وبلاگ

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته  معدن با عنوان : محاسبه میزان تولید بهینه از منابع  زغال سنگ ایران 
در ادامه مطلب می توانید صفحات ابتدایی این پایان نامه را بخوانید و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دلایل پیش بینی افزایش قیمت زغال سنگ در آینده
با نگرشی کلی به میزان ذخایر قطعی و احتمالی ایران و با توجه به میزان استخراج سالیانه آن
می توان پیشبینی کرد آه استخراج تمامی ذخایر ایران حدود ١٠٠٠ سال به طول خواهد انجامید.
ایران در حال حاضر یكی از آشورهای وارد آننده زغال سنگ است و حدود ٤٠-٤٥ درصد نیازهای
خود را از آشورهای آلمان و استرالیا تأمین می آند. این در حالی است آه از یك طرف روز به روز
بر ظرفیت فولاد سازی آشور افزوده می شود و نیاز ایران به این ماده معدنی بیشتر می شود و از
طرف دیگر در جهان تقاضا برای زغال سنگ رو به افزایش است.
در سال ١٨٦٠ میلادی اهمیت زغال سنگ به قدری بود آه ٦٠% آل ارزش مواد معدنی
جهان را به خود اختصاص داده بود. اما با ورود نفت و گاز به عنوان منابع تامین انرژی جهان، سیر
نزولی طی آرده و به آمتر از ٢٠% آل ارزش مواد معدنی جهان رسید. در سال های اخیر دوباره
تقاضا برای زغال سنگ افزایش یافته به طوری آه در سال ١٩٩٥ میلادی میزان تقاضای جهان برای
زغال سنگ برابر با ٣/٦ میلیارد تن بوده و برای سال ٢٠٠٥ این مقدار ٥ میلیارد تن تخمین زده
می شود[2]. البته باید در نظر داشت آه در سال ٢٠٠٥ منابع نفت و گاز هنوز پابرجا هستند و بعد از

اتمام این ذخایر است که بر اهمیت و میزان تقاضای زغال سنگ بطور قابل توجهی افزوده خواهد شد.

با افزایش تقاضا برای زغال سنگ، قیمت آن نیز بالاتر خواهد رفت و این افزایش قیمت تاثیر مستقیم
روی صنعت فولادسازی آشور خواهد گذاشت.
محاسبه میزان تولید بهینه از منابع زغال سنگ ایران
٢
افزایش تقاضای زغال سنگ تنها عامل تاثیر گذار بر روی افزایش قیمت جهانی آن نیست. از
عوامل دیگری که در سالهای اخیر بخصوص در کشورهای اروپایی سبب افزایش قیمت زغالسنگ
شده، عواملی نظیر تاثیر استخراج زغالسنگ بر آلودگی و تخریب محیط زیست و همچنین مسئله
بهداشت و سلامت کارگران می باشد.
١-١-١ تخریب و آلودگی های محیط زیستی ناشی از استخراج و فراوری زغال سنگ
نیاز روز افزون بشر به زغال سنگ به عنوان منبع انرژی و سایر مصارف و پیشرفت در
زمینه تكنولوژی معدن آاری، سرعت تولید آن را چندین برابر کردهاست. همگام با این پیشرفت اثرات
مخرب ناشی از تولید نیز افزایش یافته است. از جمله اثرات مخرب حاصل از استخراج زغالسنگ
میتوان نشست زمین، آلودگی هوا در اثر انفجار، آلودگی سفره های آب، انتشار گاز متان و گرد و
غبار، انفجار گاز متان، نابودی مراتع و جنگل ها و تخریب شدید شكل ظاهری محل استخراج را نام
برد.
باتوجه به گستره شرایط تشكیل زغال سنگ و تغییر میزان ترآیبات آن، زغال سنگ در انواع
متنوعی یافت می شود. زغال سنگ استخراج شده از معدن جهت رسیدن به استانداردهای بازار فروش
وهمچنین آاهش اثرات مخرب زیست محیطی ناشی از مصرف، درآارخانه های زغال سنگ شویی
تحت عملیات شستشو قرار میگیرد. البته با توجه به شرایط محیطی، حداآثر خاآستر قابل قبول در
صنایع مختلف، متفاوت است. به عنوان مثال در آشورهایی مثل هندوستان به دلیل قابلیت شستشوی
مشكل، زغالسنگ ٢٥ درصد خاآستر به عنوان آك متالورژی در نظر گرفته می شود.
پساب های ناشی از فلوتاسیون زغال سنگ
بیشتر آانی های همراه زغالسنگ هیدروفیل هستند. بنابراین جداسازی زغال سنگ از
باطله های همراه به روش فلوتاسیون و با استفاده از این خاصیت صورت می گیرد. البته در این فرایند
از مواد شیمیایی مانند آف سازها، آلكتورها و تنظیم آننده ها هم استفاده می شود. به ازای هر تن جامد
محاسبه میزان تولید بهینه از منابع زغال سنگ ایران
٤
آرایش یافته برای پالپ اولیه، حدود ٢-۶ متر مكعب [4] آب مصرف می شود آه قسمت عمده آن
همراه با باطله خارج می شود. آب موجود در باطله معمولاً به روش های غلیظ آردن پالپ توسط
تیكنرهای موجود و رسوب دادن ذرات جامد در سد باطله، از ذرات جامد جدا می شود و به آارخانه
بازگشت داده می شود. معمولا جلوگیری از نفوذ آب مصرف شده در فلوتاسیون به محیط عملاً
غیرممكن است. زیرا آب از طریق خلل و فرج سد باطله به سفره آب های زیرزمینی راه می یابد و یا
در صورت غیر قابل نفوذ بودن بستر سد از دیواره های آن جریان می یابد. بنابراین تعیین ترآیب
پساب های حاصل از فلوتاسیون و همچنین تاثیر یون های مختلف موجود در آن بر روی محیط طبیعی
امری مهم و ضروری است. ترآیبات موجود در پساب های فلوتاسیون زغال سنگ شامل باقیمانده
مواد شیمیایی مختلف مورد مصرف در فلوتاسیون و ترآیب حاصل از انحلال و اآسیداسیون آن است.

بـیش از هشتادسـال اسـت کـه فـرآوردههـا وسـرامیکهـای دیـرگداز بـه
دستههای مهم ومستقل ردهبندی شده ودر زمینههای مختلف صنعت اهمیت
فراوانـی پـیدا کردهاند. با عنوان دیرگدازها باید مواد وفرآوردههایی در نظر
گرفـته شـوند کـه بـا تحمـل تنشـهای گرمایـی زیـاد معمولا در پوشش ویا
آسـترکاری تاسیسـات گرمایشـی صنعتی به کار میروند . بدون استفاده از
دیـرگدازههـای ویـژه در بخـشهای مهم فرآیندهای تولیدات فلزات، اقتصاد
انرژی، صنایع سرامیک و شیشهسازی، صنایع شیمیایی وسایر کاربردهای
صنعتی، تحقق بخشیدن به کل فرآیند صنعتی امکانپذیر نیست.

بـه عـبارت دیگـر در تمـام رو شـهایی کـه مسـتلزم فرآیندهای پردماهستند،
استفاده از فرآوردههای دیرگداز اجتنابناپذیر است.
در سـی سـال اخـیر پیشـرفتهـای فراوانـی در زمینه مواد دیرگداز حاصل
شـده اسـت. سـرامیکهـای دیـرگداز از تولید انبوه به فرآوردههایی با دقت
بیشـتر وکیفیت بهتر تبدیل شدهاند. این پیشرفتها هنوز ادامه دارند وبه هیچ
وجـه پایـان نمـییابـند . آزمایشها به دلایل فراوانی مفید وضروری هستند،
زیـرا وضـعیت فعلـی دستاوردهای دیرگدازها را به صورتی هماهنگ نشان
“
مـیدهـند. ایـن امـر مـیتوانـد برای تولیدکنندگان، طیف وسیع مصرفکننده
مواد دیرگداز، آموزش وتجهیزات آزمایشی حائز اهمیت باشد، زیرا شناخت
واقعی ویژگیهیا سرامیکهای دیرگداز برای همه آنها ضروری است.

افـزایش نـیاز صـنایع بـه مـواد دیرگداز سبب توسعه فعالیتهای معدنی در
زمیـنه اکتشـاف، استخراج وفرآوری معادن سنگ نسوز، خاک نسوز ودیگر
رسـهای صـنعتی شـدهاسـت . بـا توجـه بـه کاربـرد های مـتفاوت ایـن مواد
وغـیرقابل بازیافـت بودن آنها پس از مصرف گمان میرود که این رسها در
اینده از ارزش قابل توجهی برخوردار شوند.
خوشـبختانه درکشـور مـا ذخایـر سـنگ نسوز، خاک نسوز ودیگر رسهای
صـنعتی کـه تاکـنون شناسـایی شـدهانـد وپیشبینی می شود که با پیگیری
کارهـای اکتشافی وتوسعه صنایع معدنی وابسته به ذخایر وتولید انبوه این
مواد دست یابیم.

هدف از این تحقیق، تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری تونل631 معدن زغالسنگ گلندرود میباشد.
تونل فوقالذکر در لایههای سیلتستون و زغالسنگ حفر شده است که از ویژگیهای این تودهسنگ میتـوان
به مقاومت پایین، وجود ناپیوستگیهای فراوان و درجه هوازدگی بالا اشاره نمود همچنین نتـایج برداشـتهای
صحرایی، وجود دو دسته درزه در سنگهای کمربالا و کمرپایین لایههای زغالی منطقه را تأیید مینماید.

با توجه به ویژگیهای فوقالذکر و ریزشهای موضعی مکـرر در منطقـه، اتخـاذ روش مناسـب جهـت تحلیـل

پایداری و طراحی سیستم نگهداری چندان دشوار نبود. با توجه به اصول روش اجزاء مجزاء و انطباق خوب
آن با شرایط موجود منطقه، استفاده از این روش عددی و نرمافزار UDEC بعنوان اصلیترین روش جهـت
تحلیل پایداری تونل انتخاب گردید که جهت تأیید نتایج از روشهای طبقهبندی مهندسی سنگ RMR و Q
نیز استفاده شده است.
از آنجا که بالا بردن بهرهوری عملیات معدنی و گسترش معدنکاری، منوط به اصلاح و بهینـهسـازی سیـستم
نگهداری و حفریات معدنی (بعنوان یکی از پارامترهای فنی و اقتصادی ) میباشـد و بـا توجـه بـه وضـعیت
منطقه که در بالا ذکر شد و پاسخگویی به آن، پایان نامهای تحت عنوان تحلیل پایداری و طراحـی نگهـداری
انتخاب شده است.
در فصل اول این تحقیق کلیاتی در مورد وضعیت منطقه گلندرود، اهمیت تحقیق و هـدف از انجـام آن بیـان
میشود.
در فصل دوم به طبقهبندی تودههای سنگی و طراحی حفریات زیرزمینی پرداخته میشود.
در فصل سوم روشهای عددی نوعاً روش اجزاء مجزاء، و نرمافزار UDEC به طور جامع و کامـل توضـیح
داده میشود.
در فصل چهارم به بررسی نتایج تستهای آزمایشگاهی انجام شده و کلاً تعیین پارامترهای ژئومکانیکی منطقـه
میپردازیم. از جمله آزمایشهای انجام شده، میتوان به آزمایش مقاومت فشاری تـک محـوره و سـه محـوره
اشاره نمود.
در فصل پنجم، ابتدا با استفاده از روشهای Q وRMR، تونل مذکور تحلیل میشود و پـس از تعیـین امتیـاز
عددی توده سنگهای منطقه در هر دو سیستم، سیستم نگهداری برای تونل منطقه پیشنهاد شده است. در ادامه
بخش، تونل منطقه توسط نرمافزار UDEC مدلسازی شده و پس از مشخص شدن وضعیت پایـداری تونـل
مورد نظر، سیستم نگهداری مناسب برای تونل فوقالذکر پیشنهاد شده است.
در فصل آخر (ششم) نیز جمعبندی نتایج بدستآمده، بحث و بررسی و پیشنهادات ارائه شده است.

