Skip to main content
SUPERVISOR
هوشنگ اسدی هارونی (استاد راهنما) امین حسین مرشدی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Moslem Fatehi
مسلم فاتحی

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.
عملیات حفاری اکتشافی یکی از مهمترین و پر هزینه ترین مراحل اکتشاف مواد معدنی است که ادامه فعالیت‌های معدنکاری وابسته به نتایج آن است. جانمایی گمانه های بهینه اکتشافی از دو منظر بودجه و ارزش اطلاعات حائز اهمیت است؛ حفاری‌های اکتشافی باید به گونه‌ای طراحی شوند که با کمینه سازی هزینه ها بتوان بیشترین اطلاعات را از ماده معدنی پنهان به دست آورد. به طور کلی حفاری‌های اکتشافی در دو دسته حفاری‌های پیشاهنگ در انتهای مرحله اکتشاف مقدماتی و حفاری های سیستماتیک و تکمیلی در طول مرحله اکتشافات تفصیلی انجام می‌گیرند. در طراحی و جانمایی حفاری‌های پیشاهنگ عمدتاً اطلاعات اکتشافی سطحی مانند نقشه‌های زمین‌شناسی (سنگ میزبان، دگرسانی و گسل)، داده‌های ژئوشیمیایی سطحی، اطلاعات ژئوفیزیکی و مشاهدات زمینی مورد استفاده قرار می گیرند. هدف از حفر گمانه های پیشاهنگ بررسی وجود یا عدم وجود ماده معدنی در عمق، تشخیص محدوده تقریبی کانسار و تصمیم در خصوص شروع اکتشاف تفصیلی است. لذا در جانمایی نقاط حفاری باید محتمل ترین موقعیت مکانی برای برخورد به ماده معدنی انتخاب گردد. تفسیر دقیق و تلفیق مناسب داده‌های مذکور می‌تواند منجر به نتایج مطلوب در انتخاب این دسته از گمانه ها شود. جهت تلفیق داده ها در این مرحله، روش های متعددی همانند منطق فازی، همپوشانی شاخص، انواع روش های تصمیم گیری چند معیاره و غیره مورد استفاده قرار گرفته است. در این رساله، روش‌های طبقه بندی نیمه نظارت شده (semi-supervised) به عنوان یک روش جدید برای تفسیر داده های چند متغیره و تلفیق لایه های اطلاعاتی اکتشافی با حضور داده های آموزشی اندک ارائه شده است. در تحقیقات گذشته روش های طبقه بندی نظارت شده و نظارت نشده به طور گسترده در پردازش و طبقه بندی داده های اکتشافی از قبیل داده های ژئوشیمیایی، داده های ماهواره ای و تلفیق لایه های اطلاعاتی استفاده شده است. روش های نظارت شده از داده های آموزشی برای مدلسازی استفاده می کنند و روش های غیرنظارت شده ساختار بین داده ها را استخراج می کند. روش نیمه نظارت شده یک روش ترکیبی بوده و قابلیت کاربرد در حضور داده آموزشی کم یا زیاد را دارد. این دسته از روش ها به ندرت در پردازش داده های اکتشافی استفاده شده است که در این رساله به منظور تفسیر داده های ژئوشیمیایی سطحی و تلفیق لایه های اطلاعاتی جهت تعیین موقعیت گمانه های اکتشافی پیشاهنگ استفاده شدند. در این رساله، دو روش خوشه بندی فازی میانگین مرکز نیمه نظارت شده (semi-supervised c-means) و روش طبقه بندی ماشین بردار پشتیبان نیمه نظارت شده (Transductive support vector machine ) جهت تفسیر داده های ژئوشیمیایی چند متغیره و تلفیق لایه های اطلاعاتی در کانسار مس – طلا پورفیری دالی استفاده شدند. لایه های اطلاعاتی زمین شناسی، ژئوشیمیایی و ژئوفیزیکی لایه های اطلاعاتی استفاده شده در این تحقیق هستند. بر اساس نتایج حاصل از روش TSVM، تعدادی گمانه اکتشافی طراحی گردید که به منظور اعتبارسنجی، یک گمانه با طول 550 متر و شیب 60 درجه حفر شد. گمانه مذکور ماده معدنی را به طول بیش از 320 متر قطع نمود و عیار متوسط مس و طلا در بخش کانی سازی به ترتیب 41/0 درصد و 48/0 گرم بر تن بود. مرز ماده معدنی بدست آمده از الگوریتم ماشین بردار پشتیبان نیمه نظارت شده حدود 15 متر گسترده تر از مرز واقعی در جنوب غرب و تقریبا منطبق بر مرز واقعی در شمال شرق کانسار است. با توجه به منطق مرحله ای حفر گمانه‌های اکتشافی پیشاهنگ و ارائه حل یک مسئله تصمیم گیری چندمعیاره، دو رویکرد در محیط پیوسته و ناپیوسته معرفی شده است: - در حالت ناپیوسته، مجموعه ای از گمانه های شیب دار قابل انتخاب طراحی می شوند و امتیاز هر گمانه به ازای معیارهای مختلف محاسبه می شود. سپس با استفاده از یک روش تصمیم گیری چندمعیاره گمانه ها رتبه بندی می شوند و بهترین آنها انتخاب می شود. در این حالت گمانه ها به صورت متوالی انتخاب می شوند و گمانه دوم وابسته به اطلاعات گمانه اول است.در حالت پیوسته، یک روش بر مبنای ادغام الگوریتم های تصمیم گیری چندمعیاره و بهینه سازی فرا ابتکاری معرفی شد. در این روش، تابع تصمیم الگوریتم تصمیم گیری چندمعیاره به عنوان تابع هدف در نظر گرفته می شود و از الگوریتم بهنیه سازی فرا ابتکاری تجمع ذرات برای بهینه سازی تابع هدف و یافتن جواب های بهینه استفاده می شود. در این روش تعیین چند گمانه به صورت همزمان نیز امکان پذیر است. برای طراحی گمانه های اکتشافی تکمیلی در کانسار مس-طلای دالی 9 معیار و یا کلید اکتشافی با وزن های مختلف تعریف گردید؛ عیار مس، عیار طلا، واریانس تخمین کریجینگ، ضخامت ماده معدنی، ضخامت باطله، متوسط خودپذیری مغناطیسی، هزینه حفر گمانه، عمق برخورد به ماده معدنی و آلتراسیون به عنوان معیارهای طراحی گمانه های تکمیلی در نظر گرفته شدند. هر دو رویکرد برای انتخاب 4 گمانه تکمیلی اجرا شدند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی