بخشی از مقاله
چکیده
عملیات اکتشاف معدنی نیازمند تصمیم گیری های منطقی و بهینه است که در راستای آنها مقدار قابل توجهی از هزینه، بودجه و دانش فنی به مناسب ترین شکل به مصرف برسد. در مطالعه حاضر به عنوان یک نمونه عملی، طراحی و تعیین ابعاد شبکه اکتشاف تفصیلی برای محدوده سولفات سدیم کویر میقان اراک با دو روش آمار کلاسیک و زمین آماری انجام شده است.
در روش آمار کلاسیک با تجزیه و تحلیل آماری داده های عیارسنجی، ضریب تغییرات عیار در دو راستای مناسب تقریباً عمودبرهم محاسبه شده و شبکه اکتشافی مستطیلی به ابعاد 866×812 متر برای منطقه کویر میقان بهدست آمد. برای محاسبه ابعاد شبکه به روش زمین آماری، واریوگرافی در راستاهای مختلف صورت گرفت. با تجزیه و تحلیل واریوگرامهای ترسیم شده برای دادههای عیارسنجی، مشاهده شد که اغلب آنها از نوع کروی و نمایی با دامنه تاثیر حداقل 6220 و حداکثر 12375 متر میباشند.
بر این اساس شبکه اکتشاف مستطیلی به ابعاد 2475×1244 متر پیشنهاد شد که طول مستطیل در راستای با آزیموت 140 درجه - امتداد شمال غربی- جنوب شرقی - و عرض آن در راستای با آزیموت 50 درجه - امتداد شمال شرقی- جنوب غربی - توجیه می گردد. نتایج پژوهش نشان می دهند که شبکه های اکتشافی طراحی شده با دو روش مذکور با یکدیگر تفاوت زیادی دارند. به هرجهت روش زمین آماری با در نظر گرفتن ساختار فضایی کانسار، از دقت بالاتری برخوردار بوده و بنابراین نتایج آن از قابلیت اعتماد بیشتری برخوردار است.
مقدمه
اکتشاف یکی از مهم ترین مراحل عملیات معدن کاری است که خود شامل مراحل اکتشاف مقدماتی، اکتشاف نیمه تفصیلی، اکتشاف تفصیلی و اکتشاف حین استخراج می باشد. در بسیاری از موارد برای اینکه اطلاعات صحیحی از مشخصات کانسار بهدست آید، بایستی نقاط اطلاعاتی را که معمولاً شامل ترانشهها، چاهک ها، چال ها، گمانهها و سایر کارهای اکتشافی است، در تمام سطح کانسار بهطور یکنواخت گسترش داد.
یکی از نیازهای اساسی در تمامی مراحل عملیات اکتشافی که بهمنظور مشخص کردن موقعیت توده کانسار صورت میپذیرد، تعیین محل دقیق نیمرخها و کارهای اکتشافی میباشد. طراحی درست و بهینه شبکه های اکتشافی، گام نخست مراحل اکتشاف است و با توجه به حساسیت بالای آن به هزینه و زمان، تصمیمگیری معقول و منطقی در این حیطه بسیار مهم می باشد. این موضوع در مرحله اکتشاف نیمه تفصیلی، اهمیت بیشتری هم پیدا می کند.
بهطورکلی نحوه قرارگرفتن کارهای اکتشافی در کنار یکدیگر را شبکه اکتشاف میگویند. انواع مختلف شبکه اکتشاف وجود دارد که انتخاب نوع، شکل و ابعاد شبکه، به شرای و خصوصیات زمینشناسی کانسار بستگی دارد
مهمترین عامل موثر در انتخاب چگالی شبکه نیز، تغییرات خواص کانسار است و بدین ترتیب هرچه شکل و خواص کیفی کانسار، متغیرتر باشد، به شبکه متراکم تری احتیاج خواهد بود. در مراحل ابتدایی، طراحی شبکه اکتشاف براساس کانسارهای مشابه صورت میگیرد
در پژوهش حاضر بهعنوان یک مورد مطالعه عملی، طراحی نوع و ابعاد شبکه اکتشاف در مرحله اکتشافات تفصیلی، برای کانسار سولفات سدیم محدوده کویر میقان اراک با دو روش کلاسیک و زمین آماری انجام شده است.
