سپس الگوی آتشباری بهینه بر مبنای این عوامل طراحی شود. در دو دهه گذشته پیشرفت خوبی در
توسعه تکنیکهای جدید در زمینه طراحی الگوی آتشباری و پیشبینی عملکرد آن صورت گرفته است.
این تکنیکها بیشتر شامل مدلهای کامپیوتری خبره میباشند که علاوه بر دقت لازم در طراحی، از
سرعت بالا و سهولت کاربرد نیز برخوردار هستند. در این تحقیق، خردایش سنگ معدن مس سرچشمه با
توسعه مدل شبکۀ عصبی مصنوعی، پیشبینی شده است. برای ساخت مدل، پارامترهایی نظیر نسبت
بردن به اسپیسینگ، قطر چال، طول گلگذاری، مجموع خرج بر تأخیر و انــدیس بار نقطه ای به عنوان
پارامتر ورودی در نظر گرفتــــه شده است. مدل با معماری 9 -8 -5 -1 و با روش انتشار معکوس خطا
آموزش دید و نتیجۀ مطلوب را بدست آورد. برای تعیین کارایی شبکههای عصبی، روش آماری نیز مورد
2 استفاده قرار گرفت. ضریب همبستگی ( R)
و جذر متوسط مربعات خطا (RMSE) برای هر دو مدل
محاسبه شده که نشان از برتری مطلق شبکه عصبی نسبت به روش آماری داشت. در نهایت، آنالیز حساسیت
مدل شبکه عصبی با استفاده از روش میدان کسینوسی (CAM) انجام و میزان تأثیر هر کدام از
پارامترهای ورودی بر خروجی (خردایش) مشخص شد.
مقدمه
الگوی آتشباری معدن مس سرچشمه بر اساس روابط تجربی و فرمولهای سنتی طراحی شده است. از
طرفی این روابط و فرمولها برای یک نوع سنگ یا یک معدن تعریف نشدهاند، لذا ممکن است این روابط
برای توده سنگهای یک معدن سازگار نباشند. درمعدن مزبور نیز پس از انفجارهای بلوكها مشکلات
عدیده نظیـــر خردایش نا مناسب، پس زدگی، پرتاب سنگ، لرزش زمین، هوا و… بهوجود میآینــد که
ناشی از بهکارگیری این روابط میباشد. از طرفی تحقیقات انجام گرفته برای اصلاح الگوی معدن نیز، تا به
حال براساس روشهای سنتی بوده است. بنابـراین به نظر میرسد بهکارگیری یک تکنیک نویـن نـــرم
افزاری براساس تجربیات گذشته، در این زمینه ضروری باشد، تکنیک مـورد استفاده در این تحقیق
شبکههای عصبی مصنوعی میباشد.
شبکههای عصبی یکی از مؤلفههای مهم و اساسی هوش مصنوعی میباشد که ارتباط سیناپسی و
ساختار نرونی مغز را مدل می کنند. هوش مصنوعی به معنای استخراج هوش، دانش، الگوریتم یا نگاشت

است. پس از جمع آوری اطلاعات قبلی و جدید و فرآوری آنها با استفاده از نرم افزارهای مناسب و با ترسیم نمودارهای
آماری و مدلهای مناسب وضعیت توزیع عیار تیتانیوم در هر سه توده و توزیع عیار وانادیوم در توده های مرکزی و غربی مورد
بررسی قرار گرفته است. این بررسی ها نشانگر میزان بسیار کم وانادیوم و در حقیقت عدم وجود پتانسیل وانادیوم در توده
شرقی کانسار آهن آنومالی شمالی و همچنین عدم وجود پتانسیل عناصر نادر خاکی در این کانسار می باشد. همچنین مدل
سه بعدی هر یک از سه توده این کانسار تهیه شده و ذخیره تیتانیوم و وانادیوم در آنها ارزیابی شده است. بر این اساس
مجموع ذخیره کانسنگ در کانسار آنومالی شمالی در حدود 277 میلیون تن می باشد که از این میزان 128 میلیون تن
متعلق به توده مرکزی، 122 میلیون تن متعلق به توده غربی و 27 میلیون تن متعلق به توده شرقی می باشد. عیار متوسط
وانادیوم در دو توده مرکزی و غربی به ترتیب برابر 0/129% و 0/109% می باشد که بالاتر از عیار حد جهانی وانادیوم می
باشد، ولی عیار متوسط تیتانیوم در هر سه توده این کانسار به مراتب پایینتر از عیار حد جهانی در کانسارهای تیتانومنیتیت
می باشد و تنها در توده مرکزی عیار بالاتری نسبت به دو توده دیگر و برابر 0/36% دارد. این مقدار عیار تیتانیوم می تواند به
عنوان عاملی مزاحم در امر استخراج و فرآوری آهن عمل نماید. در نهایت سه توده این کانسار از نظر تناژ، عیار آهن، عیار
وانادیوم و عیار تیتانیوم با 6 کانسار تیتانومنیتیت دیگر از مناطق مختلف جهان مقایسه شده و در این مقایسه دیده می شود
که این کانسار به کانسارهای آهن ماگمایی با میزان تیتانیوم و وانادیوم پایین (تیپ معدن آهن کایرونای سوئد) شباهت دارد.

