per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2016-06-21
6
11
1
10
774
Research Article
ساختار مدیریت پروژه اکتشافی در تفکیک آنومالی با روشهای هندسه فضایی در قالب روش شبکهای GERT – مطالعه موردی نهشته Cu-Au پورفیری دالی شمالی
The Structure of Exploration Project Management by Spatial Geometry Methods for Separation Anomaly Using GERT Networking - A Case Study of Cu-Au Northern-Dally Porphyry
فرشاد دارابی گلستان
pooyan@aut.ac.ir
1
رضا قوامی ریابی
rghavami@yahoo.com
2
اردشیر هزارخانی
ardehez@aut.ac.ir
3
رضا خالوکاکایی
r_kakaie@shahroodut.ac.ir
4
سید حمید سکاکی
sakkaki@aut.ac.ir
5
هوشنگ اسدی هارونی
hooshang@cc.iut.ac.ir
6
دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
دانشکده معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود
دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
دانشکده معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود
دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
داشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان
در این مقاله از روششبکه ارزیابی گرافیکی و بازنگری تکنیکی (GERT) جهت مدیریت پروژه اکتشافی در فعالیتهای مختلف روشهای تفکیک آنومالی و ایجاد الگویی مناسب با ترکیب دو روش هندسه فضایی فراکتالی و آماره فضایی U استفاده شده است. به همین دلیل در کارهای معدنی به وفور شبکهبندی GERT مورد استفادهقرار میگیرد و منجر به افزایش دقت فرآیند میشود. بنابراین احتمالی بودن انجام یا عدم انجام تعدادی از فعالیتها در روش فراکتالی و یا احتمال برگزیدن یکی از روشهای فراکتالی و یا آماره U متناسب با پروژه اکتشافی و همچنین تکرارپذیر بودن یک مجموعه فعالیتها در آماره فضایی U را تنها میتوان با شبکهبندی GERT تفسیر نمود.شبکه حاصل از تلفیق این دو روش در نهشته مس-طلا دالی شمالی اجرا و نتایج مشابهای را حاصل نمود و میزان همپوشانی این دو روش موقعیت آنومالی را با دقت هرچه بیشتر مشخص نمود.با اجرای گام به گامفعالیتهای احتمالی در هر دو روش، طلا و مس نتایج بسیار نزدیک به هم نشان میدهند که حاکی از قدرت و دقت بالای این دو روش در شناسایی آنومالیها میباشد. روش فرکتال مقادیر ppb560 برای طلا و ppm1700 برای مس را بعنوان آنومالی مشخص نمود اما روش آماره U این مقادیر را به ترتیب 47/1 (حدوداً برابر ppb500) و 45/1 (حدوداً برابر ppm1650) نشان داد که با رسم آنها همپوشانی و انطباق خوبی مشاهده گشت.
In this paper, Graphical Evaluation and Review Technique (GERT) network analysis technique used in exploration project management for anomaly separation methods and a suitable model will be created by combining two methods of fractal geometry and U spatial statistics. In mineral exploration project (according to situation of geology, geological structure and mineralogical at mineralization area and because of probabilistic nature of them), Fatal mistakes can happen when starting exploration activity for anomaly separation. Spatial invariance and frequency distribution of samples are the most characteristics of geochemical data to determine the isotropy or anisotropy variation. Since these projects consist of various uncertain and probable activities that may be repeated frequently, we can model those processes as stochastic networks such as GERT network. Therefore, in mining activities GERT networking is applied frequently, and certainly led to increase the accuracy and performance of the process. This study is mainly focused in the Cu-Au Northern-Dally porphyry deposits that are exposed within the Urumieh-Dokhtar Magmatic Arc. The concentration–area (C-A) fractal model (based on Fractal dimensions) and moving average technique (U special statistic; based on window size ore search radius) have been used for decomposition and separation of anomalous patterns of geochemical data. So the probability of performing a lot of activities already in fractal geometry, reproducibility of a set of activities in U-spatial statistic, or probability of select one of these methods according to exploration project just interpreted with GERT networking. The result of combining these networks is implemented and show similar result with high overlapping to recognize anomaly area. With step by step implementation of possible activities for each method, Au and Cu show high overlapping in different populations. This finding implies to the precision and accuracy of fractal and U- spatial statistics. Third population with highest dimension and maximum degree of populations break-point in fractal geometry shows that values >560 ppb for Au and >1700 ppm for Cu are distinguished as anomalous data. While, U- spatial statistics indicate the value higher than average+ one standard division (Ū+S) equal to 1.47 (>500 ppb) for Au and equal to 1.45 (1650 ppm) for Cu are the threshold value for anomaly population.
https://anm.yazd.ac.ir/article_774_e76d87b67b6f94caa9cfed55c01a8aaf.pdf
مدیریت پروژه اکتشافی
روش شبکهبندیGERT
آماره فضایی U
هندسه فراکتالی
نهشته Cu-Au دالی شمالی
network analysis technique
anisotropy variation
Fractal dimensions
moving average technique
degree of break-point
Threshold Value
per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2016-06-21
6
11
11
26
776
Research Article
اثر جفتشدگی الکترومغناطیس بر دادههای قطبش القایی طیفی (SIP)
Electromagnetic coupling effect on the spectral induced polarization (SIP) data
کاظم ملک پور دهکردی
kazemmalekpour@yahoo.com
1
احمد قربانی
aghorbani@yazd.ac.ir
2
عبدالحمید انصاری
h.ansari@yazd.ac.ir
3
دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد
دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد
دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد
روش قطبش القایی طیفی(SIP)به عنوان یک روش ژئوفیزیکی، نقش مهمی در زمینهی اکتشافات زیرسطحی از جمله هیدروژئوفیزیک، مسائل زیستمحیطی، باستانشناسی و غیره دارد؛ با این وجود کاربرد این روش با محدودیتهای جدی به دلیل اثر جفتشدگی الکترومغناطیس روبرو شده است. این اثر به دلیل القای جریان الکتریکی متناوب از طریق کابل جریان متصل به زمین رسانای الکتریکی است. این اثر القایی باعث تغییر پتانسیل الکتریکی ثبتشده بین دو نقطه پتانسیل میگردد، بطوریکه عاملی بر پنهان ماندن پاسخ قطبش القایی زمین در پاسخ القای متقابل بوده و حتی میتواند طیف فاز را در فرکانسهای کمتر از 100 هرتز آلوده سازد. از اینرو ارائهی مدلی برای توصیف رفتار طیفی مقاومت ویژهی الکتریکی ساختارهای زیرسطحی در فرکانسهای پایین به دلیل عدم شناخت کافی از رفتار طیفی اثرات جفتشدگی الکترومغناطیس سخت خواهد بود. در این پژوهش پیشرفتهای اخیر در این ارتباط بررسی میشود. مطالعات اخیر نشان میدهد که پارامترهای رسانندگی زمین، فرکانس جریان تحریک و فاصلهی بین دو قطبیهای جریان و پتانسیل رابطهای مستقیم با اثر جفتشدگی الکترومغناطیس دارند. همچنین استفاده از چینش مناسب کابل جریان در آرایههای مختلف الکترودی میتواند در کاهش اثر جفتشدگی الکترومغناطیس مؤثر باشد.
Summary Spectral Induced Polarization (SIP) is widely used for environmental and hydrogeophysics, but one major limitation concerns the electromagnetic (EM) coupling effect. In this study, an overview of the mutual impedance of a polarizable multilayered homogeneous half-space is done (it consist both of electromagnetic coupling and the Spectral Induced Polarization effects). Then, the effect of electrode array parameters and the subsurface electrical resistivity on mutual impedance response is investigated. The results show the EM coupling effect can be seen at frequencies less than 10 Hz. It will increase with increasing frequency of excitation current and the conductivity. So by choosing the optimal arrangement for current cable, SIP can be surveyed using electrode arrays such as Schlumberger electrode array (with higher signal to noise ratio) and the EM coupling effect is also reduced as much as possible. Introduction Induced polarization (IP) is the main geophysical method in mineral deposits prospecting. Spectral induced polarization (SIP), an extension of the IP method, in the past few decades has been used extensively in mineral prospecting and increasingly in environmental investigations, hydro-geophysics, archaeo-geophysics, bio-geophysics. SIP measurements are very sensitive to the low frequency capacitive properties of rocks and soils. One of the major limitations of SIP method is the EM coupling effect. In SIP method, the amplitude and phase components of the earth’s resistivity are measured in a frequency range (typically 0.001 Hz to 10 kHz). At low frequencies, the inductive coupling effect may affect the spectrum ohmic responses and normal polarization effect of the subsurface material. In SIP, there are three types of the EM coupling effect: the first is the removal of the EM coupling effect from SIP field data. In the second type, the mutual impedance of the earth is calculated using Cole-Cole equation as IP dispersion of the earth. SIP data and mutual impedance are compared using an inversion algorithm in order to recover the earth IP parameters. In this method, since the SIP method employs alternative fields using grounded wires, it should be characterized as an EM method. The third uses a current cable arrangement in order to reduce the EM coupling effects from SIP data. Due to the increasing application of SIP method during the recent years, investigating and finding solutions to its limits is necessary. Because in this method, time-varying current signal is used, electromagnetic coupling occurs between the Earth, current cable and potential cable and electrical response affected by this phenomenon. So the calculation of earth's mutual impedance response and the separation of earth's electrical and electromagnetic responses are necessary. Methodology and Approaches In this study, an overview of the electromagnetic coupling effect on the Spectral Induced Polarization data and calculating this effect on the total response using linear dipole-dipole electrode array with dipole arbitrary length on a polarizable multilayered homogeneous half-space is done. Then, the effect of electrode array parameters and the subsurface electrical resistivity on mutual impedance response is investigated. We used CR1D mod code in order to calculate the mutual impedance of the earth (it consists both of SIP and electromagnetic response of the earth). At the end, the effect of current cable arrangement on electromagnetic coupling and mutual impedance response is investigated. Results and Conclusions The results show that the electromagnetic coupling effect can be seen at frequencies less than 10 Hertz. The induced impedance response will increase by increasing the survey's dipoles length as well as increasing the distance between the two consecutive dipoles. So we can conclude, when electrode array is pole-dipole, pole-dipole and linear Schlumbeger, the electromagnetic coupling effect will be much larger when electrode array is dipole-dipole; if the rectangular arrangement is chosen for current cable, the Schlumberger electrode array with low signal to noise ratio is used for SIP survey. On the other hand, the EM coupling effect will increase with increasing frequency of excitation current and the conductivity. So by choosing the optimal arrangement for current cable, SIP can be surveyed using electrode arrays such as Schlumberger electrode array and the EM coupling effect is also reduced as much as possibleDue to the increasing application of SIP method during the recent years, investigating and finding solutions to its limits is necessary. Because in this method, time-varying current signal is used, EM coupling occurs between the Earth, current cable and potential cable and electrical response affected by this phenomenon. So the calculation of earth's mutual impedance response and the separation of earth's electrical and EM responses is necessary. In this study, an overview of the EM coupling on the SIP data and calculating this effect on the total response using linear dipole-dipole electrode array with dipole arbitrary length on a polarizable multilayered homogeneous half-space is done. Then, the effect of electrode array parameters and the subsurface electrical resistivity on mutual impedance response is investigated. At the end, the effect of current cable arrangement on EM coupling and mutual impedance response is investigated.The results show that EM coupling effect can be seen at frequencies less than 10 Hz. The induced impedance response will increase by increasing the survey's dipoles length as well as increasing the distance between the two consecutive dipoles. So we can conclude, when electrode array is pole-dipole, pole-dipole and linear Schlumbeger, the EM coupling effect will be much larger when electrode array is dipole-dipole; if the rectangular arrangement is chosen for current cable, the Schlumberger electrode array with low signal to noise ratio is used for SIP survey. On the other hand, the EM coupling effect will increase with increasing frequency of excitation current and the conductivity. So by choosing the optimal arrangement for current cable, SIP can be surveyed using electrode arrays such as Schlumberger electrode array and the EM coupling effect is also reduced as much as possible.
