دانلود مقالات مهندسی معدن

شن و ماسه يا به عبارت ديگر مصالح سنگ دانه اي پر مصرف ترين و در عين حال ارزانترين مصالح ساختماني هستند. امروزه آبرفت هاي رودخانه اي اصلي ترين منابع تامين شن و ماسه هستند، اما كمبود منابع رودخانه اي مناسب و خطرات زيست محيطي كه استخراج اين گونه منابع به همراه دارد، نظرها را به سوي توليد مصالح سنگ دانه اي از سنگ كوهي معطوف داشته است. در اين مقاله نتيجه تحقيقات صورت گرفته براي بررسي ويژگيهاي ژئوتكنيكي آهك و ايگنمبريت سازند قم به منظور جايگزيني آنها با منابع شن و ماسه رودخانه اي آورده شده است.

سد گتوند آخرين سدي است که بر روي رودخانه کارون در استان خوزستان احداث مي شود. اين سد که از نوع سنگريزهاي با هسته رسي است نياز به بيش از 25 ميليون متر مکعب مصالح دارد. بنابراين لازم است تا يک ذخيره مناسب جهت تامين حجم مورد نياز مصالح سنگريزه مشخص شود. از طرفي براي ساخت سرريز بتني اين سد لازم است تا يک بستر سنگي مناسب، 42 متر زير تراز تاج سد احداث شده و ديواره آن پايدار شود. اما با توجه به اينکه براي پايدارسازي ديواره سرريز که حدود 260 متر ارتفاع دارد، نياز به بيش از 20 ميليون متر مکعب سنگ برداري بوده و بدنه سد نيز بر اساس اين نوع مصالح طراحي شده است، لذا محدوده حفاري هاي سرريز به عنوان معدن مصالح سنگريزه بدنه سد معرفي شد. اما با توجه به اينکه اين ذخيره معدني داراي ابعادي با 700 متر طول، 120 متر عرض و حدود 260 متر ارتفاع است و به سرترانشه هاي سرريز و پرتگاه هاي مشرف به جناح چپ رودخانه محدود مي شود، لذا لازم است تا به منظور حفاري و استخراج اين حجم از مصالح يک روش اجراي بهينه طراحي و ارايه شود تا بتوان بر مبناي آن حجم مصالح مورد نياز را بر اساس برنامه زمانبندي مشخص شده استخراج کرد. به همين منظور روشهاي اجرايي مختلفي پيشنهاد شد و در نهايت حفاري ترازهاي 15 متري با احداث راههاي دسترسي مستقل به عنوان بهترين روش اجرا بکار گرفته شد.

با توجه به توسعه شهرها و افزايش نياز بشر به استفاده از منابع معدني، فاصله بين تاسيسات، ساختمانهاي مسکوني و معادن کمتر و احتمال بروز حوادث بيشتر شده است. عمليات حفاري و آتشکاري، از جمله مهمترين فرآيندهاي استخراج معادن روباز هستند که گاهي اوقات توام با پيامدهاي نامطلوب بوده و باعث بوجود آمدن خطرات و مشکلاتي مي شوند. از جمله پيامدهاي خطرناک و نامطلوب عمليات انفجار معادن روباز، پديده هاي لرزش زمين و پرتاب سنگ مي باشند که بايد به دقت مورد تحليل و بررسي قرار گيرد تا از خسارتهاي جاني و مالي ناشي از آن جلوگيري بعمل آيد.
در اين مقاله ابتدا پيامدهاي نامطلوب ناشي از انفجار ذکر شده و سپس پديده هاي لرزش زمين و پرتاب سنگ و نيز عوامل موثر بر آنها مورد بررسي قرار مي گيرد. در ادامه مدلهاي تئوري و تجربي تحليل و محاسبه اين پديده ها براي حالت ها و شرايط مختلف عمليات انفجار ارايه مي گردد. با استفاده از اين مدلها، اطلاعات مربوط به طراحي الگوي حفاري و آتشکاري معدن سنگ آهن سه چاهون و شرايط موجود، اثرات لرزش زمين و پرتاب سنگ در اين معدن براي حالت هاي متفاوت محاسبه و مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است. در خاتمه پيشنهاداتي در جهت کاهش تاثير پيامدهاي نامطلوب ناشي از عمليات انفجار بطور عام و براي معدن سنگ آهن سه چاهون بطور خاص ارايه خواهد

مهمترين قدم در اکتشاف، مشخص کردن واحد زمين شناسي بارور است که بر اساس عوارض سطحي ايجاد شده توسط عوامل دخيل در تشکيل کانسار شناخته مي شود. آلتراسيون ها يکي از اين عوارض مي باشند که در اثر واکنش بين سنگ ديواره با محلول هاي کانسارساز ايجاد مي گردند. همچنين تکتونيزم عميق پوسته اي که بصورت ساختارهاي خطي و حلقوي ظاهر مي شود، از طريق فرايندها و واکنش هاي گوناگون حاصل از آن، در تشکيل کانسارها دخالت دارد. لذا شناسايي چنين پديده هايي با اهميت مي باشد. منطقه آلوت متشکل از واحدهاي سنگي دگرگونه پرکامبرين و سازندهاي پالئوزوئيک زيرين مي باشد. از پالئوزوئيک فوقاني فقط آهک هاي پرمين مشاهده مي شود. مزوزوئيک تنها دربرگيرنده سنگهاي دگرگوني کرتاسه است و توده هاي نفوذي اکثرا در اثر عملکرد فاز کوهزايي لاراميد بوجود آمده اند. اطلاعات مورد استفاده در اين مطالعه، تصوير ماهواره اي TM و نقشه هاي توپوگرافي و زمين شناسي بود که بعد از انجام تصحيحات هندسي بر روي آن، افزايش کنتراست مناسب و فيلترگذاري مورد نياز اعمال گرديد. ساختارهاي خطي و حلقوي موجود در منطقه مورد شناسايي قرار گرفت و به نقشه درآمد. از روش آناليز مولفه هاي اصلي بر اساس تکنيک کروستا محل هايي که داراي آلتراسيون رسي و اکسيد آهني بود، مشخص گرديد. ساختارهاي عميق مشخص شده در اين مطالعه، ارتباط و هماهنگي خوبي با آلتراسيون هاي بدست آمده داشت که نشانگر مراحل تکوين سيستم کاني سازي و ارتباط آن با پديده هاي همراه مي باشد و مي تواند به عنوان مدلي در جهت شناسايي مناطق بارور در اين ناحيه مورد استفاده قرار گيرد. مدل بدست آمده نشانگر انطباق کنترل کننده هاي ساختماني با روند حاکم بر شمال غرب زون سنندج - سيرجان مي باشد.

يکي از نيازهاي اساسي در تمامي مراحل عمليات اکتشافي تعيين موقعيت دقيق و بهينه کارهاي اکتشافي است. به طور کلي نحوه قرار گرفتن کارهاي اکتشافي را شبکه اکتشاف مي گويند. شبکه هاي اکتشافي انواعي دارند که انتخاب نوع شبکه به شرايط و خصوصيات زمين شناسي کانسار بستگي دارد. در مطالعه حاضر به عنوان يک مورد عملي طراحي نوع و ابعاد شبکه اکتشاف براي کانسار آهن و منگنز شمس آباد اراک صورت گرفته است. با توجه به شرايط زمين شناسي کانسار (کانسار لايه اي بوده و ماده معدني به صورت عدسي هايي در ميان آهکهاي ضخيم لايه قرار گرفته است) و نوع و ميزان اطلاعات اکتشافي موجود (نتايج برداشتهاي ژئوفيزيکي، داده هاي عيارسنجي ترانشه ها و تعداد معدودي گمانه عميق) طراحي شبکه کانسار با استفاده از دو روش تحليلي و زمين آماري انجام شده است.
با استفاده از روش تحليل که يک روش مبتني بر آمار کلاسيک است وبراي به دست آوردن يک ايده کلي و تعيين يک شبکه برداشت اوليه مورد استفاده قرار مي گيريد يک شبکه مستطيلي به ابعاد 130×150 متر تعيين گرديد. استفاده از روش زمين آماري و ترسيم واريگرامهاي امتدادي شبکه اکتشافي مستطيل شکلي با ابعاد 230×35 متر را نتيجه داد که با ابعاد شبکه بدست آمده از روش تحليل بسيار متفاوت است و يقينا روش زمين آماري با در نظر گرفتن همبستگي فاصله اي و توزيع فضايي داده و در نتيجه ميزان خطالي کمتر، دقيقتر بوده و نتايج آن به واقعيعت نزديکتر است.

