بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله، یک روش جدید برای طراحی بهینه گمانههای جهت دار بر اساس تلفیق لایههای اطلاعاتی مختلف زمینشناسی، ژئوفیزیکی، مدل عیاری و عدم قطعیت با استفاده از روش تصمیمگیری چندمعیاره ارائه شده است. این روش شامل چند مرحله است: ابتدا مدلهای سهبعدی زمینشناسی، ژئوفیزیکی، عیار و عدم قطعیت تهیه میشوند. سپس مجموعهای از گمانههای کاندیدای سه بعدی - شیبدار - طراحی شده و مقدار هر پارامتر در طول گمانه تخمین زده میشود.
در نهایت گمانههای کاندیدا بر اساس امتیازاتشان و با استفاده از یک روش تصمیمگیری چند معیاره رتبهبندی میشوند و پارامترهای گمانه بهینه شامل مختصات مکانی - x, y - و جهتی - آزیموت و شیب - بدست می-آیند. عیار تخمینی برای گمانه جدید به دادههای عیاری گمانههای اولیه اضافه میشوند و مدل عیاری و عدم قطعیت دوباره بدست میآیند. گمانه دوم با طی مراحلی مشابه با گمانه اول طراحی میشود. این فرآیند تا زمانیکه گمانههای لازم طراحی شوند ادامه مییابد.
این روش برای طراحی گمانههای تکمیلی در کانسار مس-طلای پورفیری دالی استفاده شده است. عیار مس، عیار طلا، واریانس تخمین، خودپذیری مغناطیسی، دگرسانی، طول ماده معدنی و باطله در هر گمانه معیارهایی هستند که برای انتخاب گمانه بهینه در نظر گرفته شدهاند. مدل سهبعدی خودپذیری مغناطیسی از معکوسسازی دادههای مگنتومتری و دیگر مدلها با استفاده از 7 گمانه و 7 ترانشه حفر شده در مراحل قبل بدست آمدهاند. گمانههای بهینه براساس ماده معدنی با عیار بیشتر، خاصیت مغناطیسی بیشتر، آلتراسیون مطلوبتر و طول بخش کانهدار بیشتر و گانگ کمتر قطع کند و در قسمتهایی با عدم قطعیت بالاتر بهینه انتخاب میشوند. با استفاده از این الگوریتم پارامترهای 3 گمانه بهینه جدید بدست آمده است.
مقدمه
طراحی گمانههای اکتشافی یک مسئله تصمیمگیری چندمعیاره است. زمینشناسان و مهندسین معدن با تخصصهای مختلف همگی سعی بر یافتن نقاط بهینه گمانههای اکتشافی دارند؛ هرچند معیارهای آنها متفاوت است. مهندس ژئوفیزیک گمانه را به گونهای طراحی میکند تا آنومالیهای ژئوفیزیکی را ارزیابی کند، زمینشناس به دنبال بررسی لیتولوژیها و آلتراسیونهای خاصی است و یک مختصص زمینآمار گمانه را به گونهای طراحی میکند تا خطای مدلسازی و عدم قطعیت را کمینه کند
روشهای تصمیم گیری چند معیاره به طور کلی شامل دو دسته تصمیمگیری چندگانه - MADM - و چند هدفه - MODM - میشوند که از هر دو روش برای طراحی جایابی حفاری استفاده شده است. تعداد کمی از تحقیقات مسئله طراحی گمانههای اکتشافی را به صورت چند هدفه - زیدروسکی، - 1983 در نظر گرفته-اند و عمدتا به صورت تک هدفه حل شده است. کمینهسازی واریانس تخمین کریجینگ مهمترین هدفی است که در این تحقیقات به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شده است و گمانههای بهینه آنهایی هستند که با حفر آنها واریانس تخمین کمینه خواهد شود
برخی از محققان نیز طراحی گمانههای بهینه را به صورت یک مسئله تصمیمگیری چندگانه در نظر گرفته-اند. حسنیپاک و شرفالدین - 2004 - سه معیار عیار کانسنگ، ضخامت ماده معدنی و خطای تخمین را به عنوان سه معیار برای طراحی گمانههای جدید در نظر گرفتند و این سه پارامتر را با یک تابع به عنوان GET در هم ضرب کردند. نقطهای که بیشترین مقدار GET را داشته باشد به عنوان گمانه بهینه در نظر گرفته میشود. حسینمرشدی و معماریان - 2015 - گمانههای کاندیدا را در یک فضای سهبعدی طراحی کردند و مقدار تابع GET را برای هر گمانه محاسبه کرده و گمانهی با بیشترین مقدار GET را به عنوان گمانه بهینه در نظر گرفتند.
در این مقاله علاوه بر عیار، خطای تخمین و ضخامت ماده معدنی، معیارهای زمین شناسی مانند دگرسانی، ژئوفیزیکی مانند خودپذیری مغناطیسی، ضخامت باطله و عیار متغیرهای ثانویه نیز به عنوان معیارهای مهم برای طراحی گمانههای اکتشافی در نظر گرفته شدهاند. مجموعهای از گمانهها در فضای سهبعدی طراحی میشوند و مقدار این پارامترها در طول گمانه محاسبه میشوند. در انتها گمانههای مختلف با استفاده از روش تصمیمگیری چند معیاره تاپسیس رتبهبندی میشود. این الگوریتم برای طراحی 5 گمانه تکمیلی در کانسار مس-طلای پورفیری دالی استفاده شده است.
روش مطالعه
روش ارائه شده برای بهینهسازی نقاط حفاری اکتشافی شامل چند مرحله میشود. - 1 تعیین معیارهای انتخاب گمانههای تکمیلی، - 2 مدلسازی سهبعدی پارامترهای مد نظر، - 3 طراحی شبکه نقاط کاندیدا برای حفاری و ایجاد گمانههای شیبدار در هر نقطه، - 3 تخمین پارامترها در طول هر گمانه و تعیین امتیاز آن، - 4 رتبهبندی گمانهها با استفاده از الگوریتمهای تصمیمگیری چندمعیاره، - 5 اضافه کردن عیار تخمینی گمانه جدید به گمانههای اولیه و تکرار مراحل 2 تا 5 برای انتخاب پارامترهای گمانههای بعدی. برای انتخاب هر گمانه مراحل 1 تا 5 انجام میشوند.
برای طراحی گمانههای سهبعدی، روش ارائه شده توسط حسینمرشدی و معماریان - 2015 - که سطح زیر زمین را اسکن میکند، استفاده میشود.
معیارهای انتخاب گمانهها
تعیین معیارهای انتخاب و بهینهسازی نقاط حفاری اکتشافی به کانسار مورد مطالعه و دادههای موجود و مرحله اکتشاف بستگی دارد. برخی از مهمترین معیارهایی که میتوان استفاده کرد به شرح ذیلند.
-1 عیار: گمانههایی که قسمتهای عیار بالای زون کانهدار را قطع میکنند از مطلوبیت بالایی برخوردارند. بنابراین میانگین عیار در طول یک گمانه میتواند به عنوان یکی از مهمترین معیارها در نظر گرفته شود. در کانسارهای چند محصوله عیار هر عنصر به طور مجزا حائز اهمیت است.
-2 ضخامت ماده معدنی: گمانهای که ضخامت بیشتری از ماده معدنی را قطع کند دارای اولویت است. -3 ضخامت باطله: گمانهای که طول کمتری را در باطله طی کند مطلوبتر است.
-4 عدم قطعیت مدل: گمانههایی که در قسمتهای با عدم قطعیت بالاتر و تعداد گمانه کمتر حفر شوند اهمیت بیشتری دارند. واریانس تخمین ابزاری برای مدلسازی عدم قطعیت است.
-5 آنومالی ژئوفیزیکی: گمانهای که آنومالی ژئوفیزیکی را قطع کند دارای اهمیت بیشتری است.
-6 مدل زمینشناسی: معمولا کانیسازی در واحدهای زمینشناسی یا پهنههای دگرسانی خاصی تشکیل میشود. لذا گمانهای که واحد زمینشناسی مطلوب را قطع نماید اهمیت بیشتری دارد.
-7 عمق برخورد به ماده معدنی: در برخی از مراحل اکتشاف گمانههایی که در عمق کمتر به ماده معدنی برخورد میکنند دارای اولویت بیشتری هستند.
اهمیت و وزن هر کدام از این معیارها به کانسار مورد مطالعه و مرحله اکتشاف بستگی دارد. به عنوان مثال آنومالیهای ژئوفیزیک در مراحل آغازین درای اهمیت بالایی هستند در حالیکه در مراحل پایانی عدم قطعیت و عیار بیشترین اهمیت را خواهند داشت.
بهینهسازی نقاط حفاری اکتشافی در کانسار مس -طلای دالی
کانسار مس-طلا پورفیری دالی در بخش مرکزی زون ماگمایی ارومیه -دختر واقع شده است. بر اساس فعالیتهای اکتشافی صورت گرفته در این منطقه از قبیل برداشتهای ژئوشیمیایی، ژئوفیزیکی مغناطیس-سنجی و مقاومت ویژه الکتریکی و پلاریزاسیون القایی، حفر ترانشه و گمانه دو زون کانیسازی پورفیری مس-طلا که به فاصله 1/7 کیلومتری از هم قرار دارند، شناسایی شده است که به عنوان تپههای شمالی و جنوبی نامیده شدهاند
مهمترین رخنمون های سنگی در منطقه شامل گدازههای آندزیت تا بازالتی ائوسن، پیروکلاستهای آندزیتی تا ریوداسیتی هستند که تودههای نفوذیها و نیمهنفوذیهای دوران الیگومیوسن آنها را قطع کردهاند. کوارتز-دیوریت، دیوریت، آندزیت پورفیری، دایکهای آندزیتی مهمترین بخشهای نفوذی و نیمهنفوذی در این منطقه هستند - شکل . - 1 هالههای دگرسانی و کانیسازی ناشی از نفوذ سنگهای دیوریتی تا گرانودیوریتی الیگو-میوسن در سنگهای آندزیت و پیروکلاستهای ائوسن میباشد
