دانلود مقالات مهندسی معدن

افزايش عمق معدن سنگ آهن گل گهر و گشايش پله دهم، باعث ورود آبهاي زير زميني به داخل محدوده معدن شده است. حضور اين آب در داخل معدن، عمليات استخر اج سنگ آهن را با مشکلات عديده اي از قبيل: مشکلات جابجايي ماشين آلات، بالا رفتن هزينه هاي آتشباري و همچنين مشکلات الکتريکي و غيره مواجه نموده است. بدليل افزايش نياز به آب در طرحهاي توسعه و کارخانه فراوري و نيز محدوديت منابع آبي موجود، جهت تامين آب مورد نياز اين طرحها گزينه هاي مختلفي مورد بررسي قرار گرفت. امکان حفر چاه هاي جديد در حوضه هاي آبريز منطقه، خريد چاه، انتقال آب از سيرجان يا سد تنگوئيه به مجتمع و همچنين تصفيه آب شور استحصالي از معدن بررسي شد. گزينه آخر علاوه بر بازيافت آب غير قابل شرب معدن، باعث خشک شدن چالهاي انفجاري و کاهش هزينه هاي حفاري و آتشباري تا يک ششم خواهد شد که از اهميت ويژه اي برخوردار است. با استفاده از 409 نقطه فصل مشترک بين خاک و سنگ در معدن گل گهر، محلهاي حفر حداقل 7 حلقه چاه عميق در داخل معدن تعيين گرديد. همچنين مطالعات مقدماتي جهت تعيين روشهاي تصفيه آب شور استحصالي از معدن و تامين بخشي از آب مورد نياز انجام شد که نتايج رضايت بخشي در برداشت.

غني سازي کانيهاي باطله اکسيد روي يکي از مسايل مهم در کارخانه هاي فراوري مي باشد. معدن گوشفيل يکي از بزرگترين معادن کانيهاي اکسيده روي در ايران است . دره نگام استخراج اوليه اين معدن بخش قابل توجهي از ماده معدني اكسيده روي (اسميت زونيت) با عيار متوسط روي 7.5%، عيار سرب 3.5% و عيار آهن 13% بصورت باطله در کنار معدن دپو شده است. فعاليتهاي زيادي براي پر عيار سازي خاك اكسيده گوشفيل از طرف محققين صورت گرفته است، ليکن نتايج قابل توجهي را براي صنعت بدنبال نداشته است. در اين تحقيق تلاش در جهت مطالعات ميكروسكوپي، خردايش و درجه آزادي اين كان سنگ بطور دقيق تري انجام شده است. نتايج نشان مي دهد كه كاني اسميت زونيت نسبت به بقيه كانيهاي اكسيد و هيدروكسيد، از قدرت شکنندگي بالاتري برخوردار مي باشد. اگر فرض کنيم درجه آزادي ذرات بيشتر از 80% باشند. آنگاه اسميت زونيت در ابعاد ٩٠ ميكرون و كانيها اكسيد و هيدروكيسد آهن در ابعاد تقريبي ٦٥ ميكرون به آزادي كامل مي رسد. در نتيجه با خردايش نمونه در ابعاد زير ٩٠ ميكرون، (100-80)% اسميت زونيت آزادند و براي کانيهاي آهن دار (100-50)% آنها آزاد مي باشد. در اين حالت احتمال اينكه نرمه هاي آهن كمتري توليد بشود بيشتر شده و در نتيجه، كنترل فلوتاسيون و بازداشت كانيهاي آهن دار آسانتر خواهد بود.

کانسار چيذه در 90 کيلومتري شمال غرب قزوين و در 40 کيلومتري شمال ابهر واقع شده است که حاوي مس اکسده با عيار حدود 3% مس بوده و کاني اصلي آن مالاکيت مي باشد. بازيابي مس به روش ليچينگ متلاطم و مخزني انجام گرديد.
در آزمايشات ليچينگ با استفاده از طراحي آزمايشات به روش تاکوچي، تاثير پارامترهاي مختلف از جمله غلظت اسيد، زمان، ابعاد ذرات و رقت بر روي بازيابي مطالعه گرديد. با استفاده ازآزمايشات تفصيلي مقادير بهينه هر يک از پارامترها مشخص گرديد. چهار آلتر ناتيو براي ليچينگ ارايه گرديده است.
با بررسي اقتصادي و با در نظر گرفتن چهار آلتر ناتيو براي ليچينگ و دو روش بازيابي مس از محلول باردار يعني سمنتاسيون و استخراج حلالي - الکترووينينگ براي هر کدام، مجموعا تعداد هشت آلتر ناتيو مورد بررسي قرار گرفت. ابتدا هزينه هاي سرمايه گذاري و عملياتي براي هر کدام از روشها برآورد شد و سپس بروش مطالعه "رده بندي فرآيند"، هشت روش از جنبه مالي رده بندي شدند. بر اساس نتايج بدست آمده ليچينگ متلاطم ذرات با ابعاد زير ٣٥٠ ميکرون در زمان ٣ ساعت و ٤٥ دقيقه و در محلولي با غلظت اسيد ١٨٥ گرم در ليتر بهترين گزينه مي باشد.

ايران تنوع چشمگيري از سنگهاي تزييني مختلف را در خود جاي داده است، ولي متاسفانه سهم چنداني از بازارهاي جهاني کسب نکرده است. اگرچه عوامل متعددي در اين عدم موفقيت سهيم هستند ولي روشهاي نامناسب توليد، استخراج و فرآوري به ويژه براي سنگهاي سخت بر مانند گرانيت، باعث گرديده است که نتوان از پتانسيلهاي معدني ايران استفاده بهينه نمود. اگرچه هزينه هاي عمليات استخراج در روش سيم الماسه بيشتر است، اما ميزان سنگ فرآوري شده به ازا حجم سنگ استخراج شده بيشتر و به تبع آن درآمد ناشي از روش برش با سيم الماسه را افزايش مي دهد که جبران هزينه هاي بيشتر عمليات استخراج را مي نمايد و روش استفاده از سيم برش را اقتصادي تر مي نمايد. تجربه استفاده از سيم برش الماسه براي اولين بار در معادن گرانيت در معدن گرانيت گزيک بيرجند نشان داد که عملا امکان استفاده از روش سيم برش الماسه در معادن گرانيت و با صرفه اقتصادي بيشتر وجود دارد و مي توان در ساير معادن نيز از آن استفاده نمود.

ذخاير قلع دنيا 7.4 ميليون تن و منابع آن 10.1 ميليون تن تخمين زده شده است که اين ميزان ذخيره جهت  استخراج با روند فعلي براي ٤٠ سال آينده كفايت مي كند. تاكنون آنچه از كاني زايي قلع در ايران گزارش شده بيشتر به صورت كاني جانبي بوده است. توليد فعلي كنسانتره قلع و قلع خالص اوليه دنيا بر حسب قلع محتوي آنها به ترتيب ٢٣١ و ٢٦١ هزارتن است كه پيش بيني مي شود ميزان توليد اين محصولات در سال ٢٠١٠ به ترتيب تا ٢٧٢ و ٣١٠ هزارتن افزايش يابد. ميزان مبادلات كنسانتره قلع و قلع خالص نيز به ترتيب ١١ و ٨٥ درصد از كل توليد اين محصولات در جهان است. ميزان مبادلات ضايعات و قراضه قلع نيز به طور متوسط ١٠ درصد ميزان مبادلات قلع خالص اوليه بوده  ٥٣٣٣ و ٩٨٢ دلار بر تن قلع محتوي، است. قيمت كنسانتره قلع، قلع خالص و ضايعات قلع به ترتيب حدود ٤٠٦٣ مي باشد. ايران وارد كننده قلع خالص است و در حال حاضر به طور متوسط در هر سال ١١٠٠ تن قلع خالص وارد مي كند. در اين مقاله ضمن بررسي ميزان ذخاير، روند توليد، بازار و همچنين مسايل محيط زيستي قلع در دنيا و ايران تا حدي اطلاعات لازم براي اتخاذ استراتژي لزوم يا عدم لزوم اكتشاف و استفاده از منابع داخلي قلع فراهم شده است.

به منظور جلوگيري از هزينه فرآيند خنثي سازي پساب كارخانه اسيد سولفوريك مجتمع مس سرچشمه و كاهش هزينه مصرف اسيد در واحد ليچينگ ،مصرف اين پساب در فرآيند هيپ ليچينگ پيشنهاد گرديد. چون اين پساب داراي يون کلريد بوده و غلظت بيش از 30 mgr/lit يون کلريد در فرآيند الكترووينينگ باعث مشكلاتي مي گردد ،پروژه بررسي انتقال و انباشتگي يون كلريد در اين مجموعه مورد نظر قرار گرفت .در اين پروژه راههاي ورود ،خروج و انباشتگي يون كلريد به مدارهاي محلول ليچ كننده ،مواد آلي و الكتروليت الكترووينينگ شناسايي، و ميزان آنها مشخص شد .با آزمايشات انجام شده مشخص شد يون كلريد در خاك جذب مي شود ولي ميزان جذب محدود مي باشد .سپس با نوشتن معادلات موازنه جرم براي مدار - در حالت پايدار و ناپايدار - وضعيت سيستم براي زماني كه پساب به سيستم اضافه گردد تحليل گرديد .ميزان جذب يون كلريد توسط خاك در حدود ١ گرم يون كلريد به ازاري هر تن خاک مي باشد. اگر غلظت کنترلي (set point) يون کلريد در محلول الکتروليت را 25 mgr/lit در نظر بکيريم. غلظت مجاز يون کلريد در محلول ليچ کننده 25.3 mgr/lit خواهد بود، و 6 روز پس از افزودن پساب به محلول ليچ کننده، غلظت يون کلريد در محلول ليچ کننده به غلظت مجاز 25.3 mgr/lit خواهد رسيد.

استخراج معادن به روش روباز با عميق شدن معدن با مشكلات متعدد فني و اقتصادي مواجه مي شود. در اين راستا هنگام طراحي معدن، عمق قابل قبولي براي استخراج روباز تعيين مي گردد. ديدگاههاي متفاوتي در تعيين حد روباز - زيرزميني مطرح گرديده است. در اين تحقيق از ديدگاه بيشينه سازي ارزش خالص فعلي (راهكار نيلسون ١٩٨٢) بهره گرفته شده و حد روباز - زيرزميني ذخيره شماره سه گل گهر تعيين شده است. ذخيره فوق لايه اي شكل با امتداد شمالي - جنوبي بوده و ابعاد كلي ذخيره ٢٢٠٠ متر در راستاي شمال - جنوبي و ٢٤٠٠ متر در راستاي غرب - شرقي مي باشد. کانسار فوق بيش از 600 ميليون تن ذخيره منيتيتي با عيار متوسط 53.8 درصد آهن مي باشد. ضخامت روباره از ١٤٠ متر تا ٩٠ متغير است. به منظور تعيين حد روباز - زيرزميني، سناريوهاي متعددي از عمق براي روش استخراج روباز و زيرزميني در نظر گرفته شده و عمق استخراج روباز معادل ٢٨٥ متر تعيين گرديد.

در اين پژوهش استخراج بيولوژيکي مس از باطله تغليظ مجتمع مس سرچشمه مورد بررسي قرار گرفته است. آناليز شيميايي باطله (سد روسبگير و تازه تغليظ) به ترتيب نشان دهنده وجود 0.22 و 0.18 درصد مس بود که دو سوم آن را مس سولفيدي به خود اختصاص مي داد. در اين راستا ابتدا گونه هاي باطله، طي چهار مرحله در ظروف لرزان آزمايشگاهي، توسط باكتريهاي مزوفيل تحت فرآيند بيوليچينگ قرار گرفت و پس از بهينه سازي انحلال بيولوژيكي، ميزان بازيابي مس از دو گونه باطله سد رسوبگير و باطله تازه تغليظ در محيط شاهد فاقد باكتري بترتيب ٤٩ و ٤٨ درصد و در محيط كشت باكتريايي به ٦٠ و ٧٢ درصد رسيد. نتايج حاصل از آزمايشات فروشويي ميكروبي در بيورآكتور همزندار و ستون در مورد دو نمونه خاك باطله نشان داد كه در صورت استفاده از بيوراكتور همزندار (در شرايط بهينه) امكان استحصال بيش از ٦٤ و ٦٨ درصد مس به ترتيب از باطله سد رسوبگير و باطله تازه تغليظ وجود دارد. از طرفي نظر به قابل توجه بودن درصد توزيع مس در باطله، فرايند آگلومراسيون توسط اسيد سولفوريك ١٧٥ گرم در ليتر و آب اعمال گرديد. سپس به مدت ٨٠ روز در ٨ ستون باكتريايي و شاهد فروشويي ميكروبي و شيميايي در نظر گرفته شد. مطابق نتايج، ميزان بازيابي مس در ستون باكتريايي حاوي باطله سد رسوبگير و باطله تازه تغليظ به ترتيب به ٦٢ و ٧٢ درصد گزارش شد در حاليكه اين ميزان بازيابي در ستون شاهد حاوي باطله سد رسوبگير و باطله تازه تغليظ به ترتيب به ٣٩ و ٤٧ درصد رسيد. با توجه به نتايج فوق، استفاده از ميكروارگانيسمها در بازيابي مس از باطله مي تواند سهم بسزايي را به خود اختصاص دهد.

براي كشور ايران به عنوان كشوري در حال رشد استفاده از منابع انرژي همچون زغال سنگ به موازات استخراج نفت اهميت ويژه دارد. از آنجا كه بررسي و تحقيق در زمينه پايداري حفريات كوچك مقطع كه تونلهاي معدني و بويژه معادن زغالسنگ از آن جمله اند، با استفاده از روشهاي نوين در كشور كمتر انجام شده است، به منظور افزايش بهره وري عمليات معدني و بهينه سازي سيستم نگهداري حفريات معدني به عنوان يكي از پارامترهاي مهم فني و اقتصادي، گالري شماره ٢ معدن زغال سنگ هجدك براي اين منظور انتخاب و بررسي شده است. در اين مقاله ابتدا تحليل آماري نتايج برداشت هاي صحرايي ناپيوستگي ها که توسط نرم افزار DIPS انجام گرفته بيان شده است. سپس طراحي سيستم نگهداري که توسط روش هاي تجربي (RMR&Q)، فرم بسته (Convergence-Confinement method) و تحليل عددي (FLAC & PHASES) انجام شده، آمده است. در نهايت تجزيه و تحليل اقتصادي به منظور مقايسه طرح پيشنهادي و طرح اجرا شده انجام گرديده است كه محاسبات نيز غير اقتصادي بودن سيستم فعلي معدن را تاييد كرده و نشان مي دهد كه در صورت استفاده از سيستم نگهداري پيشنهاد شده، براي هر كيلومتر از تونل حدود 1.15 ميليارد ريال صرفه جويي مي شود.

تعيين تخلخل به عنوان يكي از پارامتهاي بسيار مهم و اساسي در تعيين ويژگيهاي يك ميدان نفتي داراي اهميت خاصي در دانش مهندسي نفت مي باشد. به طور معمول براي تعيين تخلخل مخزن از آزمايشات مغزه (اندازه گيري مستقيم تخلخل) و يا نمودارهاي چاه نگاري (اندازه گيري غير مستقيم تخلخل) استفاده مي شود كه در مورد دوم با استفاده از روابط تجربي و رياضي خاص و ايجاد ارتباط بين متغييرهاي مختلفي كه توسط نمودارهاي مذكور اندازه گيري مي شوند، مقدار تخلخل سنگ مخزن مورد ارزيابي قرار مي گيرد. استفاده از آزمايشات مغزه و در حقيقت، مغزه گيري از چاههاي حفاري شده به دليل هزينه بر بودن و وقت گيري آنها براي تمام چاهها انجام نمي گردد. از روابط تجربي نيز به دليل تغيير نتايجي كه در نقاط مختلف ايجاد مي كنند، غالبا نمي توان به عنوان يك راه حل كاملا قابل اعتماد استفاده نمود. در مورد روشهاي آماري نيز مشكلاتي خاص وجود دارد كه مربوط به طبيعت داده هاي چاهها و ناصحيح بودن آنها در برخي موارد مي باشد. شبكه هاي عصبي مصنوعي تكنيك جديدي مي باشند كه به تدريج جايگاه خود را در علوم مختلف پيدا كرده اند و استفاده از اين روشها در محاسبات و مطالعات مربوط به مهندسي نفت نيز روز به روز بيشتر مي گردد .در اين مطالعه، تكنيك شبكه هاي عصبي مصنوعي و رگرسيون خطي چند متغييره براي تعيين تخلخل مورد توجه قرار گرفته و ازاطلاعات مربوط به چهار چاه (چاههاي ٢٥ و ٣١ و ٣٢ و ٢٨٧) از چاههاي ميدان نفتي گچساران كه شامل اطلاعات نمودارهاي پتروفيزيكي و نتايج آزمايشات مغزه مربوط به آن چاهها مي باشد استفاده گرديد. براي تعيين تخلخل، داده هاي سه چاه 25 و 32 و 287 به سه دسته داده هاي آموزشي (Training)، آزمايشي (Testing)، و آزمون (Validation) تقسيم شدند و نتيجه اي که شبکه براي هر يک از اين دسته داده ها داد، با نتايج مربوط به مغزه مقايسه گرديد و در نهايت بعد از به دست آمدن يك نتيجه معتبر از سه مرحله مذكور و تنظيم پارامترهاي موثر در شبكه، اين شبكه در مورد چاه ٣١ براي پيش بيني مقدار تخلخل اعمال گرديد.

ارزيابي صحيح مخزن و مدل سازي مناسب پارامترهاي آن نقش بسيار مهمي در شبيه سازي و مديريت مخزن ايفا ميكند. تخمين سنگ شناسي مخزن، تعيين گونه هاي سنگي و تشخيص ناهمگوني هاي جانبي آن اولين و مهمترين گام در توصيف مخزن و تهيه مدل زمين شناسي آن ميباشد.
در اين مطالعه از منطق فازي به عنوان يك رهيافت جديد و نيرومند در تشخيص نوع سنگ مخزن با استفاده از نمودارهاي پتروفيزيكي در سازند آسماري يكي از مخازن ناهمگون نفتي كشور استفاده شده است. ابتدا با تلفيق داده هاي زمين شناسي و مطالعات توصيفي مغزه هاي نفتي با داده هاي آزمايشگاهي و داده هاي پتروفيزيكي ٤ چاه كه مغزه گيري شده بودند، ٧ گونه سنگي مختلف در مخزن شناسايي گرديد.
مدل فازي با گونه هاي سنگي تشخيص داده شده در ۳ چاه آموزش داده شد و اعتبار مدل با آزمايش يك چاه كه آناليز مغزه هاي آن در دسترس بود اما در ساخت مدل سهمي نداشت، سنجيده شد. سپس مدل مذكور جهت تعيين گونه هاي سنگي در ديگر چاههاي ميدان كه فاقد مغزه بودند تعميم داده شده است. نتايج نشان ميدهد كه منطق فازي در تشخيص الگوهاي مربوط به گونه هاي سنگي بسيار خوب عمل كرده است.