فهرست مطالب

مهندسی منابع معدنی - سال هفتم شماره 4 (زمستان 1401)

نشریه مهندسی منابع معدنی
سال هفتم شماره 4 (زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/10/12
  • تعداد عناوین: 8
|
  • ابوالفضل حسن زاده کولانی، سمیه بهارلوئی یانچشمه* صفحات 1-17
    محدوده کانی زایی زایلیک سنگ های آتشفشانی با ماهیت آندزیتی دارد که به صورت مجموعه وسیعی، زمینه ای برای سایر سنگ های موجود در منطقه است. بخش زیرین این سنگ های آندزیتی مشخص نیست و در بخش بالایی به نهشته های آذرآواری و گدازه ای اسیدی تا بازیک می رسند. تلفیق نتایج حاصل از بررسی های آماری و پراکندگی 8 عنصر کمیاب Au، Ag، Cu، As، Zn، Pb، Sb، Mo مربوط به داده های ژیوشیمیایی نمونه رسوبات آبراهه ای بیانگر آن است که مهم ترین آنومالی های ژیوشیمیایی مربوط به عناصر مس، سرب، روی و طلا است که این آنومالی ها بر رگه ها و کپ های سیلیسی و زون های دگرسانی در منطقه منطبق است. نمودار توزیع فراوانی عناصر Au، Cu، Mo، Zn، Pb نیز اکثرا رفتار غیرنرمال دارد و کمی چولگی به راست را نشان می دهد که این خاصیت مربوط به بالا بودن عیار این عناصر در برخی نمونه ها است. همچنین در میان این عناصر مطابق با جدول ضریب همبستگی و تجزیه خوشه ای، همبستگی مثبت بین عناصر مولیبدن و آرسنیک و نیز عناصر سرب و روی با سطح اعتماد 99 درصد، همچنین یک همبستگی مثبت بین عناصر سرب و آرسنیک و نیز عناصر روی و مس و در نهایت همبستگی معکوس بین عناصر روی و مولیبدن با سطح اعتماد 95 درصد دیده می شود.
    کلیدواژگان: آنومالی های ژئوشیمیایی، رسوبات آبراهه ای، منطقه زایلیک، آذربایجان شرقی
  • الناز گراوندی، سروش مدبری*، پوریا گراوندی، شجاع الدین نیرومند، عبدالرحمان رجبی صفحات 19-38
    کانسارهای آهن زرنان- چوره ناب در 5 کیلومتری شمال شرق شهر زنجان و در کوه های طارم، بین روستاهای زرنان و چوره ناب واقع است. مطالعات کانی شناسی و همچنین مشاهدات صحرایی نشان می دهد که کانی سازی آهن بیشتر از نوع منیتیتی است، البته کانی های هماتیت و گوتیت نیز به صورت کم در اثر هوازدگی و دگرسانی تشکیل شده اند. کانه زایی آهن در این محدوده به صورت رگه ها و عدسی هایی در توده نفوذی الیگوسن تشکیل شده است. در سنگ های ولکانیکی نیز کانی زایی به صورت رگه ای با وسعت کم مشاهده می شود. ضخامت رگه ها بین 5/0 تا حدود 15 متر و طول آن ها تا حدود 200 متر قابل پیگیری است. مطالعات ژیوفیزیکی به روش مغناطیس سنجی در 5240 ایستگاه در وسعت 8 کیلومترمربع برای تعیین نواحی پر پتانسیل کانی سازی آهن و همچنین بررسی گسترش عمقی کانی سازی انجام شد. در این پژوهش نقشه های مغناطیس کل، برگردان به قطب، سیگنال تحلیلی و ادامه فراسو تهیه شد. نتایج به دست آمده از حفاری های انجام شده، انطباق بسیار خوبی با بررسی های مغناطیس سنجی دارد. بر اساس نتایج به دست آمده از این مطالعات، نه بی هنجاری An1- An9 در محدوده مورد مطالعه شناسایی شد که بی هنجاری های An3، An8 و An9 سطحی تر و دارای گسترش عمقی حدود 40 متر هستند و دیگر بی هنجاری ها گسترش عمقی بیشتری دارند. نتیجه مدلسازی داده های مغناطیسی، تعیین موقعیت (محل و عمق تقریبی) و هندسه توده های مولد بی هنجاری مغناطیسی و موفق بودن مطالعات ژیوفیزیکی در اکتشاف در این منطقه است.
    کلیدواژگان: مغناطیس سنجی، تخمین عمق، روش اویلر، مدلسازی بی هنجاری های مغناطیسی، اکتشاف منیتیت، زرنان - چوره ناب
  • حسین قبادی، سیاوش ریاحی*، علی نخعی، علی مددی زاده صفحات 39-57
    تولید ماسه از چاه های نفت و گاز، پدیده ای است که برداشت از بسیاری از میادین هیدروکربوری را با چالش جدی مواجه می کند. از این رو، شیوه های آزمایشگاهی گوناگونی برای طراحی دقیق تر سامانه ها و روش های کنترل تولید ماسه درون چاه یا مخزن توسعه یافته اند. معمولا برای طراحی بسترهای متخلخل کنترل تولید ماسه، ابتدا مغزه هایی از درون چاه تهیه می شود، سپس توزیع اندازه ذرات به کمک دستگاه الک تر و دانه بندی لیزری تعیین می شود. بستر ماسه ای باید به گونه ای طراحی شود که با دانه بندی سازند مطابقت داشته باشد. هر چند محدودیت های عملیاتی و اقتصادی باعث می شود که با استفاده از چند نمونه آنالیز توزیع اندازه ذرات ماسه، محدوده اندازه دانه بندی ذرات ماسه برای استفاده در تحقیقات آزمایشگاهی آتی با هدف تعیین پارامترهای تاثیرگذار بررسی شود. در این مقاله، نمونه های مغزه از 18 حلقه چاه مورد مطالعه قرار گرفته اند. توزیع اندازه ذرات ماسه در این نمونه ها مورد تحلیل دقیق آماری قرار گرفته است. از میان 18 نمونه مورد بحث تعداد 4 نمونه جورشدگی خوب متوسط و 5 نمونه جورشدگی متوسط و 7 نمونه جورشدگی بد و 2 نمونه جورشدگی بسیار بد داشته اند. مقدار متوسط ضریب یکنواختی ذرات ماسه در نمونه ها معادل 568/2 تعیین شد که بیانگر یکنواختی ماسه های آنالیز شده است. برای تخمین اندازه روزنه توری و به کارگیری آن در کوپن دستگاه نگهداشت ماسه میزان اندازه کمینه و بیشینه حدود 614/0 تا 2495/1 میلی متر تعیین شد. نتایج این پژوهش ممکن است در طراحی و انتخاب سامانه های کنترل تولید ماسه استفاده شود.
    کلیدواژگان: تولید ماسه، کنترل ماسه، توزیع اندازه ذرات، سامانه های مهار شن، دستگاه آزمایش نگهداشت ماسه
  • آراد کیانی، محمدحسین صابری* صفحات 59-80
    در این پژوهش پتانسیل هیدروکربن زایی سازندهای سنگ منشا احتمالی شامل پابده، کژدمی، گدوان، گرو و سرگلو مورد بررسی قرار گرفت. مهم ترین آنالیزها و مطالعات انجام شده شامل پیرولیز راک-اول، مطالعات بایومارکری و ایزوتوپی است. نتایج حاصل از پیرولیز راک-اول نشان داد که در بین نمونه های مورد مطالعه، سازندهای پابده و کژدمی با کروژن نوع II/III و پتانسیل خوب تا خیلی خوب تولید نفت و بلوغ مواد آلی آنها به ترتیب در وضعیت نابالغ و نابالغ- اوایل پنجره نفتی قرار دارند. سازند گدوان با کروژن نوع II/III در وضعیت نابالغ- اوایل پنجره نفتی است و پتانسیل خوبی برای تولید نفت دارد. سازندهای گرو و سرگلو با کروژن نوع II پتانسیل خیلی خوب تولید نفت اند و به ترتیب در اواسط پنجره نفتی و اواخر پنجره نفتی-اوایل پنجره گاز تر قرار دارند. آنالیزهای ژیوشیمیایی بر روی نفت های مورد مطالعه نشان می دهد که منشا نفت های مورد مطالعه یکسان است و از سنگ های منشا احتمالی دارای ترکیب سنگ شناسی کربناته-مارنی تولید شده و در شرایط احیایی نهشته شده اند. ماده آلی سنگ های منشا احتمالی به طور غالب کروژن نوع II بوده که محیط تشکیل آن دریایی با آثاری از مواد آلی با منشا قاره ای است. نفت های مورد مطالعه از سنگ منشایی به سن کرتاسه پایینی تا ژوراسیک میانی با بلوغ اواسط تا اواخر پنجره نفتی تولید شده، به طوری که نفت مخزن فهلیان بیشترین بلوغ را دارد. در این پژوهش سازندهای سرگلو (ژوراسیک میانی) و گرو (کرتاسه پایینی) به عنوان سنگ های منشا احتمالی برای نفت های مخازن مورد مطالعه ناحیه دشت آبادان پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: مطالعات بایومارکری، ژئوشیمی نفت، پتانسیل هیدروکربن زایی، سنگ مادر، ایزوتوپ های پایدار
  • فرهاد حمزه، حسین ثمره* صفحات 81-102
    پدیده های پاشنه و بولدر ناشی از انفجار در معادن روباز باعث کاهش راندمان تولید و افزایش هزینه های استخراج می شوند. در این مطالعه، برای کاهش این دو پدیده ناشی از انفجارهای معدن شماره دو گل گهر سیرجان، از اصلاح پارامترهای انفجاری در بلوک های ماده معدنی استفاده شد. بدین منظور مقادیر مربوط به هفت عامل موثر شامل متوسط عمق چال، بارسنگ، اضافه حفاری، خرج ویژه و فاصله ردیفی چال ها، شاخص کیفیت توده سنگ و شاخص قابلیت انفجار از 19 بلوک انفجاری در معدن مورد مطالعه جمع آوری شد. برای به دست آوردن مقادیر خواص ژیومکانیکی یاد شده از روش های نوین تحلیل ناپیوستگی های توده سنگ با استفاده از نرم افزار استخراج کننده دسته درزه به کمک روش فتوگرامتری استفاده شد. در ادامه با استفاده از داده های جمع آوری شده، مدل های تجربی برای پیش بینی حجم بولدر و پاشنه نسبت به حجم بلوک انفجاری به وسیله تحلیل رگرسیون چندگانه غیرخطی ایجاد شد. قابلیت پیش بینی هر یک از مدل های ایجاد شده به وسیله شاخص های آماری بررسی و مشخص شد که مدل چندجمله ای درجه دوم برای بولدر و مدل نمایی برای وقوع پاشنه به ترتیب با ضریب تعیین 43/94 و 13/98 دقت بیشتری دارند، سپس برای کمینه سازی این دو پدیده، بهینه سازی پارامترهای انفجاری و ضرایب آنها در هر یک از دو مدل ایجاد شده به وسیله الگوریتم ترکیبی ژنتیک- ازدحام ذرات انجام شد. در نهایت برای ارزیابی قابلیت پیش بینی دو مدل، تعداد 4 انفجار در معدن انجام شد که نتایج حاصل نشان داد هر یک از مدل ها توانسته اند نسبت حجم پاشنه و بولدر  به حجم بلوک را به ترتیب با مجذور میانگین مربعات خطا 47/0 و 08/0 پیش بینی کنند.
