مقدمه:

معدنکاری روباز یک روش نسبتﹰا کم هزینه و در اغلب موارد و با طراحی مطلوب و رعایت نکـاتفنی و اقتصادی ، با صرفه اقتصادی است که امکان مکانیزاسیون بالا و تولید حجمی زیـاد را فـراهممی سازد. این روش، استخراج ذخایری با عیار خیلی پایین را که به روش زیرزمینی غیر اقتصـادی است، ممکن می سازد.
عمق معدنکاری در روش روباز در دهه های اخیر مرتبﹰا افزایش یافته است و معادن روباز بـا عمـقاستخراج بیش از ۵۰۰ متر نیز یافت می شود.روش زیرزمینی هنوز هـم روشـی هزینـه بـر اسـت واحتما ﹰلا درآینده روش روباز جایگزین این روش در بیشتر معادن خواهد شد.
یک عارضه بزرگ ازدیاد عمق معدن، افزایش خطر پایداری است. شکست در شـیب نهـایی پیـتمی تواند به صورت بالقوه باشد. حفظ زوایای شیب پیت برای کـاهش روبـاره بـرداری( اسـتخراجباطله) بسیار مهم است که می تواند اثر مستقیمی بر اقتصادی بودن فعالیت معدنکاری داشـته باشـد.
طراحی حد نهایی پیت فقط تابع توزیع عیار کانه و هزینه های تولید نیست، بلکه تابع مقاومت کلتوده سنگ و پایداری نیز هست. پتانسیل شکست برای طرح اولیه و طراحی پیت نهایی پیـت بایـدمورد ارزیابی قرار گیرد.
سطح پله، رمپ داخلی و زاویه شیب کلی برای سنجش پایداری هر کدام از پله هـا بایـد در نظـرگرفته شود . تک پله ها و نواحی رمپ داخلی پیت برای مدتی می توانند پایـدار باشـند در حالیکـهممکن است در شیب نهایی پیت، پتانسیل ناپایداری داشته باشند.
هدف یکی از مواردی که در علم مکانیک سنگ بر روی آن تحقیقات فراوانی انجـام شـده اسـت بررسـیپارامترهای موثر بر پایداری سازه های روباز و زیرزمینی در سنگها می باشد. در مـورد سـازه هـایروباز علاوه بر خواص توده سنگ و ناپیوستگی های موجود در سنگ عواملی مانند شکل سازه اعماز ارتفاع و زاویه شیب شیروانی سنگی بسیار مهم می باشد. در این پایـان نامـه سـعی شـده اسـتعلاوه بر بررسی عوامل متعددی که بر پایداری توده سنگ تاثیر می گذارند به بررسی های کیفی درمورد تاثیر جهت شیب معدن بر روی پایداری و احتمال انواع شکست پرداخته شود.
علت انتخاب معدن مس میدوک این است که با توجه به اهمیتی که این معدن دارا اسـت، کارهـایژئوتکنیکی گسترده ای بر روی آن انجام نگرفته است و با بررسی اطلاعات اندک موجود می تـوانبه دید نسبتا مناسبی از معدن دست یافت و در صورت تغییر در مقادیر پارامتر های مقـاومتی اقـدامبه تغییر در هندسه شیب کرد و همچنین مناطق بالقوه معدن بـرای ایجـاد ناپایـداریهای احتمـالی راشناسایی کرد.

تحلیل پایداری شیب در معدن مس میدوک

تحلیل پایداری شیب در معدن مس میدوک

فهرست مطالب

مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………. ۱
هدف …………………………………………………………………………………………………………………… ۱

فصل اول: توصیف مسئله و بررسی

۱‐۱ کلیات ………………………………………………………………………………………………………………. ۳
۱‐۲ اقتصاد معادن روباز ………………………………………………………………………………………………… ۳
۱‐۳ شیب های پیت به عنوان المانهای ساختمانی در معدنکاری…………………………………………………. ۴
۱‐۴ مکانیک شیب های سنگی ……………………………………………………………………………………….. ۶
۱‐۴‐۱ شرایط تنش در شیب های سنگی …………………………………………………………………………….. ۷
۱‐۴‐۲ آب زیرزمینی و تنش های مؤثر ………………………………………………………………………………….. ۸
۱‐۴‐۳ ساختار توده سنگ ………………………………………………………………………………………………..9.
۱‐۴‐۴ مقاومت توده سنگ درزه دار ……………………………………………………………………………………..11
‐۴‐۵ شیوه های شکست و مکانیزم شکست………………………………………………………………………….12
۱‐۵ شکست دایره ای …………………………………………………………………………………………………….16
۱‐۶ روشهای طراحی …………………………………………………………………………………………………….17
۱‐۶‐۱ روش های تجربی ………………………………………………………………………………………………..17
۱‐۶‐۲ آنالیز حدی و روش های تعادل حدی …………………………………………………………………………..20
۱‐۶‐۲‐۱ آنالیز حدی ……………………………………………………………………………………………………..20
۱‐۶‐۲‐۲ آنالیز تعادل حدی ……………………………………………………………………………………………..21
۱‐۶‐۲‐۳ آنالیز تعادل حدی برای شکست……………………………………………………………………………..21
۱‐۶‐۲‐۴ آنالیز تعادل حدی شکست …………………………………………………………………………………..22
۱‐۶‐۲‐۵ روش های سه بعدی ………………………………………………………………………………………..26
۱‐۶‐۲‐۶ شکست تدریجی ……………………………………………………………………………………………..26
۱‐۶‐۲‐۷جستجو برای سطح شکست بحرانی……………………………………………………………………….26
۱‐۶‐۲‐۸ چارت طراحی ………………………………………………………………………………………………….27
۱‐۷ مدلسازی عددی …………………………………………………………………………………………………….30
۱‐۷‐۱ روشهای اجزاء محدود و تفاضل محدود…………………………………………………………………………31
۱‐۷‐۲ روش تحلیل ضمنی یا غیر صریح ……………………………………………………………………………….33
۱‐۷‐۳ روش تحلیل عددی صریح ……………………………………………………………………………………….33
۱‐۷‐۴ برنامه های رایانهای بر پایه حل صریح ………………………………………………………………………..35
۱‐۷‐۴ ‐۱ مدل سازی محیطهای پیوسته با FLAC……………………..ا…………………………………………….36
۱‐۷‐۴‐۲ تحلیل لاگرانژی ………………………………………………………………………………………………..36
۱‐۷‐۴‐۳ خصوصیات برنامه FLAC ………………ا……………………………………………………………………..37
۱‐۸ روش احتمالاتی برای تفسیر شکست …………………………………………………………………………….38