پیشگفتار
کانسار آهن آنومالی شمالی بافق در حدود 10 کیلومتری شمال معدن آهن چغارت در شهرستان بافق قرار
333 2 ،(EFG(طبق رده بندی سازمان ملل یا 1 دارد. ذخیره این کانسار حدود 327 میلیون تن در کاتاگوری
C1 (طبق رده بندی روسی) تخمین زده شده است. با توجه به وضعیت زمین شناسی منطقه بافق و
ماگماتیسم منطقه و همچنین وضعیت معادن فعال در منطقه از نظر عناصر و کانیهای ارزشمند همراه،
وجود برخی از این عناصر و کانیها در این کانسار پیشبینی شده است.
از سویی، کانسارهای آهن ماگمایی از نظر وجود عناصری مانند تیتانیوم، وانادیوم و عناصر نادر خاکی،
اهمیت روزافزونی یافته اند. در این نوع کانسارها ثابت شده است که میزان تیتانیوم، وانادیوم (دارای
وابستگی ژیوشیمیایی با آهن) و عناصر نادر خاکی(دارای وابستگی ژیوشیمیایی با فسفر) قابل توجه می
باشد و امروزه استخراج این عناصر از این کانسارها در حال گسترش است[1]. عنصر تیتانیوم همانند عنصر
آهن در طول انجماد ماگما در فاصله زیادی قابلیت جداشدن را دارد، بنابراین با گونه های بسیاری از
سنگهای آذرین همراه می باشد[1]. مهمترین کانیهای تیتانیوم دار روتیل، بروکیت، آناتاز TiO2 و ایلمنیت
FeTiO3 می باشند[2،3]. تیتانیوم پلاسری در آبرفتهای رودخانه ای، ماسه های ساحلی و ماسه های سیاه
تیتانیوم دار وجود دارد. کانسارهای ماگمایی (تیتانومنیتیت) تیتانیوم همراه با منیتیت و هماتیت هستند و
بیشتر با سنگهای آذرین مافیک و اولترامافیک لایه ای ((گابرو- پیروکسنیت- نوریت)) و آنورتوزیت همراه
می باشند[2،1]. با توجه حجم استخراج شده بسیار بالای تیتانیوم از کانسارهای پرعیار پلاسری و
تیتانومنیتیت، عیار حد تیتانیوم کاهش یافته است[4]. میزان تولید ایلمنیت و روتیل در دنیا در سال
1994 بالغ بر 3/94 میلیون تن و در سال 1995 به 4/2 میلیون تن و در سال 1996 به 4/37 میلیون تن
افزایش یافته و روندی صعودی دارد[5،6]. تولید تیتانیوم در دهه نود رو به افزایش گذاشته است و یکی از
دلایل آن افزایش مصرف TiO2 در صنایع بخش پلاستیک می باشد. در اواخر سال 2004 ظرفیت
تولید ایلمنیت و روتیل به بیش از 5 میلیون تن رسیده است و پیش بینی می شود که تولید و همچنین
1. Inferred Mineral Resource
2 Economic- Feasibility Study- Geology
ارزیابی مقدماتی میزان تیتانیوم، وانادیوم و عناصر نادر خاکی در کانسار آهن آنومالی شمالی بافق
٣
تقاضا در چند سال آینده افزایش یابد. دلایل این امر رشد تقاضای TiO2 در جهان به خصوص در شرق
آسیا و همچنین فلز تیتانیوم در بخشهای نظامی و هوایی می باشند. قیمت هر پوند روتیل از 1/01
دلار در سال 1999 به 0/9 دلار در سال 2003 رسیده است که در سه ماه آخر سال 2004 به 0/95 دلار
رسیده است. همچنین قیمت ایلمنیت در سه ماه آخر سال 2004 با کمی کاهش در مقایسه با اول
سال به طور متوسط 81 دلار به ازای هر تن متریک (1000 کیلوگرم) رسیده است[7]. در حال حاضر 23
پروژه بزرگ برای اکتشاف و استخراج تیتانیوم در سراسر دنیا در حال انجام می باشند که مراحل پایانی
خود را پشت سر می گذارند[8]. قیمت وارداتی کنسانتره فلز تیتانیوم برای مصرف در صنایع تولید فولاد
در سه ماه آخر سال 2004 به طور متوسط 6/4 دلار به ازای هر پوند رسیده است که نسبت به اول این
سال افزایش یافته است[7]. میزان فلز تولیدی به بیش از 1470000 تن می رسد که ارزشی بیش از 200
میلیون دلار را دارا می باشد[5]. این فلز در ساخت فولادهای آلیاژی مورد استفاده در هواپیماها، سفینه
های فضایی، موشکها، موتور هواپیما، ادوات رزمی و توربینهای گاز و همچنین اکسید تیتانیوم در صنایع
3 رنگ سازی، کاغذسازی و پلاستیک به عنوان رنگدانه کاربرد دارد[5،6]. کلارک
این عنصر در پوسته زمین
برابر 0/4% می باشد[5].
 

فصل اول: فصل اول شامل اهداف و پیشینه تحقیق، همچنین روش كار و تحقیق می باشد.
 فصل دوم : در فصل دوم در مورد سیلیس و كانی های گروه sio2 كلیاتی ارائه شده است. رئوس مهمترین
مطالب ارائه شده در این فصل عبارتند از: كانی شناسی كانی های گروه sio2 ، شرایط تشكیل كانی های
گروه sio2 و معادن سیلیس ایران می باشد.
 فصل سوم: در فصل سوم درباره كاربرد كانیهای گروه sio2 و روشهای فرآوری سیلیس در جهان و … كه
در مورد هر یك به تفضیل مطالبی ارائه شده است.
 فصل چهارم: در این فصل نتایج حاصل از مطالعاتی كه به منظورشناسایی هر چه بیشتر خوراك كارخانه
سیلیس البرز (سنگ سیلیس معدن كیسه جین) انجام گردید، ارائه شده است. این مطالعات شامل ، مطالعات
زمین شناسی و ژنز ، مطالعات و نتایج ماكروسكوپی و میكروسكوپی، مطالعه
درجه آزادی كانی ها، مطالعه تركیب شیمیایی، مطالعه تاثیر میزان رقت خوراك بر روی قابلیت خردایش آن و
نهایتا مطالعه تاثیر میزان رقت خوراك بر روی میزان سایش بار خرد كننده و جدار داخلی آسیاهای میله ای
می باشد .
– در بخش دوم از فصل چهارم به معرفی دستگاه و تجهیزات كارخانه سیلیس البرز پرداخته و
فلوشیتهایی از قسمتهای مختلف كارخانه اعم از ( سنگ شكنی ، سالن تولید، سالن آرایش ) ارائه شده
است. همچنین بعد از معرفی واحدهای مختلف كارخانه، نحوه و چگونگی فرآیند تولید در این
واحدها تشریح شده است.
3- فصل پنجم : در این فصل بعد از بحث و نتیجه گیری برای افزایش بهره وری كارخانه سیلیس البرز
پیشنهادهایی برای اصلاح فرایند تولید و افزایش راندمان و كارایی دستگاههای مذكور ارائه شده
است.
 اهداف كلی و فرعی تحقیق:
بررسی عوامل مؤثر و ارائه راهكارهای اجرائی برای افزایش بهره وری خط تولید، كارخانه سیلیس البرز از
اهداف كلی این تحقیق بوده و از تحقیقات فرعی این پروژه می توان به موارد زیر اشاره كرد:
 دستیابی به حداكثر كیفیت ممكن در محصول ، كاهش مشكلات بازار یابی و فروش محصول. افزایش
راندمان دستگاهها و استفاده از حداكثر ظرفیت آنها، كاهش ساعات توقف خط تولید . كاهش استهلاك
تجهیزات و تلفات انرژی و ضایعات مواد اولیه و بهینه كردن باطله های كارخانه .
2-1 ) پیشینه تحقیق :
تحقیقی درباره سیلیس به علت كاربرد و موارد مصرف آن در صنعت پیشینه تاریخی فراوانی دارد، امروزه در
جوامع پیشرفته موارد مصرف سیلیس در ریخته گری و صنایع درجه دوم جای خود را به مصرف سیلیس
برای تولید شیشه می دهد با افزایش جمعیت و بالا رفتن سطح زندگی تقاضا برای كالاهای مرغوبتر و ارزانتر
روز به روز افزایش می یابد. در این میان تولید كنندگانی می توانند در صحنه رقابت پیروز باشند كه بتوانند
كالاهایی با كیفیت و كمیت و قیمت پایین تولید كنند از طرفی چون مشخصات مواد اولیه مستقیما در

می نمایند، پس سن جوانتری نسبت به سنگ های منطقه دارند. در این تحقیق سعی بر این بوده اسـت تـا
با استفاده از اطلاعات اکتشافی موجود در محدوده ناریگان، که شامل اطلاعات زمین شناسـی و ژئوفیزیـک
(مغناطیس سنجی و رادیومتری) و سنجش از دور ( تصاویر لندست و آستر) و داده هـای لیتوژئوشـیمیایی،
وجود آنومالی و کانی سازی عناصر پرتوزا در آنومـالی 2 ناریگـان مـشخص شـود. بـرای ایـن منظـور ابتـدا
مطالعات سنجش از دور و پردازش تصاویر ماهواره ای . انجام گرفت از پردازش تصاویر مـاهواره ای منـاطق
+ دگرسانی و مستعد کانی سازی با استفاده از ترکیب های رنگی در تصاویر آستر و ETM
مشخص گردیـد.
از اطلاعات ژئوفیزیک و تفسیر داده های رادیومتری نقاط با پرتوزایی بالا تعیین شدند، همچنین با استفاده
از داده های مگنتومتری نحـوه قـرار گیـری تـوده نفـوذی در عمـق مـشخص شـد . جهـت بررسـی هـای
ژئوشیمیایی از منطقه مورد مطالعه حدود 80 نمونه بـصورت لیتوژئوشـیمیایی برداشـت شـد. بـرای نرمـال
سازی داده های ژئوشیمیایی از روش های آماری تک متغییره و چند متغییره استفاده شـد کـه روش تـک
متغییره شامل روش سنتی و روش چند متغییره شامل بررسی جداول همبستگی عناصر و تجزیه و تحلیـل
آنالیز خوشه ای بود. پس از نرمال سازی داده ها نقاط دارای بی هنجاری ژئوشیمیایی برای عناصر مختلـف
مشخص شد که محدوده از لحاظ اورانیوم دارای آنومالی 62 ppm و توریم فاقد پتانسیل می باشد . سرانجام
چنین نتیجه گرفته شد که میزان عناصر پرتوزا در واحدهای پیروکلاستی که در جنوب محـدوده گـسترش
،بیشتری دارند دارای اهمیت بیشتر به لحاظ ادامه اکتشافات برای عنصر اورانیوم می باشد.
 
2
مقدمه:
روش های شناسایی و اکتشافی سنجش از دور، ژئوفیزیک و ژئوشیمی، روش هایی هستند که نسبت
به روش های حفاری بسیار ارزانتر و کم هزینه تر می باشند، بنابراین انجام این روش ها قبل از حفاری، در
بسیاری موارد باعث کاهش ریسک های سرمایه گذاری و هزینه عملیات اکتشافی می شـود. بررسـی هـای
سنجش از دور به دلیل دید وسیع و یک پارچه و محدوده های طول موجی مختلـف، از بهتـرین روش هـا
در پی جویی کانسارها است. با استفاده از این داده ها می توان خطواره ها، شکستگی ها و نیز دگرسانی ها
را تعیین کرد . البته با توجه به خصوصیت این روش بایستی ویژگی هـای مـرتبط بـا حـض ،ور کانـسارها در
سطح زمین رخنمون داشته باشد.
روش های ژئوفیزیکی نیز یکی از روش های مفید در اکتشاف کانسارها است که می تـوان آنهـا را در
زمین، دریا یا هوا انجام داد . در مناطقی که وسعت زیادی دارند غالبا از روش هوابرد استفاده می شود، زیرا
این روش خیلی سریع و با دقت بیشتر انجام می گیرد و مهمتر اینکه هزینه پروژه را تا حد امکـان کـاهش
می دهد. از داده های ژئوفیزیک مغناطیس سنجی و رادیومتری هوابرد در تعیـین منـاطق دارای اورانیـوم
استفاده می شود. به این صورت که داده های رادیومتری بـا اسـتفاده از تشعـشعات مـرتبط بـا اورانیـوم و
عناصر پرتوزای همراه آن مناطق بی هنجاری را تعیین می کنند و یا در کانسارهایی که آهن و اورانیوم، بـا
هم، هم پوشانی دارند، می توان از داده های مغناطیس سنجی استفاده کرد.یکـی از اسـتفاده هـای عمـده
ژئوفیزیک، بهینه سازی شبکه حفاری های اکتشافی است که بدین ترتیب مـی توانـد نقـش ارزنـده ای در

کاهش هزینه و افزایش سرعت عملیات اکتشافی داشته باشد .
روش های ژئوشیمی اکتشافی نیز یکی از روش هـای مفیـد در اکتـشاف کانـسارها اسـت. هـدف از
ژئوشیمی اکتشافی، شناسایی نهشته های جدید فلزی و غیر فلزی و ذخایر نفـت و گـاز طبیعـی اسـت . در
تمامی موارد فوق، اصول عملیات اکتشافی بر مبنای یافتن تمرکزهایی از یک یا چند عنصر یا کـانی هـای