https://anm.yazd.ac.ir/article_776_1d2183452a9eb2ac7b02ad6aacc43e30.pdf
قطبش القایی طیفی
اثر جفتشدگی الکترومغناطیس
امپدانس متقابل
چیدمان کابل جریان
Spectral Induced Polarization
Electromagnetic Coupling Effect
Mutual Impedance
Current Cable arrangement
per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2016-05-21
6
11
27
38
777
Research Article
مدلسازی عددی پایههای زغالی در لایههای زغالی شیبدار - مطالعه موردی معدن زغال سنگ همکار
Numerical Modeling of Coal Pillars in Steeply Inclined Coal Seams - Case Study: Hamkar Coal Mine
مهدی نجفی
mehdinajafi1362@gmail.com
1
میثم مطهری
m_f_motahhari71@yahoo.com
2
مهدی نوروزی
mehdi.noroozi@shahroodut.ac.ir
3
دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد
دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد
دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود
طراحی ابعاد پایه در معدنکاری زیرزمینی به دلیل مسایل ایمنی و اقتصادی از اهمیت زیادی برخوردار است. به دلیل محدودیتهای موجود در روشهای طراحی سنتی و تجربی، امروزه روشهای عددی به طور وسیعی برای طراحی پایه به کار میروند. با کاربرد این روشها امکان در نظر گرفتن بعضی از عوامل، نظیر ترتیب مراحل استخراج و اثر تنشهای محصور کننده که نمیتوان آنها را در روشهای تجربی منظور نمود، وجود دارد. طراحی پایه در لایههای شیبدار متفاوت از لایههای افقی است. پایهها در شیب بهطور قابل ملاحظهای تحت تاثیر تنشهای فشاری و برشی هستند. در این تحقیق با استفاده از نرمافزار عددی FLAC2D، با استفاده از مدلهای عددی مختلف (شیب متغیر لایه و عرض متفاوت پایه) به بررسی توزیع تنشهای وارد بر روی پایههای بین دو کارگاه استخراج پرداخته شده است. نتایج حاصل از تحلیل بر روی مدلهای عددی در شیبهای 30، 45 و 60 درجه با پایههای10 و 15 متری نشان میدهد که هر چه شیب لایه و عرض پایه افزایش یابد مقدار تنشهای قائم وارد بر پایه کاهش مییابد. علاوه بر این با افزایش شیب لایه تنشهای برشی در پایه افزایش مییابد. در نهایت با توجه به مدلسازی عددی انجام شده میتوان بیان نمود که در شیبهای زیاد باید از پایههای با عرض بزرگتری استفاده نمود.
Summary
The aim of this research is stability analysis of coal pillars in inclined coal seams (the variable pillar width and the variable seam dip) using the finite difference method software (FLAC2D). This aim is achieved by assessing the vertical and shear stresses distribution and their influence on the coal pillar.
Introduction
In some mining method such as longwall, room and pillar and stope and pillar, the design of mine is done in such a way that the pillars are left in the seam gradient. Therefore in this case the effect of seam dip must be considered on the stability of pillar. Pillars in dipping strata are under in compression and shear load and therefore require consideration of a failure criterion that accounts for compression and shear load. The stability analysis of coal pillar can be performed by empirical, analytical, statistical and numerical methods.
Since the existing empirical methods developed to pillar design have some limitations, the application of numerical methods was widely increasing to optimize pillar size in all mining methods. Applying numerical methods, it is possible to consider seam dip on the stability of coal pillar.
Methodology and Approaches
In this study, six numerical models were analyzed in FLAC2D software for 30, 45 and 60 degree steeply coal seams with 10 and 15 m pillar width. It should be noted that 90 m width are considered for stopes in all numerical models. Moreover, exploitation has been started at the first stope and then continued to the second stope. In each step of the analyses, the model is run to equilibrium before creating the second stope.