فصل دوم: معدن مس میدوک

۲‐۱ جغرافیایی معدن مس میدوک ……………………………………………………………………………………….42
۲‐۲ سابقه تاریخی ……………………………………………………………………………………………………….42
۲‐۳ زمین شناسی ………………………………………………………………………………………………………..42
۲‐۳‐۱ زمین شناسی ذخیره ……………………………………………………………………………………………..44
۲‐۳‐۲ ژنز و مراحل تشکیل کانسار مس میدوک ………………………………………………………………………..45
۲‐۳‐۳ مناطق مختلف کانه سازی کانسار: ……………………………………………………………………………….47
۲‐۳‐۴ عیار حد و میزان ذخیره مس به تفکیک زونها………………………………………………………………………49
۲‐۳‐۵ معدن میدوک و کانی سازی برای سایر عناصر………………………………………………………………….50
۲‐۴ ژئوتکنیک ………………………………………………………………………………………………………………51
۲‐۴‐۱ تکتونیک ……………………………………………………………………………………………………………51
۲‐۴‐۲ وضعیت مکانیک سنگ کانسار ………………………………………………………………………………….54
۲‐۴‐۳ آبهای زیرزمینی ………………………………………………………………………………………………….55

فصل سوم: تعیین خواص توده سنگ

۳‐۱‐۱ معیار شکست هوک ‐ براون …………………………………………………………………………………..58
۳‐۱‐۲ معیار هوک ‐ براون به روز شده …………………………………………………………………………………..60
۳‐۱‐۳ معیار شکست هوک و براون اصلاح شده ………………………………………………………………………..60
۳‐۱‐۴ معیار شکست هوک و براون تعمیم یافته ………………………………………………………………………..61
۳‐۱‐۵ کاربرد و استفاده از معیار شکست هوک و براون ………………………………………………………………..64
۳‐۲ مقادیر برای mi در معیار شکست هوک و براون……………………………………………………………………..65
۳‐۳ تخمین برآورد مدول تغییر شکل ……………………………………………………………………………………….66
۳‐۴ نتایج آزمایش های انجام شده بر روی نمونه های سنگی ………………………………………………………..68
۳۴‐۱ اندیس بار نقطه ای ……………………………………………………………………………………………………68
‐۴‐۲ فشار تک محوری ………………………………………………………………………………………………………68
۳‐۴‐۴ تعیین خواش فیزیکی سنگ بکر …………………………………………………………………………………….68
۳‐۴‐۵ مشخصات درزه ها …………………………………………………………………………………………………..69
۳‐۵ تحلیل نتایج و برداشتهای صحرایی و آزمایشگاهی و پارامترهای مورد نیاز جهت طراحی……………………….69
۳‐۵‐۱ طبقه بندی ژئومکانیکی سنگها(CSIR) به پیشنهاد بینیاویسکی ……………………………………………….70
۳‐۵‐۲ مقدار به دست آمده RMR برای معدن مس میدک ………………………………………………………………..73
۳‐۵‐۳ بکارگیری پارامتر GSI برای به دست آوردن پارامترهای مقاومتی توده سنگ …………………………………..74
۳‐۶ روش تجربی پایداری در معدن مس میدوک …………………………………………………………………………….77
۳‐۷ آنالیز تعادل حدی شکست قاشقی معدن مس میدوک ……………………………………………………………….79
۳‐۸ بررسی تأثیر پارامترهای موثر بر پایداری شیب هایسنگی به روش تعادل حدی در معدن مس میدوک …………..96
۳‐۹ بررسی استریوگرافیکی معدن میدوک و مطالعه تأثیر جهت دیواره معدن بر ناپایداری ……………………………….100
۳‐۱۰ تحلیل پایداری شیب معدن مس میدوک به روش مدلسازی عددی( نرم افزار FLAC) …….ا……………………….105

فصل چهارم: نتیجه گیری و پیشنهادات

۴‐ ۱نتیجه گیری ………………………………………………………………………………………………………..111
۴‐۲ پیشنهادات ………………………………………………………………………………………………………….111
۴‐۲‐۱ پیشنهادات برای تحقیقات آتی ………………………………………………………………………………….112
پیوست ها ………………………………………………………………………………………………………………..113

فهرست منابع غیرفارسی …………………………………………………………………………………………………۱۳۲
فهرست نام ها ……………………………………………………………………………………………………………. ۱۳۵
فهرست شکل ها
۱‐۱ شکل: مقطع عرضی شیب در معدنکاری روباز …………………………………………………………………………6
۱‐۲ شکل: توزیع مجدد تنش افقی در پیت روباز ……………………………………………………………………………..7
۱‐۳ شکل: ارتفاع سطح آب در معدن روباز و مقایسه موقعیت ……………………………………………………………….8
۱‐۴ شکل: انواع متفاوت درزه ها و گسلها …………………………………………………………………………………..9
۱‐۵ شکل: الگوی ناپیوستگی برای شیروانی با زاویه شیب ۷۰ درجه و ارتفاع شیب ۳۰ متر با دو دسته درزه مختلف ……………………………………………………………………………………………………………………………..10
۱‐۶ شکل: الگوی ناپیوستگی برای شیروانی با زاویه شیب ۵۰ درجه و ارتفاع شیب ۹۰ متر با دو دسته درزه مختلف …………………………………………………………………………………………………………………………….10
۱‐۷ شکل: الگوی ناپیوستگی برای شیروانی با زاویه شیب ۵۰ درجه و ارتفاع شیب ۵۰۰ متر با دو دسته درزه مختلف ………………………………………………………………………………………………………………………………………..11
۱‐۸ شکل: تصویر شماتیک ارتباط بین مقاومت فشاری سنگ و حجم توده سنگ…………………………………………..11
۱‐۹ شکل: ترکیب ناپیوستگی ها در گیری یک سطح شکست(کوتس ۱۹۷۷)……………………………………………..12
۱‐۱۰ شکل: شکست برشی دایره ای و ترکیب برش دایره ای و شکست برشی صفحه ای(کوتس ۱۹۷۷) ………………………………………………………………………………………………………………………………………13
۱‐۱۱ شکل: هندسه شکست سه بعدی در یک شکست برشی دایره ای(هوک وبری ۱۹۸۱ )……………………….13
‐۱۲ شکل: شکست بلوکی جریانی(کوتس۷۷)……………………………………………………………………………….14
۱‐۱۳ شکل: شکست واژگونی اولیه(گودمن و بری ۱۹۷۶) …………………………………………………………………..14
۱‐۱۴ شکل: شکست واژگونی ثانویه(گودمن و بری ۱۹۷۶) …………………………………………………………………15
۱‐۱۵ شکل: شکست واژگونی بزرگ مقیاس ………………………………………………………………………………….15
۱‐۱۶ شکل: موقعیت سطح شکست به عنوان تابعی از ارزش عدد جانبو……………………………………………………17
۱‐۱۷ شکل: ارتباط ارتفاع شیب و زاویه شیب برای شیبهای سنگی سخت………………………………………………….18
۱‐۱۸ شکل: مقطع عمودی پیت کیمبلی و هندسه شکست شیب در دیواره جنوبی آن ……………………………………19
۱‐۱۹ شکل: نیروهای فعال در شکست صفحه ای با ترک کششی…………………………………………………………..22
۱‐۲۰ شکل: روش قطعه ای برای آنالیز شکست برشی چرخشی……………………………………………………………24
۱‐۲۱ شکل: جستجو برای دایره لغزش بحرانی با استفاده از الگوی جستجوی شبکه ای………………………………….27
۱‐۲۲ روش دایره اصطکاک و نیروه ای فعال برسطح شکست دایره ای و چندضلعی نیروها ………………………………30
۱‐۲۳ شکل: متد ترکیبی روش المان محدود با روش المان مجزا……………………………………………………………….31
۱‐۲۴ شکل: سیکل پایه محاسبات صریح …………………………………………………………………………………………34
۱‐۲۵ شکل: توزیع فرضی مقاومت R و بار s برای المان سازه ای …………………………………………………………….38
۱‐۲۶ شکل: توزیع فرضی برای نمایش تابع G(x) ……ا…………………………………………………………………………39
۲‐۱ شکل: موقعیت معدن میدوک و گسلهای منطقه ای………………………………………………………………………43
۲‐۲ شکل: نفوذ پرفیری میدوک بداخل ولکانیک آندزیتی …………………………………………………………………….43
۲‐۳ شکل: شکستگی در پرفیری سرد شده…………………………………………………………………………………….46
۲‐۴ شکل: تزریق دایکهای اولیه همراه با تزریق ماگما………………………………………………………………………..46
۲‐۵ شکل: آلتراسیون هیدروترمال و کانی سازی …………………………………………………………………………….47
۲‐۶ شکل: امروزه بعد از فرسایش و فرآیندهای سوپرژن …………………………………………………………………..47
۲‐۷ شکل: تقسیم پرفیری میدوک در داخل سه زون اصلی ……………………………………………………………..49
۲‐۸ شکل: درزه های عمومی معدن میدوک……………………………………………………………………………….52
۲‐۹ شکل شیب درزه ای در شبکه قطبی و رزدیاگرام درزه های عمودی میدوک………………………………………53
۲‐۱۰ شکل: هیستوگرام توزیع تمامی مقادیر RQD مغزه های حفاری در معدن میدوک ……………………………..54
۲‐۱۱ شکل: موقعیت تونلهای موجود در معدن میدوک…………………………………………………………………….56.
۳‐۱ شکل: شرایط توده سنگ که معیار هوک و براون می تواند استفاده شود(هوک ۱۹۹۵) ……………………….. ۶۴
۳‐۲ شکل: تصویر شماتیک موقعیت تنش در نقاط مختلف بین ……………………………………………………………65
۳‐۳ شکل: روش های مختلف برای تعیین مدول یانگ برای توده سنگ …………………………………………………67
۳‐۴ شکل: پوش هوک و براون برای معدن میدوک ………………………………………………………………………….76
۳‐۵ شکل: موقعیت معدن میدوک در مقایسه با معادن دیگر جهان…………………………………………………………77
۳‐۶ شکل: موقعیت معدن میدوک در مقایسه با معادن دیگر جهان………………………………………………………..78
۳‐۷ شکل: یک پله در معدن مس میدوک ……………………………………………………………………………………..79
۳‐۸ شکل: بزرگنمایی شده قسمت هاشور زده شده بالا…………………………………………………………………79
۳‐۹ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۱ …………………………………………………………………………………….80
۳‐۱۰ نیروهای موجود در قطعه ۲ …………………………………………………………………………………………80
۳‐۱۱ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۳ …………………………………………………………………………………80
۳‐۱۲ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۴ ………………………………………………………………………………..81
۳‐۱۳ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۵ ………………………………………………………………………………..81
۳‐۱۴ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۶ …………………………………………………………………………………..81
۳‐۱۵ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۷ …………………………………………………………………………………..81
۳‐۱۶ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۸ …………………………………………………………………………………..82
۳‐۱۷ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۹ …………………………………………………………………………………..82
۳‐۱۸ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۱۰ …………………………………………………………………………………83
۳‐۱۹ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۱۱ …………………………………………………………………………………83
۳‐۲۰ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۱۲ …………………………………………………………………………………83
۳‐۲۱ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۱۳………………………………………………………………………………….84
۳‐۲۲ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۱۴ …………………………………………………………………………………84
۳‐۲۳ شکل:نیروهای موجود در قطعه ۱۵ ………………………………………………………………………………….84
۳‐۲۴ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۱۶ …………………………………………………………………………………85
۳‐۲۵ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۱۷ …………………………………………………………………………………85
۳‐۲۶ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۱۸ …………………………………………………………………………………85
۳‐۲۷ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۱۹ …………………………………………………………………………………86
۳‐۲۸ شکل: نیروهای موجود در قطعه ۲۰ …………………………………………………………………………………86
۳‐۲۹ شکل: وضعیت تنش نرمال در قاعده نسبت به هر قطعه در مقیاس پله کاری…………………………………….87
۳‐۳۰ شکل: وضعیت نیروهای داخل قطعه ای در داخل هر قطعه در مقیاس پله کاری …………………………………87
۳‐۳۱ شکل: وضعیت مقاومت برشی در هر قطعه در مقیاس پله کاری ……………………………………………………88
۳‐۳۲ شکل: ضریب ایمنی برای پله کاری با استفاده از روش GLE …….ا…………………………………………………89
۳‐۳۳ شکل: بررسی روش قطعه برای حد نهایی در معدن میدوک…………………………………………………………..90
۳‐۳۴ شکل: وضعیت نیروهای داخل قطعه ای در داخل هر قطعه در مقیاس شیب نهایی………………………………..90
۳‐۳۵ شکل: وضعیت تنش نرمال در قاعده نسبت به هر قطعه در مقیاس شیب نهایی ………………………………….91
۳‐۳۶ شکل: وضعیت مقاومت برشی در هر قطعه در مقیاس شیب نهایی………………………………………………..91
۳‐۳۷ شکل: ضریب ایمنی برای شیب نهایی با استفاده از روش GLE ………..ا………………………………………….92
۳‐۳۸ ارتباط بین چسبندگی و ضریب ایمنی…………………………………………………………………………………..93
۳‐۳۹ شکل: ارتباط بین زاویه اصطکاک و ضریب ایمنی……………………………………………………………………..93
۳‐۴۰ شکل: ارتباط بین چسبندگی و ضریب ایمنی ………………………………………………………………………..93
۳‐۴۱ شکل: ارتباط بین چسبندگی و ضریب ایمنی ………………………………………………………………………..94
۳‐۴۲ شکل: ارتباط بین چسبندگی و ضریب ایمنی ………………………………………………………………………….95
۳‐۴۳ شکل: نمایش استریوگرافیکی انواع مهم گسیختگی در شیروانی و عوامل ساختاری بوجودآورنده آن……………96
۳‐۴۴ شکل: وضعیت شیب معدن در امتداد های متفاوت و درزه ها و دایره اصطکاک ……………………………………..99
۳‐۴۵ شکل: بررسی شکست صفحه ای ……………………………………………………………………………………..99
۳‐۴۶ شکل: بررسی شکست گوه ای ………………………………………………………………………………………..100
۳‐۴۷ شکل: بررسی شکست واژگونی ………………………………………………………………………………………101
۳‐۴۸ شکل: شبکه بندی شیروانی در مقیاس پله …………………………………………………………………………..102
۳‐۴۹ شکل: سطح بحرانی در مقیاس پله عملیاتی معدن ………………………………………………………………….103
۳‐۵۰ شکل: جابجایی های افقی و عمودی برخی گره ها ی نزدیک به سطح سینه کار ……………………………..104
۳‐۵۱ شکل: بردارهای جابجایی در مقیاس پله ……………………………………………………………………………..105
۳‐۵۲ شکل: وضعیت تنش افقی در مقیاس پله……………………………………………………………………………..105
۳‐۵۳ شکل: وضعیت تنش عمودی در مقیاس پله ………………………………………………………………………….105
۳‐۵۴ شکل: تمرکز تنش در پای پله ………………………………………………………………………………………….106
۳‐۵۵ شکل: سطح بحرانی در شیب نهایی معدن …………………………………………………………………………107
۳‐۵۶ شکل: جابجایی های افقی و عمودی برخی گره های نزدیک به سطح آزاد عملیاتی…………………………..107
۳‐۵۷ شکل: بردارهای جابجایی در شیب نهایی معدن……………………………………………………………………108
۳‐۵۸ شکل: وضعیت تنش افقی در شیب نهایی معدن………………………………………………………………….. 108
۳‐۵۹ شکل: وضعیت تنش عمودی در شیب نهایی معدن…………………………………………………………………109
۳‐۶۰ شکل: تمرکز تنش در پای شیب نهایی معدن ……………………………………………………………………..109
پ۲ شکل: نمایی از معدن مس میدوک جبهه جنوبی…………………………………………………………………….124
پ۳ شکل: طرز قرار گیری ناپیوستگی ها در جبهه جنوبی معدن مس میدوک…………………………………………124
پ ۴ مقطع عمودی شیب و مؤلفه های هندسی درگیر با آن…………………………………………………………..۱۲۷

نمودارها
۱‐۱ نمودار: نوع روشهای عددی بکار رفته در مهندسی ژئوتکنیک……………………………………………………….. ۳۰
جدول ها
۱‐۱ جدول: مقایسه روشهای صریح و غیر صریح ………………………………………………………………………….. 50
۲‐۱ جدول: درصد عناصر مختلف موجود در معدن میدوک ………………………………………………………………… 62
۳‐۱ جدول: مقادیر ثابت mi برای سنگهای برجا(هوک و براون ۱۹۹۷)…………………………………………………… 65
۳‐۲ جدول: نحوه پراکندگی mi ……..ا………………………………………………………………………………………. 68
۳‐۳ جدول: خواص فیزیکی سنگ بکر در میدوک ………………………………………………………………………….. 70
۳‐۴ جدول: امتیازدهی بر اساس مقاومت فشاری تک محوری …………………………………………………………. 71
۳‐۵ جدول: امتیاز بر اساس RQD ….ا………………………………………………………………………………………. 71
۳‐۶ جدول: امتیازدهی بر اساس فاصله درزه ها ………………………………………………………………………….. 71
۳‐۷ جدول: متیازدهی بر اساس کیفیت درزه ها ………………………………………………………………………….. 72
۳‐۸ جدول: نیازدهی بر مبنای وضعیت آبهای زیرزمینی …………………………………………………………………… 72
۳‐۹ جدول: امتیازدهی بر مبنای راستای قرارگرفتن درزه ها ……………………………………………………………… 72
۳‐۱۰ جدول: نتیجه نهایی مجموع امتیازها در طبقه بندی مهندسی توده سنگ ………………………………………92
۳‐۱۱ جدول: وضعیت عددی نیروها در روش قطعه…………………………………………………………………………. 96

فصل اول
توصیف مسئله وبررسی
فصل اول: توصیف مسئله و بررسی
۱‐۱ کلیات
در معدنکاری روباز، ذخایر کانی از بالا به پایین استخراج می شود. در نتیجه شیب های پیت موقـعاستخراج کانی فرم می گیرند. شیب های پیت، جهت جلوگیری از شکست بایستی دارای زاویـه ایکمتر از زاویه شکست توده سنگ باشد. این زاویه به وسیله شرایط ژئومکانیکی معدن و تراز بالاییمعدن معین می گردد. زوایای شیب کاری معدن وابسته است به[ ۷]:
– وجود راههای ترابری یا رمپهای لازم برای حمل ونقل کانه های آتشکاری شده از پیت
– امکان آسیب های ناشی از آتشکاری
– عیار کانه
– محدودیتهای اقتصادی
طراحی زوایای شیب پیت روباز خیلی مهم است و وقتی که عمق پیت افزایش می یابد این اهمیتزیاد می شود. تغییرات کوچک در زوایای نهایی شیب پیت، پی آمدهای بزرگی در اقتصاد نهـایی وعملیات معدنکاری دارد.
۱‐۲ اقتصاد معادن روباز
یک جنبه از حالت پایداری طراحی معدن روباز، تصمیم گیری در مورد حد اقتصادی پیت و برنامهاقتصادی معدنکاری برای سنگ معدنی موجود است.
نحوه طرح ریزی معدن می تواند به دو فاز اصلی تقسیم شود:
– بهینه سازی پیت
– طراحی پیت و برنامه ریزی تولید
بهینه سازی پیت شامل تعیین نمای نهایی پیت و کل ذخایر قابـل اسـتخراج و وضـع راهنمـا بـرایوضعیت اولیه و گسترش مناسب پیت می باشد.
چندین تکنیک برای تعیین کردن حد نهایی پیت، قابل دسترس اسـت. بـرای مثـال روش مخـروطشناور و روش لرچ گروسمن.
فاز دوم، طراحی پیت و برنامه ریزی تولید شامل تعیین مراحل کار معـدنکاری، عیـار حـد و طـرحنهایی و پلانهای تولید است. بهینه سـازی اتوماتیـک کامـل ایـن فاکتورهـا بـه نـدرت امکـان دارد.
درعوض، بهینه سازی اغلب به وسیله آزمایش و خطا و استفاده از ابـزار برنامـه ریـزی کـامپیوتریانجام می شود. جزئیات بیشتر طراحی و برنامه ریزی عملیات، در کتابهای معدنی ذکر شده است.
۱‐۳ شیب های پیت به عنوان المانهای ساختمانی در معدنکاری
شیب های سنگی در هر دو زمینه عمرانی و معدنی کارایی دارند. شیب های سنگی معدن روبـاز درخیلی جهات متفاوت از شیب های سـنگی در پـروژه هـای مهندسـی عمـران هسـتند. موقعیـت ووضعیت شیب اغلب در معادن روباز ثابت می باشد. گرچه برای مثال راهها، اگر با مشـکلاتی کـهباعث قطع ساختمان جاده شود روبرو شود می تواند دوباره راهسـازی شـود. پـارامتر طراحـی کـه می تواند گوناگون باشد شکل شیب و زاویه شیب و تا حدی ارتفاع پله است. در سوی دیگر، عمریک شیب معدن روباز معو ﹰلا کوتاهتر از عمر شیب در سازه های مهندسی است. اقتصـاد عملیـاتپیت تا حدی بزرگتر از کاربرد آن در مهندسی عمران اسـت و بـه دقـت بـا هندسـه شـیب مـرتبطاست[۷] .
پایداری مکانیکی شیبهای پیت با ماکزیمم زاویه شیب نهایی قابل انجام و ماکزیمم بازیـابی کانـه ومینیمم نرخ باطله برداری تعیین می شود . در مقایسه آن با پایه هـا در معـدن زیرزمینـی کـه معـرفبخشی از کانه قابل استخراج که جهت پایداری نگهداری در معدن برجـا مانـده اسـت، مـی تـوانگفت که در طراحی یک پایه سعی شده که فضای پایـه، حـداقل باشـد و در طراحـی شـیب پیـتکوشش شده که زاویه های شیب کاهش یابند. روش طراحی هر دوی آنها در خیلـی جهـات شـبیههم است، گرچه مکانیک المانهای سازه زیرزمینی با شیب روباز تفاوت دارد.
با توجه به مطالب فوق، چگونگی طراحی شیب تا حدی وابسته به تعیین چگونگی شکست اسـت. برای شیب روباز، تعریف عمومی شکست باید به عنوان تابعی از شیب بیان شود. هوک و پینتز[۸] تعریف زیر را ارئه کردند:
” شکست شیب در یک معدن روباز ممکن است به عنوان نرخ جابجایی پیرامون توده سنگ معـدن تعریف شود که تسلیم بازیابی کانه غیر اقتصادی می شود اگر پیـت بـه صـورت فعالانـه اسـتخراجشود.”
” slope failure in an open pit mine may be defined as that rate of displacement of the rock mass surrounding the open pit which would render the recovery of ore uneconomic if the pit was being actively mined”
این تعریف تأیید می کند که نرخ جابجایی و هنگام شکست، موقـع طراحـی شـیب بایـد ملاحظـهگردد. لازم است که بین نوع شکست و مکانیک شکست شیب تمایز قائل شد.
در این پایان نامه، واژگان فنی زیر بکار رفته است:
۴شکست: وقتی که بارها یا تنشهای فعـال در مـواد سـنگ( سـنگ سـالم یـا دارای ناپیوسـتگی) از مقاومت( تراکمی یا کششی) متجاوز گردد، شکست رخ می دهد. شکست همچنین مـی توانـد در بافت سنگ روی بدهد. زمان شکست برای توصیف شکست در مقیاس کوچک( نه میکروسـکپی) درگیر با شکست مواد سنگ سالم بکـار بـرده شـده اسـت. همچنـین آن بـرای توصـیف شکسـتالمانهای سازه ای سالم مورد استفاده قرار گرفته است. درالمان سازه ای (در این مورد شیب پیـت)، شکست زمانی رخ می دهد که ظرفیت تحمل بار و نیروهای فعال بر روی شیب، ازدیـاد مـی یابـد.
این بدان معنی است که المان سازه ای هنوز می تواند مقداری بار بعد از شکست تحمـل کنـد، امـاکمتر از قبل از شکست است.
ریزش شیب : ریزش شیب برابر با شکست اقتصادی شیب است، پیامدهای شکسـت بطـور جـدیدر شیب گسترش می یابد که برقرارماندن شیب جهت معدنکاری غیر ممکن می شود. ریزش شیبمی تواند در دو مقیاس، شامل یک یا چند پله، یا کل شیب باشد، اما در هر دو مورد باعـث توقـفتولید در آن موضع می گردد.
حالت شکست : حالت شکست، توصیف ماکروسکپی طریقه چگونگی رخداد شکست است. بـرایمثال شکل و ظاهر ناشی از شکست سطحی. حالت شکست در توصیف هندسی گسترش شکسـتمی تواند ملاحظه شود.

مکانیزم شکست : مکانیزم شکست توصیف فیزیکی فرآیندی در تـوده سـنگ اسـت موقعیکـه بـارافزایش می یابد و شکست آغاز می گردد و گسترش می یابد.
سنماتیک شکست : سنماتیک شکست در واقع توصیف هندسی حرکت یـا ممـان هـایی کـه پیامـدشکست هستند.
سنیتیک شکست : شرح فعالیت نیروها و بارها روی شیب بر حرکات منتجه و همچنین خیلی دقیـقبا مکانیزم شکست در ارتباط است.
حال که برخی اصطلاحات اساسی تشریح شدند، این امکان خواهد بـود کـه مؤلفـه هـای مختلـفالمان سازه، شیب پیت، را ملاحظه کنیم. شیب نهایی پیت روباز، از کف پیت( پای شـیب) تـا تـاج
۵پیت می باشد و شامل پله های ایجاد شده، رمپ های داخلی و جاده های ترابری است.( شـکل ۱‐۱ )
ماکزیمم زاویه رمپ تابع زاویه موقت پله، ارتفاع پله و عرض پله است. ماکزیمم زاویه شیب نهاییقابل انجام، تابع زاویه رمپ و عرض و تعداد جاده های ترابری است. جنبه جالـب توجـه تعریـفزاویه شیب این است که هر دو زاویه موقت پله و زاویه نهایی شیب از پای به تـاج شـیب تعریـفشده است.
۱‐۴ مکانیک شیب های سنگی:
فهرستی از پارامترهای مهم تأثیر گذار بر پایداری شیب به صورت زیر است[۱۰] :
‐ زمین شناسی ساختمانی
‐ تنش های سنگی و شرایط آبهای زیرزمینی
‐ مقاومت ناپیوستگیها و سنگ سالم
‐ هندسه پیت
‐ لرزشهای حاصل از آتشکاری یا زلزله
‐ شرایط جوی
‐ زمان
فهرست فوق شاید کامل نباشد اما هنوز جهت نشان دادن دشواری در تعیـین و تشـخیص پایـداریشیب سنگی بکار می رود.
۱‐۴‐۱ شرایط تنش در شیب های سنگی:
تنش های بکر و تنش های بسیج شده:
دانش تشریح تنش در شیب جهت فهم صحیح رفتار مکانیکی شیب ضروری است. مقایسـه تـنشهای فعال بر روی یک سازه با مقاومت سازه،پایداری سازه را تعیین می کنـد. تـنش هـای بکـر درسنگ ( قبل از استخراج)، در بیشتر موارد فشاری هستند و ترکیبی از[۱۰] :
• تنش های گرانشی ناشی از وزن سنگ های رویی
• تنش های تکتونیکی که ریشه در نیروهای تکتونیک خارجی دارد.
• تنش های که به سبب یخبندان های گذشته ایجاد می شود.
• تنش های باقیمانده
مؤلفه های گرانشی و تکتونیک در بیشتر موارد عوامل اصلی تنش بکر است. تنش عمودی بکر، ناشیاز وزن توده سنگ فوقانی می باشد. تنش افقی بکر، بیشـتر ناشـی از مؤلفـه تکتونیـک نرمـال کنـونیاست.
توزیع مجدد تنش اطراف گودبرداری در شکل۱‐۲ نشان داده شده است . تمرکز تنش( افزایش تنشهای فشاری و برشی) در پای شیب است.
شکل۱‐۲ توزیع مجدد تنش افقی در پیت روباز

۱‐۴‐۲ آب زیرزمینی و تنش های مؤثر:
چگونگی تنش در یک شیب به شرایط آبهای زیرزمینی و پیامـد فشـارهای آب زیرزمینـی در تـودهسنگ، وابسته است. سفره آب بکر در توده سنگ وابسته به: (۱) نفـوذ بارنـدگی و ذوب بـرف (۲) توپوگرافی منطقه (۳) نزدیکی به رودخانه و دریاچـه و (۴) خـواص ژئوهیـدرلوژیکی تـوده سـنگاست. سفره آب بکر از تغییرات زمانی پیروی می کند. برای مثال در طول بهار جریان یا بارش هایسنگینی داریم.
هنگامی که معدن روباز شروع بکار می کند، نخستین تغییـرات سـفره آب ناشـی از جریـان آب بـهداخل فضای حفاری است. بنابراین سفره آب یا آبـزاد سـطحی، دائمـﹰا دچـار تغییـرات وابسـته بـهحفاری می شود. افت ارتفاع آب و نتایجی که به همراه خواهد داشت، بطور شماتیک در شـکل ۱‐۳ برای یک سنگ هموژن نشان داده شده است.
تصویر واقعی و موقعیت سفره آب وابسته به هندسه شیب، خواص تراوایی و تغذیه از توده سنگ پیرامون است. گذشته از این، یخ زدگی زمستانی می تواند مانع جریان آب به داخل پیت و درنتیجه افزایش فشار آب زیرزمینی در شیب گردد.بخشهایی از توده
کاهش تنش مؤثر سبب کاهش مقاومت برشی در سطح شکست می گردد( کـاهش تـنش نرمـال).
گذشته از این، فشار آب زیرزمینی می تواند به عنوان نیروی محرک اضافی عمل کند.
اثر دوم آب موجود در توده سنگ آن است که برخی مواد واکنش نامطلوب با آب انجام می دهنـد،پس مقاومت مواد پرکننده ناپیوستگیها در برخی سنگها کاسته می شود. فرسایش به وسـیله جریـانآب می تواند باعث کاهش مقاومت گردد

۱‐۴‐۳ ساختار توده سنگ
ساختار زمین شناسی یکی از مهم ترین فاکتورهای مؤثر بر پایداری شیب اسـت. ناپیوسـتگی هـایمؤثر عبارتند از: (۱) ناپیوستگی هایی به اندازه بزرگی شیب از قبیل گسـل هـا و زون هـای برشـیبزرگ (۲) ناپیوستگی های موجود در بافت توده سنگ
در شیبی بلند، شکستگی های زیادی که درازای آنها در مقایسه با شیب کوچک است ظاهر خواهـدشد. تفاوتها در مقیاس در تصاویر۱‐۵،۱‐۶ و ۱‐۷ نشان داده شده است.

شکل ۱‐۴ انواع متفاوت درزه ها وگسلها

مشخصات درزه عبارت است از:
درزه B درزه A
˚۱۳۵ ˚۶۰ شیب متر ۲ ± ۸ ۱ ± ۱۰ طول متر ۷ ۳ فاصله داری

شکل۱‐۵ الگوی ناپیوستگی برای شیروانی با زاویه شیب ۷۰ درجه و ارتفاع شیب ۳۰ متر با دو دسته درزه مختلف
شکل۱‐۶ الگوی ناپیوستگی برای شیروانی با زاویه شیب ۵۰ درجه و ارتفاع شیب ۹۰ متر با دو دسته درزه مختلف

شکل۱‐۷ الگوی ناپیوستگی برای شیروانی با زاویه شیب ۵۰ درجه و ارتفاع شیب ۵۰۰ متر با دو دسته درزه مختلف
۱‐۴‐۴ مقاومت توده سنگ درزه دار:
مقاومت توده سنگ کمپلکس، به اندازه مقاومت سنگ سـالم و یـا دارای تـک ناپیوسـتگی بررسـینشده است . مقاومت سنگ با افزایش اندازه نمونه، بطور قابل توجهی کاهش می یابـد(شـکل ۱‐۸). کاهش مقاومت سنگ با افزایش حجم، اصو ﹰلا ناشی از افزایش تعداد ناپیوستگی های موجود( شامل درزه های کوچک مقیاس تا گسل های بزرگتر) است. برخی شواهد حاکی از آنست که مقاومت درحجم های خیلی بزرگ ثابت می شود[۱۲] .
شکل۱‐۸ تصویر شماتیک ارتباط بین مقاومت فشاری سنگ و حجم توده سنگ
۱‐۴‐۵ شیوه های شکست و مکانیزم شکست:
نخستین دسته حالتهای شکست به انواع ترکیب هندسی ناپیوستگی ها (شکل بلوکها یـا گـوه هـایسنگی) که آزادی عمل دارند، بر می گرددد. در این گروه شکسـت برشـی صـفحه ای (مسـتوی ) وشکست گوه ای جا می گیرد. برخی مثالها در شکل ۱‐۹ نشان داده شده است. سـطح شکسـت، درامتداد سطحی که شکست گسترش می یابد مشخص شده اسـت، کـه مـی توانـد یـک ناپیوسـتگی
( شکست صفحه ای)، دو ناپیوستگی متقاطع یکدیگر( شکست گـوه ای) و یـا ترکیبـی از چنـدینناپیوستگی متصـل بـه همـدیگر( STEP PATH,STEP WEDGE FAILURE) باشـد

