per
انجمن مهندسی معدن ایران
نشریه مهندسی معدن
1735-7616
2676-4482
2018-11-22
13
40
1
12
10.22034/ijme.2018.33647
33647
research - paper
کاربرد ماتریس عدم قطعیت درتخمین مدول دگرشکلی توده سنگ بر اساس مدل های تجربی
Utilizing the uncertainty matrix in estimation of rock mass deformation modulus on the basis of empirical relations
مهدی محمدی
mehdi.mohammadi@vru.ac.ir
1
عضو هیئت علمی بخش مهندسی معدن، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ولی عصر (عج) رفسنجان، کرمان، ایران.
یکی از مواردی که همواره مورد توجه مهندسین سنگ قرار دارد، عدم قطعیت موجود در پارامترهای مورد نیاز در تحلیل و طراحی سازه های سنگی است که ناشی از روابط توسعه داده شده و ماهیت ذاتی سنگ می باشد. مدول دگرشکلی یکی از پارامترهای ژئومکانیکی است که کاربرد فراوانی در تحلیل و طراحی ها دارد. اما تخمین این پارامتر با روش های تجربی همواره با عدم قطعیت همراه است و این موضوع باعث تردید مهندسان کاربردی در تصمیم گیری ها می شود. هدف از این مقاله توسعه مفهوم جدیدی با عنوان ماتریس عدم قطعیت برای تخمین عملی مدول دگرشکلی با درجه قطعیت بالاتر است. در ابتدا روش تخمین مدول دگرشکلی با استفاده از ماتریس عدم قطعیت و روش های آماری بیان شده و سپس با استفاده از ماتریس عدم قطعیت و توزیع t دامنه ای که مدول دگرشکلی مورد نظر در آن می تواند تغییر کند تعیین می شود. به منظور مطالعه موردی و برای تشکیل درآیه های ماتریس عدم قطعیت، از مدل هایی که تنها تابع سیستم طبقه بندی توده سنگ RMR هستند و از داده های شیروانی های ماسه سنگ سازند کهر استفاده شد. نتایج بیانگر این است که، پیش بینی مدول دگرشکلی توده سنگ با روش توسعه داده شده در مقایسه با روش های متداول از قطعیت بیشتری برخوردار است. همچنین مدول دگرشکلی با حد اطمینان %95 برای شیروانی مذکور در دامنه 23.67-30.00(GPa) قرار دارد.
Uncertainty in required parameters in analysis and design of structures is an important issue that is usually considered by rock engineers. This uncertainty is due to the developed relations and also rocks’ nature. Modulus of deformation is one of the geo-mechanical parameters that is widely utilized in design and analysis. But estimating this parameter according to the empirical relations is associated with uncertainty and this causes mistakes in decision making of engineers. Purpose of this paper is to develop a novel concept entitled uncertainty matrix for practical prediction of deformation modulus with high level of confidence. Therefore, modulus of deformation is obtained based on the uncertainty matrix and statistical methods. Later, using the uncertainty matrix and t distribution, a domain for variation of deformation modulus is determined. In order to do a case study and also defining the elements of uncertainly matrix, models that are function of rock mass rating and data sets of sand-stone slopes in Kahar formation are applied. Results indicate that, prediction of deformation modulus for rock mass according to the developed method in comparison with the general methods is more reliable. In addition, deformation modulus with the probability of 95% for the studied sand-slope is in the range 23.67 to 30.00(GPa).
https://ijme.iranjournals.ir/article_33647_8d7a8dc82630581057baac9601f7bca2.pdf
ماتریس عدم قطعیت
مدول دگرشکلی
ماسه سنگ سازندکهر
مدل تجربی
توزیع t
Uncertainly matrix
Deformation modulus
Sandstone Kahar formation
Experimental models
t distribution
per
انجمن مهندسی معدن ایران
نشریه مهندسی معدن
1735-7616
2676-4482
2018-11-22
13
40
13
33
10.22034/ijme.2018.33648
33648
research - paper
مطالعه پترولوژی و کانهزایی تودههای نفوذی دره سه هزار تنکابن به هدف تعیین پتانسیلهای معدنی
Petrology and mineralization of intrusive bodies of the Sehezar Valley of Tonokabon for mineral potential study
میثم یزدانی
meysamyazdani@aut.ac.ir
1
فیروز علی نیا
aliniaf@aut.ac.ir
2
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.
استاد دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.
منطقه سه هزار در جنوب شهرستان تنکابن در استان مازندران واقع شده است که در نزدیکی کمربند طارم – هشتجین قرار دارد، وجود توده گرانیتوئیدی در منطقه میتواند از نظر پتانسیل کانیزایی دارای اهمیت باشد.مجموعه زمینشناختی در اطراف محدوده برونزد یافته عمدتاً دربرگیرنده واحدهای سنگی پالئوزوییک تا سنوزوئیک میباشد. در مطالعه اخیر تعدادی نمونه جهت مطالعات میکروسکوپی و پتروگرافی و نیز تعدادی نمونه از گرانیتهای منطقه جهت طبقهبندی سنگها مورد استفاده قرار گرفت. با توجه به بررسیهای انجام شده بر روی مقاطع صیقلی، کانیهای پیریت، کالکوپیریت و مگنتیت مشاهده شدند. بافتهایی که در نمونه مقاطع نازک مشاهده میشود شامل گرانولار، هیالوپورفیریتیک و ویتروفیریک است. وجود بافتهای پورفیری نشاندهندهنفوذیهای همزمان با آتشفشانی و آواریهای منشأ گرفته از آنهاست. کانیهای اصلی موجود در منطقه شامل کوارتز، فلدسپار پتاسیم، پلاژیوکلاز و در برخی نمونهها هورنبلند بیوتیت، و پیروکسن بهعنوان کانی اصلی ظاهرشدهاند. کانیهای فرعی موجود در نمونهها نیز شامل اسفن، اکسیدهای آهن پیروکسن، آپاتیت و کانیهای اپک میباشند. مطالعات سنگشناسی نشان داد سنگهای منطقه از نوع گرانیت،گرانودیوریت، سینیت تا کوارتزسینیت و کوارتزمونزونیت میباشد. ماگما در این منطقه از نوع آلکالن تا کالک آلکالن است و از نوع منیزین و در محدوده متاآلومین تا پرآلومین میباشد. گرانیتهای منطقه از نوع پرآلومین و دارای جایگاه تکتونیکی حاشیه فعال قاره و از نوع تیپ I میباشد.برای تایید ارتباط بین عناصر Au-Cu-Fe از زمینآمار بر روی دادههای آبراههای استفاده شد. مطالعات واریوگرافی بر روی دادههای آبراههای نشان داد مدل کروی بهترین مدل برازش داده شده و دامنه وابستگی مکانی برای سه عنصر Au, Cu و Fe تقریباً 350 متر است. ارزیابی نتایج زمینآمار با محاسبه مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) و محاسبه میانگین خطا (MAE) نشاندهنده دقت قابل قبول مدل واریوگرام است. با توجه به نمودارهای ماینرت، بررسیهای انجام شده و همبستگی مکانی عناصر این نتیجه به دست میآید که این تودهها میتواند با ذخایر آهن-طلا-مس مرتبط باشد.
Sehezar area is located in southern Tonokabon in Mazandaran province, north of Iran, near the Tarom – Hashdtjin belt. The existence of granitoid masses in the region can be important in terms of mineralization potential. The geological complex exposed in the area mainly consists of Paleozoic to Cenozoic lithologic units. In this study, a number of samples were used for microscopic and petrographic studies, as well as some samples of granites in the area for the classification of rocks. According to the studies performed on polished sections, minerals of pyrite, chalcopyrite and magnetite were observed. The textures found in thin sections are granular, Hyaloporphyritic, and Vitrophyric. The presence of porphyry textures indicates the simultaneous intrusions with volcanics and clastics originating from them. The major minerals in the region include quartz, K-feldspar, and plagioclase, and in some cases, hornblende, biotite, and pyroxene appear as the major mineral. The minor minerals found in the samples include sphene, pyroxene, iron oxides, apatite, and opaque minerals. Petrographic studies showed that the intrusive rocks of the region are of granite, granodiorite, syenite to quartz-syenite and quartz-monzonite. The magma in this area is in the domain of alkaline to calc-alkaline series and is a magnesian series and in the domain of metaluminous to peraluminous. The granites of the studied area are of peraluminous type and have a tectonic setting of the active continental margin and are I-type. Variogram studies showed that the spherical model is the best fitted model, and the spatial correlation range for the three elements of Au, Cu and Fe are approximately 350 m. Evaluating the results of geostatistics by calculating the root mean square error (RMSE) and calculating the mean absolute error (MAE) indicates the acceptable accuracy of variogram model. According to the Meinert diagrams and spatial correlation of the elements, it is concluded that these masses can be related to the deposits of iron-gold-copper.
https://ijme.iranjournals.ir/article_33648_0c412e62d8fde2c0ea0bc3ebd3f5121f.pdf
پتروگرافی
کالک آلکالن
پرآلومین
تیپ I
زمینآمار
Petrographic
calc-alkaline
Peraluminous
type I
Geostatistics
per
انجمن مهندسی معدن ایران
نشریه مهندسی معدن
1735-7616
2676-4482
2018-11-22
13
40
34
45
10.22034/ijme.2018.33653
33653
research - paper
ارزیابی تاثیر عوامل مشکلساز در ایجاد مخاطرات شغلی معادن زیرزمینی زغالسنگ ایران با رویکرد فازی اثرات متقابل علت و معلولی
Evaluation of the impacts of challenging factors on underground colliery occupational hazards in Iran using fuzzy cause and effect interaction
عزالدین بخت آور
ebakhtavar@gmail.com
1
مجتبی شاهمرادی
mshahmoradi1370220@gmail.com
2
سارا رحمتی
sara_rahmati@rocketmail.com
3
عضو هیات علمی گروه مهندسی معدن، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.
دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی معدن، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.
کارشناسی مهندسی معدن، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.
با وجود اهمیت زیاد زغالسنگ در توسعهی اقتصادی کشورها، مخاطرات شغلی و سلامتی مرتبط با تولید آن در کارگران معدن یکی از نگرانیهای اساسی دستاندرکاران این زمینه است. شناخت عوامل موثر در ایجاد مخاطرات شغلی معادن زیرزمینی زغالسنگ میتواند مانع از خسارات جبرانناپذیر جانی و مالی شود. در این تحقیق، نخست، عوامل موثر بر ایجاد مخاطرات شغلی معادن زیرزمینی زغالسنگ ایران شناسایی شد. سپس، اثرات مستقیم و متقابل این عوامل در ایجاد مخاطرات معادن زیرزمینی زغالسنگ با استفاده از روش نقشهشناختی فازی بر اساس رویکرد تحلیل اثرات متقابل علت و معلولی بین عوامل ارزیابی و تعیین شد. نتایج بیانگر آن بود که غلظت گرد و غبار، سهلانگاریها و اشتباهات فردی و تهویه نامناسب و ناکافی، اشتباهات طراحی، برنامهریزی و اجرایی و حجم و غلظت گاز متان به ترتیب مهمترین عوامل موثر در ایجاد مخاطرات شغلی در معادن زیرزمینی زغالسنگ ایران هستند. بررسی آماری حوادث معادن زغالسنگ ایران بهویژه حوادث اخیر تا حدود زیادی تاییدکننده نتایج این تحقیق است.
The occupational and health hazards associated with working in coal mines are known as the main concerns despite the high importance of coal production in the economic development of countries. Irreparable damages to personal and financial losses can be avoided if the effective factors result in the occupational risks of underground coal mines are identified. In this research, these factors were initially identified in the case of underground coal mines in Iran. Then, the direct and interaction effects of the identified factors were evaluated and determined using fuzzy cognitive map approach that is based on the analysis of the cause and effect interaction between the identified effective factors. Results indicated that dust concentration, individual negligence and mistakes, inappropriate and inadequate ventilation, errors in design, planning, and execution, and the volume and concentration of methane gas are respectively determined the important factors caused the occupational hazards in the underground coal mines of Iran. The statistical study of the accidents occurred in Iran's underground coal mines, especially recent events, confirms the results of this research.
https://ijme.iranjournals.ir/article_33653_2ef0a20353d66edf2165529f2d1d0a1f.pdf
مخاطرات شغلی
نقشهشناختی فازی
اثرات متقابل علت و معلولی
معادن زیرزمینی زغالسنگ
Occupational hazards
fuzzy cognitive map
cause and effect interaction
underground coal mines
per
انجمن مهندسی معدن ایران
نشریه مهندسی معدن
1735-7616
2676-4482
2018-11-22
13
40
46
59
10.22034/ijme.2018.33959
33959
research - paper
افزایش کارآیی آسیاهای نیمه خودشکن سنگ آهن گل گهر و مس سرچشمه از طریق اصلاح طرح آستر با روش اجزای گسسته
Increasing the efficiency of grinding operation through liner design change by discrete element method (DEM)
- Case sudies: Gol-E-Gohar iron ore and Sarcheshmeh copper complex SAG mills
علیرضا قاسمی
ghasemi@kmpc.ir
1
مصطفی مالکی مقدم
m.maleki@var.ac.ir
2
عرفان راضی
razi@kmpc.ir
3
صمد بنیسی
banisi@mail.uk.ac.ir
4
دانشگاه شهید باهنر کرمان- بخش مهندسی معدن- مرکز تحقیقات فرآوری مواد کاشی گر
دانشگاه ولی عصر رفسنجان
دانشگاه شهید باهنر کرمان
دانشگاه شهید باهنر کرمان
در شرکت سنگ آهن گلگهر و مجتمع مس سرچشمه از آسیاهای نیمهخودشکنی به ترتیب با قطر 9 و 10 متر و طول 2 و 9/4 متر برای خردایش سنگ معدن استفاده می شود. پایش عملیات در این دو کارخانه نشان داد که تناژ آسیای گلگهر کمتر از حد انتظار و دارای نوسان زیاد و آسیای سرچشمه همواره متحمل شکستگی آستر و توقفات خارج از برنامه بود. جهت رفع این مشکلات و افزایش کارایی عملیات، مسیر حرکت بار که عامل مهمی در فرایند خردایش است، مورد بررسی قرار گرفت. جهت شبیه سازی مسیر حرکت ذرات در آسیا، از نرم افزار KMPCDEM که برمبنای روش اجزای گسسته کدنویسی شده است، استفاده گردید. نتایج شبیه سازی مسیر بار با دو طرح آستر مختلف، با اندازه گیری مسیر واقعی در آسیایی با رویه قابل مشاهده با قطر یک متر و طول 22 سانتی متر اعتبارسنجی شدند. بررسی نتایج شبیه سازی نشان داد که موادی که در آبشاری بزرگ قرار دارند مستقیما به آستر برخورد میکنند. برای حل این مشکل، با طرحهای مختلف با شرایط آسیای کارخانه ها مسیر بار برای رسیدن به حالتی که محل برخورد بار روی پاشنه باشد، شبیه سازی شد. برای دستیابی به این هدف مشخص شد که برای آسیای گلگهر زاویهی بالابرها باید از 7 به 30 درجه افزایش یابد و برای آسیای سرچشمه علاوه بر کاهش تعداد بالابرها از 60 به 40، زاویه آنها از 15 به 30 درجه باید تغییر کند. این طرح آستر ها برای دو کارخانه ساخته و نصب شدند و کارآیی این آسیاها مورد پایش دقیق قرار گرفتند. در آسیای گلگهر ، تناژ ورودی به آسیا 17 درصد افزایش یافت و نوسان آن نشان از پایداری فرآیند داشت 31% کاهش نشان داد. در آسیای سرچشمه تعداد متوسط آستر شکسته شده از 2/4 قطعه به یک قطعه و نوسان تناژ آسیا 30% کاهش یافت.
