بخشی از مقاله

چکیده:
در بسیاری از معادن عملیات انفجار به عنوان اولین و اصلی‎ترین مرحله خردایش سنگ محسوب می‎شود. توزیع ابعادی حاصل از انفجارهای تولیدی، نقش تعیین کننده‎ای در برنامه‎ریزی تولید معادن و کارخانه‎های فرآوری دارد. آگاهی از آن می‎توانند باعث برنامه‎ریزی صحیح و نهایتا کاهش هزینه‎ها گردد. جامع‎ترین مدلی که میزان خردایش ناشی از انفجار مبتنی بر تعداد قابل ملاحظه‎ای از ویژگی‎های توده سنگ و الگوی چال‎های انفجار پیش‎بینی می‎نماید، مدل کاز-رام اصلاح شده‎است.

یکی از روش‎های بدست آوردن توزیع ابعادی پس از انفجار آنالیز تصویری می‎باشد. برای بدست آوردن مقدار توزیع خردایش ناشی از انفجارها به روش آنالیز تصویری، ابتدا از توده سنگ خرد شده عکسبرداری و سپس با استفاده از نرم‎افزار‎های آنالیز تصویری منحنی دانه‎بندی بدست آمد. در این تحقیق، منحنی دانه‎بندی و متوسط ابعاد قطعات خرد شده ماده معدنی ناشی از انفجار به روش آنالیز تصویری با استفاده از نرم‎افزار Split Desktop که جدیدترین و کارآمدترین نرم‎افزار در بحث آنالیز تصویری پس از خردایش است، تعیین شده و سپس با مدل اصلاح شده‎ی کاز-رام در معدن سنگ آهک خرپشت مقایسه شده‎است.

نتایج بدست آمده نشان می‎دهد، که متوسط اندازه خردایش سنگ حاصل، به روش آنالیز تصویری 18/48 سانتیمتر و نتایج حاصل از مدل اصلاح شده‎ی کاز - رام 14/137 سانتیمتر است.

-1 مقدمه

ناحیهی معدنی سنگ آهک خرپشت در 15 کیلومتری جنوب شرق شهرستان خاش واقع شده است و در فاصلهی 4 کیلومتری کارخانهی سیمان خاش قرار دارد. محدوده معدن یک چهار ضلعی به مساحت 3/4 کیلومتر مربع میباشد. توزیع ابعادی حاصل از انفجارهای تولیدی، نقش تعیین کنندهای در برنامه ریزی تولید معادن و کارخانههای فرآوری دارد.

هدف اصلی خرد کردن سنگها با مواد منفجره در معادن، آماده سازی آن جهت انجام فرآوری و بدست آوردن محصولی با مشخصات فنی مناسب جهت بارگیری و حمل و همچنین رسیدن به یک خردشدگی مناسب با حداقل هزینه برای عملیات پایین دست است

برای تعیین خردایش روشهای مختلفی بکار رفتهاست، که از آن جمله استفاده از روشهای آنالیز تصویری بعد از انجام عملیات انفجار و مدلهای تجربی پیش بینی خردشدگی قبل از انفجار میباشد. برای تعیین ابعاد توده سنگ خرد شده پس از انفجار مدلهای ریاضی متعددی مانند مدل دنیس و گاما، لارسون، سوئدیفو، کاز -رام و کاز-رام اصلاح شده ارائه شدهاست.

نتایج تحقیقات اخیر[3]،[4] نشان میدهد که از بین آن مدلهای ارائه شده، مدل کاز-رام اصلاحشده[5] به دلیل بکارگیری پارامترهای بیشتر ویژگی‎های توده سنگ حاصل از شاخص قابلیت انفجار - - BI ارائه شده توسط لیلی[6] نسبت به روشهای دیگر از کارآیی بالاتری برخوردار است. بهترین روش برای آگاهی از وضعیت خردایش یک انفجار معدنی، استفاده از آنالیز سرندی میباشد. اما با توجه به هزینه بالا و همچنین زمانبر بودن این روش، استفاده از آن برای حجم وسیع از مواد خرد شده توصیه نمیگردد.

از این رو، برای بر طرف کردن این مشکل روشهای متعددی مانند: آنالیزمشاهدهای، آنالیز تصویری، فتوگرامتری یا عکس برداری سریع، شمارش دانههای بزرگ، میزان مصرف مواد منفجره در انفجار ثانویه، روش سرعت بارگیری شاول و میزان به تاخیر افتادن سنگ شکن ارائه شدهاست

روش آنالیز تصویری یکی از روشهای نوین، جامع و متداول در تعیین خردشدگی سنگ است. نرمافزارهای متعددی برای بررسی میزان خردایش به روش آنالیز تصویری درسطح جهان به علت اهمیت چنین موضوعی ارائه شده است .

با توجه به اینکه نرمافزار Split Desktop جدیدترین و کارآمدترین نرمافزار قابل دسترس در ایران است، برای بررسی میزان خردایش سنگ پس از انفجار به روش آنالیز تصویری از این نرم افزار استفاده شده است.

در معدن سنگ آهک خرپشت، پس از عملیات آتشباری، به منظور مشخص نمودن توزیع ابعادی خردایش ناشی از انفجار، در سه مرحله عکسبرداری انجام گرفت. سه مرحله شامل: پس از 20 درصد بار حمل شده، در 50 درصد بار حمل شده و حدود 20 درصد انتهای بار هستند . عکسبرداری به صورت تصادفی و با در نظر گرفتن تنوع ابعادی و با استفاده از دو مقیاس در بالا و پایین تصویر انجام شده است و عکسهای برداشت شده وارد نرمافزار Split Desktop شدهاست و پس از دیجیتایز کردن، توسط نرمافزار توزیع دانه بندی خردایش مشخص شده و در نهایت اندازه متوسط وزنی دانههای سنگ - - ;50 تعیین شدهاست.

میزان خردایش به عنوان تابعی از ویژگیهای توده سنگ برجا با استفاده شاخص قابلیت انفجار - - BI لیلی [6] و خرج ویژه در معدن آهک با به کارگیری مدل اصلاح شده کاز - رام نیز برآورده شدهاست. در نهایت نتیجه حاصل از دو روش با هم مقایسه شده است.

-2 آنالیز تصویریتَلِ سنگ پس از انفجار با نرم افزار :SplitDesktop

-2-1 معرفی و نحوه کار با نرمافزار :Split Desktop

نرمافزار اسپلیت دسک تاپ ابزاری برای آنالیز تصاویر دیجیتالی به منظور تعیین توزیع ابعادی سنگ خردشده حاصل از انفجار میباشد. نسخه نخست این نرمافزار با تلاش ده ساله یک تیم تحقیقاتی از بخش مهندسی معدن و علوم زمین دانشگاه آریزونا آمریکا تهیه گردید

در حال حاضر نسخه 3/1 آن به عنوان آخرین نسخه در بازار موجود میباشد. به کمک این نرمافزار می توان به دو روش دستی و اتوماتیک تصاویر را مرزیابی نمود. در روش دستی، مرز بین قطعات سنگ توسط خود کاربر مشخصمی شود، در حالی که در روش اتوماتیک، نرمافزار خود با توجه به تقابل - در کنار هم قرار گرفتن - موجود در تصویر، عملیات مرزیابی را انجام میدهد. سرعت کار در روش اتوماتیک بیشتر بوده، درحالی که دقت کار در روش دستی بیشتر میباشد. آنچه که این نرمافزار را از دیگر نرمافزارهای مشابه متمایز مینماید، وجود قابلیتهایی است که کار با آن را برای کاربر راحتتر نموده و از میزان برخی از خطاها به صورت قابل توجهی میکاهد. امکانات متعددی در این نرمافزار به شرح زیر وجود دارد:

، الف- کار با پسوندهای مختلف و رایج تصاویر مانند bmp، tiff، .jpg

ب- تغییر وضوح تصویر در خود نرمافزار.

ج- استفاده تا سه مقیاس در یک تصویر.

د- قابلیت بزرگ نمایی بر روی تصویر و ترسیم اتوماتیک مرز مواد خردشده.

و- تعیین محدوده مواد نرمه و همچنین محدودهای که نیازی به آنالیز آن نمیباشد.

ه- امکان ترکیب منحنی های توزیع دانهبندی مربوط به هر تصویر در یک الگوی انفجاری در خود نرمافزار و در نتیجه ارایه منحنی نهایی برای آن الگو.

و- امکان ارایه نتایج نهایی به صورت فایل Excel به کمک یک کلید میانبر در خود نرمافزار.

محیط کاری نرم افزار ,Split Desktop در شکل - 1 - نشان داده شده است.

شکل :1 محیط کاری نرمافزار Split Desktop

عکس مورد استفاده در نرمافزار Split Desktop باید دارای ویژگیهای زیر باشد.[7]

▪    روش عکس برداری باید بصورت کاربردی برای تمام نمونهها یکی باشد.

▪    عکسهای برداشت شده باید شامل تمام اندازه قطعات اعم از تخته سنگ، قطعات متوسط و محدوده خاک باشند.

▪    عکس باید به گونهای گرفته شود که سایه در آن موجود نباشد.

▪    در هنگام عکس برداری، لنز دوربین باید بر سطح قطعات خرد SplitDesktop شده و مرز دانهها در نرم افزار مشخص گردید.

تصویر آنالیز شده توسط ایننرمافزار در شکل - 3 - نشان داده شدهاست.
برای مقیاس گذاری از دو توپ کروی مشابه استفادهشده و محل این کرهها برای نمایش شیب، باید دارای اختلاف ارتفاعی عمودی نسبت به یکدیگر باشند. شکل - 2 - نمونهای از عکس مناسب جهت آنالیز تصویری است.

شکل :2 نمونهای از عکس مناسب جهت آنالیز تصویری است.
شش گام به منظور آنالیز هر تصویر توسط این نرمافزار مطابق شکل - 3 - میباشد.

شکل:3 مراحل آنالیز هر تصویر در نرم افزار SplitDesktop

در نرمافزار SplitDesktop ، کاربر قادر به تغییر مقیاسها در هر زمانی حتی بعد از اتمام و ذخیره پروژه خواهد بود. پس از اتمام کار هر تصویر، میتوان با تعریف یک پروژه در محیط خود نرم افزار، تصاویر را به آن انتقال داد تا نتیجه و منحنی نهایی را برآورد نماید و سپس در در صورت نیاز میتوان نتایج را در قالب فایل اکسل ذخیره نمود.

2-2 تعیین خردایش پس از انفجار معدن آهک خرپشت با استفاده از نرم افزار: SplitDesktop

پس از انفجار در معدن آهک خرپشت، توسط دوربین از محلهای مختلف سنگهای خرد شده عکس برداری شد. به منظور مشخص نمودن توزیع ابعادی خردایش ناشی از انفجار، در سه مرحله عکسبرداری انجام گرفت. سه مرحله شامل: پس از 20 درصد بار حمل شده، در 50 درصد بار حمل شده و حدود 20 درصد انتهای بار هستند. عکسها در 3 سایز مقیاسی بزرگ، متوسط و کوچک به طور جداگانه برداشت شدند. جهت بر طرف کردن خطاهای احتمالی و قابل اعتمادتر بودن نتایج حاصل از آنالیز تصویری، تعداد80 عکس مورد آنالیز قرار گرفت. جهت مقیاس گذاری تصاویر از دو توپ با قطر 7/5 سانتیمتر در بالا و پایین تصاویر استفاده شده است.

شکل -3 نمونه تصویر برداشت شده، قبل و پس از آنالیز

طی فرآیند تحلیل ابعاد دانه ها توسط این نرمافزار فروانی اندازه دانهها بدست آمده و با استفاده از این نتایج اندازه متوسط وزنی دانههای سنگ تعیین گردید. سپس نتایج حاصل از آنالیز تمامی عکسها در نرمافزار با هم ترکیب شد. نمودار توزیع دانهبندی حاصل از ترکیب تعداد 80 تصویر در شکل - - 4 نشان داده شده است. ;50 حاصل ازآنالیز تصویری در معدن آهک خرپشت برابر18/48 سانتیمتر حاصل شد. در شکل - 4 - نمودار توزیع دانهبندی حاصل از خردایش در معدن آهک خرپشت نشان داده شده است.

شکل :3نمودار توزیع دانه بندی حاصل از خردایش

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید