تعیین ابعاد بلوکی بهینه با استفاده از روش‌های زمین‌آماری و شبیه‌سازی در معادن سنگ آهن سورک و فسفات اسفوردی

نوع مقاله : یادداشت فنی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد

2 دانشیار، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد

10.29252/anm.2020.10677.1365

چکیده

در این مطالعه به روش انتخاب ابعاد بهینه برای مدل­سازی بلوکی و نقش ابعاد بلوک در تخمین ذخیره پرداخته شده­است. به این منظور از داده­های معادن سنگ آهن سورک و فسفات اسفوردی استفاده شده­است. در این راستا سعی شد مطالعات موردی با تیپ کانی­سازی­های مختلف در نظر گرفته شود تا تاثیر تغییرپذیری بر روی ابعاد بهینه نیز مورد بررسی قرار گیرد. پایگاه داده با اطلاعات گمانه­ها ساخته و کامپوزیت­هایی با طول­های 2 متری تهیه گردید. با استفاده از تبدیل به روش امتیاز نرمال توزیع داده­ها نرمال شد. از واریوگرافی به منظور شناخت پیوستگی ماده معدنی استفاده و بهترین واریوگرام و بیضوی ناهمسانگردی بدست آمد. مجموعاً 256 مدل بلوکی برای معدن سورک و اسفوردی ایجاد و به ازای طیف وسیعی از ابعاد بلوکی، بازده کریجینگ محاسبه گردید. به علت بزرگ بودن ابعاد پیشنهادی و عدم تطابق آنها با نسبت­های انیزوتروپی، این روش کنار گذاشته شد. برای ابعاد بلوکی مختلف روش شبیه­سازی شرطی گوسی استفاده شد. در هر شبیه­سازی 20 تحقق ایجاد و واریانس بین تحقق­ها محاسبه گردید. واریانس کمتر به منزله شباهت بیشتر تحقق­هاست که ملاک انتخاب ابعاد بهینه قرار گرفت. با این روش ابعاد 7.5×7.5×7.5 متر برای معدن سورک 10×7.5×10 متر برای معدن اسفوردی محاسبه شد. ابعاد بلوکی بدست آمده تطابق مناسبی با نسبت­های انیزوتروپی داشته لذا بر این اساس ابعاد بهینه حاصل برای محاسبه ذخیره انتخاب گردید. ذخیره محاسبه شده با ابعاد بدست آمده از روش شبیه­سازی برای معدن سورک با عیارحد آهن 20 % حدود 9.84 میلیون تن و معدن اسفوردی با عیارحد فسفر 5% حدود 11.93 میلیون تن برآورد گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Determination of Optimal Block Dimensions Using Geostatistical and Simulation Methods in Surk Iron Ore and Esfordi Phosphate Mines

نویسندگان [English]

  • Reihane Beheshti Bafqi 1
  • Farhad Mohammad Torab 2
1 MSc student, Department of Mining and Metallurgical Engineering, Yazd University
2 Associate Professor, Department of Mining and Metallurgical Engineering, Yazd University
چکیده [English]

Summary
In this study, the method of selecting the optimal dimensions for block modeling in reserve estimation is discussed. Data gathered from Surk iron ore and Esfordi phosphate mines were used. A total of 256 block models were created for the mines, and kriging efficiencies were calculated for a wide range of block dimensions. In Gaussian conditional simulation method, 20 realizations were created and the variance between the realizations was calculated. With this method, the dimensions of 7.5×7.5×7.5 m3 were calculated for Surk mine and 10×7.5×10 m3 for Esfordi mine. The reserves with optimal block dimension were estimated for Surk mine about 9.84 million tons and for Esfordi mine about 11.93 million tons.
 
Introduction
An important part of mineral deposit modeling is block modeling. In this paper, various geostatistical methods such as estimation variance, kriging efficiency and Gaussian conditional simulation have been used to select the optimal block dimensions for Surk iron ore and Esfordi phosphate mines.
 