تحلیل پایداری شیب در معدن مس میدوک

تحلیل پایداری شیب در معدن مس میدوک

فصل دوم
معدن مس میدوک
فصل دوم: معدن مس میدوک[۶] ۲‐۱ جغرافیایی معدن مس میدوک:
معدن مس میدوک در فاصله ۴۲ کیلومتری شمال شرق شهر بابک و ۱۳۲ کیلـومتری شـمال غـربمعدن مس سر چشمه قرار گرفته است (شکل ۲‐۱). بلندترین نقطـه ارتفـاعی ایـن منطقـه در تـراز۲۸۴۲ متــری از ســطح دریــا اســت. طــول جغرافیــایی́ ۱۰˚۵۵ و عــرض جغرافیــایی ́۲۵˚۳۰ می باشد .سیمای ظاهری این منطقه در اغلب نقاط شامل تپه ماهورهای نسبتﹰا مـدوری اسـت کـه بـاشیب ملایم به دره های کم عمق منتهی می شود.
حداکثر دمای منطقه ۳۵+ و حداقل آن ۱۵‐ درجه سانتیگراد می باشـد. متوسـط بارنـدگی سـالیانه۲۵۶ میلیمتر می باشد.
پوشش گیاهی منطقه، گیاهان ریزبرگ و خار مانند ویژه منـاطق کوهسـتانی و درختـان و درختچـههایی از نوع ارجن، گز و زرشک می باشد.
۲‐۲ سابقه تاریخی:
نام قدیمی این معدن لاچاه بوده که به علت نزدیکی بـه دهکـده میـدوک( سـه کیلـومتری جنـوبغربی) نام آن از لاچاه به میدوک تغییر یافته است. از گذشته های دور پیرامون این معدن فعالیتهـاییبه منظور استخراج فیروزه و مس از بخش زون اکسید صورت گرفته اسـت کـه وجـود تـوده هـایعظیم سرباره مس در نزدیکی روستای لاطلا در یک کیلوتری شمال شرقی معدن موید ایـن مطلـباست. اما نخستین گامها جهت انجام امور اکتشافی همزمان با شروع فعالیتهـا بـر روی معـدن مـسسرچشمه صورت گرفته است.
۲‐۳ زمین شناسی معدن مس میدوک:
منطقه میدوک قسمتی از بخش مس خیز استان کرمان است کـه از نظـر زمـین شناسـی قسـمتی ازسیستم کوهزایی آلپ‐ هیمالیا می باشد. در ناحیه کرمان سنگهای آذرآواری( با ترکیب ریـولیتی تـاآندزیت، بازالتی ) گدازه های جریانی سنگهای آهکی و ماسـه سـنگ عمـده تـرین رخسـاره سـنگشناسی بوده و عمومﹰا متعلق به ائوسن می باشند.
شکل ۲‐۱ موقعیت معدن میدوک و گسلهای منطقه ای
ذخیره پرفیری مس میدوک در نزدیکی یک ترکیب کمپلکس آتشفشانی رسوبی دوران ترشـیاری درقسمت مرکزی جنوب شرقی ایـران قـرار گرفتـه اسـت. سـنگ میزبـان شـامل کـانی سـازی تـودهگرانودیورتی در پوشش آندزیتی منطقه است.
سه قسمت اکسیده، سوپرژن و هیپوژن در ذخیره یاد شده مشخص شده است. قسمت اصلی ذخیرهموجود در قسمت اکسیده کانیهای مالاکیت و آزوریت است و در قسمت سوپرژن مهمتـرین کـانیسازی مربوط به کالکوزیت و کانی مهم قسمت هیپوژن کالکوپیریت و پیریت است. پیریت غالبﹰا دربخش دگرسان شده وجود دارد.
منبع اطلاعاتی زمین شناسی مغزه گیری حفاری( شامل ۴۶ چال به طول ۱۴ کیلومتر )، نمونه گیـریدر تونل و نمونه گیری در سطح زمین و آزمایشگاه به اضافه مطالعات زمین شناسی اولیه می باشد.
۲‐۳‐۱ زمین شناسی ذخیره مس معدن میدوک:
– انواع سنگ در برگیرنده:
با توجه به اطلاعات حاصل از حفاریها می توان کانسار مس را به قـارچی بـا کلاهکـی بـهشکل بیضی ناقص به ابعاد ۴۰۰×۴۵۰ تشبیه نمود که کلاهک آن متشـکل از زون سـوپرژن اسـت وقطر بزرگ آن در امتداد شرق و جنوب شرق معدن کشیدگی بیشتری از خود نشان می دهد، و پایـهقارچ مذکور زون هیپوژن می باشد که تاکنون به عمق واقعی آن دست نیافته اند. بر اساس حفر سـهچاه عمیق در محدوده معدن ثابت گردید که هنوز در اعماق ۹۵۵ متر و پایین تر کانـه سـازی مـسوجود داشته به قسمی که عیار مس در متراژهای انتهایی این گمانه ها تا سـه برابـر عیـار حـد ایـنمعدن است. سنگهای میزبان کانسار میدوک می توانند به سه گروه تقسیم گردند:
۱‐ ولکانیکهای آندزیتی
۲‐ پورفیری میدوک
۳‐ دایکها
۱‐ ولکانیهای آندزیتی:
دراطراف استوک پرفیری که به رنگ تیره تا خاکستری مایل به سبز است و بافت آن پرفیری و دانـهریز است، دگرسانی هیدرترمال شده است که به رنگ خاکستری روشن مایـل بـه زرد مـی باشـند.
ترکیب آندزیت موجود از نوع آندزیتهای معمولی است.
۲‐ پرفیری میدوک:
۴۴
این پرفیری در سنگ میزبان قرار گرفته است و به صـورت کانسـار مـس دار مـی باشـد. رنـگ آنخاکستری روشن و با بافت پرفیری با بلورهای نفوذی پلاژیوکلاز تـا حـدود سـایز ۵۰ میلـی متـراست. ترکیب شیمیایی به صورت شاخص گرانودیریتی و هوازده است. محل برخورد بین پرفیـریمیدوک و آندزیت معلوم نمی باشد و علت آن دگرسانی می باشد.
۳‐ دایکها:
دایکها را می توان به دو نوع اولیه و ثانویه تقسیم کرد:
دایکهای نوع اولیه خیلی نزدیک به پرفیری میدوک هستند. شاید تنهـا تفـاوت در درزه یـابی کمتـرباشد. اینها را نمی توان حقیقتﹰا دایک نامید اما فاز دایکهای اولیه در مورد پرفیری میدوک مـی تـواننامید.
دایکهای ثانویه خیلی به پرفیری میدوک شبیه هستند و کمی مافیک تر می باشـند . آنهـا فقـط کمتـردگرسان شده اند و ترک خورده اند و کانی سازی شده اند.
۲‐۳‐۲ ژنز و مراحل تشکیل کانسار مس میدوک:
این مرحله شامل ارائه یک مدل ساده برای کانسار مس میدوک می باشد که به صورت مراحل زیـرمی باشد:
۱‐ ایجاد ولکانیسم وسیع آندزیتی در منطقه( اوایل سـنوزوئیک) و تزریـق اسـتوک گرانودیـوریتیپرفیری میدوک در داخل ولکانیکها( اواسط سنوزئیک) (شکل۲‐۲).
۲‐ شکستگی وسیع در استوک گرانودیـوریتی و سـنگهای مجـاور بـه دلیـل سـرد شـدن اسـتوکگرانودیوریتی (شکل ۲‐۳).
۳‐ تزریق دایکهای اولیه که همراه با تزریق ماگما است (شکل۲‐۴).
۴‐ آلتراسیون هی دروترمال همرا ه با کانی سازی مس کـه شـدت کـانی سـازی بسـتگی شـدید بـهشکستگی ها دارد به گونه ای که هر چه شکستگی ها فراوانتر باشد کانی سازی نیز فـراوان تـرو عیار بالاتر است. (شکل ۲‐۵).
۵‐ تخریب و فرسایش و شروع فرآیندهای تشکیل زون سوپرژن که این مرحله عامل ایجـاد مـادهمعدنی در منطقه سوپرژن است (شکل ۲‐۶).
شکل ۲‐۲ نفوذ پرفیری میدوک بداخل ولکانیک آندزیتی
شکل۲‐۶ امروزه بعد از فرسایش و فرآیندهای سوپرژن
۲‐۳‐۳ مناطق مختلف کانه سازی کانسارمیدوک:
منطقه هوازده و اکسیدی:
این منطقه مانند کلاهی قسمت سـولفیدی را پوشـانده و سـنگهای میزبـان بـر اثـر عوامـلفیزیکی و شیمیایی، فرسایش و دگرسانی متقارن را نشان می دهد. غالبﹰا در ایـن زون کانیهـای مـسشسته شده و به داخل سوپرژن حمل گردیده است. ضخامت این منطقه ۱۵ متر در بخش مرکزی تابیش از ۱۰۰ متر در نقاط مرتفع و اطراف معدن می باشد(شکل۲‐۷). کانیهای مشاهده شده در ایـنزون عبارتند از:
اکسیدهای مس( مالاکیت، آزوریت، کالکانتیت و فیروزه) و اکسیدهای آهن( لیمونیت و هماتیـت) است.آلتراسیونی که در این بخش دیده می شود رسی و سرسیتی است.
منطقه کانی سازی شده سوپرژن:
ضخامت لایه سوپرژن از ۱۰۰ متر در مرکز تا ۳۰۰ متر در حاشیه متغییـر مـی باشـد. کنتاکـت بـینسوپرژن و زون اکسید معموﹰلا واضح است و سـطح آب زیرزمینـی هـم اکنـون پـایین تـز از زمـانتشکیل سوپرژن است. مهمترین کانیهای سوپرژن عبارتند از:
کالکوسیت، کوولین، پیریت، مولیبدنیت، کالکانتیت و اکسیدهای آهن.
آلتراسون دیده شده دراین زون رسی، سرسیتی و به میزان کـم سیلیسـی و بطـور محلـی کلریتـی واپیدوتی است.
منطقه کانی سازی هیپوژن:
منطقه مذکور عمیق ترین بخش مینرالیزه توده نفوذی مس پرفیری است. کنتاکت بین زون سـوپرژنو هیپوژن تدریجی بوده و غالبﹰا تفکیک دقیق این دو زون مشکل می باشد.تاکنون حد زیرین منطقـهمینرالیزاسیون زون هیپوژن مشخص نشده است و عمیق ترین چاه حفاری این معدن ۵/۱۰۱۳ متر بازاویه ۷۰ درجه به سمت شرق بوده که بصورت عمودی حدود ۹۵۰ متر اسـت و تـا ایـن عمـق ازشدت کانی سازی کاسته نشده است. کانیهای این زون عبارتند از:
کالکو پیریت، بورنیت، کالکوسیت و فلورین.
آلتراسیون این زون از نوع سیلیسی شدید و بطور محلی رسی است.

شکل۲‐۷ تقسیم پرفیری میدوک در داخل سه زون اصلی

۲‐۳‐۴ عیار حد و میزان ذخیره مس میدوک به تفکیک زونها:
برای تعیین عیار حد یک معدن تعدادی از عوامل شامل روند پیشرفت تکنولوژی جهت استحصـالکانی یا فلز مورد نیاز از ماده معدنی، بازار جهانی آن فلز یا کانی و غیره نقش دارند.
با توجه به این عوامل عیار حد برای معدن مس میدوک ۲۵/۰ درصـد در نظـر گرفتـه شـده اسـت.
همچنین در مطالعه و بازنگری که توسط شرکت مین پروک در معدن مس میدوک صـورت گرفـتمشخص گردید که می توان عیار حد را ۱/۰ درصد نیز منظور کرد.

اکسید:
کانی های اکسیدی به لحاظ داشتن رنگ سبز آبی به آسانی قابل تشخیص هستند و این مواد معدنیاکسیدی که دارای عیار بالاییی هستند باید بارگیری شوند و به صورت مجزا انبار گردد که در آیندهبتوان به روش لیچینگ از آن استفاده نمود.
میزان ذخیره قابل استخراج از زون اکسید ۱۱۴۵۸ هزار تن با عیار ۵۷/۰ درصد می باشد.
سوپرژن:
ذخره قطعی برای این زون ۸۰۸۰۰ هزار تن و میانگین عیار مس آن ۹۶/۰ درصد می باشـد. ذخیـرهقابل استخراج این زون ۷۹۵۸۷ هزار تن با میانگین عیار ۹۷/۰ درصد پیش بینی شده است.
هیپوژن:
ذخیره قطعی این زون ۷۸۵۷۰ هزار تن و و میانگین عیار مـس آن ۶۷/۰ درصـد مـی باشـد. ذخیـرهقابل استخراج این زون ۶۴۸۸۸ هزار تن با میانگین عیار ۷/۰ درصد مس پیش بینی شده است.
به طور کلی ذخیره قابل برداشت این معدن با احتساب ذخیره منطقه اکسـید حـدود ۱۴۴۴۷۵ هـزارتن و میانگین عیار مس آن ۸۴۱/۰ درصد می باشد.
۲‐۳‐۵ معدن میدوک و کانی سازی برای سایر عناصر:
معادن مس پرفیری علاوه بر مس دارای عناصر فرعی نیز می باشند.
با توجه به مطالعات انجام شده و سنجشهای آزمایشگاهی بر روی نمونه هـای سـوپرژن و هیپـوژنمقدار و درصد تعدادی از عناصر فرعی اندازه گیری شده توسط شرکت اتوکمپو در جدول۲‐۱ زیرآمده است.
جدول ۲‐۱ درصد عناصر مختلف موجود در معدن میدوک
FE % S % MO PPM AG
PPM AU
PPB CUO % زون
۳/۲ ۳/۲ ۵۶ ۱/۸ ۸۲ ۰/۱ سوپرژن
۳/۱ ۲/۸ ۴۸ ۱/۹ ۸۹ ۰/۰۴ هیپوژن
۳/۱ ۳ ۵۲ ۱/۹ ۸۶ ۰/۰۷ کل

۲‐۴ بررسی های ژئوتکنیکی معدن مس میدوک:
۲‐۴‐۱ تکنوتیک:
به نظر می رسد که درزه های منطقه معدنی میدوک تحت تأثیر دو مرحله عمده تکتونیکی به وجودآمده اند که این دو مرحله عبارتند از:
۱‐ شکستگی های تکتونیکی حاصل از نفوذ توده ماگمایی پرفری میدوک
۲‐ شکستگی های جوانتر با روند شمالی‐ جنوبی
تیپ درزه داری معمول درزه های ساده با برخی گسلهای ریز است، هیچ گسل بزرگ یـا اصـلی یـازونهای خرد شده که محدوده معدن روباز را در گیرد مشاهده نشده است. چین خوردگی در منطقهضعیف است و تأثیر ناچیزی بر زمین شناسی منطقه داشته است.
برخی حفرات در هنگام حفاری در زون اکسیده ظاهر می شوند که احتما ﹰلا علت آن حل شدن رگهها و یا عدسی ها می باشد که این امر نیز در کانسار مس میدوک بسیار نادر است.
در محدوده مس میدوک چهار سیستم درزه اصلی وجود دارد(شکل ۲‐۸):
۱‐ درزه های شعاعی
۲‐ درزه های مخروطی
۳‐ درزه های N-S
۴‐ درزره های E-W
دو روند درزه ۱ و ۲ در ارتباط با مرحله جامد شدن ماگما می باشد. درزه های شعاعی و مخروطیمعمو ﹰلا سخت هستند و به نظر می رسد که در تمامی محدوده پراکنده باشند.
شکل ۲‐۹ نمایش دهنده کنتور دیاگرام ۴۸۰ عدد درزه به همراه موقعیت صفحات اصـلی آنهـا کـهروی شبکه قطبی آورده شده را نشان می دهد.

قیمت 25 هزار تومان

خرید فایل pdf به همراه فایلword

قیمت:35هزار تومان