مقدمه:
معدنکاري روباز يک روش نسبتﹰا کم هزينه و در اغلب موارد و با طراحي مطلوب و رعايت نکـاتفني و اقتصادي ، با صرفه اقتصادي است که امکان مکانيزاسيون بالا و توليد حجمي زيـاد را فـراهممي سازد. اين روش، استخراج ذخايري با عيار خيلي پايين را که به روش زيرزميني غير اقتصـادي است، ممکن مي سازد.
عمق معدنکاري در روش روباز در دهه هاي اخير مرتبﹰا افزايش يافته است و معادن روباز بـا عمـقاستخراج بيش از ۵۰۰ متر نيز يافت مي شود.روش زيرزميني هنوز هـم روشـي هزينـه بـر اسـت واحتما ﹰلا درآينده روش روباز جايگزين اين روش در بيشتر معادن خواهد شد.
يک عارضه بزرگ ازدياد عمق معدن، افزايش خطر پايداري است. شکست در شـيب نهـايي پيـتمي تواند به صورت بالقوه باشد. حفظ زواياي شيب پيت براي کـاهش روبـاره بـرداري( اسـتخراجباطله) بسيار مهم است که مي تواند اثر مستقيمي بر اقتصادي بودن فعاليت معدنکاري داشـته باشـد.
طراحي حد نهايي پيت فقط تابع توزيع عيار کانه و هزينه هاي توليد نيست، بلکه تابع مقاومت کلتوده سنگ و پايداري نيز هست. پتانسيل شکست براي طرح اوليه و طراحي پيت نهايي پيـت بايـدمورد ارزيابي قرار گيرد.
سطح پله، رمپ داخلي و زاويه شيب کلي براي سنجش پايداري هر کدام از پله هـا بايـد در نظـرگرفته شود . تک پله ها و نواحي رمپ داخلي پيت براي مدتي مي توانند پايـدار باشـند در حاليکـهممکن است در شيب نهايي پيت، پتانسيل ناپايداري داشته باشند.
هدف
يکي از مواردي که در علم مکانيک سنگ بر روي آن تحقيقات فراواني انجـام شـده اسـت بررسـيپارامترهاي موثر بر پايداري سازه هاي روباز و زيرزميني در سنگها مي باشد. در مـورد سـازه هـايروباز علاوه بر خواص توده سنگ و ناپيوستگي هاي موجود در سنگ عواملي مانند شکل سازه اعماز ارتفاع و زاويه شيب شيرواني سنگي بسيار مهم مي باشد. در اين پايـان نامـه سـعي شـده اسـتعلاوه بر بررسي عوامل متعددي که بر پايداري توده سنگ تاثير مي گذارند به بررسي هاي کيفي درمورد تاثير جهت شيب معدن بر روي پايداري و احتمال انواع شکست پرداخته شود.
علت انتخاب معدن مس ميدوک اين است که با توجه به اهميتي که اين معدن دارا اسـت، کارهـايژئوتکنيکي گسترده اي بر روي آن انجام نگرفته است و با بررسي اطلاعات اندک موجود مي تـوانبه ديد نسبتا مناسبي از معدن دست يافت و در صورت تغيير در مقادير پارامتر هاي مقـاومتي اقـدامبه تغيير در هندسه شيب کرد و همچنين مناطق بالقوه معدن بـراي ايجـاد ناپايـداريهاي احتمـالي راشناسايي کرد.

طراحی شیب برای معدن به همراه تحلیل پایداری آن

طراحی شیب برای معدن به همراه تحلیل پایداری آن

فهرست مطالب

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

فصل اول: توصيف مسئله و بررسي

۱‐۱ کليات ………………………………………………………………………………………………………………… ۳
۱‐۲ اقتصاد معادن روباز ………………………………………………………………………………………………… ۳
۱‐۳ شيب هاي پيت به عنوان المانهاي ساختماني در معدنکاري………………………………………………….. ۴
۱‐۴ مکانيک شيب هاي سنگي ……………………………………………………………………………………….. ۶
۱‐۴‐۱ شرايط تنش در شيب هاي سنگي ……………………………………………………………………………. ۷
۱‐۴‐۲ آب زيرزميني و تنش هاي مؤثر ……………………………………………………………………………….. ۸
۱‐۴‐۳ ساختار توده سنگ ………………………………………………………………………………………………9.
۱‐۴‐۴ مقاومت توده سنگ درزه دار ……………………………………………………………………………………11
‐۴‐۵ شيوه هاي شکست و مکانيزم شکست…………………………………………………………………………12
۱‐۵ شکست دايره اي …………………………………………………………………………………………………….16
۱‐۶ روشهاي طراحي ……………………………………………………………………………………………………..17
۱‐۶‐۱ روش هاي تجربي ………………………………………………………………………………………………….17
۱‐۶‐۲ آناليز حدي و روش هاي تعادل حدي …………………………………………………………………………….20
۱‐۶‐۲‐۱ آناليز حدي ………………………………………………………………………………………………………20
۱‐۶‐۲‐۲ آناليز تعادل حدي ……………………………………………………………………………………………..21
۱‐۶‐۲‐۳ آناليز تعادل حدي براي شکست……………………………………………………………………………..21
۱‐۶‐۲‐۴ آناليز تعادل حدي شکست …………………………………………………………………………………..22
۱‐۶‐۲‐۵ روش هاي سه بعدي ………………………………………………………………………………………….26
۱‐۶‐۲‐۶ شکست تدريجي ……………………………………………………………………………………………..26
۱‐۶‐۲‐۷جستجو براي سطح شکست بحراني……………………………………………………………………….26
۱‐۶‐۲‐۸ چارت طراحي …………………………………………………………………………………………………27
۱‐۷ مدلسازي عددي …………………………………………………………………………………………………..30
۱‐۷‐۱ روشهاي اجزاء محدود و تفاضل محدود………………………………………………………………………….31
۱‐۷‐۲ روش تحليل ضمني يا غير صريح ……………………………………………………………………………….33
۱‐۷‐۳ روش تحليل عددي صريح ……………………………………………………………………………………..33
۱‐۷‐۴ برنامه هاي رايانهاي بر پايه حل صريح ………………………………………………………………………..35
۱‐۷‐۴ ‐۱ مدل سازي محيطهاي پيوسته با FLAC…..ا………………………………………………………………36
۱‐۷‐۴‐۲ تحليل لاگرانژي ………………………………………………………………………………………………36
۱‐۷‐۴‐۳ خصوصيات برنامه FLAC ….ا……………………………………………………………………………….37
۱‐۸ روش احتمالاتي براي تفسير شکست ………………………………………………………………………….38

فصل دوم: معدن مس ميدوک

۲‐۱ جغرافيايي معدن مس ميدوک ……………………………………………………………………………………….42
۲‐۲ سابقه تاريخي ……………………………………………………………………………………………………….42
۲‐۳ زمين شناسي ………………………………………………………………………………………………………..42
۲‐۳‐۱ زمين شناسي ذخيره ……………………………………………………………………………………………..44
۲‐۳‐۲ ژنز و مراحل تشکيل کانسار مس ميدوک ………………………………………………………………………….45
۲‐۳‐۳ مناطق مختلف کانه سازي کانسار: ……………………………………………………………………………….47
۲‐۳‐۴ عيار حد و ميزان ذخيره مس به تفکيک زونها………………………………………………………………………49
۲‐۳‐۵ معدن ميدوک و کاني سازي براي ساير عناصر…………………………………………………………………….50
۲‐۴ ژئوتکنيک ……………………………………………………………………………………………………………….51
۲‐۴‐۱ تکتونيک …………………………………………………………………………………………………………….51
۲‐۴‐۲ وضعيت مکانيک سنگ کانسار ………………………………………………………………………………….54
۲‐۴‐۳ آبهاي زيرزميني ………………………………………………………………………………………………….55

فصل سوم: تعيين خواص توده سنگ

۳‐۱‐۱ معيار شکست هوک ‐ براون ………………………………………………………………………………………58
۳‐۱‐۲ معيار هوک ‐ براون به روز شده …………………………………………………………………………………..60
۳‐۱‐۳ معيار شکست هوک و براون اصلاح شده ………………………………………………………………………..60
۳‐۱‐۴ معيار شکست هوک و براون تعميم يافته ………………………………………………………………………..61
۳‐۱‐۵ کاربرد و استفاده از معيار شکست هوک و براون …………………………………………………………………64
۳‐۲ مقادير براي mi در معيار شکست هوک و براون……………………………………………………………………..65
۳‐۳ تخمين برآورد مدول تغيير شکل ………………………………………………………………………………………66
۳‐۴ نتايج آزمايش هاي انجام شده بر روي نمونه هاي سنگي ………………………………………………………68
۳۴‐۱ انديس بار نقطه اي ………………………………………………………………………………………………..68
‐۴‐۲ فشار تک محوري ……………………………………………………………………………………………………68
۳‐۴‐۴ تعيين خواش فيزيکي سنگ بکر …………………………………………………………………………………68
۳‐۴‐۵ مشخصات درزه ها ……………………………………………………………………………………………….69
۳‐۵ تحليل نتايج و برداشتهاي صحرايي و آزمايشگاهي و پارامترهاي مورد نياز جهت طراحي…………………….69
۳‐۵‐۱ طبقه بندي ژئومکانيکي سنگها(CSIR) به پيشنهاد بينياويسکي ……………………………………………..70
۳‐۵‐۲ مقدار به دست آمده RMR براي معدن مس ميدک ……………………………………………………………….73
۳‐۵‐۳ بکارگيري پارامتر GSI براي به دست آوردن پارامترهاي مقاومتي توده سنگ ………………………………….74
۳‐۶ روش تجربي پايداري در معدن مس ميدوک …………………………………………………………………………77
۳‐۷ آناليز تعادل حدي شکست قاشقي معدن مس ميدوک ……………………………………………………………79
۳‐۸ بررسي تأثير پارامترهاي موثر بر پايداري شيب هايسنگي به روش تعادل حدي در معدن مس ميدوک………..96
۳‐۹ بررسي استريوگرافيکي معدن ميدوک و مطالعه تأثير جهت ديواره معدن بر ناپايداري ………………………….100
۳‐۱۰ تحليل پايداري شيب معدن مس ميدوک به روش مدلسازي عددي( نرم افزار FLAC) .ا……………………….105

فصل چهارم: نتيجه گيري و پيشنهادات

۴‐ ۱نتيجه گيري …………………………………………………………………………………………………………..111
۴‐۲ پيشنهادات …………………………………………………………………………………………………………..111
۴‐۲‐۱ پيشنهادات براي تحقيقات آتي ………………………………………………………………………………….112
پيوست ها …………………………………………………………………………………………………………………113

فهرست منابع غيرفارسي ………………………………………………………………………………………………..۱۳۲
فهرست نام ها ………………………………………………………………………………………………………….. ۱۳۵

فهرست شکل ها
۱‐۱ شکل: مقطع عرضي شيب در معدنکاري روباز …………………………………………………………………………6
۱‐۲ شکل: توزيع مجدد تنش افقي در پيت روباز ……………………………………………………………………………7
۱‐۳ شکل: ارتفاع سطح آب در معدن روباز و مقايسه موقعيت ……………………………………………………………8
۱‐۴ شکل: انواع متفاوت درزه ها و گسلها …………………………………………………………………………………..9
۱‐۵ شکل: الگوي ناپيوستگي براي شيرواني با زاويه شيب ۷۰ درجه و ارتفاع شيب ۳۰ متر با دو دسته درزه مختلف ………………………………………………………………………………………………………………………………….10
۱‐۶ شکل: الگوي ناپيوستگي براي شيرواني با زاويه شيب ۵۰ درجه و ارتفاع شيب ۹۰ متر با دو دسته درزه مختلف ………………………………………………………………………………………………………………………………….10
۱‐۷ شکل: الگوي ناپيوستگي براي شيرواني با زاويه شيب ۵۰ درجه و ارتفاع شيب ۵۰۰ متر با دو دسته درزه مختلف …………………………………………………………………………………………………………………………………11
۱‐۸ شکل: تصوير شماتيک ارتباط بين مقاومت فشاري سنگ و حجم توده سنگ…………………………………..11
۱‐۹ شکل: ترکيب ناپيوستگي ها در گيري يک سطح شکست(کوتس ۱۹۷۷)……………………………………..12
۱‐۱۰ شکل: شکست برشي دايره اي و ترکيب برش دايره اي و شکست برشي صفحه اي(کوتس ۱۹۷۷) ………………………………………………………………………………………………………………………………..13
۱‐۱۱ شکل: هندسه شکست سه بعدي در يک شکست برشي دايره اي(هوک وبري ۱۹۸۱ )…………………13
‐۱۲ شکل: شکست بلوکي جرياني(کوتس۷۷)…………………………………………………………………………14
۱‐۱۳ شکل: شکست واژگوني اوليه(گودمن و بري ۱۹۷۶) …………………………………………………………..14
۱‐۱۴ شکل: شکست واژگوني ثانويه(گودمن و بري ۱۹۷۶) ………………………………………………………….15
۱‐۱۵ شکل: شکست واژگوني بزرگ مقياس …………………………………………………………………………15
۱‐۱۶ شکل: موقعيت سطح شکست به عنوان تابعي از ارزش عدد جانبو…………………………………………17
۱‐۱۷ شکل: ارتباط ارتفاع شيب و زاويه شيب براي شيبهاي سنگي سخت……………………………………….18
۱‐۱۸ شکل: مقطع عمودي پيت کيمبلي و هندسه شکست شيب در ديواره جنوبي آن …………………………19
۱‐۱۹ شکل: نيروهاي فعال در شکست صفحه اي با ترک کششي………………………………………………….22
۱‐۲۰ شکل: روش قطعه اي براي آناليز شکست برشي چرخشي……………………………………………………24
۱‐۲۱ شکل: جستجو براي دايره لغزش بحراني با استفاده از الگوي جستجوي شبکه اي…………………………27
۱‐۲۲ روش دايره اصطکاک و نيروه اي فعال برسطح شکست دايره اي و چندضلعي نيروها ………………………..30
۱‐۲۳ شکل: متد ترکيبي روش المان محدود با روش المان مجزا……………………………………………………….31
۱‐۲۴ شکل: سيکل پايه محاسبات صريح ………………………………………………………………………………….34
۱‐۲۵ شکل: توزيع فرضي مقاومت R و بار s براي المان سازه اي ……………………………………………………..38
۱‐۲۶ شکل: توزيع فرضي براي نمايش تابع G(x) ..ا……………………………………………………………………..39
۲‐۱ شکل: موقعيت معدن ميدوک و گسلهاي منطقه اي………………………………………………………………..43
۲‐۲ شکل: نفوذ پرفيري ميدوک بداخل ولکانيک آندزيتي ……………………………………………………………….43
۲‐۳ شکل: شکستگي در پرفيري سرد شده………………………………………………………………………………46
۲‐۴ شکل: تزريق دايکهاي اوليه همراه با تزريق ماگما……………………………………………………………………..46
۲‐۵ شکل: آلتراسيون هيدروترمال و کاني سازي ………………………………………………………………………..47
۲‐۶ شکل: امروزه بعد از فرسايش و فرآيندهاي سوپرژن …………………………………………………………………..47
۲‐۷ شکل: تقسيم پرفيري ميدوک در داخل سه زون اصلي ……………………………………………………………..49
۲‐۸ شکل: درزه هاي عمومي معدن ميدوک……………………………………………………………………………….52
۲‐۹ شکل شيب درزه اي در شبکه قطبي و رزدياگرام درزه هاي عمودي ميدوک……………………………………….53
۲‐۱۰ شکل: هيستوگرام توزيع تمامي مقادير RQD مغزه هاي حفاري در معدن ميدوک ……………………………..54
۲‐۱۱ شکل: موقعيت تونلهاي موجود در معدن ميدوک…………………………………………………………………….56.
۳‐۱ شکل: شرايط توده سنگ که معيار هوک و براون مي تواند استفاده شود(هوک ۱۹۹۵) ………………………… ۶۴
۳‐۲ شکل: تصوير شماتيک موقعيت تنش در نقاط مختلف بين ……………………………………………………………65
۳‐۳ شکل: روش هاي مختلف براي تعيين مدول يانگ براي توده سنگ …………………………………………………67
۳‐۴ شکل: پوش هوک و براون براي معدن ميدوک ………………………………………………………………………76
۳‐۵ شکل: موقعيت معدن ميدوک در مقايسه با معادن ديگر جهان………………………………………………………77
۳‐۶ شکل: موقعيت معدن ميدوک در مقايسه با معادن ديگر جهان………………………………………………………78
۳‐۷ شکل: يک پله در معدن مس ميدوک ………………………………………………………………………………..79
۳‐۸ شکل: بزرگنمايي شده قسمت هاشور زده شده بالا……………………………………………………………….79
۳‐۹ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۱ …………………………………………………………………………………..80
۳‐۱۰ نيروهاي موجود در قطعه ۲ …………………………………………………………………………………………80
۳‐۱۱ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۳ ………………………………………………………………………………..80
۳‐۱۲ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۴ ………………………………………………………………………………..81
۳‐۱۳ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۵ ………………………………………………………………………………..81
۳‐۱۴ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۶ …………………………………………………………………………………..81
۳‐۱۵ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۷ …………………………………………………………………………………..81
۳‐۱۶ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۸ …………………………………………………………………………………..82
۳‐۱۷ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۹ …………………………………………………………………………………..82
۳‐۱۸ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۱۰ …………………………………………………………………………………83
۳‐۱۹ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۱۱ …………………………………………………………………………………83
۳‐۲۰ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۱۲ …………………………………………………………………………………83
۳‐۲۱ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۱۳………………………………………………………………………………….84
۳‐۲۲ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۱۴ …………………………………………………………………………………84
۳‐۲۳ شکل:نيروهاي موجود در قطعه ۱۵ ………………………………………………………………………………….84
۳‐۲۴ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۱۶ …………………………………………………………………………………85
۳‐۲۵ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۱۷ …………………………………………………………………………………85
۳‐۲۶ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۱۸ …………………………………………………………………………………85
۳‐۲۷ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۱۹ …………………………………………………………………………………86
۳‐۲۸ شکل: نيروهاي موجود در قطعه ۲۰ …………………………………………………………………………………86
۳‐۲۹ شکل: وضعيت تنش نرمال در قاعده نسبت به هر قطعه در مقياس پله کاري……………………………………87
۳‐۳۰ شکل: وضعيت نيروهاي داخل قطعه اي در داخل هر قطعه در مقياس پله کاري ………………………………..87
۳‐۳۱ شکل: وضعيت مقاومت برشي در هر قطعه در مقياس پله کاري ………………………………………………….88
۳‐۳۲ شکل: ضريب ايمني براي پله کاري با استفاده از روش GLE .ا……………………………………………………89
۳‐۳۳ شکل: بررسي روش قطعه براي حد نهايي در معدن ميدوک…………………………………………………………90
۳‐۳۴ شکل: وضعيت نيروهاي داخل قطعه اي در داخل هر قطعه در مقياس شيب نهايي………………………………90
۳‐۳۵ شکل: وضعيت تنش نرمال در قاعده نسبت به هر قطعه در مقياس شيب نهايي ……………………………….91
۳‐۳۶ شکل: وضعيت مقاومت برشي در هر قطعه در مقياس شيب نهايي………………………………………………91
۳‐۳۷ شکل: ضريب ايمني براي شيب نهايي با استفاده از روش GLE ..ا……………………………………………….92
۳‐۳۸ ارتباط بين چسبندگي و ضريب ايمني…………………………………………………………………………………93
۳‐۳۹ شکل: ارتباط بين زاويه اصطکاک و ضريب ايمني……………………………………………………………………..93
۳‐۴۰ شکل: ارتباط بين چسبندگي و ضريب ايمني ………………………………………………………………………93
۳‐۴۱ شکل: ارتباط بين چسبندگي و ضريب ايمني ……………………………………………………………………..94
۳‐۴۲ شکل: ارتباط بين چسبندگي و ضريب ايمني ………………………………………………………………………95
۳‐۴۳ شکل: نمايش استريوگرافيکي انواع مهم گسيختگي در شيرواني و عوامل ساختاري بوجودآورنده آن…………96

۳‐۴۴ شکل: وضعيت شيب معدن در امتداد هاي متفاوت و درزه ها و دايره اصطکاک …………………………………99
۳‐۴۵ شکل: بررسي شکست صفحه اي ………………………………………………………………………………….99
۳‐۴۶ شکل: بررسي شکست گوه اي …………………………………………………………………………………….100
۳‐۴۷ شکل: بررسي شکست واژگوني …………………………………………………………………………………101
۳‐۴۸ شکل: شبکه بندي شيرواني در مقياس پله ……………………………………………………………………….102
۳‐۴۹ شکل: سطح بحراني در مقياس پله عملياتي معدن ………………………………………………………………103
۳‐۵۰ شکل: جابجايي هاي افقي و عمودي برخي گره ها ي نزديک به سطح سينه کار ……………………………104
۳‐۵۱ شکل: بردارهاي جابجايي در مقياس پله …………………………………………………………………………..105
۳‐۵۲ شکل: وضعيت تنش افقي در مقياس پله……………………………………………………………………………105
۳‐۵۳ شکل: وضعيت تنش عمودي در مقياس پله ……………………………………………………………………….105
۳‐۵۴ شکل: تمرکز تنش در پاي پله ……………………………………………………………………………………….106
۳‐۵۵ شکل: سطح بحراني در شيب نهايي معدن ……………………………………………………………………..107
۳‐۵۶ شکل: جابجايي هاي افقي و عمودي برخي گره هاي نزديک به سطح آزاد عملياتي………………………….107
۳‐۵۷ شکل: بردارهاي جابجايي در شيب نهايي معدن……………………………………………………………………108
۳‐۵۸ شکل: وضعيت تنش افقي در شيب نهايي معدن………………………………………………………………….. 108
۳‐۵۹ شکل: وضعيت تنش عمودي در شيب نهايي معدن…………………………………………………………………109
۳‐۶۰ شکل: تمرکز تنش در پاي شيب نهايي معدن ……………………………………………………………………..109
پ۲ شکل: نمايي از معدن مس ميدوک جبهه جنوبي…………………………………………………………………….124
پ۳ شکل: طرز قرار گيري ناپيوستگي ها در جبهه جنوبي معدن مس ميدوک…………………………………………124
پ ۴ مقطع عمودي شيب و مؤلفه هاي هندسي درگير با آن…………………………………………………………..۱۲۷

نمودارها
۱‐۱ نمودار: نوع روشهاي عددي بکار رفته در مهندسي ژئوتکنيک……………………………………………………. ۳۰
جدول ها
۱‐۱ جدول: مقايسه روشهاي صريح و غير صريح …………………………………………………………………….. 50
۲‐۱ جدول: درصد عناصر مختلف موجود در معدن ميدوک …………………………………………………………….. 62
۳‐۱ جدول: مقادير ثابت mi براي سنگهاي برجا(هوک و براون ۱۹۹۷)………………………………………………. 65
۳‐۲ جدول: نحوه پراکندگي mi ….ا……………………………………………………………………………………… 68
۳‐۳ جدول: خواص فيزيکي سنگ بکر در ميدوک …………………………………………………………………….. 70
۳‐۴ جدول: امتيازدهي بر اساس مقاومت فشاري تک محوري …………………………………………………….. 71
۳‐۵ جدول: امتياز بر اساس RQD .ا…………………………………………………………………………………….. 71
۳‐۶ جدول: امتيازدهي بر اساس فاصله درزه ها ……………………………………………………………………… 71
۳‐۷ جدول: متيازدهي بر اساس کيفيت درزه ها ……………………………………………………………………… 72
۳‐۸ جدول: نيازدهي بر مبناي وضعيت آبهاي زيرزميني ………………………………………………………………. 72
۳‐۹ جدول: امتيازدهي بر مبناي راستاي قرارگرفتن درزه ها ………………………………………………………… 72
۳‐۱۰ جدول: نتيجه نهايي مجموع امتيازها در طبقه بندي مهندسي توده سنگ ……………………………………92
۳‐۱۱ جدول: وضعيت عددي نيروها در روش قطعه……………………………………………………………………… 96

فصل اول
توصيف مسئله وبررسي
فصل اول: توصيف مسئله و بررسي
۱‐۱ کليات
در معدنکاري روباز، ذخاير کاني از بالا به پايين استخراج مي شود. در نتيجه شيب هاي پيت موقـعاستخراج کاني فرم مي گيرند. شيب هاي پيت، جهت جلوگيري از شکست بايستي داراي زاويـه ايکمتر از زاويه شکست توده سنگ باشد. اين زاويه به وسيله شرايط ژئومکانيکي معدن و تراز بالاييمعدن معين مي گردد. زواياي شيب کاري معدن وابسته است به[ ۷]:
– وجود راههاي ترابري يا رمپهاي لازم براي حمل ونقل کانه هاي آتشکاري شده از پيت
– امکان آسيب هاي ناشي از آتشکاري
– عيار کانه
– محدوديتهاي اقتصادي
طراحي زواياي شيب پيت روباز خيلي مهم است و وقتي که عمق پيت افزايش مي يابد اين اهميتزياد مي شود. تغييرات کوچک در زواياي نهايي شيب پيت، پي آمدهاي بزرگي در اقتصاد نهـايي وعمليات معدنکاري دارد.
۱‐۲ اقتصاد معادن روباز
يک جنبه از حالت پايداري طراحي معدن روباز، تصميم گيري در مورد حد اقتصادي پيت و برنامهاقتصادي معدنکاري براي سنگ معدني موجود است.
نحوه طرح ريزي معدن مي تواند به دو فاز اصلي تقسيم شود:
– بهينه سازي پيت
– طراحي پيت و برنامه ريزي توليد
بهينه سازي پيت شامل تعيين نماي نهايي پيت و کل ذخاير قابـل اسـتخراج و وضـع راهنمـا بـرايوضعيت اوليه و گسترش مناسب پيت مي باشد.
چندين تکنيک براي تعيين کردن حد نهايي پيت، قابل دسترس اسـت. بـراي مثـال روش مخـروطشناور و روش لرچ گروسمن.
فاز دوم، طراحي پيت و برنامه ريزي توليد شامل تعيين مراحل کار معـدنکاري، عيـار حـد و طـرحنهايي و پلانهاي توليد است. بهينه سـازي اتوماتيـک کامـل ايـن فاکتورهـا بـه نـدرت امکـان دارد.
درعوض، بهينه سازي اغلب به وسيله آزمايش و خطا و استفاده از ابـزار برنامـه ريـزي کـامپيوتريانجام مي شود. جزئيات بيشتر طراحي و برنامه ريزي عمليات، در کتابهاي معدني ذکر شده است.
۱‐۳ شيب هاي پيت به عنوان المانهاي ساختماني در معدنکاري
شيب هاي سنگي در هر دو زمينه عمراني و معدني کارايي دارند. شيب هاي سنگي معدن روبـاز درخيلي جهات متفاوت از شيب هاي سـنگي در پـروژه هـاي مهندسـي عمـران هسـتند. موقعيـت ووضعيت شيب اغلب در معادن روباز ثابت مي باشد. گرچه براي مثال راهها، اگر با مشـکلاتي کـهباعث قطع ساختمان جاده شود روبرو شود مي تواند دوباره راهسـازي شـود. پـارامتر طراحـي کـه مي تواند گوناگون باشد شکل شيب و زاويه شيب و تا حدي ارتفاع پله است. در سوي ديگر، عمريک شيب معدن روباز معو ﹰلا کوتاهتر از عمر شيب در سازه هاي مهندسي است. اقتصـاد عمليـاتپيت تا حدي بزرگتر از کاربرد آن در مهندسي عمران اسـت و بـه دقـت بـا هندسـه شـيب مـرتبطاست[۷] .
پايداري مکانيکي شيبهاي پيت با ماکزيمم زاويه شيب نهايي قابل انجام و ماکزيمم بازيـابي کانـه ومينيمم نرخ باطله برداري تعيين مي شود . در مقايسه آن با پايه هـا در معـدن زيرزمينـي کـه معـرفبخشي از کانه قابل استخراج که جهت پايداري نگهداري در معدن برجـا مانـده اسـت، مـي تـوانگفت که در طراحي يک پايه سعي شده که فضاي پايـه، حـداقل باشـد و در طراحـي شـيب پيـتکوشش شده که زاويه هاي شيب کاهش يابند. روش طراحي هر دوي آنها در خيلـي جهـات شـبيههم است، گرچه مکانيک المانهاي سازه زيرزميني با شيب روباز تفاوت دارد.
با توجه به مطالب فوق، چگونگي طراحي شيب تا حدي وابسته به تعيين چگونگي شکست اسـت. براي شيب روباز، تعريف عمومي شکست بايد به عنوان تابعي از شيب بيان شود. هوک و پينتز[۸] تعريف زير را ارئه کردند:
” شکست شيب در يک معدن روباز ممکن است به عنوان نرخ جابجايي پيرامون توده سنگ معـدن تعريف شود که تسليم بازيابي کانه غير اقتصادي مي شود اگر پيـت 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”
اين تعريف تأييد مي کند که نرخ جابجايي و هنگام شکست، موقـع طراحـي شـيب بايـد ملاحظـهگردد. لازم است که بين نوع شکست و مکانيک شکست شيب تمايز قائل شد.
در اين پايان نامه، واژگان فني زير بکار رفته است:
۴شکست: وقتي که بارها يا تنشهاي فعـال در مـواد سـنگ( سـنگ سـالم يـا داراي ناپيوسـتگي) از مقاومت( تراکمي يا کششي) متجاوز گردد، شکست رخ مي دهد. شکست همچنين مـي توانـد در بافت سنگ روي بدهد. زمان شکست براي توصيف شکست در مقياس کوچک( نه ميکروسـکپي) درگير با شکست مواد سنگ سالم بکـار بـرده شـده اسـت. همچنـين آن بـراي توصـيف شکسـتالمانهاي سازه اي سالم مورد استفاده قرار گرفته است. درالمان سازه اي (در اين مورد شيب پيـت)، شکست زماني رخ مي دهد که ظرفيت تحمل بار و نيروهاي فعال بر روي شيب، ازديـاد مـي يابـد.
اين بدان معني است که المان سازه اي هنوز مي تواند مقداري بار بعد از شکست تحمـل کنـد، امـاکمتر از قبل از شکست است.
ريزش شيب : ريزش شيب برابر با شکست اقتصادي شيب است، پيامدهاي شکسـت بطـور جـديدر شيب گسترش مي يابد که برقرارماندن شيب جهت معدنکاري غير ممکن مي شود. ريزش شيبمي تواند در دو مقياس، شامل يک يا چند پله، يا کل شيب باشد، اما در هر دو مورد باعـث توقـفتوليد در آن موضع مي گردد.
حالت شکست : حالت شکست، توصيف ماکروسکپي طريقه چگونگي رخداد شکست است. بـرايمثال شکل و ظاهر ناشي از شکست سطحي. حالت شکست در توصيف هندسي گسترش شکسـتمي تواند ملاحظه شود.

مکانيزم شکست : مکانيزم شکست توصيف فيزيکي فرآيندي در تـوده سـنگ اسـت موقعيکـه بـارافزايش مي يابد و شکست آغاز مي گردد و گسترش مي يابد.
سنماتيک شکست : سنماتيک شکست در واقع توصيف هندسي حرکت يـا ممـان هـايي کـه پيامـدشکست هستند.
سنيتيک شکست : شرح فعاليت نيروها و بارها روي شيب بر حرکات منتجه و همچنين خيلي دقيـقبا مکانيزم شکست در ارتباط است.
حال که برخي اصطلاحات اساسي تشريح شدند، اين امکان خواهد بـود کـه مؤلفـه هـاي مختلـفالمان سازه، شيب پيت، را ملاحظه کنيم. شيب نهايي پيت روباز، از کف پيت( پاي شـيب) تـا تـاج
۵پيت مي باشد و شامل پله هاي ايجاد شده، رمپ هاي داخلي و جاده هاي ترابري است.( شـکل ۱‐۱ )
ماکزيمم زاويه رمپ تابع زاويه موقت پله، ارتفاع پله و عرض پله است. ماکزيمم زاويه شيب نهاييقابل انجام، تابع زاويه رمپ و عرض و تعداد جاده هاي ترابري است. جنبه جالـب توجـه تعريـفزاويه شيب اين است که هر دو زاويه موقت پله و زاويه نهايي شيب از پاي به تـاج شـيب تعريـفشده است.
۱‐۴ مکانيک شيب هاي سنگي:
فهرستي از پارامترهاي مهم تأثير گذار بر پايداري شيب به صورت زير است[۱۰] :
‐ زمين شناسي ساختماني
‐ تنش هاي سنگي و شرايط آبهاي زيرزميني
‐ مقاومت ناپيوستگيها و سنگ سالم
‐ هندسه پيت
‐ لرزشهاي حاصل از آتشکاري يا زلزله
‐ شرايط جوي
‐ زمان
فهرست فوق شايد کامل نباشد اما هنوز جهت نشان دادن دشواري در تعيـين و تشـخيص پايـداريشيب سنگي بکار مي رود.
۱‐۴‐۱ شرايط تنش در شيب هاي سنگي:
تنش هاي بکر و تنش هاي بسيج شده:
دانش تشريح تنش در شيب جهت فهم صحيح رفتار مکانيکي شيب ضروري است. مقايسـه تـنشهاي فعال بر روي يک سازه با مقاومت سازه،پايداري سازه را تعيين مي کنـد. تـنش هـاي بکـر درسنگ ( قبل از استخراج)، در بيشتر موارد فشاري هستند و ترکيبي از[۱۰] :
• تنش هاي گرانشي ناشي از وزن سنگ هاي رويي
• تنش هاي تکتونيکي که ريشه در نيروهاي تکتونيک خارجي دارد.
• تنش هاي که به سبب يخبندان هاي گذشته ايجاد مي شود.
• تنش هاي باقيمانده
مؤلفه هاي گرانشي و تکتونيک در بيشتر موارد عوامل اصلي تنش بکر است. تنش عمودي بکر، ناشياز وزن توده سنگ فوقاني مي باشد. تنش افقي بکر، بيشـتر ناشـي از مؤلفـه تکتونيـک نرمـال کنـونياست.
توزيع مجدد تنش اطراف گودبرداري در شکل۱‐۲ نشان داده شده است . تمرکز تنش( افزايش تنشهاي فشاري و برشي) در پاي شيب است.
شکل۱‐۲ توزيع مجدد تنش افقي در پيت روباز

۱‐۴‐۲ آب زيرزميني و تنش هاي مؤثر:
چگونگي تنش در يک شيب به شرايط آبهاي زيرزميني و پيامـد فشـارهاي آب زيرزمينـي در تـودهسنگ، وابسته است. سفره آب بکر در توده سنگ وابسته به: (۱) نفـوذ بارنـدگي و ذوب بـرف (۲) توپوگرافي منطقه (۳) نزديکي به رودخانه و درياچـه و (۴) خـواص ژئوهيـدرلوژيکي تـوده سـنگاست. سفره آب بکر از تغييرات زماني پيروي مي کند. براي مثال در طول بهار جريان يا بارش هايسنگيني داريم.
هنگامي که معدن روباز شروع بکار مي کند، نخستين تغييـرات سـفره آب ناشـي از جريـان آب بـهداخل فضاي حفاري است. بنابراين سفره آب يا آبـزاد سـطحي، دائمـﹰا دچـار تغييـرات وابسـته بـهحفاري مي شود. افت ارتفاع آب و نتايجي که به همراه خواهد داشت، بطور شماتيک در شـکل ۱‐۳ براي يک سنگ هموژن نشان داده شده است.
تصوير واقعي و موقعيت سفره آب وابسته به هندسه شيب، خواص تراوايي و تغذيه از توده سنگ پيرامون است. گذشته از اين، يخ زدگي زمستاني مي تواند مانع جريان آب به داخل پيت و درنتيجه افزايش فشار آب زيرزميني در شيب گردد.بخشهايي از توده
کاهش تنش مؤثر سبب کاهش مقاومت برشي در سطح شکست مي گردد( کـاهش تـنش نرمـال).
گذشته از اين، فشار آب زيرزميني مي تواند به عنوان نيروي محرک اضافي عمل کند.
اثر دوم آب موجود در توده سنگ آن است که برخي مواد واکنش نامطلوب با آب انجام مي دهنـد،پس مقاومت مواد پرکننده ناپيوستگيها در برخي سنگها کاسته مي شود. فرسايش به وسـيله جريـانآب مي تواند باعث کاهش مقاومت گردد

۱‐۴‐۳ ساختار توده سنگ
ساختار زمين شناسي يکي از مهم ترين فاکتورهاي مؤثر بر پايداري شيب اسـت. ناپيوسـتگي هـايمؤثر عبارتند از: (۱) ناپيوستگي هايي به اندازه بزرگي شيب از قبيل گسـل هـا و زون هـاي برشـيبزرگ (۲) ناپيوستگي هاي موجود در بافت توده سنگ
در شيبي بلند، شکستگي هاي زيادي که درازاي آنها در مقايسه با شيب کوچک است ظاهر خواهـدشد. تفاوتها در مقياس در تصاوير۱‐۵،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 شيب متر ۲ ± ۸ ۱ ± ۱۰ طول متر ۷ ۳ فاصله داري

شکل۱‐۵ الگوي ناپيوستگي براي شيرواني با زاويه شيب ۷۰ درجه و ارتفاع شيب ۳۰ متر با دو دسته درزه مختلف
شکل۱‐۶ الگوي ناپيوستگي براي شيرواني با زاويه شيب ۵۰ درجه و ارتفاع شيب ۹۰ متر با دو دسته درزه مختلف

شکل۱‐۷ الگوي ناپيوستگي براي شيرواني با زاويه شيب ۵۰ درجه و ارتفاع شيب 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 يـا داراي تـک ناپيوسـتگي بررسـينشده است . مقاومت سنگ با افزايش اندازه نمونه، بطور قابل توجهي کاهش مي يابـد(شـکل ۱‐۸). کاهش مقاومت سنگ با افزايش حجم، اصو ﹰلا ناشي از افزايش تعداد ناپيوستگي هاي موجود( شامل درزه هاي کوچک مقياس تا گسل هاي بزرگتر) است. برخي شواهد حاکي از آنست که مقاومت درحجم هاي خيلي بزرگ ثابت مي شود[۱۲] .
شکل۱‐۸ تصوير شماتيک ارتباط بين مقاومت فشاري سنگ و حجم توده سنگ
۱‐۴‐۵ شيوه هاي شکست و مکانيزم شکست:
نخستين دسته حالتهاي شکست به انواع ترکيب هندسي ناپيوستگي ها (شکل بلوکها يـا گـوه هـايسنگي) که آزادي عمل دارند، بر مي گرددد. در اين گروه شکسـت برشـي صـفحه اي (مسـتوي ) وشکست گوه اي جا مي گيرد. برخي مثالها در شکل ۱‐۹ نشان داده شده است. سـطح شکسـت، درامتداد سطحي که شکست گسترش مي يابد مشخص شده اسـت، کـه مـي توانـد يـک ناپيوسـتگي
( شکست صفحه اي)، دو ناپيوستگي متقاطع يکديگر( شکست گـوه اي) و يـا ترکيبـي از چنـدينناپيوستگي متصـل بـه همـديگر( STEP PATH,STEP WEDGE FAILURE) باشـد

طراحی شیب برای معدن به همراه تحلیل پایداری آن

طراحی شیب برای معدن به همراه تحلیل پایداری آن

فصل دوم: معدن مس ميدوک[۶] ۲‐۱ جغرافيايي معدن مس ميدوک:

