https://anm.yazd.ac.ir/ روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن fa daily 1 Mon, 22 Jun 2026 00:00:00 +0430 Mon, 22 Jun 2026 00:00:00 +0430 https://anm.yazd.ac.ir/article_3924.html Fatigue in rocks is a time-dependent failure mechanism caused by repeated cyclic loading, which leads to progressive microcracking, reduction in strength, and eventual sudden failure at stress levels lower than those under static loading. This problem is of critical importance in engineering applications such as mining, tunneling, dam foundations, and underground energy storage, where rock masses are frequently subjected to seismic vibrations, blasting shocks, or machine-induced dynamic loads. Despite its significance, predicting rock fatigue remains challenging due to the heterogeneous nature of rock, experimental limitations, and the lack of universally validated models. In this research, the fatigue behavior of granite rock was investigated through a combined experimental–numerical approach. Laboratory cyclic uniaxial compression tests were performed to evaluate fatigue life, followed by numerical simulations using the Finite Difference Method (FDM) with FLAC3D code and the Finite Element Method (FEM) with ABAQUS software. The models were developed under assumptions of homogeneity, isotropy, and intact rock behavior. Sensitivity analyses were conducted to study the effects of loading cycles, confining pressure, and sample scale. The novelty of this study lies in the comparative evaluation of FDM and FEM approaches for predicting rock fatigue, the integration of laboratory data with numerical modeling for validation, and the systematic analysis of multiple influencing factors (loading cycles, lateral stress, and scale). Results showed that cyclic loading significantly reduces rock strength and elastic modulus compared to static conditions. For example, fatigue life decreased with higher cycle numbers, while confining pressure increased strength and delayed failure. Larger specimens also exhibited longer fatigue life due to stress redistribution. This research contributes to a deeper understanding of fatigue in brittle rocks and provides practical insights for the safe design of rock engineering structures under dynamic conditions. Future improvements could focus on incorporating discontinuities, anisotropy, and particle-scale modeling to better capture the complex mechanisms of fatigue in natural rock masses. https://anm.yazd.ac.ir/article_4076.html Naisar is a small village located 23 km from the city of Kashan in Isfahan Province, Iran, and is famous due to the presence of a historical building known as Kooshk and a waterfall that attracts many national and international tourists. The rock present alongside the Naisar waterfall and below the historical building is highly karstified and unstable. The rock is a carbonate rock, mainly travertine, having intermixed impurities such as clay, sand, and gypsum, etc. It has undergone extensive weathering and erosion. It is assumed that the weathering and erosion of this host rock occur due to a dissolution process that takes place because of several factors, like changes in climate conditions and the continued exposure of the rock to underground water and waterfall water, making it more unstable day by day. The presence of highly karstic features, such as vugs, cracks, and caves, makes this area highly dangerous for both tourists and the residents of Naisar Village. In this study, a geophysical electrical resistivity survey was conducted to detect and characterize subsurface karst features in a highly karstified travertine formation located in an urban environment. The investigation aimed to identify the depth, geometry, and spatial distribution of karstic voids and weakened zones that pose potential risks to ground stability and urban infrastructure. Based on the interpretation of the resistivity data, the main karst features were delineated, and their geometrical characteristics were evaluated. Subsequently, macro‑ and micro‑zoning maps were developed to classify the study area according to the degree of karstification and relative stability. The results provide a practical framework for ground stability assessment and support decision‑making for urban planning, risk mitigation, and the design of appropriate stabilization and engineering measures in karst‑prone areas. https://anm.yazd.ac.ir/article_3918.html This research focused on optimizing the removal process of the harmful element lead (Pb) in various stages of copper production (flash smelting, copper converting, and thermal refining. The present study used a factorial design of experiments to investigate the effects of various parameters, including reheating and the use of various slag-forming agents, including CaO, MgO, SiO2, Na2CO3, and Na2SO4, on the removal rate of this harmful element. Initially, thermodynamic calculations showed that increasing the temperature does not significantly accelerate Pb removal, and the use of slag-forming agents for this purpose is essential. In the flash furnace, the results showed that adding Na2SO4 has the greatest effect on reducing the amount of Pb in the matte, followed by MgO. Microstructural studies of blister copper and converter furnace slag indicated that although a portion of Pb can be removed through the slag, the remaining amounts of this element in blister copper are still significant. Therefore, relying on reheating or slag-forming agents alone is not sufficient at this stage. In the matte blowing stage, the presence of slag-forming agents SiO2 and Na2SO4 helped reduce Pb by forming stable compounds in the slag, and therefore, the use of this combination was introduced as an effective method for separating Pb due to the creation of favorable chemical reactions and the formation of sodium Pb silicate. In the anode furnace, SiO2 had the greatest effect on Pb removal, and the simultaneous presence of CaO-MgO-Na2CO3 and MgO-Na2SO4-SiO2 also produced very good results. Experimental studies and statistical analyses showed that the anode furnace is the best stage for removing the element Pb before electrolytic refining due to the process conditions. The optimal levels of slag-forming agents were also determined in this stage. The results showed that in the presence of slag-forming agents CaO-MgO-Na2CO3 and MgO-Na2SO4-SiO2, very good results in terms of lead reduction (more than 79%) were achieved. Overall, this research provided valuable information on how to remove the element Pb from copper in various stages of production and can be used to optimize copper production processes and improve the quality of the final product. https://anm.yazd.ac.ir/article_4002.html In this study, the wall slope stability of the Sefidabeh antimony open-pit mine has been investigated. According to the geometry of the mining pit, three areas of the northern, middle, and southern pits have been considered, and each of them has been divided into the walls of the eastern, western, northern, and southern walls (A total of 8 walls have been examined). The geometric and mechanical characteristics of more than 500 rock joints have been surveyed in the entire mining pit area. Then, using the surveyed characteristics of the rock mass, the SMR rating of each wall was calculated, and the required stabilization measures were proposed based on it. Based on the results of the SMR rating, the walls of the middle pits and the eastern walls of the northern and southern pits need local improvement. Then, the rock mass of the walls was modeled and analyzed using FLAC 2D software. Based on the modeling results, the safety factor of all walls was found to be between 2.78 and 4.88, which, considering a minimum safety factor of 1.3 for the stability of the walls, indicates that all the mine walls are currently stable. Finally, assuming a GSI = 50, the lowest geological strength index surveyed from the walls, a sensitivity analysis of the slopes was performed with respect to changes in the overall slope angle, the height of the walls (mine depth), and changes in the compressive strength of the rocks. The results are presented in the form of graphs. https://anm.yazd.ac.ir/article_4000.html Mining supply chain management (MSCM) is an interdisciplinary and increasingly complex research field that integrates sustainability, risk management, logistics, and technological innovation. Despite the growing number of publications in this domain, there has been a notable absence of a comprehensive bibliometric review to systematically analyze and synthesize the existing body of knowledge. This study aims to address this gap by conducting a detailed analysis of 152 research articles published between 2003 and 2025, retrieved from the Web of Science database. Therefore, the main research question was to explore the thematic and conceptual areas of the mineral supply chain and provide quantitative, analyzable information to understand the necessity and importance of studying this area. Utilizing advanced bibliometric tools such as VOSviewer, the literature was categorized into nine thematic areas, including environmental protection, logistics, inventory control, economic issues, and technological advancements. The analysis not only identifies leading authors and high-impact journals but also examines publication trends and keyword clusters, providing valuable insights into the intellectual structure and evolution of MSCM over the past two decades. Key findings from the study reveal a significant shift in research focus toward sustainability, resilience, and digitalization in recent years, reflecting the growing importance of these themes in addressing contemporary challenges in the mining industry. Additionally, the study highlights critical research gaps, particularly in the development of robust risk management models and comprehensive sustainability frameworks, which are essential for enhancing the effectiveness and efficiency of mining supply chains. The findings underscore the need for future interdisciplinary research that bridges these gaps and explores innovative solutions to the complex challenges faced by the mining sector. By providing a comprehensive bibliometric review of the current state of MSCM research, this study provides a foundation for advancing knowledge and a roadmap for future academic and practical efforts in this area. https://anm.yazd.ac.ir/article_4134.html در این مطالعه، رفتار برشی فصل‌مشترک بتن- سنگ نرم با استفاده از نرم‌افزار PFC2D (کد جریان ذره) شبیه‌سازی و نتایج با آزمون‌های فیزیکی مقایسه شد. فصل‌مشترک بتن- سنگ هندسه‌های مختلفی دارد، بتن نیز در حفره‌های گچ نفوذ داده شد. نمونه‌هایی با ابعاد 15 سانتی‌متر × 15 سانتی‌متر × 5 سانتی‌متر حاوی لایه‌های گچ و بتن ساخته شد. بتن در قسمت میانی نمونه قرارگرفته و دو طرف آن توسط گچ احاطه‌شده است تا بتن بتواند به داخل گچ نفوذ کند. نه هندسه مختلف برای فصل‌مشترک بتن- سنگ انتخاب شد، یعنی فصل‌مشترک زیگزاگ متقارن، فصل‌مشترک زیگزاگ غیرمتقارن و فصل‌مشترک مسطح. همچنین ارتفاع دندانه‌های بتنی، پایه دندانه‌های بتنی و زوایای دندانه‌ها متفاوت بودند. در فصل‌مشترک ثابت، بتن از یک، دو و سه کانال از هر طرف به گچ نفوذ می‌کند. 27 مدل مختلف تهیه شد. نمونه‌ها با استفاده از قالب‌های ویژه، در دستگاه UCS  (مقاومت فشاری تک‌محوری) جایگذاری شده و تحت بارگذاری برش پانچ آزمایش شدند. هم‌زمان با انجام آزمایش‌ها، شبیه‌سازی عددی نیز انجام شد. به این صورت که مدل در نرم‌افزار PFC کالیبره شده و سپس مدل‌سازی عددی رفتار برشی فصل‌مشترک بتن و سنگ انجام می‌شود. نتایج نشان داد که الگوی شکست فصل‌مشترک سنگ-بتن تحت تأثیر هندسه دندانه‌های بتنی قرارگرفته است. در نمونه‌های بدون دندانه بتنی، شکست کششی در فصل‌مشترک رخ می‌دهد؛ اما با افزایش زاویه زبری، علاوه بر شکست کششی، ترک‌های کششی در نوک زبری در نمونه ایجاد می‌شود. با افزایش زاویه از 0 تا 30، تعداد ترک‌های کششی در نمونه افزایش می‌یابد. با افزایش کانال‌های تزریق بتن در سنگ، الگوی شکست نهایی تغییر نمی‌کند اما تنش شروع ترک، سختی برشی و تنش شکست افزایش می‌یابد. تطابق خوبی بین نتایج تجربی و عددی وجود دارد. https://anm.yazd.ac.ir/article_4001.html روش‌های حفر مکانیزه جایگزین مناسبی برای روش‌های حفر سنتی محسوب می‌شوند. از سویی دیگر به‌کارگیری موفق این فناوری‌ها در پروژه‌های معدنی و عمرانی مستلزم شناخت برش‌پذیری سنگ و تطابق شرایط زمین با طرح ماشین است. در حفاری مکانیکی، منظور از برش‌پذیری سنگ، راحت یا مشکل بودن شکست (برش) سنگ به‌وسیله ابزار برش است که توسط انرژی ویژه برش و نیروهای برشی بیان می‌شود و تابع ویژگی‌های ژئومکانیکی و بافت سنگ است. در این تحقیق با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی به‌دست‌آمده از ویژگی‌های فیزیکی، مکانیکی، بافتی و نیروی برشی نمونه‌های سنگ بکر از سازندهای متنوع (قرمز بالایی، لالون، گورپی و هزاردره) در نقاط مختلف کشور (تهران، قم و خوزستان)، سعی شده است تا ارزیابی دقیقی از برش‌پذیری سنگ‌ها با کمک این پارامترها بر اساس روش‌های آماری انجام شود. علاوه بر ویژگی‌های مکانیکی رایج، ویژگی‌های بافتی نمونه‌ها با تهیه و مطالعه مقطع نازک نمونه سنگ‌ها و کمی‌سازی پارامترهای آن تعیین شد. انرژی ویژه مهم‌ترین شاخص برش‌پذیری سنگ‌ها شناخته می‌شود که برای تعیین آن از آزمایش برش خطی کوچک‌مقیاس استفاده شد. در این تحقیق با کمک تحلیل رگرسیون خطی و چندمتغیره چگونگی همبستگی شاخص برش‌پذیری با سایر پارامترهای ژئومکانیکی و بافتی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تحلیل‌ها نشان‌دهنده طیف متنوعی از روابط بین پارامترهای ژئومکانیکی و بافتی با برش‌پذیری در ماسه‌سنگ‌ها و سنگ‌های آرژیلیتی موردمطالعه است. این روابط شامل همبستگی مستقیم، همبستگی غیرمستقیم و در برخی موارد، عدم ارتباط آماری معنادار میان این پارامترها است. بر همین اساس به‌منظور ارزیابی سریع‌تر و دقیق‌تر، شاخص برش‌پذیری سنگ بکر اصلاح‌شده با استفاده از پارامترهای بافتی و ژئومکانیکی مؤثر ارائه شد. https://anm.yazd.ac.ir/article_4051.html حوضه رسوبی زاگرس از مهم‌ترین نواحی نفت‌خیز جهان است و چندین سیستم نفتی فعال در آن موجب پدیدآمدن میدان‌های نفت و گاز متعددی شده‌اند. یکی از این سیستم‌ها مربوط به سنگ مادر غنی از مواد آلی «گرو» با سن کرتاسه است که علاوه بر پهنه ایران، در نواحی هم‌جوار ازجمله کویت و عراق نیز گستردگی قابل‌توجهی دارد. هدف این مطالعه، بررسی و مقایسه منطقه‌ای ویژگی‌های بیومارکری و ایزوتوپی سنگ مادر گرو در جنوب‌غرب ایران و بخش‌های شمال‌شرقی و جنوب‌شرقی عراق است. داده‌های مورداستفاده شامل شاخص‌های بیومارکری و نسبت‌های ایزوتوپی از 33 میدان و رخنمون متعلق به حوضه‌های لرستان، فروافتادگی دزفول، دشت آبادان و نواحی جنوب و شمال عراق است. تحلیل‌های ژئوشیمیایی نشان می‌دهد که الگوهای بیومارکری و مقادیر ایزوتوپی با رسوب‌گذاری در محیط‌های دریایی کربناتی با شوری نرمال سازگار است. ترکیب و ویژگی‌های آلی نمونه‌ها حاکی از غالب‌بودن کروژن نوع II است که توان هیدروکربن‌زایی مطلوبی را نشان می‌دهد. ارزیابی پارامترهای بلوغ حرارتی نشان داد که سنگ مادر گرو در بخش شرقی حوضه لرستان در وضعیت نابالغ قرار دارد، درحالی‌که در سایر نواحی موردمطالعه عمدتاً در اوج یا اواخر پنجره نفتی بوده و طی زمان مقدار قابل‌توجهی هیدروکربن تولید کرده است. نتایج این تحقیق بر نقش کلیدی سنگ مادر گرو در تولید هیدروکربن در پهنه‌های موردبررسی دلالت دارد و اطلاعات حاصل می‌تواند در ارزیابی توان اکتشافی و طراحی راهبردهای توسعه‌ای در حوضه زاگرس و مناطق هم‌جوار مفید باشد. https://anm.yazd.ac.ir/article_3926.html نظر به اهمیت فشار منفذی برای مدل‌سازی استاتیکی و دینامیکی مخازن نفت و گاز و طراحی حفاری و بهره‌برداری از آن‌ها، پیش‌بینی صحیح این کمیت پیش از انجام حفاری‌های گران‌قیمت و فرآیند چاه‌آزمایی، ضرورت دارد. پژوهش حاضر با استفاده از وارون‌سازی داده‌های لرزه‌ای به مدل‌سازی فشار منفذی در میدان نفتی کوپال در جنوب غربی ایران می‌پردازد که روشی ارزان برای تخمین این کمیت محسوب می‌شود. در این راستا، از مدل امپدانس صوتی به‌دست‌آمده از وارون‌سازی داده‌های لرزه‌ای در کنار سایر نشانگرهای لرزه­ای و اطلاعات فشارسنجی با روش سازندآزمایی مکرر (RFT) سه حلقه چاه از چهار حلقه چاه موجود برای تخمین مدل فشار منفذی با استفاده از روش رگرسیون چند نشانگری استفاده شد. در گام بعد، شبکه عصبی احتمالاتی (PNN) و شبکه عصبی چندلایه‌ای پیش‌خور (MLFN) نیز برای تخمین فشار منفذی طراحی و آموزش داده شدند. چهارمین چاه به‌عنوان شاهد استفاده شد و در طراحی شبکه‌های یادشده حضور نداشت. سپس برای ارزیابی عملکرد هر یک از این روش‌ها، ضریب تغییرات (CV) مدل فشار منفذی تخمین زده شده در طول در چاه چهارم با CV فشار منفذی اندازه‌گیری شده RFT در همان چاه مقایسه شدند. این مقایسه نشان داد درحالی‌که CV برای فشارهای اندازه‌گیری شده 0123/0 بوده، اما CV برای فشارهای تخمین زده شده با روش‌های رگرسیون چند نشانگری، PNN و MLFN به ترتیب برابر 0325/0، 02386/0 و 01986/0 است؛ بنابراین، فشارهای تخمین زده شده با روش MLFN نزدیک‌ترین ارتباط آماری را با داده‌های واقعی فشارسنجی داشته است. همچنین مشخص شد که همه نقاط مخزن از روند خطی افزایش هیدرواستاتیکی فشار منفذی با عمق تبعیت نمی‌کنند و در بعضی از نقاط، وجود پدیده فرافشار، سبب افزایش فشار منفذی به بیش از مقدار روند خطی هیدرواستاتیکی آن در مخزن یادشده منجر شده است. https://anm.yazd.ac.ir/article_3893.html In the present work, the extraction and separation of uranium from acidic phosphoric solutions using a polymer inclusion membrane (PIM) containing di(2-ethylhexyl) phosphoric acid (D2EHPA) as the carrier and polyvinyl chloride (PVC) as the polymer were studied. Different nonylphenol ethoxylates (NPE) were introduced as modifiers used in PIMs. Physicochemical properties of the resulting membranes were analyzed and correlated with their structure. The infrared analysis revealed the presence of intermolecular interactions between the base polymer and NPE, sustaining their good compatibility. The cross-section SEM images showed a dense structure for all studied membranes. However, the surface structure and hydrophilic/hydrophobic balance of the PIMs strongly depend on the NPE. The contact angle measurements indicated that the addition of NPE to the PVC membrane decreases the contact angle, indicating improved membrane wettability. The results of transport measurements showed that PIMs containing NPE are more efficient for uranium extraction than those with only D2EHPA/PVC due to the plasticizing effect of the NPE. After investigating the best mathematical kinetics models for transport, the highest uranium transport flux (0.81×10−6 mol⋅m⁻²⋅s⁻¹) was measured for the PIM containing 5 wt% of NPE10. Moreover, the membrane with only 5 wt.% of NPE10 had improved reuse stability compared to the PVC-based membrane due to the hydration effect provided by the water molecules interacting with the polar hydroxyl groups of NPE. https://anm.yazd.ac.ir/article_3922.html اجرای عملیات اکتشاف مواد معدنی بسیار پرهزینه و زمان‌بر است. مدل‌سازی پتانسیل معدنی از جمله راهکارهای مورداستفاده به‌منظور کاهش هزینه‌های اکتشاف مواد معدنی است. مدل‌سازی پتانسیل معدنی را می‌توان یکی از مسائل مبتنی بر تلفیق اطلاعات دانست که هدف آن تولید نقشه‌های پیش‌بینی بر اساس معیارهای اکتشافی مختلف از جمله اطلاعات زمین‌شناسی، ژئوفیزیکی، ژئوشیمیایی، دورسنجی، دگرسانی و غیره است که هر کدام حاوی حجم بالایی از اطلاعات هستند. در این مقاله یک رویکرد فازی مبنا با استفاده از داده‌های اکتشافی همچون اطلاعات ژئوفیزیکی، ژئوشیمیایی، زمین‌شناسی و تصاویر سنجش‌ازدور به‌منظور مدل‌سازی پتانسیل معدنی جهت اکتشاف کانسارهای تیپ مس پورفیری ارائه می‌شود. بدین منظور، پس از فازی‌سازی نقشه‌های زمین‌شناسی، ژئوفیزیک و ژئوشیمی با استفاده از متغیرهای زبانی و توابع عضویت ذوزنقه‌ای، این نقشه‌ها با کمک سامانه استنتاج فازی نوع ممدانی با یکدیگر ترکیب شدند و نقشه پتانسیل معدنی تهیه شد. به‌منظور مقایسه رویکرد ارائه شده و ارزیابی نتایج، نقشه پتانسیل معدنی منطقه موردمطالعه با استفاده از روش تاپسیس اصلاح‌شده نیز تهیه شد. از روش‌های نمودار پیش‌بینی- مساحت و چگالی نرمال شده جهت ارزیابی نقشه پتانسیل معدنی استفاده شد. چگالی نرمال برای روش تاپسیس اصلاح‌شده برابر با 4 و برای رویکرد پیشنهادی برابر با 14/6 است که نشان‌دهنده برتری رویکرد پیشنهادی بر سایر روش‌های مرسوم مدل‌سازی پتانسیل معدنی دارد. عملکرد بهتر و قابلیت به‌کارگیری در قالب سناریوهای مختلف از جمله مزایای رویکرد پیشنهادی می‌باشند. https://anm.yazd.ac.ir/article_4185.html ارزیابی سرمایه‌گذاری‌­های معدنی در شرایط عدم­قطعیت یکی از محبوب­ترین حوزه‌های کاربرد تحلیل اختیار واقعی است. عدم­مدیریت صحیح در برنامه­ریزی تولید، به اسرافِ منابعِ طبیعی منجر خواهد شد. این پژوهش با استفاده از پرتفوی اختیارهای واقعی شامل اختیارهای تعطیلی دائم و تعطیلی موقت معدن، انحلال، بهره­برداری، توسعه، افزایش تولید، باز و بسته بودن و به تعویق انداختن، به دنبال یافتن بهترین تصمیمی است که سود معدنکاری بیشینه شود. نوآوری این پژوهش در طراحی معدن با استفاده از مدل بلوکی زمین­شناسی و تحلیل حساسیت آن در سه سناریو و استفاده از داده­های به‌دست‌آمده جهت تشکیل بهترین پرتفوی اختیار واقعی برای هر دوره­ی زمانیِ لحاظ­شده در پژوهش است که در پژوهش‌های پیشین صورت نگرفته است. به­این­ترتیب، مدیریت معدن، با این روش از هزینه فرصت ازدست‌رفته جلوگیری می­کند. مطالعه­ی این پژوهش بر روی معدن سنگ­آهن سه­چاهون XI ، با هدف بهینه­سازی فیزیکی محدوده­ی نهایی و بهینه­سازی تصمیم مدیریت در اختیارهای واقعی است. مدل­سازی در این پژوهش در دو بخش مجزا انجام گرفت. ابتدا محدوده­ی نهایی معدن روباز موردمطالعه به روش لرچ­گروسمن بهینه­سازی و طراحی گردید. سپس مدل پرتفوی اختیار واقعی جهت ارزش‌گذاری معدن استفاده گردید. در ادامه مدل پیشنهادی با حالت عدم­وجود پرتفوی اختیار واقعی مقایسه گردید و مسئله‌ی نفرین ابعاد (بزرگی و پیچیدگی مسئله) را با استفاده از  نمودار نفوذ رگرسیون و شبیه­سازی (برنامه­ریزی خطی)، حل شد.  از فرآیند بازگشت به میانگین اولنبک­اورنشتاین جهت شبیه­سازی قیمت سنگ­آهن، هزینه تولید سنگ­آهن، نرخ بازده نگهداری و نرخ بهره بدون­ریسک استفاده گردید. در این مدل دو مرحله­ای، سه محدوده­ی نهایی در حالت­های خوش­بینانه، بدبینانه و موردانتظارِ قیمت سنگ­آهن به‌دست‌ آمد و در هر مورد تغییرات سود نهایی معدنکاری، مقایسه گردید. نتایج حاکی از افزایش 30 درصدی سود معدنکاری در صورت استفاده از پرتفوی اختیار واقعی بود. https://anm.yazd.ac.ir/article_3889.html Circular saws are the most widely used tools in stone cutting plants for slicing slabs into desired dimensions. Their cutting rate is governed by several factors, including the physical and mechanical properties of the stone, saw design parameters, and operational conditions. Accurate prediction of the cutting rate is essential not only for enhancing productivity but also for reducing costs and optimizing production scheduling. In this study, the Random Tree (RT) algorithm was applied to predict the cutting rate of circular saws in stone cutting operations. Four key variables were used for model development: Uniaxial Compressive Strength (UCS), Brazilian Tensile Strength (BTS), Cerchar Abrasivity Index (CAI), and Rotation Speed of Saw (RSS). The RT model achieved coefficients of determination (R²) of 0.975 for training data and 0.923 for testing data, outperforming multiple linear regression, which yielded an R² of 0.77. Similarly, the Root Mean Square Error (RMSE) was 0.6167 for training and 0.9221 for testing. These results demonstrate the superior predictive accuracy of the RT algorithm, underscoring its potential to significantly improve productivity and scheduling efficiency in stone cutting plants. https://anm.yazd.ac.ir/article_3921.html ارزیابی عملکرد فرایندها در صنایع معدنی و بویژه در واحدهای فرآوری مواد معدنی براساس بکارگیری فرمول ها و روابط گاها پیچیده و طولانی است. نرم‌افزار Microsoft Excel به عنوان یکی از ابزارهای اصلی محاسبات و تحلیل داده در علوم و صنایع، همواره مورد استفاده گسترده مهندسان و پژوهشگران قرار گرفته است. با وجود قابلیت‌های متنوع، این نرم‌افزار فاقد بسیاری از روابط تخصصی مورد نیاز در حوزه فرآوری مواد معدنی است؛ کمبودی که باعث شده بسیاری از مهندسان ناچار به صرف زمان زیاد برای فرمول‌نویسی‌های پیچیده و ترکیب توابع عمومی شوند. این فرایند نه تنها مستعد بروز خطاهای محاسباتی و اشتباهات ناشی از تبدیل واحدها و برداشت نادرست از روابط است، بلکه موجب کاهش دقت و کارایی در انجام محاسبات تخصصی می‌شود. از این رو، توسعه ابزاری که بتواند روابط استاندارد و صحیح فرآوری مواد معدنی را به صورت توابع آماده و قابل اطمینان در اختیار کاربران قرار دهد، ضرورتی محسوس در حوزه مهندسی معدن و صنایع وابسته به شمار می‌رود. در این پژوهش، برای پاسخ به این نیاز، یک افزونه تخصصی برای اکسل طراحی شد که در حال حاضر بیش از ۵۰ رابطه کلیدی فرآوری مواد معدنی را در قالب توابع آماده ارائه می‌دهد. مراحل انجام کار شامل استخراج و ارزیابی دقیق روابط از منابع معتبر، پیاده‌سازی این روابط با زبان برنامه‌نویسی C# و تدوین راهنمای کاربری و انتشار افزونه در پلتفرم GitHub بود. نتیجه این فعالیت، افزونه‌ای است که پس از نصب، یک بخش اختصاصی به توابع اکسل به نام Mineral Processing اضافه می‌کند و امکان استفاده ساده و سریع از روابط تخصصی فرآوری مواد معدنی را فراهم می‌سازد. این افزونه، با تسهیل دسترسی به روابط معتبر و کاهش احتمال خطا، گامی مؤثر در ارتقای دقت، سرعت و اطمینان محاسبات فرآوری مواد معدنی فراهم می‌کند. https://anm.yazd.ac.ir/article_3925.html داده‌های مغناطیسی هوابرد و شبه‌گرانش ابزارهای مهمی در اکتشاف معادن هستند که با ارائه تصویری سه‌بعدی از توزیع خواص زیرسطحی، به شناسایی پهنه‌های کانسنگ و ساختارهای تکتونیکی کمک می‌کنند. در این پژوهش، برای بهینه‌سازی تفسیر ژئوفیزیکی داده‌های گل‌گهر، از یک رویکرد چندابزاری شامل تحلیل طیف توان، فیلتر ادامه فراسوی چندمرحله‌ای، مشتق زاویه تیلت و مدل‌سازی معکوس سه‌بعدی استفاده شد. ابتدا با استفاده از مدلسازی مصنوعی دایک‌مانند، کارایی تبدیل شبه‌گرانش و فیلتر ادامه فراسوی در جداسازی منابع سطحی و عمیق ارزیابی شد.نتایج تحلیل طیفی نشان داد که در میدان مغناطیسی باقیمانده، منابع کم‌عمق (حدود ۳۰۰–۶۰۰ متر) با فرکانس‌های بالا غالب‌اند، در حالی که طیف شبه‌گرانش نشانه حضور منابع عمیق‌تر (حدود ۸۰۰–۱۰۰۰ متر) را نشان می‌دهد. اعمال ادامه فراسو در ارتفاعات میانی، آنومالی‌های سطحی را تضعیف و توده‌های اصلی عمیق (نظیر An1 و An3) را برجسته ساخت. با استفاده از مشتق زاویه تیلت، مرزهای آنومالی‌ها مشخص گردید؛ به‌گونه‌ای که در داده‌های شبه‌گرانشی مرزها کاملاً واضح و بدون آلودگی نویز ظاهر شدند. مدل‌سازی معکوس سه‌بعدی نتایج میدان مغناطیس و شبه‌گرانش نیز نشان داد که حجم‌های با پذیرش مغناطیسی بالا تا عمق حدود ۱۵۰۰ متر و توده‌های چگالی مثبت تا بیش از ۲۰۰۰ متر امتداد دارند. این یافته‌ها بیانگر هم‌پوشانی ساختاری توده‌های ماگمایی و سیالات غنی از آهن در کنترل کانی‌سازی هستند. نوآوری این مطالعه در تلفیق روش‌های متنوع ژئوفیزیکی برای ارائه تصویری جامع‌تر از ساختارهای زیرسطحی نهان است و نشان داد که تبدیل شبه‌گرانش می‌تواند بهبود چشمگیری در جداسازی مرزهای لبه‌ای ایجاد نماید. روش پیشنهادی قابلیت تعمیم به مطالعات اکتشافی مشابه را نیز داراست. https://anm.yazd.ac.ir/article_4003.html طبقه‌بندی سنگ‌های آذرین بر اساس ترکیب ژئوشیمیایی، یکی از چالش‌های اساسی در پترولوژی و اکتشافات معدنی است. نمودارهای کلاسیک ژئوشیمیایی اگرچه به‌عنوان ابزار استاندارد در تفکیک سنگ‌ها کاربرد گسترده دارند، اما در مواجهه با داده‌های چندعنصری، نویزدار و دارای هم‌پوشانی ترکیبی، چالش‌هایی در تفسیر دقیق ایجاد می‌کنند. این پژوهش با هدف تکمیل رویکردهای موجود و افزایش پایداری طبقه‌بندی، یک چارچوب اجماعی یادگیری ماشین ارائه می‌دهد که با ترکیب خروجی چهار الگوریتم خوشه‌بندی مستقل k-means)، سلسله‌مراتبی تجمیعی،DBSCAN و طیفی)، قابلیت تحلیل همزمان 22 مؤلفه ژئوشیمیایی شامل اکسیدهای اصلی و عناصر کمیاب را فراهم می‌سازد. مجموعه داده شامل 517 نمونه سنگ آذرین از پایگاه GEOROC است که پس از پیش‌پردازش با تبدیل CLR برای اکسیدهای اصلی و تبدیل log₁₊ برای عناصر کمیاب، به‌منظور حذف اثرات ترکیبی و ناهمگونی مقیاس‌ها آماده‌سازی شدند. تعداد بهینه خوشه‌ها (9k=) با بررسی شاخص‌های سیلوئت و دیویس-بولدین تعیین گردید و الگوریتم‌های خوشه‌بندی بر داده‌های نرمال‌شده اعمال شدند. ارزیابی کمی نشان داد که مدل اجماعی با استراتژی وزن‌دهی مبتنی بر تنوع‌افزایی، با کسب مقادیر بالاتر شاخص‌های ARI و NMI، عملکرد بهتری نسبت به الگوریتم‌های مستقل از جمله خوشه‌بندی طیفی داشت. خوشه‌های شناسایی‌شده الگوی ژئوشیمیایی متمایزی را از سنگ‌های مافیک تا فلسیک نشان دادند که با روندهای شناخته‌شده تفریق ماگمایی در سیستم‌های کالک‌آلکالن همخوانی دارد. نمایش داده‌ها در فضاهای کاهش‌بعدیافته UMAP و t-SNE، ثبات و تمایز ساختاری خوشه‌ها را تأیید کرد. این چارچوب داده‌محور می‌تواند به‌عنوان ابزاری مکمل برای شناسایی واحدهای سنگی، تفکیک زون‌های دگرسانی و تحلیل محیط‌های زمین‌ساختی در مطالعات اکتشافی مورد استفاده قرار گیرد. https://anm.yazd.ac.ir/article_4005.html ناپایداری شیب‌ها در عملیات معدنکاری روباز، چالش‌های قابل توجهی را برای ایمنی معدن، پایداری زیست‌محیطی و عملکرد کلی اقتصادی معدن ایجاد می‌کند. پایداری دیواره‌های معدن در درجه اول توسط عواملی مانند شیب کلی معدن، یکپارچگی توده سنگ و ناهمگنی زمین‌شناسی تعیین می‌شود. تعیین زاویه شیب کلی مناسب (OSA) یک جنبه حیاتی در طراحی معدن است، زیرا به طور مستقیم بر ایمنی عملیاتی و بهره‌وری هزینه تأثیر می‌گذارد. به طور معمول، دیواره‌های معدن با مقاطع مسطح مدل‌سازی می‌شوند، که در آن بخش‌های بین رمپ با زوایای یکنواخت تعریف می‌شوند. با این حال، لایه‌بندی زمین‌شناسی اغلب تنوع سنگ‌شناسی و تغییرپذیری مکانی در مقاومت سنگ را ایجاد می‌کند که باید در فرآیند طراحی لحاظ شود. این تحقیق از تکنیک‌های شبیه‌سازی عددی برای ارزیابی پایداری شیب در شرایط زمین‌شناسی واقع‌بینانه استفاده می‌کند و بر چگونگی تأثیر تغییرات در OSA بر ضریب ایمنی تمرکز دارد. این مدل‌سازی، ویژگی‌های واقعی معدن، از جمله تنوع سنگ‌شناسی، تغییرات خواص سنگ و هندسه واقعی شیب را ادغام می‌کند. در این تحقیق هشت شیب کلی متفاوت مطابق با واقعیت معدن برای دیواره نهایی معدن لحاظ شد که این شیب‌ها عبارتند از 31، 33، 35، 36، 38، 40، 45 و 48. نتایج نشان می‌دهد که زوایای شیب در محدوده ۳۱ تا ۳۶ درجه به طور مداوم ضرایب ایمنی را بالای ۱.۴۵ حفظ می‌کنند و زاویه ۳۵ درجه به دلیل تعادل بین قابلیت اطمینان ژئوتکنیکی و کارایی اقتصادی، به عنوان کاربردی‌ترین زاویه طراحی ظاهر می‌شود. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل حساسیت پارامتری نشان داد که خواص الاستیک (ضریب پواسون) تنها تأثیر جزئی بر پایداری شیب دارند، در حالی که پارامترهای پلاستیک (چسبندگی) تأثیر غالب توجهی دارند و ضریب ایمنی را به طور قابل توجهی تغییر می‌دهند. به طور کلی، این مطالعه نشان می‌دهد که اتخاذ زاویه شیب ۳۵ تا ۳۶ درجه، یک راه حل فنی و اقتصادی مناسب برای برنامه‌ریزان معدن فراهم می‌کند. یافته‌ها بر اهمیت گنجاندن ناهمگنی زمین‌شناسی و حساسیت به خواص مکانیکی در طراحی شیب برای تضمین پایداری بلندمدت و کارایی عملیاتی تأکید دارند. https://anm.yazd.ac.ir/article_4017.html مقاومت توده سنگ مستقیماً تحت تأثیر وجود حفره ها یا شکاف ها قرار دارد. این مطالعه به بررسی اثرات شکاف ها و حفره‌ها در سنگ‌های گرانیتی باتولیت الوند در همدان می‌پردازد. برای این منظور، 19 مغزه سنگی با نسبت طول به قطر (L/D) بزرگتر از 2 تهیه شد. حفره ها و شکاف ‌هایی با چیدمان‌ها و زوایای مختلف در این نمونه‌ها ایجاد گردید. در برخی موارد، یک حفره با قطر 10 میلی‌متر به نمونه‌های دارای شکاف اضافه شد. حفره ها قطر 10 میلی‌متر داشتند و شکاف های مصنوعی با دهانه 2 میلی‌متر و طول 20 میلی‌متر ایجاد شدند. تعداد شکاف‌ها از یک تا چهار، با زوایای 0 یا 45 درجه متغیر بود. لازم به ذکر است که یکی از محدودیت‌های حین حفاری این بود که حفره های حفر شده از سطح خارجی، گاهی اوقات باعث شکستگی گرانیت می‌شدند. پس از تعیین خواص فیزیکی و کانی‌شناسی نمونه‌ها، آزمایش‌های مقاومت فشاری تک محوری (UCS) انجام شد. کرنش با استفاده از کرنش‌سنج ثبت و از یک دوربین برای مشاهده انتشار شکستگی و تشکیل ترک استفاده گردید. سپس نمونه‌ها با استفاده از نرم‌افزار PFC3D شبیه‌سازی شدند و نتایج آزمایشگاهی نیز ارزیابی گردیدند. نتایج به دست آمده بیانگر همبستگی قوی بین یافته‌های آزمایشگاهی و مدل‌سازی عددی بوده است. وجود یک حفره به تنهایی باعث کاهش مقاومت نمونه شده و به طور خاص، هر 5 میلی‌متر افزایش قطر حفره، مقاومت را تقریباً 15٪ کاهش داد. در نمونه‌هایی با شکاف 0 درجه، مقاومت به دلیل وجود پل سنگی بلندتر، بیشتر از نمونه‌هایی با شکاف زاویه‌دار می باشد. کمترین مقاومت در نمونه‌ای با چهار شکاف 0 درجه و یک حفره مشاهده شد که می‌توان آن را به وجود پل سنگی کوتاه آن، در مقایسه با سایر نمونه‌ها نسبت داد. https://anm.yazd.ac.ir/article_4077.html صنعت معدن برای تثبیت فرآیند تولید در برابر تهدیدات و اختلالات نیاز به انعطاف کافی دارد. عملکرد سازمان ها در محیط های نامطمئن به دلیل اختلالات و مشکلات داخلی و خارجی مورد تهدید قرار می گیرد. با این حال، شناسایی چالش ها در دنیای واقعی مستلزم مطالعات علمی دقیق است. در سال های اخیر علی رغم تحقیقات فراوان در زمینه تاب آوری، هنوز ابهاماتی در مفهوم، ویژگی ها و کاربرد تاب آوری وجود دارد که نیازمند تحقیقات جامع تری است. بنابراین، در این تحقیق از مرور ادبیات سیستماتیک برای روشن شدن مفهوم تاب آوری در حوزه مهندسی معدن استفاده شده است. این رویکرد تمام تحقیقات موجود در مورد تاب آوری را از طریق مراحل متمایز، از جمله برنامه ریزی، اجرا و گزارش، شناسایی، ارزیابی و تفسیر می کند. هدف از این بررسی، ایجاد بستری مناسب برای ارائه استراتژی‌ها و چارچوب‌های تاب‌آوری برای درک بهتر تاب‌آوری سازمان‌ها در مواجهه با تغییرات جهانی و بحران‌های مرتبط در حوزه مهندسی معدن است. در این بررسی، از 792 تحقیق شناسایی شده اولیه با توجه به موضوع مطالعه، 109 تحقیق بین سال های 2003 تا 2022 مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، شروع مفهوم تاب‌آوری در حوزه سازمانی مربوط به سال 1382 است که این مفهوم عموماً در گروه‌های آزمایشی، کمی، شبه کمی و کیفی طبقه‌بندی می‌شود. در پایان لازم به ذکر است که تاب آوری در صنعت معدن یک مفهوم چند بعدی است. تحقیقات بیشتر در این زمینه برای بهبود درک تاب آوری و نیازهای آن در این صنعت ضروری است. https://anm.yazd.ac.ir/article_4078.html This study investigates the impact of variable water discharge resulting from mining activities at the Angouran Mine in Zanjan Province, Iran, on key environmental indicators, including water quality, soil health, and biodiversity, with a focus on sensitive ecosystems. Discharge variability, primarily influenced by climatic factors and human activities, can significantly affect environmental sustainability. In this research, regression models were employed to simulate the relationships between discharge rates and water quality parameters such as dissolved oxygen, pH, and heavy metal concentrations. Additionally, correlation analysis was conducted to assess the potential effects of discharge fluctuations on aquatic habitats and vulnerable species. The results indicate that increased discharge reduces heavy metal concentrations and improves water quality, while reduced discharge leads to pollutant accumulation and biodiversity loss. In contrast to previous studies, this research integrates time-series analysis with environmental indicators to model the direct impact of discharge variability on water quality and biodiversity in one of Iran’s most critical mining ecosystems. By offering practical strategies for sustainable water resource management in mining operations, this study provides valuable insights into the environmental consequences of mining activities. https://anm.yazd.ac.ir/article_4130.html Confining pressures are one of the critical factors in causing damage to the rocks surrounding underground spaces. Analyzing the role of confining pressures on damage caused to rocks by considering the rock microstructure is a design requirement for rock engineering purposes. In this study, the damage of granite rock was investigated by generating irregular, medium-regular, and regular grain networks and applying confining pressures of 3, 6, 9, 12, and 15 MPa to the models using a combination of the grain-based model (GBM) and a constitutive damage model. The results of this study revealed that the trends of Weibull distribution parameters (m and F0) are more sensitive to irregular grain networks. In other words, with increasing confining pressures in irregular networks from 3 to 15 MPa, the values of m and F0 decreased and increased, respectively. Conversely, no clear trends were observed for the damage parameters of granite rocks with medium-regular and regular grain networks. Theoretically, it can be said that the more different the distribution of grains, the grain aspect ratio, the way grain boundaries collide with each other, and the number of boundaries that the crack passes through, cause differences in the failure pattern of the internal structure of the rocks. In this case, the crack chooses shorter paths to pass and failure the rock, which in turn will cause differences in the failure angles. Generally, the results of this study showed that the microstructure of rocks, as well as the external loads applied to rocks, play a significant role in the study of rock damage. https://anm.yazd.ac.ir/article_4162.html The construction of high-speed railway lines on weak or compressible foundations continues to pose significant challenges for track stability, serviceability and long-term performance. Excessive settlement and insufficient bearing capacity in the subgrade can compromise track alignment. These conditions may also increase maintenance requirements and elevate both technical and economic risks. Lightweight inclusions such as Expanded Polystyrene (EPS) geofoam provide a technically efficient alternative to conventional ground improvement methods by reducing stress transfer to weak subgrades while maintaining structural integrity. In this study, the dynamic behavior of EPS geofoam–reinforced railway embankments under high-speed train loading was numerically investigated, with specific emphasis on vibration mitigation and vertical displacement control. A three-dimensional finite element model of the track–embankment system was developed and verified in MIDAS GTS NX software. The numerical model explicitly incorporated the railway track system and embankment layers. Realistic material properties for ballast, the load distribution slab (LDS), and EPS layers were used. The model was validated against published field measurements. Sensitivity analyses were conducted to investigate the effects of train speed and ballast stiffness on dynamic responses, including peak particle displacement (PPD), velocity (PPV) and acceleration (PPA). The novelty of the study lies in the field-validated three-dimensional track–embankment–ground model, mechanistic investigation of EPS geofoam in high-speed railway embankments, and quantitative design-oriented evaluation under realistic operational conditions. Results indicated that the system response was dominated by low-frequency, quasi-static behavior associated with axle loading. Displacement, velocity, and acceleration amplitudes decrease with depth and lateral distance from the track centerline. Pronounced attenuation was observed across the LDS–EPS39 interface (~0.7 mm) and peak reductions of 2.2 mm and 1.7 mm in EPS22 and EPS29 layers, respectively. Railhead displacement remained within 1–2 mm, while rail-base displacement ranges from 5–6 mm over train speeds of 30–97 m/s, indicating stable track–vehicle interaction. Increasing train speed amplified dynamic response, with surface vibrations near the track exceeding the human comfort threshold of 80 dB for speeds above 30 m/s. Moderate ballast stiffness increases (300–600 MPa) provided limited improvement, whereas substantial enhancements (1200–2400 MPa) reduced vibration amplitudes by 2–3 dB, emphasizing the critical role of track–soil interaction. Surface vibration was attenuated by up to 40 dB with lateral distance, while longitudinal patterns exhibited constructive and destructive interference due to periodic axle loads. Overall, EPS geofoam inclusions effectively mitigate dynamic responses in high-speed railway embankments on soft soils, providing quantitative guidance for speed-dependent and material-informed design strategies that enhance operational performance, passenger comfort, and structural safety. https://anm.yazd.ac.ir/article_4168.html تعیین حق انتفاع معادن به‌عنوان یکی از اجزای کلیدی در ارزش‌گذاری دارایی‌های معدنی، همواره با چالش‌هایی ناشی از ماهیت چندبعدی موضوع و فقدان چارچوب‌های علمی جامع مواجه بوده است. پژوهش حاضر با هدف ارائه مدلی نظام‌مند برای شناسایی، تثبیت و وزن‌دهی عوامل مؤثر بر تعیین ضریب تعدیل (F) در ارزش‌گذاری حق انتفاع معادن انجام شد. در این راستا، ابتدا با استفاده از تکنیک دلفی و بهره‌گیری از قابلیت آن در ایجاد اجماع میان خبرگان، ۹ معیار اصلی و ۴۴ زیرمعیار مؤثر طی دو مرحله شناسایی و تثبیت شدند. جامعه آماری شامل ۲۵۵ کارشناس رسمی دادگستری در رشته مهندسی معدن بود که بر اساس سابقه فعالیت در ارزیابی و ارزش‌گذاری معادن، ۱۰۱ نفر به‌عنوان خبرگان واجد شرایط انتخاب شدند و در نهایت ۴۹ پاسخ معتبر دریافت گردید. سپس به‌منظور تعیین اهمیت نسبی و اولویت‌بندی معیارها، از روش تحلیل سلسله‌مراتبی (AHP) و نظرات ۱۵ نفر از خبرگان دارای بیشترین تجربه در حوزه ارزش‌گذاری معادن استفاده شد. نتایج نشان داد که معیار «زمین‌شناسی و وضعیت ذخیره» با وزن 251/0 مهم‌ترین عامل مؤثر در تعیین ضریب F است و پس از آن «شاخص‌های اقتصادی» با وزن 195/0 و «مسائل فنی و بهره‌وری» با وزن 18/0 قرار دارند. همچنین مقایسه مدل پیشنهادی با روش تجربی مرسوم نشان داد که علاوه بر پوشش معیارهای متداول، ۴ معیار اصلی و ۲۳ زیرمعیار جدید شامل ریسک‌ها و عدم قطعیت‌ها، قضاوت مهندسی، ملاحظات زیست‌محیطی و عوامل حقوقی و مدیریتی به فرآیند ارزش‌گذاری افزوده شده‌اند. اوزان به‌دست‌آمده مبنایی برای محاسبه نظام‌مند ضریب تعدیل (F) فراهم می‌کنند تا تمامی ابعاد مؤثر بر ارزش حق انتفاع معدن در تعیین این ضریب لحاظ شوند. نوآوری این پژوهش در تلفیق تکنیک دلفی و AHP برای ارائه یک چارچوب ساختاریافته و کمی در تعیین اهمیت نسبی عوامل مؤثر بر حق انتفاع معادن است؛ موضوعی که در روش‌های متداول عمدتاً بر پایه قضاوت‌های تجربی و فاقد نظام وزن‌دهی علمی انجام می‌شود. بدین‌ترتیب، یکی از خلأهای اصلی ارزش‌گذاری حق انتفاع معادن، یعنی نبود یک مدل جامع و نظام‌مند، پوشش داده شده است. از آنجا که مدل پیشنهادی بر پایه اجماع خبرگان و بدون تمرکز بر یک معدن خاص توسعه یافته، قابلیت کاربرد در معادن مختلف را دارد. https://anm.yazd.ac.ir/article_4179.html Accurate prediction of the mechanical behavior of infilled jointed rock under triaxial compression remains a major challenge in rock engineering because of the complex interactions among joint roughness, infill thickness, and orientation. Although these factors have been extensively investigated individually, their combined influence has not yet been systematically quantified within a calibrated three-dimensional micro–macro framework. This study presents an integrated experimental–numerical investigation to evaluate the coupled effects of joint roughness morphology, infill thickness, and orientation on the triaxial compressive strength (TCS) of infilled jointed rock. Triaxial compression tests were conducted on specimens containing three infill thicknesses (3, 5, and 8 mm), two representative roughness morphologies (tooth-shaped and undulating), and joint orientations ranging from 0° to 90° under confining pressures of 5 and 14 MPa. A three-dimensional discrete element model based on PFC3D was developed and calibrated using both uniaxial and triaxial laboratory test results. The calibration procedure established a consistent micro–macro relationship capable of reproducing the mechanical behavior of both intact and jointed rock specimens. Numerical predictions showed excellent agreement with experimental observations, reproducing peak strengths and complete stress–strain responses with relative deviations of less than 3%. The results indicate that the minimum TCS consistently occurs at intermediate joint orientations (approximately 30°-45°), where shear-dominated failure mechanisms become predominant. Increasing the confining pressure from 5 MPa to 14 MPa enhanced strength by approximately 120% in intact rock and by 94-118% in jointed specimens, demonstrating the dominant role of confinement in suppressing instability. The reduction in strength caused by increasing infill thickness was pronounced under low confinement but became less significant at higher confinement levels. Furthermore, the contribution of surface roughness was found to be confinement dependent: asperity interlocking improved strength under low normal stress, whereas matrix-controlled resistance increasingly governed the mechanical response as confinement increased. By integrating joint roughness, infill thickness, and orientation within a three-dimensional DEM framework, this study provides a physically based and validated approach for evaluating discontinuity-controlled strength under triaxial loading conditions. The proposed methodology offers a reliable tool for stability assessment and design of underground excavations, rock slopes, and other rock engineering structures. https://anm.yazd.ac.ir/article_4180.html Moisture-induced bitumen–aggregate stripping is one of the primary factors responsible for the deterioration of asphalt pavements. This study examines the potential of aggregate irradiation as a method for improving bitumen–aggregate adhesion and reducing moisture-induced stripping. The research aimed to investigate the possibility of enhancing the stripping resistance of three commonly used aggregate–bitumen combinations employed in regional road pavements through the irradiation of aggregate surfaces with different types and doses of radiation prior to mixing with bitumen. Two aggregate sources, obtained from quarries locally known as Ubhan Shah and Margallah, were combined with ARL 60/70 penetration grade bitumen (PG 58-22/AC-20). Laboratory tests conducted on both irradiated and untreated aggregates demonstrated that irradiation improves interfacial bonding and significantly reduces stripping susceptibility. The evaluation was carried out using static water immersion, rolling bottle, and bitumen bond strength tests, which effectively assessed the stripping potential of the aggregate–bitumen combinations. The results indicate that carbonaceous aggregate sources exhibit greater resistance to stripping than siliceous aggregate sources. Furthermore, aggregate surface pre-treatment through irradiation using X-rays, electron beams, gamma rays, and neutrons proved to be an effective approach for enhancing the stripping resistance of various aggregate–bitumen combinations. The full factorial design analysis identified aggregate source, aggregate condition, and rolling bottle test duration as significant independent variables affecting the percentage loss of bitumen during the rolling bottle test. These findings suggest that aggregate irradiation is a promising technique for improving the durability, moisture resistance, and long-term performance of asphalt mixtures. https://anm.yazd.ac.ir/article_4189.html مدیریت و برنامه‌ریزی بهینه ناوگان کامیون در معادن روباز، به دلیل سهم بالای هزینه‌های حمل‌ونقل در هزینه‌های عملیاتی، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. تصمیم‌گیری‌ها و برنامه‌ریزی‌های مرتبط با تخصیص ناوگان ترابری تحت تأثیر تابع هدف و محدودیت‌های انتخاب‌ شده در مدل‌های ریاضی بوده و می‌تواند پیامدهای اقتصادی و عملیاتی قابل توجهی ایجاد کند. در این پژوهش به ‌منظور تحلیل اثرات اقتصادی انتخاب تابع هدف در مدل‌سازی، دو مدل برنامه‌ریزی عدد صحیح برای تخصیص ناوگان کامیون توسعه داده شده است: مدل نخست با هدف کمینه‌سازی کل هزینه‌های عملیاتی (شامل هزینه سوخت، تعمیر و نگهداری، هزینه پرسنلی و ...) و مدل دوم با هدف کمینه‌سازی تنها هزینه سوخت مصرفی در نظر گرفته شده است. برای ارزیابی رویکرد پیشنهادی، هر دو مدل بر اساس داده‌های واقعی معدن مس سونگون پیاده‌سازی و حل شدند. نتایج عددی نشان می‌دهد که هر دو مدل با اختلاف کمی میزان ماده معدنی پر عیار و کم عیار یکسانی جابه‌جا نموده‌اند. بیش‌ترین اختلاف در حمل باطله مشاهده می‌شود؛ به ‌طوری‌که مقدار باطله حمل ‌شده در مدل دوم حدود 42 درصد بیش‌تر از مدل اول است. این اختلاف قابل توجه نشان می‌دهد که تمرکز صرف بر هزینه سوخت می‌تواند منجر به افزایش غیرهدفمند حجم حمل باطله و در نتیجه انحراف از اهداف تولیدی و اقتصادی شود، در حالی که مدل جامع هزینه، تخصیص متعادل‌تری ایجاد کرده و هم‌خوانی بیش‌تری با اهداف عملیاتی معدن دارد. نوآوری اصلی این پژوهش، تحلیل کمی اثر تابع هدف بر ساختار تصمیم‌گیری ناوگان و ارائه چارچوبی برای انتخاب سطح مناسب جزئیات هزینه در مدل‌سازی است. یافته‌ها تأکید می‌کنند که انتخاب هوشمندانه تابع هدف می‌تواند بهبود قابل توجهی در مدیریت هزینه و بهره‌وری ناوگان حمل‌ونقل معادن ایجاد کند. https://anm.yazd.ac.ir/article_4202.html Optimizing cutting-face orientation in dimensional stone mining improves efficiency and reduces waste. Inefficient selection of cutting direction not only escalates costs but directly impacts profitability, enhancing operational efficiency and minimizing waste. This study which focuses on a marble quarry near Tabas, Iran, evaluates how variations in cutting face orientation influence extracted block size, block recovery rate, and mining face stability. At first, geometrical properties of principal joint sets were surveyed and then four cutting azimuths (0°, 15°, 30°, 45°) were proposed and rigorously tested. Employing advanced 3D block modeling that incorporates the interplay between cutting face orientation and joint dip/dip directions, block numbers and block volume for each scenario were quantified. Although 15° yielded the highest recovery rate, stability analyses showed unacceptable displacement. Considering recovery and safety, the 45° azimuth was selected as optimal, delivering high recovery with minimal instability. The integrated method links structural geology and stability mechanics, offering a robust decision model for sustainable, efficient stone mining. https://anm.yazd.ac.ir/article_4238.html عیار حد پارامتری حیاتی در اقتصاد معدن، تصمیم‌گیری‌های سرمایه‌گذاری و مطالعات امکان‌سنجی پروژه‌های معدنی است. قیمت محصولات معدنی یکی از مهم‌ترین عوامل تاثیرگذار بر بهینه‌سازی عیار حد در معادن روباز فلزی است. از این‌رو پیش‌بینی قیمت سنگ‌آهن با روش‌های هوشمند دیدگاه ارزشمندی برای طراحی و برنامه‌ریزی معادن فراهم می‌کند. بدین منظور، داده‌های ماهانه ۱۴ پارامتر شامل قیمت‌ سنگ‌آهن، فلزات پایه (مس، آلومینیوم، سرب، روی و قلع)، فلزات قیمتی (طلا و نقره)، حامل‌های انرژی (زغال، سوخت‌مایع و گاز طبیعی) و شاخص‌های اقتصادی و بازار (تولید و تقاضای جهانی آهن و هزینه متوسط حمل‌ونقل)، جمع‌آوری و با بهره‌گیری از مدل رگرسیون خطی ساده، روابط بین قیمت آهن و هر یک از متغیرهای وابسته تعیین شد. همبستگی قوی بین قیمت سنگ‌آهن با قیمت مس، سرب، طلا، نقره، قلع، گاز طبیعی، سوخت مایع، تولید و تقاضای جهانی آهن و متوسط هزینه حمل‌ونقل نشان می‌دهد که تغییرات این متغیرها بر قیمت‌گذاری سنگ‌آهن تأثیر می‌گذارد. پس از نرمال‌سازی و تقسیم‌بندی داده‌ها به دو دسته آموزشی و آزمایشی، مدلسازی پیش‌بینی قیمت سنگ‌آهن انجام شد. پیاده‌سازی مدل‌های یادگیری ماشین نظارت‌شده رگرسیون خطی چندگانه، رگرسیون بردار پشتیبان، درخت تصمیم، جنگل تصادفی و تقویت گرادیان شدید بر روی داده‌های آموزشی و ارزیابی کارآیی مدل بر روی داده‌های آزمون بر اساس مقادیر ضریب تعیین، میانگین درصد خطای مطلق، میانگین مربعات خطا و میانگین مطلق خطا تأیید می‌کند که این روش‌ها ابزارهای قدرتمندی هستند. علاوه بر این، اهمیت ویژگی‌ها در مدل‌های یادگیری ماشین درخت محور تعیین شد و نشان داد که قیمت فلزات قیمتی بیشترین وزن و قیمت انرژی کمترین وزن را دارند. پس از تحلیل کارآیی مدل‌ها، مدل بهینه با دقت پیش‌بینی بالا، خطای کم و تعمیم‌پذیری مناسب بر روی داده‌های آزمایشی به عنوان پایه‌ای قدرتمند برای پیش‌بینی قابل اعتماد قیمت سنگ‌آهن مورد استفاده قرار می‌گیرد. مدل تقویت گرادیان شدید با مقدار ضریب تعیین 0.93 و میانگین مطلق خطا 0.15 از سایر مدل‌ها عملکرد بهتری دارد و الگوهای پیچیده نوسانات را نسبت به مدل‌های رگرسیون مرسوم به طور مؤثرتری ثبت می‌کند. https://anm.yazd.ac.ir/article_4241.html سرندهای غلتکی از تجهیزات کلیدی در خطوط فرآوری مواد معدنی هستند و عملکرد مناسب آن‌ها تأثیر مستقیمی بر راندمان جدایش، ظرفیت تولید و هزینه‌های نگهداری دارد. تغییر پارامترهای عملیاتی، علاوه بر تأثیر بر عملکرد جدایش، می‌تواند رفتار مکانیکی غلتک‌ها را نیز تحت تأثیر قرار داده و موجب افزایش تغییرشکل، تنش و در نهایت کاهش عمر تجهیز شود. با وجود اهمیت این موضوع، بررسی هم‌زمان اثر پارامترهای عملیاتی بر رفتار مکانیکی غلتک‌ها با استفاده از مدل‌سازی کوپل‌شده و اعتبارسنجی تجربی تاکنون کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، با فرض رفتار الاستیک غلتک‌ها و استفاده از شرایط عملیاتی مشخص، اثر شکاف زیرسرندی و ظرفیت خوراک بر رفتار مکانیکی غلتک‌های سرند غلتکی با بهره‌گیری از روش کوپل‌شده اجزای گسسته–اجزای محدود (DEM–FEM) در مقیاس آزمایشگاهی و صنعتی بررسی شد. نوآوری این تحقیق، توسعه و اعتبارسنجی یک مدل کوپل‌شده DEM–FEM برای تحلیل رفتار مکانیکی غلتک‌ها از طریق اندازه‌گیری تجربی با کرنش‌سنج است. نتایج نشان دادند کاهش شکاف زیرسرندی از 75/9 به 9 میلی‌متر، میانگین تغییرشکل کل غلتک‌ها را 71/29 درصد افزایش می‌دهد. همچنین در مقیاس صنعتی، با افزایش ظرفیت عملیاتی از 120 به 200 تن بر ساعت، تغییرشکل غلتک از 2-10 ×89/1 به 2-10 ×95/2 میلی‌متر افزایش یافت. نتایج اعتبارسنجی نیز بیانگر آن بودند که اختلاف میانگین بین مقادیر حاصل از شبیه‌سازی و اندازه‌گیری‌های تجربی کمتر از 5 درصد است که دقت و قابلیت اطمینان مدل توسعه‌یافته را تأیید می‌کند. این مدل می‌تواند به‌عنوان ابزاری کارآمد برای طراحی، ارزیابی و بهینه‌سازی شرایط بهره‌برداری سرندهای غلتکی مورد استفاده قرار گیرد. https://anm.yazd.ac.ir/article_4284.html در این مقاله چقرمگی شکست (مود اول) نمونه‌های گچ با استفاده از نمونه‌های شکاف دار لبه ای به دست آمد. دیسک‌های برزیلی شکاف‌دار نیز برای اعتبارسنجی نتایج آزمایش‌ جدید استفاده شدند. علاوه بر این، یک تحلیل عددی بر روی آزمایش‌ نمونه‌های شکاف دار لبه ای انجام شد تا صحت مقادیر چقرمگی شکست اندازه‌گیری شده در مقایسه با مقادیر به‌دست‌آمده به صورت عددی تأیید شود. طول شکاف در نمونه جدید روی 15، 25 و 35 میلی‌متر