressive strength. The results showed that as the pH decreases, the effective porosity increased and the longitudinal wave velocity, tensile strength and uniaxial compressive strength decreased. The highest increase in effective porosity due to decreasing pH was related to travertine B and the lowest increase was related to travertine R. The highest decrease in longitudinal wave velocity, tensile strength, and uniaxial compressive strength due to decreasing pH was related to travertine B and the lowest decrease was related to travertine R.Keywords: Acid rain, Physical properties, Mechanical properties, Travertine, Building stone
-
Pages 99-114In analysis and design of rock structures, determination of geomechanical parameters is very important. Discontinuity characteristics severely affect these parameters. But uncertainty in discontinuities and inherent inhomogeneity of rock mass decreases the reliability toward the determined parameters. In this situation, considering a range of parameters leads to more reliable results. In this paper, fuzzy logic and Monte Carlo simulation are developed for considering the uncertainty in rock mass. Hoek and Brown criterion is used as the performance function. For evaluating the efficiency of this method, available data sets in the literature are used. First, by considering the uncertainty in input parameters consist of geological strength index, constant of intact rock (mi) and uniaxial compressive strength of intact rock, sets of fuzzy numbers for S, a, mb are determined. Latter, utilizing the obtained results, geomechanical parameters of rock mass are obtained as sets of fuzzy numbers. Finally by the Monte Carlo simulation, random data are generated and for each parameter, confidence interval is determined by the 95% of confidence. Results indicate that the proposed method is reliable in problems with uncertainty in parameters and reduces the risk of design and analysis.Keywords: Uncertainty, Fuzzy logic, Geomechanics Parameters, Monte Carlo Simulation, Hoek, Brown Criterion
-
Pages 115-138The studied area in this research is the Esfordi phosphate mine in the Bafq metallogenic state, which apatite, magnetite and hematite are its main mineralization. As one of the high phosphorus iron – apatite mine in the region, this mine contains significant mineralization of rare earth elements with a maximum and average grade of 1.7% and 0.5% (as monazite, zircon and allanite minerals in apatite), and has LREE enrichment and Eu negative anomaly. In order to primary assessment of REEs concentration status in study area, the outlook coefficient of REEs (Koutl), which is based on the classification of REEs by the level of industry demand, was used. This coefficient is the ratio of the amount of critical REEs (Dy, Tb, Nd, Y, Er and Eu) to the amount of surplus REEs (Ce, Ho, Tm, Yb and Lu), which can be used to investigate mineralization of different types in newly discovered deposits and active mines. The results indicate the highest outlook coefficient (Koutl=0.67) for microgranite to rhyolite with amphibole unit, and also promising average outlook coefficient of 0.53. The Esfordi mine despite the lower grade, it is closer to the ideal composition compared to China's Bayan Obo mine (Koutl=0.2). Thus, can portend a bright future for REEs in this mine, if focus on exploration of these elements and further geochemical and mineralogical investigations are carried out.Keywords: Rare Earth Elements (REEs), Outlook coefficient of REEs (Koutl), Esfordi mine, Bafq metallogenic state
-
Pages 139-155
Hydrocyclones are the most efficient used classifiers in the grinding circuits. Hydrocyclones are normally modeled and simulated using empirical models. These models can only be used within the range of the experimental data from which the model parameters have been derived. Computational fluid dynamics (CFD) is a powerful tool in simulating fluid flow in hydrocyclones. This research work deals with 3D simulation and modeling of fluid flow in a single phase hydrocyclone using CFD. The main simulation steps include preparing the geometry, meshing it, defining the properties of the materials involved, and setting the boundary layer and conditions. The experimenal data measured in a laboratory hydrocyclone were used for validation of the model. The simulation results indicated that the tangential velocity increased traversing towards the core, before decreasing at the interface with the air core. The liquid axial velocity inside the hydrocyclone varied from -1.59 m/s to 6.52 m/s. The axial velocity is a result of two swirling flows, the inner upward flowing inside the air core and the outer downward flowing near the cyclone wall. The liquid axial velocity inside the hydrocyclone varied from -5.58 m/s to 5.46 m/s. The LES model showed the least error on predicting the velocity profiles, the air core dimensions (7.8%), the pressure drop (7.52%) and the mass split ratio to overflow (0.18%). The effect of various geometric (spigot diameter, vortex diameter and cone angle) and process (feed flow rate) parameters on tangential velocity of the fluid was investigated.
Keywords: Hydrocyclone, Simulation, Modeling, Computational Fluid Dynamics (CFD) -
Pages 157-171The effects of grinding media shape and charge filling on grinding kinetics were investigated in dry rod milling. Two shapes of grinding media (simple and grooved rods) were assessed.The results showed that the production rate of particles smaller than 90 microns and the disappearance rate of particles larger than 2 mm for simple rods were higher than the grooved rods. Also with decreasing the mill filling from 100 to 80% for grooved rods, the grinding kinetics rate was increased. The results showed that the grinding media shape did not change the grinding mechanism in rod mill. However, the operational advantage of using grooved media was in the production of less fine particles compared to the simple grinding media.Keywords: Kinetics, rod mill, grinding media shape, power draw, fines
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.