چكیده: امروزه با پیشرفت علم معدنكاری طراحی معدن مهمترین مرحله معدنكاری است. كشور ایران یكی از غنیترین منابع معدنی دنیا را دارد و برای بهینهسازی استفاده از ذخایر معدنی، احتیاج به نرمافزارهای تخصصی در این زمینه است. یكی از قدرتمندترین نرمافزارها در این زمینه نرمافزار Surpac است. برای طراحی صحیح ابتدا باید دادههای اكتشافی جمعآوری شوند و سپس تحلیل شوند. مدل ماده معدنی و باطله ایجاد شده بر اساس اطلاعات اكتشافی اساس آنالیز و طراحی معدن است. نرمافزار Surpac با دقت بالا و در حالت سه بعدی اطلاعات را جمعآوری كرده و مورد بررسی قرار میدهد. در این مقاله خلاصهای از نحوه كار این نرمافزار بیان میشود.
Surpac نرمافزاری برای مدلسازی محیط و طراحی معادن است كه ابزاری برای طراحی و مانیتور كردن عملیات معدنی و صنعتی دارد. برای اینكه شبیهسازی محیط و طراحی معدن به درستی انجام گیرد احتیاج به نرمافزار كاملی است كه مورد استفاده مهندسین معدن، زمینشناسان، نقشهبردارها و كسانی كه در زمینههای محیطزیست و هیدروژئولوژی فعالیت میكنند باشد. این نرمافزار قابلیت استفاده در مواردی، مانند كاربر روی گمانهها، تخمین ذخیره، ساختن مدل بلوكی، طراحی الگوی آتشباری، نقشهبرداری، مقطع زدن، تعیین پیت بهینه و طراحی معادن روباز و زیرزمینی دارد.
اولین مرحله در استفاده از این نرمافزار در پروژههای معدنی بخش دادههای زمینشناسی یا گمانهها است. دادههای زمینشناسی، شامل چندین جدول هستند كه این جداول انواع مختلف دادههای مربوط به گمانهها را شامل میشوند و هر جدول شامل تعداد زیادی داده است. برای ساختن گمانهها دو جدول مختصات دهانه گمانهها ( COLLAR ) و مشخصات نقشهبرداری گمانهها (SURVEY) حتما لازم هستند.
این دو جدول به ترتیب شامل مختصات X,Y,Z دهانه گمانهها و عمق، شیب و آزیموت گمانهها هستند.
جداول دیگری هم كه مشخصاتی از دادهها را نشان میدهند برای بالا بردن دقت و درستی كار استفاده میشوند. دو جدول معمول، جدول مربوط به خصوصیات زمینشناسی (GEOLOGY) و جدول مربوط به مشخصات عیاری گمانهها (ASSAY) هستند كه به ترتیب شامل نوع سنگ و عیار مواد معدنی در فواصل عمقی مختلف هستند.
از تركیب اطلاعات فوق گمانهها ایجاد میشوند كه میتوان آنها را بر اساس عیار یا نوع سنگ رنگبندی كرد.
در شكل شماره یك قسمتی از گمانهها را كه در آنها عیار ماده معدنی با رنگهای مختلف دیده میشوند نشان داده شده است.
برای اینكه گمانهها مورد استفاده قرار گیرند باید كامپوزیت شوند تا در فواصل یكسان یك مقدار مشخص به آنها نسبت داده شود.
كامپوزیت كردن گمانهها برای ایجاد بلوك مدل و در بخش زمین آمار لازم است. شكل شماره 2 مثالی از كامپوزیت كردن گمانهای را بر اساس عیار نشان میدهد.
حال با استفاده از گمانههای كامپوزیت شده، در مقاطع موازی هم، شكل هر كدام از زونهای منطقه مورد مطالعه را مشخص میكنیم.
انجام این كار در تخصص زمینشناسان است. شكلهای شماره 3 و 4 به ترتیب اشكال رسم شده برای یك زون در همه مقاطع و شكل آن زون در یك مقطع را نشان میدهد.
با ایجاد Solid بین مقاطع، شكل سه بعدی هر زون بوجود میآید. شكل شماره 5 حالت سه بعدی زون مورد نظر را نشان میدهد.
مرحله بعد ایجاد بلوك مدل و اختصاص مشخصات به هر بلوك است. برای این كار ابتدا یك بلوك بزرگ كه كل محدوده مورد نظر را در بر گیرد ایجاد میشود و سپس بلوك بزرگ به بلوكهای كوچكتر تقسیم میشود. برای ایجاد بلوك مختصات X,Y,Z نقطه مبدا، طول بلوك بزرگ در هر جهت و اندازه بلوكهای كوچك در هر جهت لازم است. شكل شماره 6 این قضیه را بیان میكند.
پس از ایجاد بلوك مدل مشخصاتی مانند عیار، نوع سنگ، وزن مخصوص و. .. را به هر بلوك نسبت میدهیم. برای نسبت دادن نوع سنگ و وزن مخصوص به بلوكها از زونهای ایجاد شده استفاده میشود، همچنین برای نسبت دادن عیار به هر بلوك نیز از روشهای تخمین عیار كه بهترین آنها روشهای زمین آمار است استفاده میكنیم. پس از تعیین مشخصات هر بلوك میتوان با گزارش گرفتن از بلوك مدل اطلاعات مربوط به حجم و تناژ ماده معدنی، عیار متوسط آن و موارد دیگر را به دست آورد.
نمونهای از بلوك مدل ایجاد شده در نرمافزار Surpac با رنگبندی مختلف را در شكل شماره 7 میبینیم.
بلوك مدل و اطلاعات به دست آمده از آن در نهایت در طراحی معدن مورد استفاده قرار میگیرد.
در نرمافزار Surpac پیش از طراحی روباز با استفاده از Pit Optimisation پیت بهینه را به دست میآوریم. Pit Optimisation كمك میكند تا بر اساس بلوك مدل ایجاد شده و با توجه به محدودیتهای موجود مدلی را برای پیت طراحی كنیم، بهطوری كه هزینه، درآمد و شیب دیوارهها در حالت بهینه باشد. طراحی پیت بهینه یك مساله پیچیده است. برای این كار باید به هر بلوك یك ارزش اقتصادی داده شود. در نهایت Pit Optimisation شكل سه بعدی پیت بهینه در حالتی كه بیشترین ارزش و بازگشت سرمایه وجود داشته باشد را میدهد.
با استفاده از پیت بهینه و با توجه به شرایط موجود میتوان طراحی معدن به روش روباز را انجام داد.
شكل شماره 8 نمایی از یك پیت طراحی شده بر اساس پیت بهینه را نشان میدهد.
با توجه به نوع و شكل ذخیره و بر اساس محاسبات انجام شده در صورت تصمیمگیری بر استخراج به روش زیرزمینی میتوان با استفاده از نرمافزار Surpac طراحی معدن به روش زیرزمینی را انجام داد. Surpac همچنین در نقشه برداری نرمافزاری بسیار قوی است و در معادن روباز و زیرزمینی و در زمینههای محاسبه احجام، كنتور زدن و... قابلیتهای فراوانی دارد.
این نرمافزار برای طراحی جاده و طراحی الگوی آتشباری نیز مورد استفاده قرار میگیرد.
Refrences:
1. Surpac tutorials, Surpac minex group, 2007
2. Mining Engineering Hand book 2000.
Download Demo
تهیهكنندگان: ابراهیم حجتی كارشناس ارشد معاونت عمران دانشگاه علوم و تحقیقات تهران و امین حیدریه كارشناس ارشد زمینشناسی دانشگاه علوم و تحقیقات تهران
تاریخ انتشار: ۱۳۹۱/۴/۱۸
منبع: مقالات ایمیدرو