    کلیدواژگان: بولدر، پاشنه، فتوگرامتری، نرم افزار استخراج کننده دسته ناپیوستگی، الگوریتم ترکیبی بهینه سازی ژنتیک - ازدحام ذرات
  • مهدی اسلام زاده، محمد عطایی*، فرهنگ سرشکی، مهدی نجفی صفحات 103-121

    برای بالا بردن میزان تولید و ایجاد تولید پیوسته در کارگاه های استخراج معدنکاری زغال سنگ، در کنار سایر تجهیزات مورد استفاده، به کار بردن ماشین های زغال کن شیرر لودر بسیار مفید است. از این رو پیش بینی و تعیین سرعت مناسب این دستگاه ها کمک زیادی به زمان اجرای پروژه ها و اقتصاد طرح ها می کند. برای تعیین سرعت مناسب استخراج شیرر لودر، تعداد 1260 نوع برش زغال سنگ به وسیله شیرر، در کارگاه استخراج E3 معدن زغال سنگ مکانیزه طبس بررسی شد. ابتدا پس از برداشت و ثبت سرعت شیرر در هر برش، اطلاعات مربوط به گازخیزی در سه نقطه از طول کارگاه، شامل گاز متان منتشر شده بر حسب درصد بر روی سنسور 88 و سنسور ورودی تونل (TG) و سنسور تعبیه شده بر روی دستگاه ناو زنجیری (AFC)، و سپس مطالعات آماری، پیش بینی سرعت شیرر با سه مدل رگرسیون چند متغیره خطی و غیرخطی (نمایی و لگاریتمی) انجام پذیرفت. نتایج نشان می دهد، مدل رگرسیون چند متغیره خطی ضریب تعیین R2=0.90 پیش بینی دقیق تری نسبت به دو روش دیگر دارد. با استفاده از مدل رگرسیون چند متغیره خطی می توان مقدار سرعت شیرر را با دقت خوبی پیش بینی کرد. برای تعیین سرعت مناسب دستگاه شیرر لودر از الگوریتم ژنتیک در نرم افزار متلب استفاده شد. نتایج نشان می دهد نمودارهای متقاطع بر اساس ضریب تعیین (R2)، با توجه به معادلات (لگاریتمی، نمایی و خطی)، نوع خطی، ضریب تعیین بالاتری نسبت به سایر معادلات دارد، بنابراین بهترین مدل برای تعیین سرعت مناسب انتخاب شد. با استفاده از معادله خطی در الگوریتم ژنتیک، سرعت مناسب استخراج دستگاه شیرر لودر برابر با 79/4 متر بر دقیقه برآورد شد.

    کلیدواژگان: سرعت مناسب استخراج، شیرر لودر، تحلیل های آماری، الگوریتم ژنتیک، معدن شماره یک پروده طبس
  • سید محمد سیدعلیزاده گنجی*، محمد حیاتی صفحات 123-140

    سد باطله کارخانه فرآوری سنگ آهن چادرملو عناصر نادر خاکی دارد و برای تعیین روش مناسب برای بازیابی عناصر نادر موجود در آن به شناسایی کانی های حاوی عناصر نادر، کانی های همراه، نحوه درگیری این کانی ها با همدیگر، عیار عناصر نادر، توزیع ابعادی و نظایر آن نیاز است. به همین منظور شناسایی کاملی از نمونه انجام گرفت. نتایج این مطالعات نشان داد که سد باطله از کانی های اصلی مانند هماتیت، کوارتز، فلوروآپاتیت، کلسیت، گوتیت و دولومیت تشکیل شده است، به طوری که حدود 75/84 درصد وزنی از کل این نمونه را به ترتیب اکسیدهای آهن با 52/41 درصد وزنی، اکسیدهای کلسیم و منیزیم با 74/17 درصد وزنی، کوارتز با 2/20 درصد وزنی و اکسیدهای آلومینیم با 29/5 درصد وزنی تشکیل داده است. عیار کل عناصر نادر در نمونه 57/1068 پی پی ام است که از این مقدار 61/84 درصد وزنی آن را عناصر نادر سبک و 39/15 درصد وزنی آن را عناصر نادر سنگین تشکیل می دهد. d80 نمونه مورد مطالعه برابر 35/46 میکرون است. مطالعات SEM نشان داد که کانی های مونازیت، زنوتیم و آپاتیت در این نمونه حاوی عناصر نادر هستند و کانی مونازیت در حد چند میکرون به صورت ادخال در کانی های آهن و آپاتیت پراکنده شده است. روش جدایش مغناطیسی تر به عنوان یک روش پرعیارسازی برای حذف آهن و پرعیارسازی عناصر نادر استفاده شد که به دلیل بالا بودن عیار عناصر نادر در محصول مغناطیسی (802 پی پی ام) به عنوان یک روش پرعیارسازی برای عناصر نادر قبل از عملیات لیچینگ مورد استفاده قرار نگرفت.

    کلیدواژگان: سد باطله سنگ آهن، چادرملو، بازیابی عناصر نادر، مونازیت، آپاتیت
  • احسان مهرجو، فرهاد رحمانی*، روجیار اکبری سنه صفحات 141-154
    حذف علف کش کشاورزی بنتازون از طریق فرآیند تخریب فتوکاتالیستی با استفاده از کامپوزیت نانوساختار TiO2/Clinoptilolite با هدف مطالعه پتانسیل پایه طبیعی کلینوپتیلولیت و اثر مقدار TiO2 بارگذاری شده بر روی بازده فرآیند، ارزیابی شد. بدین منظور، فتوکاتالیست های TiO2/Clinoptilolite حاوی مقادیر متفاوتی از دی اکسید تیتانیم (%.wt 40 و 30، 20، 10) با استفاده از روش ساده و ارزان تلقیح مرطوب سنتز شدند و تحت آنالیز های XRD, FESEM, EDX, BET, PL, UV-vis قرار گرفتند. نتایج تست های شناسایی صحت سنتز نمونه های سنتزی را تایید کرد و نشان داد که به کارگیری پایه زیولیتی علاوه بر کاهش سرعت بازترکیب جفت های الکترون- حفره، پراکندگی نانوذرات دی اکسید تیتانیم را بهبود داده و تجمع این ذرات را کاهش می دهد. نتایج تست های راکتوری نشان داد که با افزایش مقدار بارگذاری TiO2 تا %.wt 30، بازده حذف بنتازون افزایش می یابد که این افزایش به دلیل تعداد سایت های فعال در دسترس بیشتر است. با افزایش بیشتر مقدار بارگذاری به دلیل افزایش تعداد کلوخه ها بر روی سطح کاتالیست و کاهش میزان جذب سطحی، درصد حذف فتوکاتالیستی کاهش می یابد. مطالعات سینتیکی نیز بیانگر سرعت تخریب بیشتر بنتازون به وسیله نمونه حاوی %.wt 30 دی اکسید تیتانیم و تبعیت نتایج از واکنش مرتبه اول است. برای حصول اطمینان از کارآیی فتوکاتالیست منتخب در حذف سایر سموم کشاورزی، کارآیی آن در حذف فتوکاتالیستی علف کش پاراکوات نیز بررسی شد که نتایج نشان از عملکرد مطلوب فتوکاتالیست سنتزی بود. به این ترتیب می توان نتیجه گرفت که تثبیت مقدار بهینه دی اکسید تیتانیم بر روی کلینوپتیلولیت، علاوه بر جداسازی بهتر و راحت تر به بهبود خواص نوری و ساختاری و در نهایت افزایش عملکرد فتوکاتالیستی منجر می شود.
    کلیدواژگان: تجزیه نوری، بنتازون، پاراکوات، کلینوپتیلولیت، مطالعات سینتیکی
|
  • A. Hasanzadeh Koulani, S. Baharlouei Yancheshmeh * Pages 1-17
    The Zaylik mineralization zone includes andesitic volcanic rocks which is the basis for other rocks in the area. The base of these andesitic rocks is yet to be characterized, but pyroclastic deposits and acidic to basic lava flows have overlaid them on the top. The results of statistical evaluations and distribution patterns of  As, Cu, Ag, Au, Zn, Sb, Pb, and Mo, on stream sediments showed that the most significant geochemical anomalies were related to copper, lead, zinc, and gold.These anomalies appear to be consistent with the siliceous veins and caps and alteration zones in the region. Frequency histograms of Au, Pb, Zn, Mo, and Cu were mostly abnormal and showed positive skewness. The table of correlation coefficient and cluster decomposition showed positive correlations between Mo and As and also between Pb and Zn at a confidence level of 99%. Moreover, at 95% confidence, positive correlations were observed between Pb and As and also between Zn and Cu, while an inverse correlation was observed between Zn and Mo.
    Keywords: Geochemical Anomalies, Stream Sediments, Zaylik region, East Azerbaijan
  • E. Geravandi, S. Modabberi *, P. Geravandi, Sh. Niroomand, A. Rajabi Pages 19-38
    Zarnan-Chorehnab iron deposits are located at 5 km northeast of Zanjan city in the Tarom mountains, between Zarnan and Chorehnab villages. Mineralogical studies, as well as field observations show that iron mineralization is mostly magnetite type. However, hematite and goethite minerals are also formed to a lesser extent due to weathering and alteration. Iron ores in this area are formed as veins and lenses within Oligocene intrusive bodies. Inside the volcanic rocks, mineralization is also observed in the form of veins with small dimensions. The thickness of the veins can be traced between 0.5 to about 15 meters and their length up to about 200 meters. Iron deposits are one of the main stages of their exploration due to the presence of magnetite minerals with high magnetic properties and hematite with low magnetic properties. For this purpose, geophysical surveys were carried out by magnetometric method in 5240 stations in an area of 8 km2 to determine the potential areas of iron mineralization and to investigate the depth of mineralization. In this research, total magnetic maps, pole reversal, analytical signal, and upward continuation were prepared. The results obtained from the drilling finely correspond with the magnetometric survey. Based on the results of these studies, nine anomalies (An1-An9) were identified in the study area, anomalies of An3, An8, and An9 extend to a depth of about 40 m, and other anomalies are supposed to be found to a greater depth. The result of magnetic modeling data determines the position (location and approximate depth) and geometry of the masses causing magnetic anomalies.
    Keywords: Geomagnetic method, Depth estimation, Euler method, Modeling of magnetic anomalies, Magnetite exploration
  • H. Ghobadi, S. Riahi *, A. Nakhaee, A. Madadizadeh Pages 39-57
    Sand production is one of the serious challenges in the petroleum industries all around the world which could damage the productivity of wells. In this regard, laboratory methods are being conducted to control sand production before using sand controlling systems or conventional methods to control sand production in wells or reservoirs.  Particle size distribution (PSD) is essential to perform laboratory experiments needs. PSD is determined by screening and laser granulation analysis or wetting sieve device. In this paper, the PSD of sand particles from core samples in 18 wells has been analyzed. Selected wells and their PSD of cores represent a wide range of wells with sand production problems in two important oil reservoirs in southwestern Iran. The sand PSD in these samples has been analyzed statistically. Among the 18 samples discussed, 4 had moderately well-sorting, 5 moderately sorting, 7 poorly sorting, and 2 very poorly sorting. The average value of the uniformity coefficient of sand particles in the samples was equal to 2.568, indicating the uniformity of the analyzed sands. The 0.614 to 1.2495 mm was determined as a minimum and maximum size to estimate the size of the slot width for designing coupons of the sand retention teste (SRT)s apparatus. The results of this study can be used in the design and selection of sand production control devices.
    Keywords: Sand Production, Sand Control, Particle Size Distribution (PSD), Sand Production Control Devices, Sand Retention Test (SRT)
  • A. Kiani, M.H. Saberi * Pages 59-80
    In this research, the hydrocarbon generation potential of probable source rocks was evaluated. Results of the Rock-Eval pyrolysis showed that, among the studied samples, the Pabdeh and Kazhdumi formations contained marine type-II/III kerogen and showed good to very good oil generation potential, making their organic matter (OM) immature and immature-in early oil production window, respectively. Containing mixed type-II/III kerogen, the Gadvan Formation was found to be within the oil production window, in terms of maturity, showing good hydrocarbon generation potential. The Sargelu and Garau formations were found to be dominated by type-II kerogen, exhibiting very good hydrocarbon generation potential. It was further figured out that the Garau and Sargelu formations were in the middle and late oil production window to early wet gas window, respectively. Outcomes of geochemical analyses on the studied crude samples showed that all of them were originated from the same source, with the potential source rock exhibiting a marl-carbonate lithology deposited in a reducing environment. The OM content of the probable source rock was primarily made from type-II kerogen formed in a marine environment, with evidence of intrusions by OMs dominated by terrestrial kerogen has been further observed. The studied crude samples were found to be sourced from Lower Cretaceous to Middle Jurassic source rocks with maturity levels corresponding to middle to late oil production window so that the crude samples from the Fahliyan Formation exhibited the highest levels of maturity. Sargelu and Garau formations were proposed as potential source rocks for the crudes accumulated in the Abadan Plain.
    Keywords: biomarker studies, petroleum geochemistry, hydrocarbon generation potential, Source Rock, stable isotopes
  • F. Hamze, H. Samareh * Pages 81-102
    Toe and boulder due to blasts in the open pit mines reduce the production efficiency and increase extraction costs. In this study, these phenomena were reduced to correct the blast parameters of the ore blocks in the Sirjan Golgohar-2 Mine. For this purpose, the values of seven effective parameters including, an average of depth holes, burden, sub-drilling, powder factor, spacing, rock quality designation, and blastability index were collected for 19 blasting blocks in the studied mine. In this research, the values of Geo-mechanical properties of rock mass were obtained by the photogrammetric method and discontinuity set extractor software. Subsequently, the experimental models were created to predict the volume of boulder and toe relative to the volume of blasting block by nonlinear multiple regression. The predicted ability related to each of the created models by statistical indicators was investigated, and it was determined that the polynomial model to product boulder and the exponential model for toe are more accurate with 94.43 and 98.13 coefficients of determination respectively. Then, the minimization process of these phenomena was performed to access optimal values of controllable parameters and their coefficients in each of the created two models simultaneously by the combinational algorithm of Particle Swarm Optimization-Genetic algorithm. Finally, to evaluate the predicted ability of two optimized models, four blasts based on the optimized information were performed on the mine. The results showed that the models predicted the volume of boulder and toe relative to the block volume with the Root Mean Square Error 0.47 and 0.08 respectively.
    Keywords: Boulder, Toe, Photogrammetry, Discontinuity Set Extractor software, Particle Swarm Optimization- Genetic algorithm
  • M. Eslamzadeh, M. Ataei *, F. Sereshki, M. Najafi Pages 103-121

    To increase and Join production in coal mining panels, predicting and determining the appropriate speed of these devices can greatly help the project implementation time and economics of designs. For this purpose, 1260 types of coal, cut by the coal mining machine were carried out in the E3 extraction panel of the Tabas mechanized mine. First, after recording the shearer speed of each cut, the information about gas flow was collected at three points along the total length of the panel. These three points include emitted methane gases as a percentage on sensor 88, the tailgate input sensor (TG), and the sensor embedded on the Armored face conveyor (AFC). Shearer speed was predicted with three models of linear and nonlinear multivariate regression (exponential and logarithmic). The results show that the multivariate linear regression model with a coefficient of determination R2=0.90 has a more accurate prediction than the other two methods using the linear multivariate regression model, the amount of shearer speed can be predicted with good accuracy. For this purpose, the genetic algorithm in MATLAB software has been used to optimize the speed of the shearer device. Determining the appropriate speed results show that cross diagrams based ‌on coefficient of determination (R2), according to Equations (logarithmic, exponential ‌and linear), linear ‌type ‌has a ‌higher coefficient of determination than other equations. Therefore, the best model is selected to determine the appropriate speed. Using the linear equation in the genetic algorithm, the extraction speed of the shearer machine was estimated to be 4.79 m/min.

    Keywords: Determining the appropriate speed, shearer, Statistical analysis, Genetic algorithm, Tabas mechanized mine
  • S.M. Seyed Alizadeh Ganji *, M. Hayati Pages 123-140

    The tailings dam of the Chadormelo iron ore processing plant has rare earth elements and its identification operation was carried out in the first step. The results showed that the tailings dam is composed of major minerals such as hematite, quartz, fluorapatite, calcite, goethite, and dolomite so that about 84.75% by weight of this sample is iron oxides with 41.52% by weight, calcium and magnesium oxides with 17.74% by weight, quartz with 20.2% by weight, and aluminum oxides with 5.29% by weight respectively. The total grade of rare elements in the sample is 1068.57 ppm, of which 84.61% by weight are light rare elements and 15.39% by weight are heavy rare elements. The d80 of the sample is 46.35 microns. SEM studies showed that the minerals monazite, xenotim, and apatite in this sample contain rare elements and the monazite mineral is dispersed in the amount of iron and apatite in a few microns. The wet magnetic separation method was used as a pre-concentration method for iron removal and pre-concentration of rare elements, which due to the high grade of rare elements in the magnetic product (802 ppm) as a pre-concentration method for rare elements before the leaching operation Not used.

    Keywords: Iron Ore tailings dam, Chadormelo, Rare element recovery, Monazite, Apatite
  • E. Mehrjoo, F. Rahmani *, R. Akbari Seneh Pages 141-154
    Removal of bentazone herbicide through photodegradation process using nanostructured TiO2/Clinoptilolite composite was studied to investigate the potential of clinoptilolite natural support and the effect of the loaded TiO2 content on the process efficiency. For this purpose, TiO2/Clinoptilolite photocatalysts containing different amounts of titania (10, 20, 30, 40 wt.%) were synthesized using a simple and inexpensive wet impregnation method and characterized by XRD, FESEM, EDX, BET, PL, and UV-vis analyses. The characterization results confirmed the successful synthesis of nanocomposite samples and showed that the use of zeolitic support, reducing the recombination rate of electron-hole pairs, improves the dispersion of titania nanoparticles and reduces the accumulation of these particles. The performance results showed that by increasing the TiO2 loading up to 30 wt.%, the removal efficiency of bentazone increases, which is due to the greater number of available active sites. By further increasing the amount of TiO2 loading, the percentage of photocatalytic removal decreases because of the increment in the number of agglomerations on the catalyst surface and the decrement in the adsorption capacity. Also, the kinetic studies show a higher rate of bentazone degradation over the sample containing 30 wt.% of titania and the results follow the first-order kinetic reaction. In order to ensure the efficiency of the selected photocatalyst in the removal of other agricultural pesticides, its efficiency in the photocatalytic removal of paraquat herbicide was also evaluated, which showed good performance. Thus, it can be concluded that the immobilization of the optimal amount of titania on clinoptilolite, in addition to better and easier separation, leads to improved optical and structural properties, and ultimately increased photocatalytic performance.
    Keywords: Photodegradation, Bentazone, Paraquat, Clinoptilolite, Kinetic studies