Skip to main content
SUPERVISOR
هوشنگ اسدي هاروني (استاد راهنما) امين حسين مرشدي (استاد مشاور)
 
STUDENT
Moslem Fatehi
مسلم فاتحي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1391

TITLE

Designing and optimization of the exploratory boreholes in different stages of mineral exploration of a deposit
Drilling is an important and expensive procedure in various stages of mineral exploration projects, so that continuation of mining activities mostly depends on drilling results. Designing the optimal exploratory boreholes is very important from the perspective of budget and information value. Exploratory drilling can be designed in such a way to minimize the cost and maximize the obtained information about the concealed ore bodies. In general, drilling is done as initial drilling at the end of the preliminary exploration stage, and systematic and complementary drilling during the detailed exploration stage. The surface exploration information such as geological maps (including host rocks, alterations and faults), surface geochemical data, geophysical data, and ground observations are used in designing and locating the primary boreholes. The purpose of primary drilling is to examine the presence or absence of subsurface mineralization and to determine the approximate zones of ??the ore body. Therefore, designing optimum primary boreholes should be done in such a way to intersect the concealed ore with the highest probability. The accurate interpretation and proper integration of the surface exploration data can lead to favorable results in selecting the optimum boreholes. In past, data integration methods such as fuzzy logic, overlay index and multi-criteria decision-making methods have been used to design optimum boreholes. In this research, semi-supervised When the drilling results of primary boreholes are positive, then the complementary boreholes should be designed to achieve maximum information about the concealed ore body with the possible lowest cost. Therefore, selection of optimum locations for boreholes is a multi-criteria decision-making problem. The spatial and directional parameters of additional boreholes can be determined in two continuous and discontinuous spaces. Hence, in this research, two general approaches for designing the complementary boreholes in a continuous and discontinuous spaces were introduced. In a discontinuous mode, a set of directional candidate boreholes were designed and the score of each borehole was calculated for different criteria. Then, using a multi-criteria decision-making method, candidate boreholes were ranked, and the best one was selected as the optimum additional borehole. In this case, the optimum additional boreholes were selected sequentially and the second borehole was dependent on the result of first borehole. In continuous mode, a method was introduced on the basis of the integration of a multi-criteria decision-making method and a meta-heuristic optimization algorithm. In the later method, the decision function of the multi-criteria decision-making algorithm was considered as the objective function, and particle swarm optimization (PSO) algorithm was used to optimize the objective function. In this method, there was no need to design a set of candidate boreholes and also it was possible to design a group of additional boreholes simultaneously. Several criteria for designing the exploration boreholes can be considered, depending on the type of ore deposit, existing data, budget and the exploration stage. In this research, two proposed methods were utilized to design complementary boreholes at the Dalli Cu-Au porphyry deposit. Nine criteria were defined with various weights to design the optimum boreholes. These criteria were Cu-Au grades, Kriging estimation variance, thickness of ore body, gangue thickness, average magnetic susceptibility, drilling costs, depth of ore deposit and type of alteration hosting mineralization. Both proposed methods were used to locate four additional boreholes. The proposed complementary boreholes by these methods are located in the northwest zone of the south Dalli Cu-Au deposit. In this research by considering several exploration criteria and using various semi-supervised classification algorithm in 2D and 3D environment individual and a combination bore holes were designed. This automatic approach is important in various stages of drilling porphyry Cu-Au deposit or by changing the exploration criteria in other types of ore deposits. It is proposed to use this approach in a new software or as an individual module in the modelling and reserve estimation software.
عمليات حفاري اکتشافي يکي از مهمترين و پر هزينه ترين مراحل اکتشاف مواد معدني است که ادامه فعاليت‌هاي معدنکاري وابسته به نتايج آن است. جانمايي گمانه هاي بهينه اکتشافي از دو منظر بودجه و ارزش اطلاعات حائز اهميت است؛ حفاري‌هاي اکتشافي بايد به گونه‌اي طراحي شوند که با کمينه سازي هزينه ها بتوان بيشترين اطلاعات را از ماده معدني پنهان به دست آورد. به طور کلي حفاري‌هاي اکتشافي در دو دسته حفاري‌هاي پيشاهنگ در انتهاي مرحله اکتشاف مقدماتي و حفاري هاي سيستماتيک و تکميلي در طول مرحله اکتشافات تفصيلي انجام مي‌گيرند. در طراحي و جانمايي حفاري‌هاي پيشاهنگ عمدتاً اطلاعات اکتشافي سطحي مانند نقشه‌هاي زمين‌شناسي (سنگ ميزبان، دگرساني و گسل)، داده‌هاي ژئوشيميايي سطحي، اطلاعات ژئوفيزيکي و مشاهدات زميني مورد استفاده قرار مي گيرند. هدف از حفر گمانه هاي پيشاهنگ بررسي وجود يا عدم وجود ماده معدني در عمق، تشخيص محدوده تقريبي کانسار و تصميم در خصوص شروع اکتشاف تفصيلي است. لذا در جانمايي نقاط حفاري بايد محتمل ترين موقعيت مکاني براي برخورد به ماده معدني انتخاب گردد. تفسير دقيق و تلفيق مناسب داده‌هاي مذکور مي‌تواند منجر به نتايج مطلوب در انتخاب اين دسته از گمانه ها شود. جهت تلفيق داده ها در اين مرحله، روش هاي متعددي همانند منطق فازي، همپوشاني شاخص، انواع روش هاي تصميم گيري چند معياره و غيره مورد استفاده قرار گرفته است. در اين رساله، روش‌هاي طبقه بندي نيمه نظارت شده (semi-supervised) به عنوان يک روش جديد براي تفسير داده هاي چند متغيره و تلفيق لايه هاي اطلاعاتي اکتشافي با حضور داده هاي آموزشي اندک ارائه شده است. در تحقيقات گذشته روش هاي طبقه بندي نظارت شده و نظارت نشده به طور گسترده در پردازش و طبقه بندي داده هاي اکتشافي از قبيل داده هاي ژئوشيميايي، داده هاي ماهواره اي و تلفيق لايه هاي اطلاعاتي استفاده شده است. روش هاي نظارت شده از داده هاي آموزشي براي مدلسازي استفاده مي کنند و روش هاي غيرنظارت شده ساختار بين داده ها را استخراج مي کند. روش نيمه نظارت شده يک روش ترکيبي بوده و قابليت کاربرد در حضور داده آموزشي کم يا زياد را دارد. اين دسته از روش ها به ندرت در پردازش داده هاي اکتشافي استفاده شده است که در اين رساله به منظور تفسير داده هاي ژئوشيميايي سطحي و تلفيق لايه هاي اطلاعاتي جهت تعيين موقعيت گمانه هاي اکتشافي پيشاهنگ استفاده شدند. در اين رساله، دو روش خوشه بندي فازي ميانگين مرکز نيمه نظارت شده (semi-supervised c-means) و روش طبقه بندي ماشين بردار پشتيبان نيمه نظارت شده (Transductive support vector machine ) جهت تفسير داده هاي ژئوشيميايي چند متغيره و تلفيق لايه هاي اطلاعاتي در کانسار مس – طلا پورفيري دالي استفاده شدند. لايه هاي اطلاعاتي زمين شناسي، ژئوشيميايي و ژئوفيزيکي لايه هاي اطلاعاتي استفاده شده در اين تحقيق هستند. بر اساس نتايج حاصل از روش TSVM، تعدادي گمانه اکتشافي طراحي گرديد که به منظور اعتبارسنجي، يک گمانه با طول 550 متر و شيب 60 درجه حفر شد. گمانه مذکور ماده معدني را به طول بيش از 320 متر قطع نمود و عيار متوسط مس و طلا در بخش کاني سازي به ترتيب 41/0 درصد و 48/0 گرم بر تن بود. مرز ماده معدني بدست آمده از الگوريتم ماشين بردار پشتيبان نيمه نظارت شده حدود 15 متر گسترده تر از مرز واقعي در جنوب غرب و تقريبا منطبق بر مرز واقعي در شمال شرق کانسار است. با توجه به منطق مرحله اي حفر گمانه‌هاي اکتشافي پيشاهنگ و ارائه حل يک مسئله تصميم گيري چندمعياره، دو رويکرد در محيط پيوسته و ناپيوسته معرفي شده است: - در حالت ناپيوسته، مجموعه اي از گمانه هاي شيب دار قابل انتخاب طراحي مي شوند و امتياز هر گمانه به ازاي معيارهاي مختلف محاسبه مي شود. سپس با استفاده از يک روش تصميم گيري چندمعياره گمانه ها رتبه بندي مي شوند و بهترين آنها انتخاب مي شود. در اين حالت گمانه ها به صورت متوالي انتخاب مي شوند و گمانه دوم وابسته به اطلاعات گمانه اول است.در حالت پيوسته، يک روش بر مبناي ادغام الگوريتم هاي تصميم گيري چندمعياره و بهينه سازي فرا ابتکاري معرفي شد. در اين روش، تابع تصميم الگوريتم تصميم گيري چندمعياره به عنوان تابع هدف در نظر گرفته مي شود و از الگوريتم بهنيه سازي فرا ابتکاري تجمع ذرات براي بهينه سازي تابع هدف و يافتن جواب هاي بهينه استفاده مي شود. در اين روش تعيين چند گمانه به صورت همزمان نيز امکان پذير است. براي طراحي گمانه هاي اکتشافي تکميلي در کانسار مس-طلاي دالي 9 معيار و يا کليد اکتشافي با وزن هاي مختلف تعريف گرديد؛ عيار مس، عيار طلا، واريانس تخمين کريجينگ، ضخامت ماده معدني، ضخامت باطله، متوسط خودپذيري مغناطيسي، هزينه حفر گمانه، عمق برخورد به ماده معدني و آلتراسيون به عنوان معيارهاي طراحي گمانه هاي تکميلي در نظر گرفته شدند. هر دو رويکرد براي انتخاب 4 گمانه تکميلي اجرا شدند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی