تعیین جهت بهینه استخراج به‌منظور بیشینه‌سازی کوپ‌دهی سنگ ساختمانی با استفاده از مدل‌سازی ناپیوستگی‌ها (مطالعه موردی معدن تراورتن کپیول)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد دانشده معدن دانشگاه صنعتی شاهرود

2 دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

توده سنگ ساختمانی ترکیبی از سنگ و شبکه ناپیوستگی‌ها است. تقاطع ناپیوستگی‌ها، بلوک‌های سنگی با ابعاد متفاوت در این مجموعه ایجاد می‌کند. تعیین مشخصات هندسی بلوک‌های تشکیل شده در توده سنگ لازمه ارزیابی اقتصادی بودن ذخایره سنگ تزئینی است. از طرفی استخراج سنگ با صفحات برش انجام می‌شود و بهینه کردن الگو صفحات برشی برای استخراج بلوک‌های سنگی باعث افزایش بهر‌وری و کاهش باطله‌های ایجاد شده در معدن می‌شود. این عملیات موجب کاهش اثرات زیست محیطی و افزایش منافع اقتصادی خواهد شد. در این پژوهش، ابتدا خصوصیات مهم ناپیوستگی‌ها نظیر تداوم، فاصله‌داری، جهت‌یافتگی و... در معدن سنگ ساختمانی کپیول برداشت شده است. سپس با استفاده از نرم افزار 3DEC مدل بلوکی معدن ساخته شده و با استفاده از مدل‌سازی بلوکی، چرخش آزیموت درزه‌های مختلف در چهار کلاس بررسی شدند. با تحلیل نتایج بدست آمده از مدل‌سازی نشان داد که برای کسب بیشترین کوپ‌دهی، جهت راستای( امتداد ) استخراج فعلی باید 70 درجه به طرف غرب تغییر کند که در اثر اعمال آن، میانگین حجم بلوک‌های برجا 45/287 متر مکعب و میزان کوپ‌های قابل فروش در چهار کلاس 27/65826 متر مکعب حاصل می‌شود که براساس نرخ موجود منجر به درآمد حدود 115میلیارد و98 میلیون تومان برای این معدن خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Determination of optimum extraction to maximize couping Quarry stone using discontinuity modeling (Case study of Travertine Kapul Mine)

نویسندگان [English]

  • Hadi Salehabadi 2
  • Ramin Rafiee 2
1
2 Shahrood university of technology
چکیده [English]

Dimension stone reserves contains intact rock and discontinuity network. The intersection between discontinuities forms rock blocks with various geometry. Determination of rock blocks geometry is required in order to economical evaluation of stone reserves. Beside, extraction of stone blocks are preform by cutting planes, and the optimization of cutting pattern leads to increasing quarrying efficiency and decreasing production of waste in quarries. This procedure result less environmental damages and more economical beneficiations. The operation will reduce environmental impacts and increase economic interests. In this research, first, important features of discontinuities such as persistence, spacing, orientation, etc. have been extracted in the Kipul Quarry stone mine. then, using 3DEC simulation of the block model and using block modeling, different joint azimuth rotation was investigated in four classes. analyzing the results obtained from the modeling showed that in order to obtain maximum value, the current extraction direction must be 70 degrees west, which resulted in an average in situ block of 287.58cubic meters and the amount of coups sold in four classes 65826.27 cubic meters, which according to the current rate will generate about 115 billion and 98 million USD for this mine.

کلیدواژه‌ها [English]

  • stone construction quarries
  • software 3DEC
  • couping optimization
  • Analysis of discontinuities
  • Mining

مراجع

مرکز آمار ایران، نتایج آمارگیری از معادن در حال بهره برداری کشور در سال ۱۳۹6.
جلالی، امیر، زمین شناسی مهندسی منطقه محلات اراک،1372.
بابانوری, ن. (1395). بهینه سازی راستای استخراج سنگ های ساختمانی با استفاد از تحلیل بلوکی (مطالعه موردی: معدن تراورتن دینگله کهریز). چهارمین کنگره بین المللی عمران ، معماری و توسعه شهری بهینه-سازی-راستای-استخراج-سنگ-های-ساختمانی-با-استفاد-از-تحلیل-بلوکی-مطالعه-موردی-معدن.
حسینی, ح., آرمان, مهدوی, و سعید. (2018). استفاده از الگوریتم ژنتیک برای معرفی شاخصی جدید به منظور تعیین کوب‌دهی معادن سنگ ساختمانی و یافتن جهت استخراج بهینه. نشریه علمی-پژوهشی مهندسی معدن, 13(41), 92–101.
Azarafza, M., Ghazifard, A., Akgün, H., & Asghari-Kaljahi, E. (2019). Development of a 2D and 3D computational algorithm for discontinuity structural geometry identification by artificial intelligence based on image processing techniques. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 78(5), 3371–3383.
Elmouttie, M. K., & Poropat, G. V. (2012). A method to estimate in situ block size distribution. Rock Mechanics and Rock Engineering, 45(3), 401–407.
Kim, B. H., Cai, M., Kaiser, P. K., & Yang, H. S. (2007). Estimation of block sizes for rock masses with non-persistent joints. Rock Mechanics and Rock Engineering, 40(2), 169.
Mosch, S., Nikolayew, D., Ewiak, O., & Siegesmund, S. (2011). Optimized extraction of dimension stone blocks. Environmental Earth Sciences, 63(7–8), 1911–1924.
Mutlutürk, M. (2007). Determining the amount of marketable blocks of dimensional stone before actual extraction. Journal of Mining Science, 43(1), 67–72.
Sousa, L. M.O. (2010). Evaluation of joints in granitic outcrops for dimension stone exploitation. Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 43(1), 85–94.
Sousa, Luís M.O. (2007). Granite fracture index to check suitability of granite outcrops for quarrying. Engineering Geology, 92(3–4), 146–159.
Taboada, J., Ordóñez, C., Saavedra, A., & Fiestras-Janeiro, G. (2006). Fuzzy expert system for economic zonation of an ornamental slate deposit. Engineering Geology, 84(3–4), 220–228.
Taboada, J., Vaamonde, A., & Saavedra, A. (1999). Evaluation of the quality of a granite quarry. Engineering Geology, 53(1), 1–11.
Yarahmadi, R, Bagherpour, R., Khademian, A., Mirzaie, H., & Kakaie, R. (2015). Developing a MatLab code for determine geometry of rock mass blocks and its applications in mining and rock mechanic engineering. Journal of Mining and Metallurgy A: Mining, 51(1), 41–49.
Yarahmadi, Reza, Bagherpour, R., Kakaie, R., Mirzaie, N. H., & Yari, M. (2014). Development of 2D computer program to determine geometry of rock mass blocks. International Journal of Mining Science and Technology, 24(2), 191–194.
Yarahmadi, Reza, Bagherpour, R., Sousa, L. M. O., & Taherian, S.-G. (2015). How to determine the appropriate methods to identify the geometry of in situ rock blocks in dimension stones. Environmental Earth Sciences, 74(9), 6779–6790.
Yarahmadi, Reza, Bagherpour, R., Taherian, S.-G., & Sousa, L. M. O. (2018). Discontinuity modelling and rock block geometry identification to optimize production in dimension stone quarries. Engineering Geology, 232, 22–33.
نشریه انجمن زمین شناسی مهندسی ایران
دوره 14، شماره 2
شهریور 1400
صفحه 15-29

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 12 بهمن 1398
  • تاریخ بازنگری: 16 شهریور 1399
  • تاریخ پذیرش: 30 شهریور 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار