بخشی از مقاله
چکیده:
انتخاب بهینه ترین روش معدنکاری در مرحله طراحی معدن، بر اساس مطالعات زمینشناسی، ژئوتکنیکی، جغرافیایی، اقتصادی، اجتماعی، سیاسی و ...، انجام میشود. شناسایی تمام عوامل موثر بر انتخاب روش و تعیین میزان تاثیر هر یک از عوامل، به راحتی امکان پذیر نیست. در چند سال اخیر، روش فازی اعتبار علمی و جایگاه برجسته ای در میان سایر طرح های تصمیمگیری کسب نموده است.
در این تحقیق، برای تعیین روش استخراج مناسب معدن مس قلعه زری بیرجند از یکی از جامع ترین سیستمهای طراحی شده در زمینه تصمیم گیری که از یک مبنای تئوریک قوی برخوردار است و بر اساس اصول بدیهی بنا شده است، به نام روش تحلیل سلسله مراتبی فازی استفاده شده است که با دوازده معیار موثر و سه گزینهی روشهای استخراج از طبقات فرعی، انبارهای و کندن و پرکردن، مورد ارزیابی قرار گرفته اند. مطالعات نشان می دهد که برای این معدن روش انبارهای، مناسبترین روش استخراج میباشد.
-1 مقدمه:
امروزه هزینه های زیاد برای باز کردن و تجهیز یک معدن، سبب میشود که روش استخراج را در مرحله طراحی به درستی انتخاب کنند. سرمایه گذاری زیاد مورد نیاز برای اجرای یک روش معدنکاری انتخابشده، به مطالعه دقیق و ملاحظه همه فاکتورهای وابسته نیاز دارد. چرا که تصحیح و یا تغییر روش معدنکاری پس از این که آماده سازی شروع شد، بسیار هزینه بر و وقت گیر میباشد. لذا باید بر اساس عواملی نظیر زمین شناسی - وضعیت سنگ شناسی، آبهای زیرزمینی، مشخصه های مکانیک سنگی و ژنز کانسار - ، ملاحظات کانی شناسی، مشخصات فنی و مهندسی کانسار - ذخیره قابل استخراج، عیار کانسار، عمق، شیب، ضخامت و شکل - ، عوامل ایمنی، زیست محیطی - مساله نشست سطح زمین و آلودگی های آبهای سطحی و زیرزمینی - ، ملاحظات کاری و محلی و ... روش استخراج مناسب را تعیین کرد.
متدهای مختلفی برای انتخاب روش استخراج مناسب معادن توسط محققانی چون موریسون - - 1976، بشکوف 1973 - - ، هارتمن - - 1987، لابسچر - - 1981، نیکلاس - - 1981، و اصلاح آن در سال - 1992 - ، میلر - - 1995 ارائه شده است. هارتمن، بشکوف و رایت، موریسون و لابسچر، یک سری الگوهای کیفی برای انتخاب روش استخراج مناسب ارائه داده اند. نیکلاس - - 1981 ، از تکنیک کمی استفاده کرد که شیوه ای تازه برای انتخاب روش استخراج کانسار، به شمار میرفت .
بر این روش ایرادهایی همچون در نظر نگرفتن سایر معیارها، تعریف اشتباه بعضی از امتیازها، دامنه کم امتیاز بین مطلوبیت و نامطلوب بودن، در نظر نگرفتن ضریب اهمیت یکسان بین معیارهای مختلف وارد شده است . - Bitarafan, M. R and Ataei, 2004 - البته روش نیکلاس با تعریف وزن برای معیارهای مختلف، مشکل در نظر نگرفتن ضریب اهمیت یکسان برای معیارها را رفع کرد و اصلاح شد - . - 1992 روش UBC نیز در سال 1995، توسط آقایان میلر، پاکالنیس و پولین ارائه گردید که با وجود رفع چند اشکال روش نیکلاس اولیه، ضریب اهمیت یکسان بین معیارهای مختلف را در نظر نگرفتند.
روشهای عددی بر مبنای امتیاز دهی به شاخصه های یک ذخیره نظیر عمق، ضخامت، مقاومت و ... است که بیان کننده شرایط ذخیره معدنی هستند، میباشد. در این روشها علاوه بر محدود بودن تعداد شاخصها و گزینهها مسئله ابهام و تاثیر پارامترها به صورت همزمان، در پروسه تصمیمگیری نادیده گرفته شده است. مهمترین نقص روشهای عددی کیفی و کمی، از جمله روشهای نیکلاس و UBC ، بیان شاخصها به صورت اعداد قطعی است، این در حالی است که بیشتر عبارات معرف هر ذخیره معدنی به صورت عبارات بیانی است. مثلاً در مورد شیب یک ذخیره معدنی، اکثراً عبارات کم شیب، متوسط و یا پرشیب به کار میرود.
همچنین برای امتیازدهی و یا به عبارتی صحیحتر تبدیل عبارات بیانی در مورد کانسار به امتیازهای عددی، شاخصهای معرف یک ذخیره معدنی به طبقاتی تقسیم میشود که در شرایط مرزی تعریف درستی از آن وجود نداشته و همچنین ابهاماتی در آن وجود دارد. علاوه بر روشهای عددی فوق، تاثیر هر یک از پارامترها به صورت جداگانه بررسی گردیده و از تاثیر متقابل آنها بر یکدیگر چشمپوشی شده است. مثلا شاخصهای شیب، ضخامت و عمق به طور همزمان در تعیین روش استخراج روباز موثر است .
در روشهای عددی با افزایش شیب، احتمال انتخاب روش روباز کاهش مییابد، در حالیکه با افزایش ضخامت، این روند کاهش امتیاز، نباید دخالت داده شود، زیرا ممکن است برای یک کانسار پرشیب و ضخیم، روش استخراج روباز بر سایر روشهای استخراج زیرزمینی ارجحیت داشته باشد. همچنین در این روشهای عددی، تمامی شاخصها در تصمیمگیری دارای وزن یکسانی هستند، در صورتی که با توجه به شرایط هر ذخیره چنین تصوری دور از واقعیت است. با توجه به این محدودیتها و نواقص، اخیراً تلاشهایی برای توسعه مدلهای تحلیلی تصمیمگیری پیرامون انتخاب روش استخراج انجام گردیده است.
از جمله این تلاشها میتوان به مطالعات محققانی نظیر گاردوقان - - 2001 اشاره کرد. هر چند در روشهای تحلیلی ارائه شده تا حدودی نواقص موجود در روشهای عددی رفع گردیده است و محدودیتی در تعداد شاخصها و انتخابها ندارند، لیکن این روشها نیز نواقص خاص خود را دارند که وقتگیر بودن محاسبات، مهمترین نقص روشهای تحلیلی است.
به منظور رفع عدم قطعیت برخی دادهها، پروفسور عسگر لطفیزاده برای اولین بار در سال 1965 تئوری مجموعههای فازی را معرفی کرد. در تحقیق حاضر، اعداد فازی مثلثی - l, m, u - استفاده شد. پارامترهای l، m و u، به ترتیب کوچکترین مقدار ممکن، ارزش نویدبخش و بزرگترین مقدار ممکن را نشان میدهند
برای اولین بار فرایند تحلیلی سلسله مراتبی - AHP - توسط توماس ال ساعتی در سال 1980، ارائه شده است که به طور گستردهای در تصمیمگیریهای چندمعیاره استفاده میشود که بر اساس مقایسه های زوجی بنا نهاده شده و امکان بررسی سناریوهای مختلف را به مدیران می دهد و ساختار سلسله مراتبی دارد و شامل هدف، معیارها، گزینهها میباشد. در این مطالعه AHP فازی توسعهای - 1EA - استفاده شده است، که در اصل توسط چانگ - Chang ., 1996 - مطرح شد.
مهمترین قابلیت این روش، در توانایی تبدیل ساختار سلسله مراتبی یک مسئله پیچیده چند شاخصه به ساختار بسط داده شده جهت درک بهتر تصمیم گیرنده از مسئله تصمیم گیری می باشد. مهمترین مزیت به کارگیری روش تحلیل سلسله مراتبی فازی، استفاده از مقایسه زوجی برای مشخص کردن اهمیت نسبی گزینه ها در ارتباط با هر معیار می باشد. در این مطالعه سعی شده است که با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی، روش استخراج مناسب برای کانسار مس قلعه زری بیرجند پیشنهاد شود.
-2 مواد و روش ها:
-1 -2 مطالعه موردی :
معدن مس قلعه زری در فاصله 180 کیلومتری جنوب غرب بیرجند و در حاشیه شرقی لوت مرکزی ایران واقع شده است. این معدن دارای مختصات 58 57 طول جغرافیایی، و 31 48 عرض جغرافیایی بوده و بلندترین نقطه آن 1539 متر از سطح دریا ارتفاع دارد. این معدن تنها معدن زیرزمینی مس رگه ای ایران می باشد که به علت عیار بالای مس، طلا و نقره از اهمیت خاصی برخوردار است. ذخیره مزبور از ادوار گذشته در منطقه شناخته شده و آثار حفاری های قدیم در امتداد رگه های پرعیار قابل مشاهده می باشد.
سابقه کاوش های معدنی در این منطقه بر اساس اطلاعات باستان شناسی بدست آمده، بالغ بر 800 سال قبل می باشد. عرض منطقه کانی سازی بین 0/5 تا 7 متر است. عیار مس بین 0/5 تا 8 درصد، طلا 0/5 تا 15 گرم در تن و نقره 20 تا 600 گرم در تن گزارش شده است. همچنین مجموع میزان ذخیره برداشت شده و باقیمانده در حدود 10 میلیون تن می باشد. مهمترین مشخصات هندسی و مکانیک سنگی کانسار مس قلعه زری در جداول 2و 3 ذکر شده است
-2 -2 معیارها و گزینه های موجود:
پروسه انتخاب روش مناسب برای استخراج کانسار با جمع آوری و ارزشیابی اطلاعاتی که در رابطه با کانسار معلومند، شروع می-شود. جهت انتخاب روش استخراج، معیارهایی همچون ضخامت کانسار، شیب، شکل، نسبت مقاومت فشاری تک محوره به فشار سنگهای پوششی - - RSS در کمر بالا، کمر پایین و ماده معدنی، امتیاز توده سنگ - RMR - در کمر بالا، کمر پایین و ماده معدنی، عمق، توزیع عیار در کانسار و یکنواختی ماده معدنی در نظر گرفته شده است. نمادهای این معیار ها در جدول 1 نشان داده شده است.
مقادیر این معیارها برای معدن مس قلعه زری در جداول 2و 3 درج شده است. با نگاهی اجمالی به معیارهای موثر در انتخاب روش و همچنین روشهای معدنکاری مرسوم مشخص می شود که امکان استخراج این کانسار با استفاده از اکثر روشها وجود ندارد و روشهای ممکن برای استخراج این کانسار، عبارتند از: روش انباره ای - - SH، استخراج از طبقات فرعی - SLS - و روش کندن و پر کردن - . - CF