Methodology and Approaches
Statistical analysis of Surk and Esfordi iron ore data shows that the data follow an abnormal distribution. Normal Score Transform (NST) is applied for transferring data to Gaussian distribution. Variography of iron and phosphorus composite data was performed in different directions. At first, the optimal block size was determined using kriging efficiency values. In this method, the criterion for selecting the optimal dimensions was to maximize the kriging efficiency. Because the optimal dimensions obtained by kriging efficiency method are not compatible with the operating conditions and anisotropy of the deposit, in the next step, geostatistical simulation method was used. In the simulation process, 20 realizations were considered. The criterion for selecting the optimal block dimensions was to minimize the variance between the realizations in each block.
 
Results and Conclusions
In the Gaussian conditional simulation method, with the idea that the smaller the variance between the realizations, the greater the similarity of the realizations,  the optimal dimensions were calculated for the Surk mine as 7.5×7.5×7.5 m3 and for the Esfordi mine as 10×10×7.5 m3. The dimensions obtained from Gaussian conditional simulation method are in good agreement with the anisotropic ratios of each mine.
According to the optimal dimensions obtained from the Gaussian simulation method, the reserve estimation was made. Based on 20% iron cut off grade, the tonnage of Surk mine is 9.84 million tons with an average grade of 46.07%, and based on the cut off grade of 5% phosphorus, the tonnage of Esfordi mine is 11.93 million tons with an average grade of 13.85%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Block Model
  • Optimal Block Size
  • Estimation Variance
  • Kriging Efficiency
  • Guassian Conditional Simulation

 1- مقدمه

بخش مهمی از مدل­سازی کانسارهای معدنی مربوط به مدل­سازی بلوکی است که در خلال آن کالبد ذخیره معدنی به بلوک­های متحدالشکلی تقسیم می­شود. ابعاد بلوک­ها و شکل آن­ها، تاثیر انکارناپذیری در نتیجه محاسبات و طراحی‌های مهندسی داشته و تضمین­کننده دقت و صحت یک مدل­سازی مطلوب خواهد بود.

[1]                 Journel, A.G. and Huijbregts, Ch.J. (1978). Mining geostatistics, Academic Press. 600 Pages.
[2]                 David, M. (1979). Grade and tonnage problems. Computers method for the 80s in the mineral industry. In, A. Weiss (ed). New York. pp170–189.
[3]                 Armstrong, M. and Champigny, N. (1989). A study on kriging small blocks. Can Min Metall Bull. 82. pp128–133.
[4]                 Hulse, D.E. (1992). The consequence of block size decisions by ore body modeling. The 23rd International Symposium on the Application and Operation Research in the Mineral Industry (APCOM23). pp225–232.
[5]                 Farrelly, C.T. and Dimitrakopoulos, R., (2002). Recoverable reserves and support effects when optimizing open pit mine design. Int J Surf Mining Rec Env. 16(3). pp217–229.
[6]                 Hekmat, A.; Osanloo. M. and Moarefvand. P. (2013). Block size selection with the objective of minimizing the discrepancy in real and estimated block grade. Arab J Geosci. (6). pp141–155.
[7]                 Hayati, M.; Rajabzadeh, R. and Darabi, M., (2015). Determination of Optimal Block Size in Angouran Mine Using VIKOR Method. J Mater Environ Sci. 6(11). pp3236-3244.
[8]                 Yazd Steel Co. (1392). The Final Exploration During Mining Operation Report in Surk (Sadat 2), Nodushan-Yazd Province. (In Persian)
[9]                 HamidKhah, A. (1389). Investigation of the change of input load to Esfordi phosphate mine processing plant by geostatistical method. Bachelor Project. Yazd University. (In Persian)
[10]              Madani, H. (1373). Basic of Geostatistics. Amirkabir University of Technology Publications. (In Persian)
[11]              HasaniPak, A. A.; SharafAldin, M. (1384). Exploratory data analysis. University of Tehran Press. (In Persian)
[12]              Rossi, E.M. and Deutsch, C.V. (2014). Mineral resource estimation. Springer Press. 332 Pages.
[13]              Bristol, R. (2006). Geostatistics in Surpac Vision.
[14]          Glacken, I. M. and Snowden, D. V. (2001). Mineral Resource Estimation. Australasian Institute of Mining and Metallurgy. Melbourne. pp189-198.