Results and Conclusions
The numerical modeling result on 30, 45 and 60 degree steeply coal seams with 10 and 15 m pillar width showed that the vertical stresses on the pillar decreased by increase of coal seam dip and coal pillar width. Moreover, the shear stresses increased by increases of coal seam dip. Finally, according to the numerical modeling result the pillar width of 15 m on a dip of 30 degree is stable.
https://anm.yazd.ac.ir/article_777_6f08b685c9b7f15fff12ba1e6b1c3c80.pdf
پایه زغالی
لایههای شیبدار
مدلسازی عددی
نرمافزار FLAC2D
Coal Pillar
Steeply Inclined Seam
Numerical modeling
FLAC2D Software
per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2016-05-21
6
11
39
51
775
Research Article
اولویتبندی مخاطرات استخراج مکانیزه زغالسنگ در روش جبههکار بلند، مطالعه موردی معدن زغالسنگ طبس
Prioritization of hazards in mechanized longwall coal mining: a case study of Tabas Coal Mine
غلامرضا سعیدی
gsaeedi@uk.ac.ir
1
محمد جوادی
yazdanjavadi85@yahoo.com
2
کوروش شهریار
k.shahriar@aut.ac.ir
3
دانشگاه شهید باهنر کرمان
دانشگاه شهید باهنر
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
استخراج زیرزمینی زغالسنگ همواره به عنوان یکی از پرمخاطرهترین فعالیتهای معدنی شناخته میشود. خطرات ناشی از وقوع حوادث احتمالی در این معادن میتواند باعث صدمات جبرانناپذیر جانی،خرابی و از بین رفتن تجهیزات و همچنین ایجاد وقفه در فرآیند تولید معدن شود. به همین دلیل تحلیل ریسک در معادن زغالسنگ از اهمیت بالایی برخوردار است. اولین مرحله از یک فرآیند آنالیز ریسک، شناسایی مخاطرات است. در این پژوهش ابتدا مهمترین مخاطرات استخراج مکانیزه زغالسنگ، با استفاده از ترکیب روشهای کتابخانهای و قضاوت متخصصان شناسایی شد. اولویتبندی مخاطرات شناسایی شده با استفاده از فازیسازی روش تصمیمگیری TOPSIS با کاربرد معیارهای اصلی احتمال وقوع، شدت پیآمد و واکنش و همچنین زیرمعیارهای آسیبپذیری و قابلیت شناسایی انجام گرفت. نتایج نشان میدهد شدت پیآمد با وزن 416/0 و واکنش با وزن 293/0 به ترتیب دارای بیشترین و کمترین میزان تأثیر در رتبهبندی مخاطرات استخراج مکانیزه زغالسنگ است. کاربرد مدل ارایه شده در معدن طبس نشان میدهد ریزش در سقف کارگاه استخراج و ریزش در راهروهای پهنههای استخراجی با شاخص شباهت 832/0 و 823/0 به عنوان مهمترین مخاطرات این معدن شناخته میشوند. همچنین نشست سطح زمین و هجوم آبهای زیرزمینی با شاخص شباهت 492/0 و 482/0 دارای کمترین شاخص شباهت در میان مخاطرات شناسایی شده است. به منظور بررسی حساسیت رتبهبندی گزینهها به تغییرات وزن شاخصها، یک تحلیل حساسیت نیز انجام شد. نتایج نشان دهندهی عدم حساسیت مدل ارایه شده نسبت به وزن معیارهای تصمیمگیری مورد استفاده است.
Underground coal mining has always known as one of the most hazardous mining activities. The risk of possible incidents in these mines may cause the irreparable damages such as death or personal injury, damage and loss of equipment or interrupting the production process of mines. For this reason, the risk analysis has a very important role in underground coal mines. Hazards identification is the first step of a risk analysis process. In this research by using a combination of library efficiency and expert judgment, the most important hazards in lonwall coal mining have been identified. The prioritization of identified hazards is done by using fuzzy TOPSIS. For this aim the likelihood, severity and reaction was considering as a main criteria and vulnerability and detection as the sub criteria. The results show that the severity and reaction by weight of 0.416 and 0.293 respectively has the highest and lowest impact on the hazard ranking. The proposed model was used in Tabas longwall coal mine. Results show that the roof fall at the panel face and gates by similarity index of 0.832 and 0.823 is the most important known hazards. Also, the subsidence and flooding by similarity index of 0.492 and 0.482 has the minimum level of similarity index. To determine the sensitivity of the achieved ranking, a sensitivity analysis was conducted. The results show that the proposed model has no sensitivity to the weight of decision criteria.
https://anm.yazd.ac.ir/article_775_c45f15d087475bf780c68ca4433825b8.pdf
استخراج زغالسنگ
مخاطره
Fuzzy TOPSIS
تحلیل حساسیت
معدن زغالسنگ طبس
Coal mining
Hazard
Fuzzy TOPSIS
sensitivity analysis
Tabas
per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2016-06-21
6
11
53
63
683
Research Article
ارایه یک مدل ترکیبی تصمیمگیری بهمنظور مکانیابی کارخانه فرآوری کرومیت در استان سیستان و بلوچستان
Site selection of Mineral processing plant for Chromite by Borda designs maker method in Sistan and Beloochestan province
خداکرم غریبی
khgharibi@yazd.ac.ir
1
آرش طهری
arashtohry@yahoo.com
2
دانشکده مهندسی معدن و متالورژی- دانشگاه یزد
دانشکده مهندسی معدن و متالورژی- دانشگاه یزد
یکی از اساسیترین پایههای اقتصاد هر کشور را منابع معدنی آن تشکیل میدهند که با توجه به فراوانی ذخایر کرومیت در استان سیستان و بلوچستان، ایجاد یک واحد فرآوری در این استان ضروری به نظر میرسد. این پژوهش، باهدف مکانیابی کارخانه فرآوری کرومیت در استان سیستان و بلوچستان انجام شد. روش تحقیق از حیث هدف، کاربردی و از حیث شیوه جمعآوری اطلاعات پیمایشی است. جهت دستیابی به هدف مذکور، با استفاده از تکنیکهای AHP گروهی و SAW و با کمک گرفتن از 15 نفر از خبرگان دانشگاهی و صنعتی آگاه به علم معدن و همچنین جمعآوری اطلاعات از ادارات دولتی مورد نیاز، معیارهای مؤثر در مکانیابی مورد بررسی قرار گرفتند. پس از تعیین گزینههای مناسب، برای انتخاب بهترین گزینه، 8 معیار مورد بررسی قرار گرفت. تکنیکهای AHP گروهی و SAW، زاهدان را بهعنوان گزینه برتر شناسایی کردند. همچنین از روش ترکیبی Borda برای قضاوت بهتر و تلفیق روشهای مذکور استفاده شد که در نهایت بهترین مکان برای احداث کارخانه فرآوری، شهرستان زاهدان معرفی شد.
Mine and deposit are the one of the major part of economic fundamentals in any country. Sistan and Bloochestan located in the south-east of Iran has the noticeable and mineable deposited. Chromite's reserve is the considerable potential for development in this province. By attention to the reserve of Chromite in Sistan and Beloochestan province Manufacturing and running a mineral processing plant for Chromite is necessary. This research is carried out for Site selection of Mineral processing plant for Chromite in Sistan and Beloochestan province. The research method in this article is practical by looking to aims and surveying based on the data collection methods. The research were carried out by using of Groups AHP and SAW methods and BORDA combined method. By helping of fifteen members of university and industrial expert in mining technology, also by data collection of government offices, For selected the best selection eight criteria were investigated after nomination the suitable selection. Zahedan was selected by Groups AHP and SAW methods. It is using of the multiplied Borda method for the better judgment and multiplied these methods. Finally Zahedan was recognized as the best place for manufacturing and running a mineral processing plant for Chromite.
https://anm.yazd.ac.ir/article_683_6b227a1b57ed9b63e89e3c584be1c4fe.pdf
مکانیابی
AHP گروهی
SAW
Borda
Site selection
Groups AHP
SAW
Borda
Sistan and Bloochestan Chromite's deposit
per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2016-06-21
6
11
65
75
783
Technical Note
استفاده از آزمایش سیلندر و پیستون برای پیشبینی تاثیر ایجاد بار در گردش محصول لبه بر روی عملکرد آسیاهای غلتکی فشار بالا
Prediction of the Edge Recycle Effect on the High Pressure Grinding Rolls Performance Using Piston and Die Test
رضا کازرانی نژاد
rkazerani@gmail.com
1
عباس سام
asam574@yahoo.com
2
بخش مهندسی معدن-دانشگاه شهید باهنر کرمان
بخش مهندسی معدن-دانشگاه شهید باهنر کرمان
مکانیزم غالب شکست درآسیاهای غلتکی فشار بالا (HPGR)، شکست فشارشی است. جهت تحقیقات پایه و کاربردی شکست فشارشی، آزمایشهای ساده، سریع الانجام و دانش بنیان مورد نیاز است. بنابراین برای اولین بار در ایران با طراحی جدید و ساخت سیلندر و پیستون و همچنین پانچی برای جداسازی محصول مرکزی و محصول لبه، آزمایشهای شکست فشارشی با فشار 1730 بار با استفاده از پرس هیدرولیکی قابل کنترل، بر روی خوراک خط چهارم این مجتمع انجام شد. محصول لبه با خوراک تازه با نسبت بار در گردش 8/0 با هم ترکیب شدند و در سیلندر با همان فشار، مجدداً مورد خردایش قرار گرفتند. در این حالت D50 محصول نهایی با استفاده از بار در گردش به میزان 25% کاهش یافت. بررسی ذرات کیک محصول آزمایش سیلندر و پیستون با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی (SEM) نشان داد که تعداد کمی از آنها دارای ترک سطحی هستند. بنابراین، ایجاد بار در گردش محصول لبه، احتمال شکست یا ایجاد ترک را برای ذرات افزایش خواهد داد. با توجه به این نتیجه، فلوشیت پیشنهادی برای ایجاد بار در گردش در مقیاس صنعتی ارایه شد. همچنین جهت محاسبه انرژی مصرفی ویژه از گراف نیرو-جابجایی که از دادههای آزمایش سیلندر و پیستون به دست آمد؛ استفاده شد. در واقع انرژی جذب شده در طی فشارش، تابعی از فشار اعمال شده بر پیستون است و از مساحت زیر نمودار نیرو-جابجایی، به دست میآید. این مساحت با استفاده از روش محاسبات عددی به نام فرمول ذوزنقه (trapezoid formula) محاسبه شد.
Summary The dominant mechanism in the High Pressure Grinding Rolls (HPGR) is compressive breakage. A laboratory scale experiment could be implemented to study the compressive mechanism. In the present research, for the first time in Iran, the piston and die device consists of controllable hydraulic press (P&D test) were utilized at Golgohar complex to study the compression breakage. This test was applied to investigate the edge recycle effect on the HPGR performance. Introduction The usage of HPGR in the iron mineral processing plants is extending in Iran. Edge product of the HPGR is coarser than the central product that is not favorable for downstream processes. It is imaginable that the HPGR performance could be controlled by separating and circulating the edge materials. Before any mechanical changes in the industrial HPGR machine at the 4th train of iron concentrate plant in Golgohar, it was necessary to investigate the edge recycle effect fundamentally. From operational point of view, the HPGR in pilot scale is required for feasibility study, investigating the variables and predicting the associated operational advantages of any changes. The pilot plant scale of HPGR is not available at Golgohar complex. Also, conducting the pilot scale experiment requires a significant amount of samples, which is costly and time-consuming. In both cases, fundamental and operational researches, the simple, available and knowledge-based laboratory tests are required. In addition, the laboratory tests play an important role in understanding and prediction of variable behaviors in industrial scales. Methodology and Approaches A laboratory method was developed to study the effect of the edge product recycling. After designing and constructing of the piston and die system, compressive breakage tests were conducted at the pressure of 1730 bars using samples taken from the feed of the 4th train of the concentrate plant. For separating the central product from the edge product of the experiments, a punch system was designed and constructed. To obtain the effect of edge product circulation, this material was mixed with the fresh feed at the ratio of 0.8. The sample was compressed at the same pressure. The D50 of the product was reduced by 25% with the edge product recycle. Particles from test product were studied using optic microscope and scanning electron microscope (SEM). Also a numerical method (trapezoid formula) was implemented to calculate the compressive breakage specific energy. Results and Conclusions Study of piston and die test cake product particles using optic microscope and scanning electron microscope (SEM) showed that just a few numbers of particles have surface micro cracks. Therefore, circulating the edge product will increase probability of particle breakage or crack creation. Finally a flowsheet was proposed which allows circulating the edge product of the industrial HPGR at the 4th train of the concentrate production of the Golgohar complex. Also the compressive breakage specific energy was obtained by a numerical method named trapezoid formula using force-displacement graph. This graph was attained from piston and die test data.
https://anm.yazd.ac.ir/article_783_814e493b2f4cbc5e8651f7ad30fc4297.pdf
آسیای غلتکی فشار بالا
HPGR
بار در گردش
آزمایش سیلندر و پیستون (سیلندر و پیستون)
ریزترک
High Pressure Grinding Rolls
HPGR
Circulating Load
D&P Test
Micro Cracks
per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2016-06-21
6
11
77
88
787
Research Article
تحلیل المان مرزی غیر مستقیم اندرکنش شکست هیدرولیکی و شکست طبیعی در مخازن هیدروکربنی درزه دار
Indirect boundary element analyses of hydraulic fracture interaction with the pre-existing natural fractures in a jointed hydrocarbon reservoir
ابوالفضل مرادی
moradi.abalfazl@gmail.com
1
بهزاد تخم چی
tokhmechi@aalumni.ut.ac.ir
2
وامق رسولی
vamegh.rasouli@und.edu
3
محمد فاتحی مرجی
mohammad.fatehi@gmail.com
4
دانشکده معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود
دانشکده معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود
دانشکده مهندسی نفت، دانشگاه داکوتای شمالی
دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد
شکست هیدرولیکی به عنوان یکی از مهمترین روشهای تحریک و ازدیاد برداشت مخازن نفت و گاز شناخته میشود. تعیین راستای گسترش شکست و هندسه شبکه شکست ایجاد شده توسط فرآیند شکست هیدرولیکی در افزایش نفوذپذیری مخزن نقش بسزایی دارد. محیط مخزن حاوی شکستگیهای طبیعی است و اندرکنش شکست هیدرولیکی با این شکستگیها در تعیین هندسه شبکه شکستگیهای ایجاد شده اهمیت زیادی دارد. توقف، عبور و بازشدگی، شرایط ممکن در برخورد شکست هیدرولیکی با شکستگیهای طبیعی است. در این پژوهش روش عددی ناپیوستگی جابهجایی با المانهای درجه بالا برای مدلسازی عددی استفاده شد. این روش توسط چند راه حل تحلیلی از مسائل متداول در مکانیک شکست سنگ اعتبارسنجی شد. دو معیار تحلیلی اندرکنش شکست هیدرولیکی و شکست طبیعی معرفی شد. سپس یک الگوریتم برای تعیین رفتار در اندرکنش شکست هیدرولیکی و طبیعی ارائه شد. مقایسه نتایج حاصل از حل تحلیلی و روش عددی (با بهرهگیری از الگوریتم پیشنهادی) با نتایج آزمایشگاهی موجود، درستی و دقت الگوریتم را به اثبات رساند. این الگوریتم در غالب روش عددی جهت مدلسازی شرایط مختلف اندرکنش شکستگیهای هیدرولیکی و طبیعی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج تحلیل اندرکنش شکست هیدرولیکی و شکست طبیعی در حالات مختلف نشان داد که در زوایای برخورد بزرگتر، احتمال عبور شکست هیدرولیکی از شکست طبیعی بیشتر است. همچنین با هر بار عبور شکست هیدرولیکی از شکستگیهای طبیعی، از انرژی آن کاسته میشود و احتمال عبور آن از شکستگیهای طبیعی بعدی کاهش مییابد.
Hydraulic fracturing is one of the most well-known methods in stimulation and enhanced recovery in oil and gas reservoirs. Determination of propagation path of hydraulic fractures (HFs) and created fracture network have a dominant role in increasing permeability of the reservoir. Reservoirs contain many natural fractures (NFs). Understanding the interaction behavior of the HF and NFs controls the fracture network created by the HF propagation. In this paper, a higher order displacement discontinuity method is uaed, the numerical model is verified by several analytical well-known problems in fracture mechanics. Three main behaviors may be named for the interaction of HF and NFs i.e. arrest, crossing, and opening. Two well-known interaction criteria are introduced. Then an algorithm is introduced to determine interaction of HF and NF. The algorithm and its implementation in a numerical model were tested against experimental results. Using higher order displacement discontinuity method the interaction of HF and NFs is investigated in various conditions. Results showed that the possibility of crossing for higher angle of intersection is higher. Also the HF energy reduces after each NF crossing. It means that HF has lower chance for crossing NFs after previous crosses.
https://anm.yazd.ac.ir/article_787_0708e4cac2dd489f750b01f6b88f6dea.pdf
شکست هیدرولیکی
شکست طبیعی
اندرکنش شکست هیدرولیکی و طبیعی
روش ناپیوستگی جابهجایی
المانهای مرتبه بالا
Hydraulic fracture
Natural fracture
Interaction of hydraulic fracture and natural fractures
Higher order displacement discontinuity method
per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2016-06-21
6
11
89
99
788
Research Article
تعیین عیار حد بهینه معادن روباز با هدف بیشینه کردن ارزش خالص فعلی با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری
Determination of optimum cutoff grades to maximize net present value by using Imperialism Competitive Algorithm (ICA)
رامین رفیعی
raminlamezi@gmail.com
1
محمد عطایی
ataei@shahroodut.ac.ir
2
ازیتا آذرفر
azita.azarfar@gmail.com
3
دانشکده مـهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانـشگاه صنعتی شاهرود
دانشکده مـهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانـشگاه صنعتی شاهرود
دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود
هدف اساسی برنامهریزی تولید بلند مدت، اتخاذ تدابیری جهت اجرای عیارهای حد استخراجی و برنامهریزی تولید کوتاه مدت است. یکی از مهمترین پارامترها در طراحی معادن روباز، تعیین عیار حد بهینه است. عیار حد بهینه منجر به بیشینه نمودن سود و یا بیشینه نمودن ارزش خالص فعلی میشود. بیشنه نمودن ارزش خالص فعلی که در چند دهه اخیر مورد توجه قرار گرفته است، یک مساله برنامهریزی غیرخطی است. لین برای تعیین عیار حد بهینه با احتساب عواملی همچون ظرفیتهای هر یک از قسمتهای مختلف معدن (ظرفیتهای استخراج از معدن، کارخانه تغلیظ، کارخانه تصفیه و بازار)، ارزش زمانی پول و توزیع عیار کانسار، الگوریتم خود را ارایه داده است. روند محاسبه عیار حد با استفاده از الگوریتم لین بسیار طولانی است. در این مقاله به منظور تعیین عیار حد بهینه از روش الگوریتم بهینهسازی رقابت استعماری، که در رده الگوریتمهای هوشمند قرار میگیرد، استفاده شده است. نتایج نشان میدهد که تعیین عیار حد با استفاده از این روش از دقت وسرعت بالایی برخوردار است.
Summary
Mining production planning is a very vital subject of mine design process. One of the most important issues in mine production planning is the cutoff grade which is simply a grade used to distinguish between ore and waste. Waste materials may either be left in place or sent to waste dump. Ore is sent to the mill for further processing. Lower cutoff grade causes higher amounts of ore to be processed and subsequently lower amounts of waste materials to be dumped resulted in fluctuations in the cash flow of a mining project. The main goal of the long-term production planning is to determine strategies to implement the cutoff grade and short-term production planning. One of the most important aspects of mine design is to determine the optimum cutoff grade. The optimum cutoff grade leads to maximize the profit or the Net Present Value (NPV). Maximizing of NPV is a non-liner programing problem that has been considered in the recent decades. The main factors involved in the Lane algorithm are the capacities of each part of the mine (e.g. extraction capacity of mine, refinery plant, and market), time value of currency and distribution grad of deposit. Since Lane algorithm calculation steps are very time consuming, In this study a novel technique namely Imperialism Competitive Algorithm (ICA) is used to determine the optimum cut-off grade. The results show that optimum cut-off grade obtained by ICA is more accurate and faster than other simulation algorithms. In this paper a novel optimization algorithm based on imperialist competitive algorithm (ICA) is used to determine the optimum cut-off grade in the open-pit mines.
Introduction
One of the important aspects of open-pit mine design is determination of cutoff grade, by definition cutoff grade is the grade at which the mineral reserve ca no longer be mined and processed at profit. A cutoff grade is used to assign the destination of material exploited from the mine. This destinations are: (1) to mill, (2) to the waste dump and (3) to the stockpiles. In this paper, determining the optimal cutoff grade of ore to maximize the NPV due to mining limitations, concentration and refining is described by using ICA algorithm.
Methodology and Approaches
The ICA algorithm starts with an initial population. Each population in ICA is called country. Countries are divided in two groups: imperialists and colonies. In this algorithm the more powerful imperialist, have the more colonies. When the competition starts, imperialists attempt to achieve more colonies and the colonies start to move toward their imperialists. So during the competition the powerful imperialists will be improved and the weak ones will be collapsed. At the end just one imperialist will remain. In this stage the position of imperialist and its colonies will be the same. In this paper the cutoff grade of hypothetical deposit is calculated using ICA algorithm. This algorithm has 40 country, 6 imperialist and 34 colony. Finally the results is validated by dichotomous method.
