ارائه روشي براي افزايش بهروري معادن سنگ ساختماني جهت تبديل به جايگزين هاي مناسب براي نفت

در ايران 5355 معدن فعال وجود دارد كه 808 از آن ها معدن سنگ هستند. 11851 شاغل در اين معادن در سال 2015 حدود 13 ميليون و 700 هزار تن سنگ توليد كرده اند. ميزان ذخيره اين ماده معدني با ارزش در كشور بيش از 3 ميليارد تن برآورد شده است. اين ماده معدني سومين ماده با ارزش بالاي كشور است كه قابليت زيادي به جهت توليد ثروت بدون نفت را داراست. ميزان بهره وري اين ماده معدني در قسمت استخراج بسيار پايين و كمتر از 50 درصد به طور متوسط مي باشد كه دليل عمده آن استخراج غير علمي سنگ مي باشد. در اين مقاله روشي براي افزايش بهره وري معادن سنگ در قالب چند مطالعه موردي ارائه شده است. توده سنگ ساختماني تركيبي از سنگ و شبكه ناپيوستگي ها است. تقاطع ناپيوستگي ها بلوك هاي سنگي با ابعاد متفاوت در اين مجموعه ايجاد مي كند. تعيين مشخصات هندسي بلوك هاي تشكيل شده در توده سنگ لازمه ارزيابي اقتصادي بودن ذخايره سنگ تزئيني است. از طرفي استخراج سنگ با صفحات برشي انجام مي شود و بهينه كردن الگوي صفحات برش براي استخراج بلوك هاي سنگي باعث افزايش بهروري و كاهش باطله هاي ايجاد شده در معدن مي شود. اين عمليات موجب كاهش اثرات زيست محيطي و افزايش منافع اقتصادي خواهد شد. در اين مقاله ابتدا يك الگوريتم يافتن بلوك هاي برجا با توجه به شرايط مخصوص معادن سنگ انتخاب و توسعه داده شده است. امكان مدلسازي درزه هاي با گسترش محدود و تعيين فاكتور شكل بلوك ها از مزاياي اين الگوريتم نسبت به ساير الگوريتم ها است. سپس الگوريتم بهينه سازي استخراج بلوك با توجه به عمليات استخراج و محدوديت هاي موجود در معادن در دو مقياس بزرگ (تحليل جهت پيشروي) و كوچك (تحليل فاصله صفحات برش قائم) ارائه شده است. بر اساس الگوريتم هاي ذكر شده يك برنامه كامپيوتري (3D-QuarryOptimizer) در محيط متلب كد نويسي شده است. براي بررسي عملكرد روش ارائه شده دو مطالعه موردي در معدن گرانيت سفيد نطنز و معدن مرمريت كرم بنياد دهبيد مورد ارزيابي قرار گرفته است. بكارگيري برنامه در مطالعه موردي گرانيت نشان مي دهد كه اين برنامه بلوك هاي برجا و شكل آن ها را به خوبي تعيين مي¬كند؛ از طرفي با اعمال الگوي برشي درجه بندي بلوك ها و ميزان بهره وري پله و معدن ارزيابي شد. در مطالعه موردي معدن مرمريت نشان داده شده است كه انتخاب جهت پيشروي مناسب تا 17 درصد سبب افزايش ارزش بلوك هاي توده سنگ مي شود. بهينه سازي در مقياس پله نيز نشان مي دهد كه اصلاح فواصل برش موجب افزايش بهره وري پله تا 120 درصد مي شود.