نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

3 استاد، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

بررسی عوامل مؤثر بر ویژگی‎های مکانیکی و فیزیکی موادمعدنی از متغیرهای بسیار مهم و با اهمیت در تعیین ویژگی‎های شکست و رفتار مکانیک‌ سنگی آنهاست. این بررسی‌ها می‌تواند کمک شایانی در مراحل مختلف عملیات معدنکاری از حفاری و انفجار تا خردایش مکانیکی (سنگ‌شکنی و آسیا) و برنامه‌ریزی تولید کند. در این پژوهش ابتدا مقاطع میکروسکوپی اکسیدهای آهن در معدن سنگ آهن چادرملو در نورهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. سپس متغیرهای ژئومکانیکی و لرزه‌ای و ویژگی‎های شکست کانه‌های آهن نسبت به درصد مگنتیت آزمایش و بررسی شد. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌داد که با افزایش درصد مگنتیت متغیرهای مقاومت فشاری، کششی تک‌محوره، مدول یانگ، سرعت انتشار موج P و سرعت انتشار موج S افزایش و متغیرهای نسبت پواسون، تخلخل و جدب آب کاهش می‌یابد. در مرحله پایانی این پژوهش ارتباط میان نرم‌شدگی ناشی از انفجار با میزان درصد مگنتیت بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش درصد مگنتیت، نرم‌شدگی ناشی از انفجار نیز افزایش می‌یابد، که این امر سبب کاهش هزینه‌های بسیار زیاد خردایش مکانیکی می‌شود و در صورتی‌ که درصد مگنتیت بار ورودی به کارخانه در معدن سنگ آهن چادرملو از 25 تا 50 درصد افزایش یابد، میزان مصرف انرژی از 70 کیلووات بر ساعت به 40 کیلووات بر ساعت کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

Åkesson, U., Hansson, J. and Stigh, J., 2004- Characterisation of microcracks in the Bohus granite, western Sweden, caused by uniaxial cyclic loading. Engineering Geology 72(1-2): 131–142.
Chicot, D., Mendoza, J., Zaoui, a., Louis, G., Lepingle, V., Roudet, F. and Lesage, J., 2011- Mechanical properties of magnetite (Fe3O4), hematite (α-Fe2O3) and goethite (α-FeO·OH) by instrumented indentation and molecular dynamics analysis. Materials Chemistry and Physics 129(3): 862–870.
Clout, J. M. F. and Manuel, J. R., 2015- Processing and Environmental Sustainability, Elsevier Ltd.
Diamantis, K., Gartzos, E. and Migiros, G., 2009- Study on uniaxial compressive strength, point load strength index, dynamic and physical properties of serpentinites from Central Greece: Test results and empirical relations. Engineering Geology 108(3-4): 199–207.
Eloranta, J., 1997- The efficiency of blasting verses crushing and grinding. Proceedings of 23th annual general conference on explosives and blasting technique, Las Vegas, USA, February 2-5, pp 157-163.
Goktan, R. M., 1988- Theoretical and practical analysis of rock rippability. PhD Thesis, Istanbul Technical University.
Jern, M., 2002- Micro and macro crack growth as a result of blasting. Proceedings of the 7th International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting. Beijing, China, August 11-15, pp 155-161, pp. 155-161.
Kanchibotla, S. S., Valery, W. and Morrell, S., 1998- Modelling fines in blast fragmentation and its impact on crushing and grinding. Proceedings of the Explo 1999 conference, Carlton, Victoria, Australian, pp. 137-144.
Kern, H. and Wenk, H. R., 1985- Preferred Orientation in Deformed Metal and Rocks. Preferred Orientation in Deformed Metal and Rocks. Elsevier.
Khandelwal, M. and Singh, T. N., 2009- Correlating static properties of coal measures rocks with P-wave velocity. International Journal of Coal Geology 79(1-2): 55–60.
Kim, K., 2012- Rock fracturing and mine to mill optimization. PhD thesis, Department of Mining and Geological Engineering, University of Arizona, USA.
Kojovic, T., 2005- Influence of aggregate stemming in blasting on the SAG mill performance. Minerals Engineering 18(15): 1398–1404.
Kojovic, T., Michaux, S. and McKenzie, C., 1995- Impact of blast fragmentation on crushing and screening operations in quarrying. Proceeding of EXPLO 1995 Conference, Brisbane, Australia, pp. 427-436.
Liu, S., Faisal Anwar, A. H. M., Cheol Kim, B. and Ichikawa, Y., 2006- Observation of microcracks in granite using a confocal laser scanning microscope. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 43(8): 1293–1305.
Michaux, S. and Djordjevic, N., 2005- Influence of explosive energy on the strength of the rock fragments and SAG mill throughput. Minerals Engineering 18(4): 439–448.
Morales, L. F. G., Lagoeiro, L. E. and Endo, I., 2008- First results on the LPO-derived seismic properties of iron ores from the Quadrilátero Ferrífero region, southeastern Brazil. Tectonophysics 460(1-4): 21–33.
Morgan, J. W. and Anders, E., 1980- Chemical composition of Earth, Venus, and Mercury. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 77: 6973–6977.
Ohmoto, H., 2003- Nonredox transformations of magnetite-hematite in hydrothermal systems. Economic Geology, 98: 299–304.
Omar, H., Pauzi, N. I. M., Abu-Shariah, M., Yusof, Z. M. and Maail, S. B., 2009- Microcracks pattern and the degree of weathering in granite. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 14 F, Bundle B.
Ozkahraman, H. T., 2010- Breakage mechanisms and an encouraging correlation between the Bond parameters and the friability value, Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy 110(3):153-159.
Parra Galvez, H. I., 2011- Analysis of the state of the art of blast-induced fragment conditioning. Minerals Engineering 24(14): 1638–1640.
Sabet-Mobarhan-Talab, A., Alinia, F., Ghannadpour, S. S. and Hezarkhani, A., 2015- Geology, geochemistry, and some genetic discussion of the Chador-Malu iron oxide-apatite deposit, Bafq District, Central Iran. Arabian Journal of Geosciences 8(10): 8399-8418.
Sharma, P. K. and Singh, T. N., 2011- A correlation between Schmidt hammer rebound numbers with impact strength index, slake durability index and P-wave velocity. International Journal of Earth Sciences 100(1): 189–195.
Takemura, T., Golshani, A., Oda, M. and Suzuki, K., 2003- Preferred orientations of open microcracks in granite and their relation with anisotropic elasticity. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 40(4): 443–454.
Mohammad Torab, F., 2008- Geochemistry and metallogeny of magnetite- apatite deposits of the Bafq Mining District, Central Iran. PhD Thesis, Clausthal University of Technology, Germany.
Tuğrul, A. and Zarif, I., 1999- Correlation of mineralogical and textural characteristics with engineering properties of selected granitic rocks from Turkey. Engineering Geology 51(4), 303–317.
Waychunas, G. A., 1991- Crystal chemistry of oxides and oxyhydroxides. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 25(1): 11-68.
Yasar, E. and Erdogan, Y., 2004- Correlating sound velocity with the density, compressive strength and Young’s modulus of carbonate rocks. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 41(5): 871-875.