Results and Conclusions
One of the important parameters of open-pit mine design is determination of cutoff grade. In this paper imperialist competitive algorithm is used to optimize the cutoff grade. Since the roulette wheel mechanism is not used In the ICA algorithm and only a probability density function (PDF) is needed to reach the answer, the ICA algorithm converges faster and better to the optimum point compare with other algorithms.
https://anm.yazd.ac.ir/article_788_13c7a29c4229073274ad123b13a8d911.pdf
عیار حد
عیار حد بهینه
بهینهسازی
ارزش خالص فعلی
الگوریتم رقابت استعماری
Cut-off grade
optimum cut-off grade
Optimization
NPV
Imperialism Competitive Algorithm
per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2016-06-21
6
11
101
111
789
Research Article
تأثیر بارگذاری دینامیکی بر نفوذپذیری توده سنگ درزهدار به روش شبکهی درزهی منفصل– روش المان مجزا
Dynamic loading effect on the permeability of fractured rock mass using DFN-DEM approach
میثم لک
meysam_lak@yahoo.com
1
علیرضا باغبانان
bagh110@cc.iut.ac.ir
2
حمید هاشم الحسینی
hamidh@cc.iut.ac.ir
3
دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان
بارگذاری دینامیکی پدیدهای است که ممکن است در طبیعت به توده سنگ اعمال شده و حتی باعث تغییر در برخی ویژگیهای ژئومکانیکی آن شود. نفوذپذیری یکی از خواص مهم و حیاتی توده سنگ در پروژههای معدنی و عمرانی است که ممکن است تحت تأثیر بارگذاریهای دینامیکی مذکور، دچار تغییر شود. از طرفی طبیعت توده سنگ شامل شبکهی شکستگیهای مجزا است که میتوان آن را با رویکرد تلفیقی شبکهی درزهی منفصل و روش المان مجزا (DFN-DEM) و نرمافزار UDEC مدل کرد. ازاینرو در این مطالعه، مدلسازی هیدرومکانیکی عددی تحت شرایط استاتیکی و دینامیکی بهمنظور مشخص کردن تأثیر بارگذاری دینامیکی بر نفوذپذیری انجام گرفته است. پس از بارگذاریهای مذکور، جریان سیال در مدلها شبیهسازی شده و مؤلفههای نفوذپذیری محاسبه و با یکدیگر مقایسه شدهاند. نتایج نشان میدهد که بر خلاف نظرات منعکسشده در مطالعات قبلی، بارگذاری دینامیکی قابلیت انتقال درزهها را تغییر داده و بهتبع آن نفوذپذیری توده سنگ درزهدار را تحت تأثیر قرار میدهد. با وجود سختی نسبتاً بالای درزهها در این مطالعه، نفوذپذیری محاسبهشده در شرایط بارگذاری دینامیکی به میزان 26% بیشتر از بارگذاری استاتیکی است. علت عمدهی این مسئله جابهجایی پیدرپی بلوکها طی بارگذاری دینامیکی و تا حدود اندکی تغییر در نحوهی قرارگیری آنها نسبت به حالت قبل از عبور موج است.
SummaryThis study has been performed with the aim of investigation of dynamic loading effect on permeability of rock mass. The method is 2D numerical modeling that because of discontinuous nature of rock mass and also existence of fracture networks in it, the modeling has been carried out by Discrete Fracture Network-Discrete Element Method (DFN-DEM) conflation approach. Results show that dynamic loading changed the transmissivity of fractures and consequently increased the permeability of fractured rock mass.IntroductionDynamic loading is a phenomenon that may be applied to rock mass in nature and even leads to changes in some of its geo-mechanical properties such as permeability. The variation in the amount of fluid flow from which the predicted value in a sensitive project such as underground power stations, hydrocarbon fluid flow in its reservoirs and repositories of buried of nuclear waste can cause damages and demolitions. Hence, investigation of dynamic loading effects on the permeability of rock mass is important. In previous studies, some research has been accomplished in the field of rock mass hydromechanics and interaction between static stress and fluid flow in rock mass. However, the lack of evaluation of stress form (static or dynamic) on permeability of rock mass has been felt.Methodology and ApproachesIn this study hydro-mechanical numerical modeling has been carried out under static and dynamic stress conditions. All of geometrical and mechanical properties of the models have been for Sellafield site in Cambria, England. As previously mentioned, modeling has been performed by DFN-DEM conflation approach using UDEC. In order to realize results of the method, data from a real earthquake have been utilized as a dynamic boundary conditions. Modeling in this study has been conducted in two groups. Group 1 contains models which have been placed under fluid flow without dynamic loading (in static conditions). In the group 2, the same models have been put under dynamic loading and then under fluid flow conditions.Results and ConclusionsThe results show that in contrary with the previous consideration, at least dynamic loading changes the transmissivity of fractures and therefore violates the permeability of fractured rock masses. Despite the fact that in our case study, fracture stiffness is relatively high, calculated permeability of rock mass is greater by 26% at dynamic loading compared with the static loading condition. The major reason is that dynamic loading has caused successive moving the blocks and possible changes in their positions relative to the previous state.
https://anm.yazd.ac.ir/article_789_9240c4c423a0ac5b1be80de0ba15fcd2.pdf
زلزله
تحلیل دینامیکی
شبکهی درزهی مجزا
نفوذپذیری
UDEC
Earthquake
dynamic analysis
Discrete fracture network
permeability
UDEC