تنظیم شد. با این حال، طول شکاف‌ها در دیسک‌های برزیلی شکاف‌دار روی 5، 10، 20، 30، 40 و 50 میلی‌متر تنظیم شد. یافته‌ها نشان می‌دهد که مدل اتصال تخت می‌تواند مسیر رشد ترک بالقوه و تنش شروع ترک را در مقایسه با نتایج تجربی به دست آمده به طور دقیق تعیین کند. استنباط شد که با افزایش طول شکاف، چقرمگی شکست تقریباً یکسان باقی می‌ماند. علاوه بر این، مقاومت کششی و چقرمگی شکست نمونه‌های گچ به طور معنی‌داری با هم همبستگی دارند (σt = 5 KIC). همچنین مشخص شد که الگوهای گسترش شکست به‌دست‌آمده از بررسی‌های آزمایشگاهی، تطابق قابل قبولی با خروجی‌های شبیه‌سازی‌های عددی دارند. https://anm.yazd.ac.ir/article_4293.html انرژی ویژه حفاری (‏DSE‏) معیار کلیدی برای بهینه‌سازی کارایی حفاری سنگ است. این معیار در صنایع مختلف تحت ‏تأثیر پارامترهای عملیاتی و ویژگی‌های سرمته قرار دارد. این مطالعه تأثیر همزمان این عوامل را بررسی می‌کند. تأثیر همزمان ‏پارامترهای عملیاتی و سختی پوشش سرمته بر انرژی ویژه حفاری (‏DSE‏) بررسی شد. هدف آن پر کردن شکاف‌های ‏تحقیقاتی موجود است. تحلیل از طریق مدل‌های رگرسیون چندمتغیره انجام شد. تحلیل هم‌افزا به معنای بررسی تعاملات ‏همزمان پارامترها با استفاده از مدل‌های رگرسیون چندمتغیره است. آزمون‌های حفاری در مقیاس آزمایشگاهی بر روی 9 نوع ‏سنگ (گرانیت، تراورتن، مرمریت) با استفاده از سرمته‌های با سه نوع پوشش کاربید تنگستن (‏WC‏)، کربن شبه‌الماس ‏‏(‏DLC‏) و ‏کربونیترید تیتانیوم-سیلیسیوم (‏TiSiCN‏)‏ انجام شد. داده‌ها با مدل‌های رگرسیون خطی و غیرخطی (‏M1‎‏ تا ‏M6‎‏) ‏تحلیل شدند. نرخ نفوذ و گشتاور اعمالی قوی‌ترین تأثیر را بر ‏DSE‏ دارند. افزایش نرخ نفوذ از ۱۲ تا ۳۶ میلی‌متر بر دقیقه، ‏DSE‏ را تا ۷۰٪ کاهش می‌دهد. در مقابل، افزایش گشتاور باعث افزایش ‏DSE‏ می‌شود.. سرمته ‏TiSiCN‏ (با سختی ویکرز ‏‏3860) کارآمدترین عملکرد را با کمترین ‏DSE‏ نشان داد. مدل رگرسیون پلی‌نومیال درجه دوم ‏‎(M5)‎‏ بالاترین دقت ‏‎(R²=0.945)‎‏ را داشت، اما مدل خطی ساده‌تر ‏‎(M3)‎‏ با ‏R²=0.927‎‏ برای کاربردهای عملی توصیه می‌شود. این یافته‌ها ‏راهکارهایی برای بهینه‌سازی عملیات حفاری ارائه می‌دهند و بر ضرورت تنظیم دقیق نرخ نفوذ و استفاده از سرمته‌های ‏سخت‌تر برای کاهش هزینه‌ها و افزایش کارایی حفاری تأکید می‌کنند https://anm.yazd.ac.ir/article_4294.html انتشار زیاد گاز متان از محدوده کارگاه استخراج فعال و همچنین از لایه های بالا و پایین لایه استخراجی می‌تواند بر ایمنی و بهره‌وری معادن زیرزمینی زغال‌سنگ اثر گذار باشد. از آنجا که تهویه به تنهایی ممکن است برای کنترل سطح متان در روش استخراج جبهه کار طولانی کافی نباشد، از روش‌های گاززدایی استفاده می شود. استفاده از روش‌های مختلف گاززدایی می‌تواند منجر به کاهش انتشار متان به محیط کاری استخراج و پایین آمدن خطر انفجار، و نهایتاً افزایش ایمنی و تولید شود. در معدن زغال‌سنگ شماره یک پروده طبس، از روش گاززدایی با گمانه‌های متقاطع استفاده می شود. این روش با حفر گمانه‌هایی از راهرو بالایی در لایه‌های بالای لایه زغال‌سنگ در حال استخراج و در ایستگاه-هایی با فواصل متفاوت در طول پهنه استخراجی صورت می‌گیرد. عومل مختلفی برمیزان گازخروجی از گمانه های گاززدایی تاثیر می‌گذارند. این مطالعه بر روی پهنه های E3 و E4 در معدن شماره یک شرکت زغال سنگ پروده طبس انجام شده است. بعد از جمع‌آوری داده‌ها و اطلاعات و مشخص نمودن پارامترهای تاثیرگذار، از رویکرد سیستم مهندسی سنگ (RES) استفاده شده است تا با تهیه ماتریس اندرکنش عوامل، مهم‌ترین متغیرهای مؤثر شناسایی شوند. کدگذاری، از طریق محاسبه میزان تأثیر هر کدام از پارامتر‌ها بر روی دیگری، با استفاده از مفهوم سطح معنی‌داری و مفهوم همبستگی، انجام گرفت، در نهایت در روش سطح معنی داری، پارامتر چگالی ‌درزه‌داری، بیشترین تاثیر را در هر دو پهنه داشته است. همچنین در روش همبستگی پارامتر چگالی درزه داری، به عنوان یکی از پارامترهای اثرگذار بر روی گاززدایی مشخص شد اما میزان تاثیر پارامتر چگالی درزه داری در روش سطح معنی داری بیشتر از روش همبستگی است. https://anm.yazd.ac.ir/article_4295.html In this study, ultrasonic pulse velocity (UPV) is employed as a non-destructive technique for monitoring damage development in concrete under uniaxial compressive loading. UPV offers a practical means for monitoring the mechanical condition of concrete, because the propagation of ultrasonic waves is strongly affected by microcracking, stiffness degradation, density, and internal discontinuities, without causing additional damage. In this experimental program, a series of sixty 150 mm concrete cube specimens is prepared using a 20 mix design with water–cement ratios of 0.4, 0.5, 0.6, and 0.7, and varying sand-to-gravel ratios. After 28 days of water curing, the specimens are loaded under uniaxial compression until failure, while deformation and ultrasonic transit time are recorded simultaneously. Wave velocity is monitored and analyzed as a function of applied stress and axial strain, together with mix design parameters, initial wave velocity, and compressive strength of the virgin specimens. The results show that ultrasonic velocity decreases progressively with increasing stress, and the reduction becomes much more pronounced when the applied stress approaches approximately one-half of the compressive strength, where microcrack growth accelerates. At ultimate load, the wave velocity drops to nearly half of its initial value. Correlation analysis confirmed a significant inverse relationship between stress/strain and wave velocity, while water–cement ratio, aggregate grading, initial velocity, and maximum strength are also found to influence the response. Based on these findings, this study addresses the existing research gap by experimentally establishing empirical relationships between UPV, stress–strain behavior, and concrete mix design under uniaxial compression, whereas previous studies have mainly focused on strength prediction or qualitative damage evaluation. Based on these observations, empirical equations are derived to estimate stress and strain from UPV measurements, with and without mix-design parameters. The proposed relationships provide a simple and practical framework for assessing stress level, tracking damage progression, and mapping the internal condition of concrete members in engineering structures. This approach may be particularly useful for structural health monitoring and for evaluating the residual load-bearing capacity of concrete elements under service or overload conditions. https://anm.yazd.ac.ir/article_4297.html در این پژوهش، حل عددی معادله موج صوتی با استفاده از روش تفاضلات محدود به منظور تصویرسازی لرزه‌ای ساختارهای با زمین‌شناسی پیچیده در قالب روش مهاجرت زمانی معکوس (RTM) مورد بررسی قرار گرفت. از این رو مشتقات زمانی با تقریب مرتبه دوم و مشتقات مکانی با تقریب مرتبه چهارم گسسته‌سازی شدند تا ضمن حفظ پایداری عددی، دقت مناسبی در انتشار میدان موج حاصل گردد. به‌منظور ارزیابی عملکرد الگوریتم، ابتدا انتشار میدان موج در یک محیط همگن با استفاده از موجک ریکر با فرکانس غالب 25 هرتز شبیه‌سازی شد و تأثیر گام‌های زمانی مختلف بر دقت برونیابی میدان موج مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه، الگوریتم RTM بر روی مدل پیچیده گنبد نمکی SEG/EAGE اجرا شد تا کارایی روش در شرایط زمین‌شناسی پیچیده ارزیابی گردد. برای این منظور، نتایج مهاجرت برای گام‌های زمانی 2، 4، 6 و 8 میلی‌ثانیه مقایسه شد. بررسی نتایج نشان داد که در گام‌های زمانی 2 و 4 میلی‌ثانیه، ساختارهای زیرسطحی و مرزهای گنبد نمکی با دقت مناسبی تصویر شده و آثار پراکندگی عددی ناچیز است، در حالی‌که در گام‌های زمانی بزرگ‌تر (6 و 8 میلی ثانیه)، کیفیت تصویر مهاجرت‌یافته به‌طور محسوسی کاهش یافته و مصنوعات کاذب در تصویر ظاهر می‌شوند. همچنین مشخص شد که انتخاب گام زمانی کوچک‌تر اگرچه دقت تصویرسازی را افزایش می‌دهد، اما موجب افزایش زمان پردازش و هزینه محاسباتی نیز می‌شود. بر این اساس، گام زمانی 4 میلی‌ثانیه به‌عنوان بهترین حالت بهینه میان دقت عددی و زمان محاسبات انتخاب گردید.