تخلخل يکي از پارامترهاي مهم و اساسي در ارزيابي خصوصيات پتروفيزيکي مخازن هيدروکربوري محسوب مي شود. امروزه در صنعت نفت اين پارامتر با استفاده از روش تزريق گاز هليم بر نمونه هاي مغزه (پلاگ) به دست مي آيد. با اين وجود مغزه گيري عملي دشوار و پر هزينه است. بعلاوه امکان مغزه گيري در برخي چاه ها (مانند چاههاي افقي) وجود ندارد. در اين مطالعه از تکنيک شبکه هاي عصبي مصنوعي به عنوان يک رهيافت جديد براي محاسبه تخلخل مغزه استفاده شده است. با استفاده از شبکه هاي عصبي مصنوعي مي توان رابطه اي بين داده هاي لاگ (به عنوان ورودي هاي شبکه) و تخلخل مغزه (به عنوان خروجي شبکه) برقرار نمود. پس از آموزش شبكه با دادن داده هاي ورودي به آن مي توان خروجي را بدست آورد. براي اين منظور از داده هاي پتروفيزيکي يک چاه براي ساختن يک مدل بر اساس شبکه هاي عصبي مصنوعي در يکي از ميادين نفتي جنوب ايران استفاده شده است. از چاه دوم که در ساختن مدل فوق نقشي نداشته براي سنجش اعتبار مذکور استفاده شده است. نتايج نشان دهنده عملكرد بسيار خوب شبکه هاي عصبي مصنوعي در تخمين تخلخل است.

معدنکاري جبهه کاربلند روش پرسود و مرسوم براي استخراج زغال سنگ مي باشد. پيشگويي رفتار سقف و تخمين ميزان بار سقف و احتياجات نگهداري بزرگترين مساله است، که بطور مستقيم به ايمني و توليد سينه کار مربوط مي شود. با ظهور مکانيزاسيون با هزينه سرمايه گذاري بالا و لزوم افزايش ايمني در سينه کارها، دقت بيشتري امروزه در ارزيابي خصوصيات بارگذاري سقف و طراحي نگهدارنده هاي قدرتي سينه کارهاي جبهه کاربلند لازم است.
در اين مقاله، با مطالعه رفتار سقف سينه کار جبهه کاربلند، ميزان بار قائم وارد بر نگهدارنده هاي قدرتي، از جمله بار ناشي از بارگذاري دوره اي سقف مورد تحليل و محاسبه قرار گرفته است. بدين منظور در ابتدا قبل از محاسبه بارگذاري دوره اي سقف اصلي، وجود يا عدم وجود آن بررسي شده است . پس از اينکه وجود بارگذاري دوره اي سقف اصل ي تحقيق شد، فاکتور شدت بارگذاري دور ه اي محاسبه مي شود. با استفاده از فاکتور شدت بارگذاري دوره اي، مي توان پيش بيني کرد که بارگذاري دوره اي در يک يا دو مرحله اتفاق مي افتد. براي محاسبه بارگذاري دوره اي سقف، ابعاد بلوکهاي شکسته شده سقف اصلي از جمله ارتفاع سقف اصلي و طول گام بارگذاري سقف اصلي تخمين زده مي شود. در نهايت با محاسبه وزن اين بلوک ها مي توان بارگذاري دوره اي سقف را محاسبه نمود.
 براي اطمينان از صحت مدل ارايه شده، ميزان بارگذاري دوره اي براي يک سينه کار جبهه کار بلند محاسبه شده است. نتايج نشان دهنده اين است که مدل فوق ميزان بارگذاري دوره اي سقف را با دقت خوبي تخمين مي زند.

دراين تحقيق، تاثير آماده سازي مكانيكي كنسانتره كالكوپيريت برراندمان حل سازي مس در محلول اسي دي كلريد فريك مورد بررسي قرار گرفت. آماده سازي بوسيله خردايش كنسانتره در يك آسياي گلوله اي انجام شد. افزايش زمان آسياكاري موجب افزايش راندمان حل سازي مس در مرحله حل سازي شد. مشاهده شدكه با افزايش زمان نگهداري كنسانتره پس از آسياكاري، از سرعت حل سازي بعدي كاسته مي شود. در اين تحقيق همچنين رابطه ضريب تاثير خردايش برراندمان حل سازي با زمان خردايش محاسبه شده و مشاهده شد كه اين ضريب در مراحل اوليه آسياكاري بسيار قابل توجه بوده و با افزايش زمان آسياكاري، بطور نمايي كاهش مي يابد.

تعيين شيب ديواره ها يکي از مهمترين پارامترهاي طراحي معادن روباز مي باشد. چنانچه شيب ديواره ها کم در نظر گرفته شود، باطله برداري به مقدار قابل توجهي افزايش مي يابد. از طرف ديگر انتخاب ديواره هاي پر شيب باعث کاهش ايمني و افزايش احتمال ريزش خواهد شد. بنابراين انتخاب شيب بهينه براي جلوگيري از اضافه باطله برداري و کاهش ريسک ريزش ديواره ضروري مي باشد. روش هاي مختلفي براي تحليل پايداري شيب ديوار ههاي معادن روباز وجود دارند. از جمله مي توان به روش هاي تعادل حدي و روش هاي عددي اشاره نمود. در اين تحقيق پايداري بحراني ترين مقطع معدن روباز سونگون به روش عددي و با استفاده از نرم افزار FLAC SLOPE مورد بررسي و تحليل قرار گرفته است. در اين تحقيق بارگذاري استاتيکي انجام شده و طبق نتايج بدست آمده، ضريب ايمني ديواره با شيب کلي 28.5 درجه مربوط به مقطع فوق برابر 1.41 مي باشد

کارخانه فرآوري چادرملو شامل سه خط توليد موازي و مشابه است. در هر خط توليد، کانه هماتيت توسط يک مدار فلوتاسيون شامل مراحل اوليه، شستشو و رمق گير فرآوري مي شود. با توجه به مزاياي سلولهاي فلوتاسيون ستوني نسبت به سلولهاي مکانيکي و رويکرد جهاني صنايع فرآوري مواد معدني به سوي جايگزين کردن سلولهاي مکانيکي با سلولهاي ستوني، ستوني آزمايشگاهي به ارتفاع ١٥٣٥ ميلي متر و قطر ٧٤ ميلي متر در مدار خط فلوتاسيون هماتيت کارخانه فرآوري آهن چادرملو جهت بهينه سازي نوع کلکتور مورد مطالعه قرار گرفت. در اين مقاله، آزمايشهاي فلوتاسيون ستوني با استفاده ازکلکتورهاي آسام، اتراک و ترکيب آسام+اتراک انجام گرفت. از بين آنها ترکيب کلکتور آسام+اتراک بهترين تاثير را در کاهش فسفر از خود نشان داد که در PH=10-10.5، عيار فسفر در محصول آهن 0.199 درصد، بازيابي فسفر در باطله 64.23 درصد و راندمان جدايش 55.19 درصد بدست آمد.