موقعیت جغرافیایی و راههای دسترسی به منطقه
حوضه رسوبی میقان با وسعتی بالغ بر 5400 کیلومتر مربع به صورت حوضه بستهای در غرب زون ایران مرکزی و در بخش مرکز و جنوب غربی استان مرکزی قرار دارد. پلایای میقان که نام آن از روستای میقان واقع در 8 کیلومتری اراک گرفته شده و به نام های کویر میقان، دریاچه توزلوگل و دریاچه میقان نیز معروف میباشد، دریاچه فصلی است که بین طول جغرافیایی 46، 49 تا 55، 49 شرقی و عرض جغرافیایی 9، 34 تا 16، 34 شمالی در مرکز پستترین نقطه حوضه رسوبی میقان قرار دارد. حدود 1970 کیلومتر مربع از وسعت حوضه میقان را دشت اراک، 100 تا 110 کیلومتر مربع - به صورت یک مثلث متساوی الساقین - را پلایای میقان و بقیه را ارتفاعات حاشیه حوضه تشکیل می-دهند .
در شکل 1 نقشه موقعیت جغرافیایی و راههای دسترسی به محدوده دریاچه میقان اراک در تصویر ماهوارهای نشان داده شده است.
زمینشناسی ناحیه ای محدوده مورد مطالعه
محدوده مورد مطالعه از نظر زمین شناسی در مرز زون ایران مرکزی و زون سنندج- سیرجان در راستای شمالغرب-جنوبشرق در امتداد گسل سراسری زاگرس تشکیل یافته >3@ و در بخش جنوبغربی نقشه زمین شناسی چهارگوش قم با مقیاس 1:250000 واقع است که از نظر ماده معدنی سولفات سدیم دارای پتانسیل خوبی می باشد.
در پلایای میقان کانیهای تبخیری به صورت لایه بلورین لنزی شکل به ضخامت متوس حدود 3 متر در عمق 2 تا 8 متری مشاهده میشود. سطح کویر با پوسته های شوره زده سطحی با فرم ورقهای شکل گسترده پوشانده شده است. کانی های تشکیل دهنده این پوسته ها تحت شرای حداکثر تغلیظ شوراب در طی عمل تبخیر، ایجاد می-گردند و در مجاورت با اتمسفر کاملاً خشک هستند. این پوسته ها در بعضی نقاط، ضخامتی حدود 1 متر دارند و از کانی های هالیت، انیدریت، تناردیت و گلوبریت تشکیل شدهاند.
زمانی که میزان بارندگی بالاست و این پوسته ها در معرض سیلاب قرار می گیرند، کانی های تبخیری حل شده و شوراب غلیظی تولید میگردد. این شوراب در مرکز پلایا و در پهنه شور که جایگاه نهایی روان آب های سیلابی با بار محلول زیاد میباشند، تجمع یافته و تولید کانی های بسیار محلول هالیت و میرابیلیت را سبب میگردد. ماده معدنی سولفات سدیم در این کانسار میرابیلیت و گلوبریت است که آب دار هستند >4@ و کانی های مورد استفاده در صنعت میرابیلیت و تناردیت - سولفات سدیم بدون آب - میباشند.
فعالیتهای اکتشافی انجام شده در منطقه
در منطقه کویر میقان اراک تعداد 144 چاهک حفاری شده و در حین حفاری از هر نیم متر لایه حاوی ماده معدنی در هر چاهک، یک نمونه رسوب برداشت شده و نمونه ها تحت شرای موجود در منطقه، خشک گردیده اند. سپس مقدار سولفات سدیم، سولفات منیزیم، کلرور سدیم، سولفات کلسیم و مواد نامحلول، عیارسنجی شده اند.
روش شناسی پژوهش
در پژوهش حاضر برای تعیین نوع، چگالی و ابعاد شبکه اکتشاف کانسار سولفات سدیم میقان اراک، از دو روش مبتنی بر آمار کلاسیک و زمینآمار استفاده شده است که در ادامه مورد بررسی قرار میگیرند.
روش کلاسیک
برای بهدست آوردن یک ایده کلی و طراحی شبکه برداشت اولیه، از روش مبتنی بر آمار کلاسیک استفاده شده است. برای این منظور از دادههای عیارسنجی تعداد 144 نمونه حاصل از حفر چاهکهای اکتشافی، استفاده شد که در شکل 2 نقشه هم عیار و هم ضخامت سولفات سدیم همراه با موقعیت پراکندگی چاهکهای اکتشافی، نشان داده شده است. گفتنی است که محدوده مرکزی کویر میقان در اختیار شرکت املاح بوده و به همین دلیل در این شکل چاهکهای اکتشافی مربوط به این شرکت، با رنگ دیگری نشان داده شده اند.