At the Gol-E-Gohar iron ore concentration plant and the Sarcheshmeh copper complex SAG mills with the diameter of 9 and 10 m and length of 2 and 4.9 m, respectively, are used to reduce the size of the ore. Monitoring of the operation in these two plants indicated that the tonnage of the Gol-E-Gohar mill was lower than the nominal value with large variations and the Sarcheshmeh mill experienced liner breakages which in turn increased the non-scheduled shutdowns. To simulate the charge trajectory KMPCDEM software which has been developed based on discrete element method (DEM) was used. The results of simulations using two different liner designs were verified with a 1-m diameter and 22-cm length model mill. The comparison indicated that at the worst case the difference between the shoulder and toe positions of the simulated and measured charges was found to be less than 4 degrees which was not significant. The simulations showed that cataracting particles do not impact toe rather they hit shell liners. In order to solve this problem, various liner designs at the plant operating conditions were simulated with the objective of reaching a state where the falling charge impact the toe region. To arrive at such a condition, for the Gol-E-Gohar SAG mill the release angle was increased from 7 to 30 degrees and for the Sarcheshmeh case the number of lifters was decreased from 60 to 40 and the release angle increased from 15 to 30 degrees. The proposed liner designs were constructed and installed in the industrial SAG mills. At Gole-E-Gohar, the feed rate increased by 17% and its variation reduced by 31% which indicated more stable operation. At Sarcheshmeh, on average the number of broken liners decreased from 4.2 to 1 and the variation of feed rate decreased by 30%.
https://ijme.iranjournals.ir/article_33959_451e7938d46cca216b5b7d5638d5c9de.pdf
مسیر حرکت بار
آسیای نیمهخودشکن
مجتمع مس سرچشمه
مجتمع سنگ آهن گلگهر
نرمافزار KMPCDEM
Terajectory
SAG mill
Discrete Element Method (DEM)
Model mill
KMPCDEM
per
انجمن مهندسی معدن ایران
نشریه مهندسی معدن
1735-7616
2676-4482
2018-11-22
13
40
60
76
10.22034/ijme.2018.33960
33960
research - paper
تأثیر زبری سطح ناپیوستگی های دارای شیبهای مختلف بر مقاومت سنگ درزه دار تحت تنش های سه محوری
Effect of discontinuities roughness having different slope angles on the strength of jointed rock under triaxial stresses
فاطمه امین پور
90f.aminpour@gmail.com
1
حسن مومیوند
h.moomivand@urmia.ac.ir
2
دانشجوی فارغ التحصیل کارشناسی ارشد دانشگاه ارومیه
دانشیار دانشگاه ارومیه
در این تحقیق تأثیر سه حالت عمده زبری ناپیوستگیها به صورت دندانهدار، زبر موجدار و صفحهای صاف با جهتیافتگی مختلف نسبت به فشار جانبی بر مقاومت سنگ تحت تنشهای سه محوری مورد بررسی قرار گرفته است. 15 گروه نمونههای دارای سه نوع زبری سطح ناپیوستگی و دارای پنج نوع شیب از صفر تا 90 درجه با موفقیت آمادهسازی شده و مقاومت هر گروه تحت تنشهای سه محوری در فشارهای جانبی مختلف اندازهگیری شده است. نتایج نشان میدهد که با افزایش زاویه شیب ناپیوستگی از 30 تا 45 و 60 درجه تحت فشار جانبی ثابت مقاومت محوری نمونههای دارای ناپیوستگی صاف شدیداً کاهش مییابد. اما مقاومت محوری ناپیوستگیهای زبر موجدار و دندانهدار با افزایش زاویه شیب از 30 تا 45 درجه تحت فشار جانبی ثابت نسبت به ناپیوستگی دارای صفحهای صاف به مقدار کمتری کاهش مییابد و در کل مقاومت ناپیوستگی دارای صفحهای صاف دارای جهت یافتگی مختلف و تحت تغییرات فشار جانبی کمتر از ناپیوستگیهای زبر موجدار و دندانهدار است. برای نمونههای دارای ناپیوستگیهای زبر موجدار و دندانهدار در شیب 30 درجه شکست در سنگ سالم اتفاق افتاد. در صورتی که برای نمونههای دارای ناپیوستگیهای دندانهدار در شیب 45 درجه به ویژه تحت فشار جانبی بیشتر، نیز شکست در سنگ سالم اتفاق افتاد. همچنین در نمونههای دارای ناپیوستگیهای دندانهدار در شیب 60 درجه تحت تنش یک محوری لغزش در یک طرف سطوح دندانهها اتفاق افتاده و باعث جابجایی دو صفحه کلی ناپیوستگی گردید. اما با افزایش فشار جانبی دندانهها شکسته شدند. نسبت مقاومت محوری حداکثر به مقاومت محوری حداقل سنگ (Rtriax) دارای حداکثر مقدار برای فشار جانبی صفر بوده و به صورت تابع توانی منفی ابتدا با افزایش فشار جانبی به شدت کاهش یافته سپس به مقدار ثابتی نزدیک میشود.
Effect of discontinuities roughness including tooth-shaped asperity, rough undulating and smooth plane having different orientations respect to confining pressure on the strength of rock under triaxial stresses has been investigated in this research. 15 groups of specimens having three types of discontinuities roughness and five types of slope angles from 0 to 90 degrees have been successfully prepared and tested under triaxial stresses. The axial strength of rough undulating and tooth-shaped asperity discontinuities decreases a little with increasing slope angle from 30 to 45 degrees under constant confining pressure and in general the axial strength of smooth plane discontinuities having different orientations is less than the axial strength of rough undulating and tooth-shaped asperity discontinuities under the different confining pressures. For tooth-shaped asperity discontinuities having orientation angles 45 degrees, failure also occurred at the body of the specimens particularly with increasing the confining pressure. Sliding occurred at the one side of tooth-shaped asperities of discontinuity having orientation angles of 60 degree under uniaxial loading and displacement took place at the direction of discontinslopeuities. But tooth-shaped asperities were broken along the discontinuities under the higher confining pressures. The effect slope angle on the axial strength decreases with an increase of confining pressure and rate of reducing the axial strength increases with an increase of discontinuity roughness. As, the strength of specimens having very rough discontinuities under high confining pressures approaches to the strength of massive (intact) rock. The maximum axial strength to the minimum axial strength ratio (Rtriax) has high value for the zero confining pressure and it decreases sharply as a negative power function of confining pressure then approaches to a constant value.
https://ijme.iranjournals.ir/article_33960_36295120134f09bd72740d8891fa0551.pdf
ناپیوستگی"
زبری"
زاویه شیب"
ماده شبیه سنگ"
discontinuity"
roughness"
slope angle"
model material"
per
انجمن مهندسی معدن ایران
نشریه مهندسی معدن
1735-7616
2676-4482
2018-11-22
13
40
77
94
10.22034/ijme.2018.34644
34644
research - paper
تاثیر فعال سازی مکانیکی بر ساختار کانی فلوئورآپاتیت و انحلال عناصر نادر خاکی موجود در کنسانتره فسفات اسفوردی
Effect of mechanical activation on the leaching of rare earth elements from Esfordi phosphate concentrate
هادی شادی نقده
hadi.sh66@gmail.com
1
احمد خدادادی
akdarban@modares.ac.ir
2
محمود عبدالهی
minmabd@modares.ac.ir
3
پرویز پورقهرمانی
pourghahramani@sut.ac.ir
4
دانشجوی دکتری فرآوری مواد معدنی، دانشکده فنی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
استاد، گروه فرآوری مواد معدنی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
استاد، گروه فرآوری مواد معدنی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
استاد گروه فرآوری مواد معدنی، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران
کنسانتره فسفات اسفوردی با عیار 2/1 درصد مجموع عناصر نادر خاکی، یکی از منابع غنی عناصر نادر خاکی موجود در کشور است که مهمترین عناصر نادر خاکی موجود در آن عبارتند از سریم (5608 گرم در تن)، لانتانیم (1959) و نئودیمیم (2227). در تحقیق حاضر، انحلال در اسید نیتریک (بدون فعال سازی) و فعال سازی – انحلال در اسید نیتریک بررسی شد. برای بررسی اثر فعالسازی مکانیکی بر انحلال عناصر نادر خاکی، از آسیای سیاره ای با گلولههای فولادی به قطر 20 میلیمتر، در شرایط نسبت جرم گلوله به پودر، برابر با 2 و 15 و زمان 90 دقیقه در محیط خردایش خشک و اتمسفر هوا استفاده شد. همچنین با توجه به انحلالپذیری زیاد فلوئورآپاتیت و کم کانیهای حاوی عناصر نادر خاکی در اسید نیتریک، از روش انحلال دو مرحلهای استفاده شد و پسماند انحلال مرحله اول، که حاوی بیش از 99 درصد عناصر نادر خاکی موجود در نمونه اولیه بود، با نسبت جرم گلوله به پودر 12 فعال سازی و مجددا حل شد. نتایج نشان داد که فعالسازی مکانیکی تاثیر مهمی بر انحلال عناصر نادر خاکی از کنسانتره فسفات داشته و انحلال عناصر نادر خاکی را از حدود 1 درصد (بدون فعال سازی) برای عناصر سریم، لانتانیم و نئودیمیم به ترتیب تا 79/35، 61/42 و 34/30 درصد افزایش داد. در اثر فعالسازی مکانیکی با نسبت جرم گلوله به پودر 2و 15، میزان آمورف شدگی نمونه به ترتیب برابر با 2/1و 57 درصد اندازه گیری شد. همچنین میزان کرنش شبکهای و اندازه کریستالیت به ترتیب از 0.08 درصد و 225 نانومتر برای نمونه اولیه به 0.09 درصد و 225 نانومتر برای نمونه فعالسازی شده با نسبت جرم گلوله به پودر برابر 2 و به 0.63 درصد و 81.8 نانومتر برای نمونه فعالسازی شده با نسبت جرم گلوله به پودر برابر 15 تغییر پیدا کرد.
The Esfordi phosphate concentrate with total assay of REE equal to 1.2 percent is one of the richest source of rare earth elements in Iran. It contains Ce(5608 ppm), La(1959ppm) and Nd(2227ppm). In this research, the effect of mechanical activation on the leaching of rare earth elements by nitric acid from Esfordi phosphate concentrate was investigated. For the investigation of mechanical activation effect on leaching of REE, a planetary ball mill was used with steel balls of diameter about 20 mm, ball to powder ratio of 15 and 2 and with a retention time of 90 minuts in dry situation and air atmosphere. Because of high and low leachability of fluorapatite and REE minerals by nitric acid, respectively, tow stage leaching methode was used. The first leaching stage residue, that contained about 99 % of REEs in initial phosphate concentrate, was activated mechanically at ball to powder ratio of 12 and then leached. Results showed that the mechanical activation had important influence on leaching of REE by nitric acid from phosphate concentrate and improved the leaching of Ce, La and Nd from about 1% (without mechanical activation) to 35.79, 42.61 and 30.34% , respectively. The amorphization degree increased to 1.2 and 57% after 90 min intensive milling with ball to powder ratio of 2 and 15 to 1, respectively. Also, the crystallite size and microstrain of Fluorapatite differed from 225 nm and 0.08 % for initial sample to 225 nm and 0.09 % and 81.8 nm and 0.63 % for mechanically activated samples with ball to powder ratio of 2 and 15 to 1 respectively.
https://ijme.iranjournals.ir/article_34644_0b5892c5f2329bd923e9660529633ea7.pdf
کنسانتره فسفات
عناصر نادر خاکی
فعال سازی مکانیکی
انحلال
Phosphate concentrate
Rare Earth Elements
Mechanical activation
Leaching
per
انجمن مهندسی معدن ایران
نشریه مهندسی معدن
1735-7616
2676-4482
2018-11-22
13
40
95
107
10.22034/ijme.2018.33961
33961
research - paper
تعیین محدوده ماده معدنی با استفاده از روش های تابع فاصله و شبیه سازی تک گوسی، مطالعه موردی معدن سنگ آهن گل گهر
determination of ore domain using distance function and truncated Gaussian simulation, case study Gol gohar iron ore
فاطمه امیرپورسعید
f.poursaeid@ut.ac.ir
1
امید اصغری
o.asghari@ut.ac.ir
2
دانشجوی دکتری مهندسی اکتشاف معدن، دانشکده مهندسی معدن، پردیس دانشکده های فنی دانشگاه تهران، تهران، ایران
عضوهیئت علمی دانشکده مهندسی معدن، پردیس دانشکده های فنی دانشگاه تهران، تهران، ایران
مهمترین گام در آغاز یک فعالیت معدنکاری، تعیین محدوده ماده معدنی است. براساس محدوده تعیین شده طراحی معدن، برنامه ریزی استخراج و خوراک کارخانه فرآوری انجام میشود. برای تعیین این محدوده روش های مرسوم به صورت تقریبی و بدون درکی از میزان خطای محدوده تعیین شده، صورت می گیرد، اما زمین آمار به عنوان یک ابزار قدرتمند قادر است که با استفاده از آمار فضایی داده ها، این محدوده را مشخص کند. برای مشخص کردن محدوده ماده معدنی به عنوان یک متغیر گسسته از انواع روش های شبیه سازی می توان استفاده کرد که از این جمله روش یک گوسی است که بر مبنای شبیهسازی یک تابع گوسی تصادفی و قانون نوع سنگ، تخمین محدوده را میسر می سازد. در کنار این روش ها، می توان از روابط ساده ای نیز برای تعیین محدوده یک دامنه مشخص بهره برد، از این جمله میتوان روش تابع فاصله را نام برد که با استفاده از فواصل اقلیدسی بین نقاط غیر مشابه و کالیبراسیون این فواصل، محل مرز ماده معدنی قابل تعیین است. برای تعیین بهترین شبیه سازی در روش تک گوسی از اعتبارسنجی های آماری و زمین آماری استفاده شد. برای مقایسه بین دو روش نیز از محاسبه ماتریس پیچیدگی در راستای تعیین میزان خطا و دقت تعیین محدوده و همچنین مقایسه کیفی مقاطع و پلان های مختلف بهره برد. اعتبارسنجی کیفی نتایج در کنار اعتبارسنجیهای آماری و زمینآماری نشان از نتایج کارآمد روش تک گوسی میباشد. در مقام مقایسه روش تک گوسی دقت بالایی در شبیهسازی واحد کانسنگی و باطله دارد و دقت آن از روش تابع فاصله بالاتر است. الگوریتم تک گوسی قادر به بازتولید بهتر ناهمسانگردی در مقیاسهای کمتر از تابع فاصله است در صورتی که تابع فاصله تغییرپذیری و ناهمسانگردی را در مقیاس بزرگتر بهتر بازتولید میکند.
Abstract: Determination of ore body domain is the main step in the beginning of a mining project. The mine designing, mining and processing plant planning would be implemented based on this domain. Traditional methods characterize this domain graphically and would not concentrate error and uncertainty, but Geostatistics as a powerful tool is able to determine this domain using spatial statistics. Ore domain is a district variable that can be modeled by different simulation methods, such as Truncated Gaussian simulation (TGS). TGS simulates the domain according to the simulation of one Gaussian function and rock type rule. Furthermore, simple relations can be applied for determination of ore domain, for example, Distance Function (DF). DF defines the ore boundary by the Euclidian distance between each point and the nearest dissimilar point and the distance calibration. Statistical and geostatistical validations are applied to find the best realization of TGS. The DF and TGS results are compared by assessing confusion matrices, overall error and precision of the modeled domains. Moreover, different plans, and section are qualitatively compared. Validation and comparisons indicate that TGS is a more efficient way to model the ore domain. Therefore, Gol Gohar mine was studied and after the implementation of both methods showed that TGS compared to DF results in more precise domain simulation. TGS algorithm is able to reproduce the small scale anisotropies versus, better results at large scale anisotropies using DF algorithm. Key words: Geostatistics, Ore Domain, Truncated Gaussian simulation, Distance Function,
https://ijme.iranjournals.ir/article_33961_8300eb85b2c180870d05e0385df2a4f9.pdf
زمینآمار
محدوده ماده معدنی
شبیهسازی تک گوسی
تابع فاصله
Geostatistics
Ore Domain
Truncated Gaussian simulation
Distance Function
per
انجمن مهندسی معدن ایران
نشریه مهندسی معدن
1735-7616
2676-4482
2018-11-22
13
40
118
129
10.22034/ijme.2018.34841
34841
research - paper
کمینه سازی اضافه حفاری ناشی از انفجار در تونل ها با استفاده از روش های هوشمند
Optimization of Over break in the implementation of tunnels by blasting method using intelligent methods
محمدرضا کوپی علی پور
mr.koopialipoor@aut.ac.ir
1
ابراهیم نوروزی قالینی
ebrahim.noroozi@aut.ac.ir
2
حسن مدنی
hmadani@aut.ac.ir
3
تونلسازی،دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه امیرکبیرتهران، ایران
استخراج معدن، مهندسی معدن و متالوژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
استادیار دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه امیرکبیر تهران، ایران
ایجادپدیدهی حفر بیش از اندازه مقطع تونل یا همان اضافهحفاری مقطع تونل در مراحل اجرایی پروژههای تونلسازی، همواره از مهمترین مسائلی است که ذهن متصدیان فنی و اجرایی این پروژهها را به خود معطوف داشته است. امروزه با توجه به پیشرفت صنعت و ورود فنّاوریهای نوین به صنعت تونلسازی و پذیرفته شدن تدریجی، روش های جدیدی جایگزین روش های سنتی (حفاری و آتشکاری) شده است. اگرچه تا حد زیادی مسئله ایجاد حفاری خارج از طرح و نقشه، به کنترل اجراکنندگان پروژه درآمده، ولی هیچگاه وجود این مسئله مهم و اساسی در پروژههای تونلی بهطورکلی حذف نشده است. در این تحقیق با استفاده از شبکههای هوشمند پیش بینی و بهینه سازی اضافه-حفاری مورد بحث قرار گرفت. پس از انتخاب بهترین مدل براساس امتیاز دهی، مدل منتخب برای بهینه سازی مورد استفاده قرار گرفت. مقادیر شاخص های آماری ضریب تعیین (R2) و مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) مدل منتخب به ترتیب برای آموزش و آزمایش برابر با ۹۲۱/۰، ۴۰۲۸/۰ و ۹۲۳/۰ و ۴۲۷۷/۰ بود. الگوریتم زنبور عسل که یکی از الگوریتمهای جدید بهینه سازی است برای بهینه سازی این پارامترهای الگوی انفجار استفاده شد. با توجه به اینکه اضافه حفاری از مشکلات اصلی در حفر تونل میباشد، کاهش این مقدار میتواند کمک به سزایی برای تونل و پایداری آن داشته باشد. پس از ساختن چندین مدل بهینه سازی و تغییرات وزنهای آن، مقدار بهینه آن برای اضافه حفاری مقطع تونل ۶۳/۱ مترمربع بدست آمد که نسبت به کمترین مقدار تجربه شده در اجرا (۰۵۵/۳ مترمربع) ۴۷ درصد کاهش یافته است.
Over break phenomenon in the executive process of a tunneling project is always one of the most important issues. Nowadays, according to the progress of industry and entrance of new technologies to tunneling industry and gradual acceptance, the new methods are replaced instead of traditional methods (drilling and blast). Although, largely the issue of over break has been controlled by project implementers, but the existence of this major issue in tunnel projects has never been eliminated. In this research, using intelligent network of prediction and optimization, over break was discussed. After selecting the best model based on scoring, the selected model was used for optimization. The R2 and RMSE values of the selected model were 0.921, 0.4820, 0.923 and 0.4277 for training and testing, respectively. The Artificial bee colony (ABC) algorithm, which is one of the new optimization algorithms, was used to optimize these parameters of the explosion pattern. Due to the fact that over break is one of the main problems in tunneling, this reduction can contribute to a good tunnel and stability. After creation several models of optimization and variations in its weights, the optimum amount for the over break was 1.63 m2, which is 47% less than the lowest value (3.055 m2). The optimal pattern can be obtained with the least amount of the over break.
https://ijme.iranjournals.ir/article_34841_caed34018ccc58d1cf227cc51aa8793c.pdf
تونل
اضافهحفاری مقطع تونل
شبکههای عصبی مصنوعی
الگوریتم زنبور عسل
Tunnel
over break
Artificial neural networks
Artificial bee colony
per
انجمن مهندسی معدن ایران
نشریه مهندسی معدن
1735-7616
2676-4482
2018-11-22
13
40
108
117
10.22034/ijme.2018.34842
34842
research - paper
ارزیابی برش پذیری ماسه سنگ قرمز فوقانی با استفاده از آزمون برش خطی کوچک مقیاس
Cuttability assessment of Upper-Red Sandstone using small scale linear cutting test
جعفر خادمی حمیدی
jafarkhademi@modares.ac.ir
1
سجاد علی مدد
sajadalimadad@gmail.com
2
کورش شهریار
k.shahriar@aut.ac.ir
3
مهدی محمدی حسین آبادی
mehdi.mohamadi63@gmail.com
4
هیأت علمی-دانشگاه تربیت مدرس
دانشگاه تربیت مدرس
عضو هیئت علمی
دانشگاه تربیت مدرس
طراحی و انتخاب ماشین مناسب و پیشبینی عملکرد آن بهمنظور برنامهریزی و تخمین هزینههای پروژه در استخراج مکانیکی و حفر مکانیزه تونلها ضروری است. ارزیابی برشپذیری سنگ در روشهای حفر مکانیزه شامل بررسی رفتار سنگ و اندرکنش آن با تیغه است و انجام آزمونهای برش در مقیاس آزمایشگاهی، مطمئنترین راه برای ارزیابی دقیق رفتار سنگ و تیغه در شرایط نزدیک به محیط واقعی است. در این مطالعه، از آزمون برش خطی کوچکمقیاس برای ارزیابی برشپذیری سنگ و ارتباط آن با پارامترهای مکانیکی سنگ استفاده شده است. بدین منظور، نمونههایی از ماسهسنگ قرمز بالایی قم انتخاب شده و همزمان آزمونهای استاندارد برای شناسایی نوع سنگ و تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی آن انجام شده است. نتایج آزمونهای برش خطی کوچکمقیاس نشان میدهد نیرو و انرژی ویژه برش به ترتیب یک رابطه خطی مستقیم و یک رابطه غیرخطی با عمق برش دارد. همچنین، سرعت برش رابطهی معنیداری با نیرو و انرژی ویژه ندارد. علاوهبراین، نیروهای حاصل از آزمون برش خطی با نتایج مدل ایوانس (Evans) مقایسه شد. مقایسه نتایج، تطابق خوب روش آزمایشگاهی با مدل نظری را نشان داد. با وجود این، آزمونهای بیشتری به منظور دریافت نتایج دقیقتر و ارائه یک مدل جدید برشپذیری سنگ در حال انجام است.
Design and selection of a proper machine and its performance prediction is a very delicate and important part for planning and estimation of project costs in mining and mechanized tunneling. Assessment of rock cuttability in mechanized excavation includes the study of rock behavior and rock-tool interaction. Accordingly, laboratory rock cutting test is the most reliable method to precisely evaluate the behavior of rock and tool in a close condition to real field situation. In this study, the small scale linear cutting machine was used for assessing the rock cuttability and its relationship with rock mechanical parameters. To do this, test specimens were selected from Qom Upper Red Sandstones. At the same time, standard tests were carried out for detailed rock characterization and determination of its physical and mechanical properties. Upon performing the tests, the cutting force and specific energy respectively showed linear and nonlinear relationship with the cutting depth. Also, the cutting speed didn't show a meaningful relation with cutting force and specific energy. The results obtained from rock cutting tests were compared with those from Evans rock cuttability model. Although the experiment is in good agreement with theory, more tests are underway to achieve more accurate results and develop a new model for determination of rock cuttability.
https://ijme.iranjournals.ir/article_34842_b2cd221021133fe3b2d384d816dbfc48.pdf
آزمون برش سنگ
نیروهای برش
انرژی ویژه برش
Rock cutting test
Cutting force
Specific energy