مطالعات پيش امكان سنجي و امكان سنجي از مهم ترين و حياتي ترين مراحل پروژه معدني تلقي شده و در اين مراحل است كه تصميم به سرمايه گذاري و يا عدم آن اتخاذ مي گردد. يكي از اركان اين مطالعات، تخمين هزينه هاي سرمايه اي و عملياتي پروژه به ويژه هزينه ماشين آلات معدني مورد نياز پروژه است. به دليل گستره وسيع بررسي هاي فني، گزينه هاي متعددي در طول پروژه مطرح مي شود، بنابراين مطالعات تخمين هزينه به دفعات صورت مي گيرد. از اين رو كارشناسان امر به دنبال مدلها و يا نرم افزارهاي مناسبي هستند كه امكان برآورد هزينه ها را در زمان كوتاه و با دقت و صحت كافي فراهم نمايد. در اين تحقيق، نرم افزاري جهت تخمين هزينه هاي سرمايه اي ماشين آلات معادن روباز طراحي و ارائه شده است. اين نرم افزار بر اساس مدل برآورد هزينه انجمن مهندسين هزينه آمريكا طراحي و با استفاده از زبان ويژوال بيسيك نوشته شده و در محيط ويندوز XP, 2000, 98, NT قابل اجرا مي باشد. آزمون انجام شده نشان مي دهد که نتايج تخمين هزينه با استفاده اين نرم افزار از اعتبار کافي برخوردار بوده و انطباق قابل قبولي با شرايط ايران دارد.

تراوايي يکي از مهمترين ويژگيهاي سازندهاي هيدروکربوردار ميباشد. در حقيقت دانستن مقادير صحيح تراوايي بهمنزله يک ابزار موثر، کارآمد و مهم براي مهندسين نفت در امر فرايند توليد و مديريت يک ميدان ميباشد. تا به امروز صنعت نفت سعي کرده است تا مقادير صحيح تراوايي را از طريق اندازه گيريهاي مستقيم آزمايشگاهي بر روي مغزه ها و يا تفسير آزمايش چاه بدست آورد. البته هر دوي اين روشها صحيح بوده، اما براي توصيف کامل مخزن کافي نمي باشند، زيرا در هر ميدان نفتي به دليل وقتگير بودن و نيز هزينه زياد فقط تعداد محدودي از چاهها مغزه گيري شده و يا آزمايش چاه فقط به تعداد محدود در هر ميدان نفتي توصيه ميشود. يکي از اهداف مطالعات پتروفيزيکي تخمين دقيق و صحيح تراوايي در چاههايي است که اندازه گيري تراوايي در آنها به هر دليلي (نبود مغزه، وجود شکستگي در نمونه ها و ...) ممکن نمي باشد. رسيدن به اين هدف مشکل است، زيرا هيچ لاگي که بتواند مستقيما تراوايي را در يک چاه اندازه بگيرد، توسعه پيدا نکرده است. در اين مطالعه با استفاده از روش آناليز رگرسيوني و تکنيک شبکههاي عصبي مصنوعي پارامتر تراوايي در سنگهاي کربناته با استفاده از داده هاي لاگينگ مورد محاسبه و تخمين قرار گرفت. مقايسه نتايج بدست آمده از اين تحقيق نشان مي دهد که اين روشها تراوايي را در حد قابل قبولي تخمين ميزنند که در اين بين آناليز رگرسيوني نسبت به شبکه هاي عصبي مصنوعي نتايج بهتري را بدست مي دهد.

عبور امواج حاصل از انفجار باعث ايجاد تنش هاي کششي و فشاري در سنگ شده و توده سنگ را از لحاظ رفتار مکانيکي و ديناميکي تحريک مي نمايد. در بررسي کارايي مواد منفجره و به طور کلي ارزيابي کيفيت انفجار، داشتن اطلاع دقيق از رفتار سنگ تحت تنش هاي ناشي از انفجار و کيفيت انتقال و توزيع انرژي حاصله از آتشباري نقش بسزايي دارند.
در مقاله حاضر با توجه به نمونه برداري هاي انجام شده و انجام مطالعات صحرايي و آزمايشگاهي، امپدانس سنگ هاي دورن گير و باطله معدن مس سونگون تعيين گرديده و سپس با استفاده از امپدانس هاي استاندارد آنفو و محاسبات رياضي، شرايط انتقال انرژي ناشي از آتشکاري معدن سونگون به صورت کمي مورد بحث قرار گرفته است. نتايج حاصله حاکي از اتلاف زياد انرژي در توده سنگ هاي درزه د ار بوده و ميزان اتلاف با افزايش پرکنده ها افزايش چشم گيري نشان مي دهد.