با توجه به نیاز دنیا به سوختهای آلی و تامین انرژی مصرفی از این طریق ، استفاده از روشهای
ژئوفیزیكی در سالهای اخیر بطور گسترده ای در اكتشاف و بهره برداری مخازن نفت و گاز اهمیت
خودراآشكارساخته است.
در میان تمامی روشهای ژئوفیزیكی ،روش لرزه نگاری در این سالها به یگانه روش سودمندبا ضریب
اعتماد نسبتا خوبی در این زمینه تبدیل گردیده است.
در عملیات لرزه ای مانند تمامی روشهای ژئوفیزیكی یك سری دانسته وارد شده و سپس عملیات
پردازش و تفسیر بر روی آن صورت می گیردو بالطبع هر چه این دانسته ها دقیق ترو با كیفیت بیشتری
باشد نتایج بهتری حاصل می گردد.
یكی از مهمترین شاخصهای كیفیت یك عملیات لرزه ای، بالا بودن نسبت سیگنال به نویز یا كم بودن
نویز های خطی (امواج سطحی)، نویزهای اتفاقی ثبت شده درهنگام دریافت امواج می باشد.
روشهایی كه در ابتدا تا سال 1990 م بر اكتشافات لرزه ای حكمفرما بود بر مبنای آرایه ها با طول بلند
جهت حذف طول موجهای امواج سطحی بودكه باعث از دست دادن اطلاعات در لایه های شیبداربود و
بطور كلی مشكلات زیر را داشت [1]
– مشكل الیاسینگ مكانی

– عدم پاسخ دهی درجهتهای مختلف درطراحیهای سه بعدی
– عدم پاسخ دهی درافستها و دورافتها
در این تحقیق با بررسی معایب و موانع موجود بر سر راه عملیات لرزه نگاری، راه حلهای مختلف در
جهت حل مشكلات مختلف بررسی گردیده و درتعدادی از پروژه های در دست اقدام به مرحله عمل
رسانده می شود.
در لرزه نگاری اكتشافی، طراحی به یك مرحله پردازشی اتلاق می شود كه سعی دارد رخدادهای لرزه
ای را از لحاظ موقعیت و میزان تمركز و وضوح بهبود بخشد. این عبارت اساساً هم معنی با تصویر سازی
است. قبل از طراحی ، معمولاً دانسته های لرزه ای اولیه با فرضیات اولیه با تریسهای پلات شده در
موقعیت سطحی گیرنده و محور عمودی زمان به نمایش در می آیند این بدین معناست كه بازتاب های
شیب دار در مختصات جانبی صحیح قرار نداشته و محور عمودی زمان نیازمند تبدیل به عمق می باشد.
علاه بر متمركز كردن و استقرار مكانی، الگوریتم های طراحی موجب تنظیم فاز دامنه دانسته های لرزه
ای شده و اثرات گسترش هندسی را كاهش می دهند.
18
طراحی را می توان بعنوان یك راه حل تقریبی برای مسئله معكوس میدان موج الاستیكی معرفی كرد
. برای تخمین پارامترهای الاستیكی زمین بایستی میدان موج الاستیكی معكوس بعنوان ورودی مورد
استفاده قرار گیرد. عموماً یك مسئله ساده را می توان با یافتن راه حلی با استفاده از معادلات
دیفرانسیلی كاهش دانسته شده و با مد نظر قرار دادن مشخصات ضرایب معادله بعنوان نقشهای مكانی و
با توجه به شرایط مرزی مناسب حل كرد.
اگر چه چنین پردازشی اغلب خیلی مشكل است ولی خیلی ساده تر از انجام مسئله معكوس
است.معمولاً حل معادله معكوس به تخمین ضرائب معادله دیفرانسیل جزئی می انجامد این در حالی
است كه تعداد ورودیها برای تعیین كلیه خروجی های انتظار داشته كافی نیست. علاوه بر این، مسائل
معكوس عموماً غیر خطی اند و راه كارهای عملی بطور معمول، تقریبهای خطی شده هستند یعنی اینكه
به یك مدل اولیه فرض شده خیلی حساس می باشند. و این جای بسی بدشانسی است زیرا آگاهی و
شناخت از زیر سطح خیلی محدود می باشد و ساختار مدلهای اولیه فوق العاده مشكل است.[3]
بنابراین به دلایل متعدد، طراحی مضاف بر اینكه یك راه حل تقریبی برای مسئله معكوس است، غیر
خطی بودن نیز اضافه می گردد. لزوم یافتن راه حل های تقریبی به تعداد زیادی از الگوریتمهای متفاوت
طراحی منتهی می شود. با راههای مختلف كه وجوه مشابه زیادی نیز دارند می توان الگوریتمهای
متفاوت طراحی را دسته بندی كرد.

موادمعدنی مختلف طی میلیونها سال توسط فرآیند های كانی سازی ایجاد شده و انسان باتوجه بـه نیازهـای خـود در
طول سالی ان زیاد آنها را كشفو استخراج كردهاست . برای استخراج موادمعدنی به صورت روبازیا زرزمی نی باید یـكسـری
عملیات پایه ای انجام شود كه خرج گذاری و انفجار چال های حفرشده،یكیاز بارزترین آنها است . هدف از انفجار، تنهـا خـرد

كردن بخشی ازسنگ وجابه جاشدن آن نیست، بلكه انفجار باید باكمترین هزینه انجام شود . انفجاریك یازمهمترین مراحل
درعملیات استخراج است وبرتمامی مراحل بعدی شامل بارگیری،حمل،سنگ شكنی،آماده سازی وعملیات انفجار بلـوك
های پیرامون، به صورت مستقیم و غیرمستقیم تأثیر مـیگـذارد . وجـودآب، تمـامی پارامترهـای طراحـی را درعملیـات
استخراج تحت تأثیر قرارمیدهد، به گونهای كه میزان وجودآبدرفضایداخلچالهایانفجاریحتیدرنحـوهطراحـی
عملیات حفاری وانفجارنیزتاثیرمیگذارد. وجودآب معمولاً عملیات معدن كاری را بامشكل مواجه مـیكنـدودرمـواقعی
حت باعث عطیلیم عادنمیشود. هزینه عملیات انفجار درمعادنی كه بامشكلآت مواجه هستند بالااستودرصورتیكه
قیمت ماده معدنی كم باشد،ممكن است عملیات استخراج توجیه اقتصادی نداشته باشـد . درحـال حاضـربـه دلیـل تولیـد
ماشین آلات باقدرتوظرفیت بالاتروهمچنین نیازروبه رشدبازارجهانی به مواداولیه،عمق معادن روبازافزایش یافته وهـر
چه این عمق بیشترشود احتمال برخورد باآبدر بلوكها ویاافزایش میزان آب موجود در معدن بیشتر میشود . بنـابرایـن
بررسی وضعیت آب موجود درمعادن بویژه دربلوك های استخراجی اهمیت زیادی دارد . دربلوكهای استخراجی بدونآب
طراحی الگوهای حفاری وانفجارتغییرات زیادی ندارد ولی دربلوكهای آبدار باتو جه به میزان آب داخل هربلـوك طراحـی
الگوی حفاریوانفجارمتفاوت میباشد.