پردازش آماری اولیه داده ها
برای آگاهی از نحوه توزیع دادهها در محدوده و قبل از هرگونه عملیات مدلسازی زمینآماری و محاسبه، لازم است که بر روی دادهها، مطالعات آماری صورت گیرد. زیرا اگر تابع توزیع دادهها نرمال نباشد - مثلاً لاگ نرمال باشد - و پردازش بر روی داده های طبیعی صورت گیرد، در اینصورت اثر تناسب واریانس با میانگین پیش میآید و فرضیات پایایی در زمینآمار برقرار نخواهند بود
نتیجه این رخداد آن است که امکان دارد ناهمسانگردی دروغین در واریوگرامهای امتدادی ظاهر شود و در نتیجه طراحی شبکه دقیقی صورت نگیرد. آمارههای توصیفی مختصر داده های طبیعی عیارسنجی سولفات سدیم محدوده مورد مطالعه، در جدول 1 خلاصه شده است. هیستوگرام و نمودار احتمال تجمعی دادههای عیارسنجی سولفاتسدیم محدوده مورد مطالعه نیز با استفاده از نرم افزار GS+ در شکل 3 ترسیم شده است. بررسی داده های جدول 1 و شکل 3 نشان می دهد که توزیع داده های عیارسنجی سولفات سدیم در منطقه، از نوع لاگ نرمال بوده و با یک تبدیل لگاریتمی دومتغیره، به حالت نرمال تبدیل شد.
طراحی شبکه با روش کلاسیک
براساس شرای کانسار مورد مطالعه، از میان روشهای کلاسیک تعیین چگالی، روش تحلیلی به عنوان مناسب ترین روش طراحی شبکه بوده و بنابراین در پژوهش حاضر نیز از این روش برای تعیین چگالی شبکه اکتشاف استفاده شده است. مطابق تعریف، مساحت کانسار به ازای واحد کار اکتشافی که کانه را قطع کرده باشد، به نام چگالی شبکه اکتشاف خوانده می شود 1@،.>7 بنابراین ابتدا باید مساحت سطح کانسار را تعیین نموده و با شمارش تعداد کار اکتشافی متقاطع با کانسار، چگالی شبکه اکتشاف را بهدست آورد. نتایج محاسبات در جدول 2 خلاصه شده است.
برای تعیین ابعاد شبکه اکتشافی در منطقه، دو سری پروفیل اکتشافی عمود برهم در نظر گرفته شد که با توجه به نحوه پراکندگی چاهکهای اکتشافی مطابق شکل 4 راستای پروفیلها، شمالشرقی- جنوبغربی و شمالغربی-جنوبشرقی انتخاب گردید. گفتنی است که در ترسیم پروفیلهای اکتشافی بهمنظور رعایت همراستایی پروفیلها، کارهای اکتشافی نزدیک به هر پروفیل، بر روی آن پروفیل تصویر شده است.
برای تعیین ابعاد شبکه اکتشاف، ابتدا ضریبتغییرات داده های هر پروفیل اکتشافی به طور جداگانه تعیین شده و سپس میانگین ریاضی ضریبتغییرات تمام پروفیلهای هم راستا، محاسبه میشود تا ضریبتغییرات کل کانسار در آن راستا بهدست آید. این کار در منطقه مورد مطالعه برای دادههای 19 پروفیل در راستای شمال شرقی- جنوب غربی و 17 پروفیل در راستای شمال غربی- جنوب شرقی - عمود بر پروفیلهای اولیه - انجام گرفت. نتایج محاسبات ابعاد شبکه اکتشافی با این روش، در جدول 3 خلاصه شده است.
دادههای این جدول نشان میدهند که شبکه اکتشاف طراحی شده برای منطقه مورد مطالعه از نوع مستطیلی به ابعاد 866×812 متر میباشد. شمایی از شبکه نهایی طراحی شده برای این منطقه در شکل 5 نشان داده شده که در این شکل موقعیت گره های شبکه درون محدوده کانسار، موقعیت حفر چاهکهای اکتشافی پیشنهادی جدید میباشند.
روش زمین آماری
در آمار کلاسیک این واقعیت که احتمال تشابه مقدار یک کمیت در دو نمونه نزدیک به هم بیشتر است تا دو نمونه دور از هم، در نظر گرفته نمی شود. بهعبارت دیگر توزیع فضایی دادهها مد نظر قرار نمیگیرد و تحلیلها مستقل از مکان و توزیع فضایی نمونهها صورت میپذیرد .>8@ زمینآمار به بررسی آن دسته از متغیرها می پردازد که ساختار فضایی از خود بروز میدهند. یعنی ابتدا وجود یا عدم وجود ساختار فضایی بین دادهها مورد بررسی قرار گرفته و در صورت وجود ساختار فضایی - همبستگی فاصلهای و جهتی - تحلیل دادهها انجام میگیرد.
