بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
انتخاب روش استخراج مناسب با استفاده از روش تصمیمگیری چند معیاره فازی ELECTRE، مطالعه موردی معدن فسفات کوه الر
چکیده:
در انتخاب روش استخراج عواملی مانند: عوامل زمین شناسی، کانی شناسی، سنگ شناسی، شکل هندسی کانسار، عیار کانسار، عوامل فنی و اقتصادی و غیره در نظر گرفته میشود. روش استخراج مناسب روشی است که با در نظر گرفتن تمامی عوامل موثر انتخاب شود. به علت سرمایهگذاری زیادی که جهت استخراج معادن صورت می پذیرد طراحی روش استخراج باید با دقت بسیار باالیی صورت پذیرد. همچنین با توجه به وجود عدم قطعیت در تصمیم گیری، استفاده از روش تصمیمگیری فازی بسیار ارزشمند خواهد بود. در این تحقیق با بهرهگیری از روشهای تصمیمگیری چند معیاره فازی ELECTRE و با در نظر گرفتن معیارهای کمی و کیفی، انتخاب روش استخراج مناسب که بیشترین انطباق را با شرایط ذخیره داشته باشد انتخاب میشود. برای نشان دادن توانایی بالقوه این روش معدن فسفات کوه الر به عنوان مورد مطالعاتی انتخاب شده است. برای معدن فسفات کوه الر روشهای اتاق و پایه، جبهه کار طوالنی، کرسی چینی و کندوآکند به عنوان بهترین روشهای استخراج به ترتیب رتبهبندی شدهاند.
واژههای کلیدی: انتخاب روش معدنکاری، تصمیمگیری چند معیاره فازی، ELECTRE، معدن فسفات کوه الر
مقدمه
موضوع انتخاب روش استخراج از سال ها پیش مورد توجه محققین قرار داشته است و در این مورد روشهای مختلفی وجود دارد.
در سال 3791 بشکوف و رایت در کتاب SME برای انتخاب روش استخراج زیرزمینی بر مبنای کارهای قبلی که در سال 3793 ارائه گردیده یک سیستم طبقه بندی کیفی ارائه داده اند. هارتمن در سال 3799 بر اساس شکل کانسار، جنس و مقاومت ماده معدنی به منظور انتخاب روش استخراج برای یک کانسار فلوچارتی ارائه داد. در سال 3793 نیکالس یک روش عددی برای تعیین روش استخراج مناسب ارائه کرد. این روش برای پروژههایی مناسب است که حفاری اکتشافی، ذخیره معدنی کانی را مشخص کرده باشد ولی آماده سازیهای زیرزمینی یا انجام نشده باشد و یا بسیار کم صورت گرفته باشد. در اصالحاتی که در سال 3771 در روش نیکالس انجام گرفت سعی شد تا پارهای از ایراداتی که به این متد گرفته میشد رفع شود که بدین منظور ضریب اهمیت پارامترها برای روش های مختلف استخراج اعمال شد. اصانلو و همکاران در سال 1001 از روش تحلیل سلسله مراتبی به منظور پیدا کردن روش معدنکاری مناسب در آنومالی شماره 1 معدن گل گهر ایران استفاده کردند. بیطرفان و عطایی در سال 1009 مطالعهای بر روی انتخاب روش استخراج انجام دادند، آن ها تالش نمودند تا پارامترهای مؤثر برانتخاب روش استخراج و همچنین وزن هر پارامتر را تعیین کنند. صمیمینمین، شهریار و همکاران در سال 1009 برای آنومالی شماره 1 معدن چهار گنبد مطالعهای را صورت داده و در نهایت روش استخراج روباز به عنوان بهترین روش استخراج انتخاب شد. زارع نقده ای و همکارانش در سال 1007 یک رویکرد جدید به منظور انتخاب روش استخراج ارائه کردند. آنها از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی به منظور وزن دهی معیارها و از روش تحلیل سلسله مراتبی به منظور رده بندی نهایی روشهای استخراج استفاده کردند. آزاده و همکارانش در سال1030 یک روش جدید برای انتخاب روش استخراج بر اساس بهبود روش نیکالس ارائه دادند، در این تکنیک به منظور حل مشکالت مربوط به وزن دهی از روش تحلیل سلسله مراتبی استفاده شده است. در این مدل چند معیار جدید به تکنیک نیکالس اضافه شده است.
در این مقاله سعی شده است با در نظر گرفتن معایب و مزایای روشهای انتخاب روش استخراج ارائه شده گذشته توسط محققان مختلف به ارائه روشی مبتنی بر استفاده از نقاط مثبت دیگر روشها و جمعآوری معیارهای مورد استفاده شده قبلی در تعیین روش استخراج و انتخاب بهترین و کاربردیترین آنها و در حد امکان بر طرف نمودن نقاط ضعف آنها بر پایه مطالعات انجام شده پیشین نیکالس و با استفاده از روشهای تصمیمگیری ELECTRE پرداخته شود.
روش تحقیق
معموالً ویژگیهای کانسار به گونهای نیست که امکان انتخاب روش استخراج به راحتی امکانپذیر باشد و بلکه در اکثر موارد، مشخصههای کانسار در جهات مختلف عمل کرده و انتخاب روش استخراج را با تردید همراه میسازد. لذا الزم است گزینههای مختلف استخراج در معرض تصمیمگیری قرار گیرند.
روش )Elimination et Choice Translating Reality) ELECTRE
روش الکتره یا روش حذف و انتخاب سازگار با واقعیت در اواخر دهه 3790 مطرح شد و به عنوان روش غیر رتبهای که لزوما به رتبهبندی گزینهها منتهی نمیشود استفاده میشود. گام های مورد استفاده در این روش به ترتیب عبارت است از:
گام اول: کمی کردن و سپس بی مقیاس سازی ماتریس تصمیمگیری،
N=[nij] ,
گام دوم: تشکیل ماتریس بی مقیاس شده موزون با استفاده از ماتریس قطری اوزان شاخصها،
V = N ×Wn×n
گام سوم: تمام گزینهها نسبت به تمام شاخصها، مورد ارزیابی قرار گرفته و مجموعه ماتریسهای هماهنگ و ناهماهنگ تشکیل میشود.
گام چهارم: ماتریس هماهنگ محاسبه می شود، این ماتریس یک ماتریس مربع m×m بوده که قطر آن فاقد عنصر است. عناصر دیگر این ماتریس نیز از جمع اوزان شاخص های متعلق به مجموعه هماهنگ حاصل میشود.
گام پنجم: ماتریس ناهماهنگی محاسبه میشود،
NIkl =
گام ششم: در این گام ماتریس هماهنگ موثر محاسبه میشود، به این صورت که ابتدا حد آستانه تعیین میشود و سپس ماتریس هماهنگ موثر )H( محاسبه خواهد شد.
گام هفتم: ماتریس ناهماهنگ موثر همانند ماتریس هماهنگ موثر در گام قبل محاسبه میشود. حد آستانه برای این ماتریس میانگین مقادیر ماتریس ناهماهنگ خواهد بود.
گام هشتم: ترکیب ماتریسهای هماهنگ موثر و ناهماهنگ موثر و بدست آوردن ماتریس کلی موثر.
F kl = H kl × G kl
روش فازی الکتره )FELECTRE(
استدالل با مجموعه فازی، منطق فازی نامیده می شود. منطق فازی در حل مسایلی که درک آنها مشکل است، ابزاری توانمند به شمار می رود. در منطق فازی به جای دو ارزشی بودن، طیفی از ارزش ها، در بازه بستهای بین صفر و یک وجود خواهد داشت. با این طیف میتوان عدم قطعیت را به خوبی نمایش داد. تمایز عمده منطق فازی با منطق چندارزشی آن است که در منطق فازی مفهوم یک عبارت نیز میتواند مبهم باشد. روش الکتره فازی یکی از روشهای تصمیمگیری فازی است که اگرچه محاسبات آن همانند روش کالسیک میباشد اما به عنوان روشی غیر رتبهای با در نظر گرفتن اعداد فازی در محاسبات بر مشکالت روش کالسیک غلبه کرده است.
مطالعه موردی
کانسار رسوبی فسفات کوه الر در حدود 00 کیلومتری شمال شهرستان گچساران و 39 کیلومتری جنوب شرق شهرستان دهدشت از توابع استان کهگیلویه و بویر احمد واقع گشته است. وسعت آن 17 کیلومتر مربع است. ضخامت متوسط الیه به طور میانگین 1 متر بوده و توسط تناوب الیه های شیل و مارن و آهک احاطه شده است. افق فسفاته کوه الر بطور جانبی دارای گسترشی در حدود 31 کیلومتر است. ذخیره قطعی معدن فسفات کوه الر حدود 93 میلیون تن سنگ فسفات با عیار متوسط %7 برآورد شده است.
با توجه به مشخصات فیزیکی کانسار، انتخاب روش استخراج که مهمترین تصمیمگیری در طراحی معادن زیرزمینی می باشد و براساس روش UBC و امتیاز دهی معیارهای گوناگون که بر تصمیم گیری تاثیرگذار هستند برای انتخاب بهترین روش استخراج از بین گزینه های مختلف استفاده میشود.
با توجه به سوابق قبلی مطالعاتی جهت تعیین موثرترین معیارهای ممکن در انتخاب بهترین روش استخراج، در این تحقیق با توجه به فراوانی استفاده از پارامترها در قضاوتها، پارامترهای ضخامت کانسار، شیب کانسار، شکل کانسار، توزیع عیار در کانسار، عمق کانسار، RSS کانسار و RMR کانسار که از مهمترین معیارها هستند انتخاب میشوند.
جدول -1 معیارهای موثر در انتخاب روش استخراج مناسب در معدن فسفات کوه الر
پروسه انتخاب روش مناسب برای استخراج کانسار با جمع آوری و ارزشیابی اطالعاتی که در رابطه با کانسار معلومند شروع میشود. در جدول1 مشخصات فیزیکی کانسار کوه الر ذکر شده است. با نگاهی اجمالی به تمام پارامترهای موثر در انتخاب روش و همچنین روشهای معدنکاری مرسوم مشخص میشود که امکان استخراج این کانسار با استفاده از اکثر روشها وجود ندارد و روشهای ممکن برای استخراج این کانسار عبارتند از: روش اتاق و پایه، جبهه کار طوالنی، کرسی چینی و کند و آکند.
جدول-2 مشخصات فیزیکی کانسار کوه الر