معدن مس ميدوک در فاصله ۴۲ کيلومتري شمال شرق شهر بابک و ۱۳۲ کيلـومتري شـمال غـربمعدن مس سر چشمه قرار گرفته است (شکل ۲‐۱). بلندترين نقطـه ارتفـاعي ايـن منطقـه در تـراز۲۸۴۲ متــري از ســطح دريــا اســت. طــول جغرافيــايي́ ۱۰˚۵۵ و عــرض جغرافيــايي ́۲۵˚۳۰ مي باشد .سيماي ظاهري اين منطقه در اغلب نقاط شامل تپه ماهورهاي نسبتﹰا مـدوري اسـت کـه بـاشيب ملايم به دره هاي کم عمق منتهي مي شود.
حداکثر دماي منطقه ۳۵+ و حداقل آن ۱۵‐ درجه سانتيگراد مي باشـد. متوسـط بارنـدگي سـاليانه۲۵۶ ميليمتر مي باشد.
پوشش گياهي منطقه، گياهان ريزبرگ و خار مانند ويژه منـاطق کوهسـتاني و درختـان و درختچـههايي از نوع ارجن، گز و زرشک مي باشد.
۲‐۲ سابقه تاريخي:
نام قديمي اين معدن لاچاه بوده که به علت نزديکي بـه دهکـده ميـدوک( سـه کيلـومتري جنـوبغربي) نام آن از لاچاه به ميدوک تغيير يافته است. از گذشته هاي دور پيرامون اين معدن فعاليتهـاييبه منظور استخراج فيروزه و مس از بخش زون اکسيد صورت گرفته اسـت کـه وجـود تـوده هـايعظيم سرباره مس در نزديکي روستاي لاطلا در يک کيلوتري شمال شرقي معدن مويد ايـن مطلـباست. اما نخستين گامها جهت انجام امور اکتشافي همزمان با شروع فعاليتهـا بـر روي معـدن مـسسرچشمه صورت گرفته است.
۲‐۳ زمين شناسي معدن مس ميدوک:
منطقه ميدوک قسمتي از بخش مس خيز استان کرمان است کـه از نظـر زمـين شناسـي قسـمتي ازسيستم کوهزايي آلپ‐ هيماليا مي باشد. در ناحيه کرمان سنگهاي آذرآواري( با ترکيب ريـوليتي تـاآندزيت، بازالتي ) گدازه هاي جرياني سنگهاي آهکي و ماسـه سـنگ عمـده تـرين رخسـاره سـنگشناسي بوده و عمومﹰا متعلق به ائوسن مي باشند.
شکل ۲‐۱ موقعيت معدن ميدوک و گسلهاي منطقه اي
ذخيره پرفيري مس ميدوک در نزديکي يک ترکيب کمپلکس آتشفشاني رسوبي دوران ترشـياري درقسمت مرکزي جنوب شرقي ايـران قـرار گرفتـه اسـت. سـنگ ميزبـان شـامل کـاني سـازي تـودهگرانوديورتي در پوشش آندزيتي منطقه است.
سه قسمت اکسيده، سوپرژن و هيپوژن در ذخيره ياد شده مشخص شده است. قسمت اصلي ذخيرهموجود در قسمت اکسيده کانيهاي مالاکيت و آزوريت است و در قسمت سوپرژن مهمتـرين کـانيسازي مربوط به کالکوزيت و کاني مهم قسمت هيپوژن کالکوپيريت و پيريت است. پيريت غالبﹰا دربخش دگرسان شده وجود دارد.
منبع اطلاعاتي زمين شناسي مغزه گيري حفاري( شامل ۴۶ چال به طول ۱۴ کيلومتر )، نمونه گيـريدر تونل و نمونه گيري در سطح زمين و آزمايشگاه به اضافه مطالعات زمين شناسي اوليه مي باشد.
۲‐۳‐۱ زمين شناسي ذخيره مس معدن ميدوک:
– انواع سنگ در برگيرنده:
با توجه به اطلاعات حاصل از حفاريها مي توان کانسار مس را به قـارچي بـا کلاهکـي بـهشکل بيضي ناقص به ابعاد ۴۰۰×۴۵۰ تشبيه نمود که کلاهک آن متشـکل از زون سـوپرژن اسـت وقطر بزرگ آن در امتداد شرق و جنوب شرق معدن کشيدگي بيشتري از خود نشان مي دهد، و پايـهقارچ مذکور زون هيپوژن مي باشد که تاکنون به عمق واقعي آن دست نيافته اند. بر اساس حفر سـهچاه عميق در محدوده معدن ثابت گرديد که هنوز در اعماق ۹۵۵ متر و پايين تر کانـه سـازي مـسوجود داشته به قسمي که عيار مس در متراژهاي انتهايي اين گمانه ها تا سـه برابـر عيـار حـد ايـنمعدن است. سنگهاي ميزبان کانسار ميدوک مي توانند به سه گروه تقسيم گردند:
۱‐ ولکانيکهاي آندزيتي
۲‐ پورفيري ميدوک
۳‐ دايکها
۱‐ ولکانيهاي آندزيتي:
دراطراف استوک پرفيري که به رنگ تيره تا خاکستري مايل به سبز است و بافت آن پرفيري و دانـهريز است، دگرساني هيدرترمال شده است که به رنگ خاکستري روشن مايـل بـه زرد مـي باشـند.
ترکيب آندزيت موجود از نوع آندزيتهاي معمولي است.
۲‐ پرفيري ميدوک:
۴۴
اين پرفيري در سنگ ميزبان قرار گرفته است و به صـورت کانسـار مـس دار مـي باشـد. رنـگ آنخاکستري روشن و با بافت پرفيري با بلورهاي نفوذي پلاژيوکلاز تـا حـدود سـايز ۵۰ ميلـي متـراست. ترکيب شيميايي به صورت شاخص گرانوديريتي و هوازده است. محل برخورد بين پرفيـريميدوک و آندزيت معلوم نمي باشد و علت آن دگرساني مي باشد.
۳‐ دايکها:
دايکها را مي توان به دو نوع اوليه و ثانويه تقسيم کرد:
دايکهاي نوع اوليه خيلي نزديک به پرفيري ميدوک هستند. شايد تنهـا تفـاوت در درزه يـابي کمتـرباشد. اينها را نمي توان حقيقتﹰا دايک ناميد اما فاز دايکهاي اوليه در مورد پرفيري ميدوک مـي تـوانناميد.
دايکهاي ثانويه خيلي به پرفيري ميدوک شبيه هستند و کمي مافيک تر مي باشـند . آنهـا فقـط کمتـردگرسان شده اند و ترک خورده اند و کاني سازي شده اند.
۲‐۳‐۲ ژنز و مراحل تشکيل کانسار مس ميدوک:
اين مرحله شامل ارائه يک مدل ساده براي کانسار مس ميدوک مي باشد که به صورت مراحل زيـرمي باشد:
۱‐ ايجاد ولکانيسم وسيع آندزيتي در منطقه( اوايل سـنوزوئيک) و تزريـق اسـتوک گرانوديـوريتيپرفيري ميدوک در داخل ولکانيکها( اواسط سنوزئيک) (شکل۲‐۲).
۲‐ شکستگي وسيع در استوک گرانوديـوريتي و سـنگهاي مجـاور بـه دليـل سـرد شـدن اسـتوکگرانوديوريتي (شکل ۲‐۳).
۳‐ تزريق دايکهاي اوليه که همراه با تزريق ماگما است (شکل۲‐۴).
۴‐ آلتراسيون هي دروترمال همرا ه با کاني سازي مس کـه شـدت کـاني سـازي بسـتگي شـديد بـهشکستگي ها دارد به گونه اي که هر چه شکستگي ها فراوانتر باشد کاني سازي نيز فـراوان تـرو عيار بالاتر است. (شکل ۲‐۵).
۵‐ تخريب و فرسايش و شروع فرآيندهاي تشکيل زون سوپرژن که اين مرحله عامل ايجـاد مـادهمعدني در منطقه سوپرژن است (شکل ۲‐۶).
شکل ۲‐۲ نفوذ پرفيري ميدوک بداخل ولکانيک آندزيتي
شکل۲‐۶ امروزه بعد از فرسايش و فرآيندهاي سوپرژن
۲‐۳‐۳ مناطق مختلف کانه سازي کانسارميدوک:
منطقه هوازده و اکسيدي:
اين منطقه مانند کلاهي قسمت سـولفيدي را پوشـانده و سـنگهاي ميزبـان بـر اثـر عوامـلفيزيکي و شيميايي، فرسايش و دگرساني متقارن را نشان مي دهد. غالبﹰا در ايـن زون کانيهـاي مـسشسته شده و به داخل سوپرژن حمل گرديده است. ضخامت اين منطقه ۱۵ متر در بخش مرکزي تابيش از ۱۰۰ متر در نقاط مرتفع و اطراف معدن مي باشد(شکل۲‐۷). کانيهاي مشاهده شده در ايـنزون عبارتند از:
اکسيدهاي مس( مالاکيت، آزوريت، کالکانتيت و فيروزه) و اکسيدهاي آهن( ليمونيت و هماتيـت) است.آلتراسيوني که در اين بخش ديده مي شود رسي و سرسيتي است.
منطقه کاني سازي شده سوپرژن:
ضخامت لايه سوپرژن از ۱۰۰ متر در مرکز تا ۳۰۰ متر در حاشيه متغييـر مـي باشـد. کنتاکـت بـينسوپرژن و زون اکسيد معموﹰلا واضح است و سـطح آب زيرزمينـي هـم اکنـون پـايين تـز از زمـانتشکيل سوپرژن است. مهمترين کانيهاي سوپرژن عبارتند از:
کالکوسيت، کوولين، پيريت، موليبدنيت، کالکانتيت و اکسيدهاي آهن.
آلتراسون ديده شده دراين زون رسي، سرسيتي و به ميزان کـم سيليسـي و بطـور محلـي کلريتـي واپيدوتي است.
منطقه کاني سازي هيپوژن:
منطقه مذکور عميق ترين بخش مينراليزه توده نفوذي مس پرفيري است. کنتاکت بين زون سـوپرژنو هيپوژن تدريجي بوده و غالبﹰا تفکيک دقيق اين دو زون مشکل مي باشد.تاکنون حد زيرين منطقـهمينراليزاسيون زون هيپوژن مشخص نشده است و عميق ترين چاه حفاري اين معدن ۵/۱۰۱۳ متر بازاويه ۷۰ درجه به سمت شرق بوده که بصورت عمودي حدود ۹۵۰ متر اسـت و تـا ايـن عمـق ازشدت کاني سازي کاسته نشده است. کانيهاي اين زون عبارتند از:
کالکو پيريت، بورنيت، کالکوسيت و فلورين.
آلتراسيون اين زون از نوع سيليسي شديد و بطور محلي رسي است.

شکل۲‐۷ تقسيم پرفيري ميدوک در داخل سه زون اصلي

۲‐۳‐۴ عيار حد و ميزان ذخيره مس ميدوک به تفکيک زونها:
براي تعيين عيار حد يک معدن تعدادي از عوامل شامل روند پيشرفت تکنولوژي جهت استحصـالکاني يا فلز مورد نياز از ماده معدني، بازار جهاني آن فلز يا کاني و غيره نقش دارند.
با توجه به اين عوامل عيار حد براي معدن مس ميدوک ۲۵/۰ درصـد در نظـر گرفتـه شـده اسـت.
همچنين در مطالعه و بازنگري که توسط شرکت مين پروک در معدن مس ميدوک صـورت گرفـتمشخص گرديد که مي توان عيار حد را ۱/۰ درصد نيز منظور کرد.

اکسيد:
کاني هاي اکسيدي به لحاظ داشتن رنگ سبز آبي به آساني قابل تشخيص هستند و اين مواد معدنياکسيدي که داراي عيار بالاييي هستند بايد بارگيري شوند و به صورت مجزا انبار گردد که در آيندهبتوان به روش ليچينگ از آن استفاده نمود.
ميزان ذخيره قابل استخراج از زون اکسيد ۱۱۴۵۸ هزار تن با عيار ۵۷/۰ درصد مي باشد.
سوپرژن:
ذخره قطعي براي اين زون ۸۰۸۰۰ هزار تن و ميانگين عيار مس آن ۹۶/۰ درصد مي باشـد. ذخيـرهقابل استخراج اين زون ۷۹۵۸۷ هزار تن با ميانگين عيار ۹۷/۰ درصد پيش بيني شده است.
هيپوژن:
ذخيره قطعي اين زون ۷۸۵۷۰ هزار تن و و ميانگين عيار مـس آن ۶۷/۰ درصـد مـي باشـد. ذخيـرهقابل استخراج اين زون ۶۴۸۸۸ هزار تن با ميانگين عيار ۷/۰ درصد مس پيش بيني شده است.
به طور کلي ذخيره قابل برداشت اين معدن با احتساب ذخيره منطقه اکسـيد حـدود ۱۴۴۴۷۵ هـزارتن و ميانگين عيار مس آن ۸۴۱/۰ درصد مي باشد.
۲‐۳‐۵ معدن ميدوک و کاني سازي براي ساير عناصر:
معادن مس پرفيري علاوه بر مس داراي عناصر فرعي نيز مي باشند.
با توجه به مطالعات انجام شده و سنجشهاي آزمايشگاهي بر روي نمونه هـاي سـوپرژن و هيپـوژنمقدار و درصد تعدادي از عناصر فرعي اندازه گيري شده توسط شرکت اتوکمپو در جدول۲‐۱ زيرآمده است.
جدول ۲‐۱ درصد عناصر مختلف موجود در معدن ميدوک
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 هيپوژن
۳/۱ ۳ ۵۲ ۱/۹ ۸۶ ۰/۰۷ کل

۲‐۴ بررسي هاي ژئوتکنيکي معدن مس ميدوک:
۲‐۴‐۱ تکنوتيک:
به نظر مي رسد که درزه هاي منطقه معدني ميدوک تحت تأثير دو مرحله عمده تکتونيکي به وجودآمده اند که اين دو مرحله عبارتند از:
۱‐ شکستگي هاي تکتونيکي حاصل از نفوذ توده ماگمايي پرفري ميدوک
۲‐ شکستگي هاي جوانتر با روند شمالي‐ جنوبي
تيپ درزه داري معمول درزه هاي ساده با برخي گسلهاي ريز است، هيچ گسل بزرگ يـا اصـلي يـازونهاي خرد شده که محدوده معدن روباز را در گيرد مشاهده نشده است. چين خوردگي در منطقهضعيف است و تأثير ناچيزي بر زمين شناسي منطقه داشته است.
برخي حفرات در هنگام حفاري در زون اکسيده ظاهر مي شوند که احتما ﹰلا علت آن حل شدن رگهها و يا عدسي ها مي باشد که اين امر نيز در کانسار مس ميدوک بسيار نادر است.
در محدوده مس ميدوک چهار سيستم درزه اصلي وجود دارد(شکل ۲‐۸):
۱‐ درزه هاي شعاعي
۲‐ درزه هاي مخروطي
۳‐ درزه هاي N-S
۴‐ درزره هاي E-W
دو روند درزه ۱ و ۲ در ارتباط با مرحله جامد شدن ماگما مي باشد. درزه هاي شعاعي و مخروطيمعمو ﹰلا سخت هستند و به نظر مي رسد که در تمامي محدوده پراکنده باشند.
شکل ۲‐۹ نمايش دهنده کنتور دياگرام ۴۸۰ عدد درزه به همراه موقعيت صفحات اصـلی آنهـا کـهروی شبکه قطبی آورده شده را نشان می دهد.


مقطع : کارشناسی ارشد

قیمت 25 هزار تومان

خرید فایل pdf به همراه فایلword

قیمت:35هزار تومان