Skip to main content
SUPERVISOR
Raheb Bagherpour,Ghahreman Taherian,Luis manuel oliviera Susa
راحب باقرپور (استاد راهنما) سیدقهرمان طاهریان (استاد راهنما) لوئیس مانوئل الیویرا سوسا (استاد مشاور)
 
STUDENT
Reza Yarahmadi
رضا یاراحمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1391

TITLE

Development and implementation of rock mass block’s geometry identification algorithm in 3D, and its application in optimization of decorative stone quarries
Dimension stone reserves contains intact rock and discontinuity network. The intersection between discontinuities forms rock blocks with various geometry. Determination of rock blocks geometry is required in order to economical evaluation of stone reserves. Beside, extraction of stone blocks are preform by cutting planes, and the optimization of cutting pattern leads to increasing quarrying efficiency and decreasing production of waste in quarries. This procedure result less environmental damages and more economical beneficiations. In this thesis, according to quarrying operational specifications, a numerical algorithm is selected and developed among various algorithms for in situ block identification. The advantages of the algorithms developed are the capability of modeling discontinuities with finite persistence and of taking the geometry of the block into consideration. The optimization approach is also developed to increase quarry productivity and to investigate quarrying direction at a large scale, while at a small scale, it is used for checking the distance between the cutting planes. According to the algorithms developed, 3D-QuarryOptimizer is programmed in the MATLAB environment to determine the geometry of the blocks and to optimize extraction based on the quality classification of the blocks formed. This methodology was applied in Bonyad Dehbid marble and Shafagh Natanz granite quarries. Research in the granite quarry showed that the program is a practical tool to determine the geometry of in situ blocks and the quality classification of blocks. The marble quarry was studied for the optimization phase. The large-scale optimization shows a maximum difference of 17% in the yield among several quarrying directions. At a small scale, an increase of 120% in quarry yield was achieved with the optimal interval between the cutting planes.
توده سنگ ساختمانی ترکیبی از سنگ و شبکه ناپیوستگی ها است. تقاطع ناپیوستگی ها بلوک های سنگی با ابعاد متفاوت در این مجموعه ایجاد می کند. تعیین مشخصات هندسی بلوک های تشکیل شده در توده سنگ لازمه ارزیابی اقتصادی بودن ذخایره سنگ تزئینی است. از طرفی استخراج سنگ با صفحات برشی انجام می شود و بهینه کردن الگوی صفحات برش برای استخراج بلوک های سنگی باعث افزایش بهروری و کاهش باطله های ایجاد شده در معدن می شود. این عملیات موجب کاهش اثرات زیست محیطی و افزایش منافع اقتصادی خواهد شد. در این رساله ابتدا یک الگوریتم یافتن بلوک های برجا با توجه به شرایط مخصوص معادن سنگ انتخاب و توسعه داده شده است. امکان مدلسازی درزه های با گسترش محدود و تعیین فاکتور شکل بلوک ها از مزایای این الگوریتم نسبت به سایر الگوریتم ها است. سپس الگوریتم بهینه سازی استخراج بلوک با توجه به عملیات استخراج و محدودیت های موجود در معادن در دو مقیاس بزرگ (تحلیل جهت پیشروی) و کوچک (تحلیل فاصله صفحات برش قائم) ارائه شده است. بر اساس الگوریتم های ذکر شده یک برنامه کامپیوتری (3D-QuarryOptimizer) در محیط متلب کد نویسی شده است. برای بررسی عملکرد روش ارائه شده دو مطالعه موردی در معدن گرانیت سفید نطنز و معدن مرمریت کرم بنیاد دهبید مورد ارزیابی قرار گرفته است. بکارگیری برنامه در مطالعه موردی گرانیت نشان می دهد که این برنامه بلوک های برجا و شکل آن ها را به خوبی تعیین می­کند؛ از طرفی با اعمال الگوی برشی درجه بندی بلوک ها و میزان بهره وری پله و معدن ارزیابی شد. در مطالعه موردی معدن مرمریت نشان داده شده است که انتخاب جهت پیشروی مناسب تا 17 درصد سبب افزایش ارزش بلوک های توده سنگ می شود. بهینه سازی در مقیاس پله نیز نشان می دهد که اصلاح فواصل برش موجب افزایش بهره وری پله تا 120 درصد می شود. همچنین در این رساله برای درجه بندی کمی محصولات سنگی مانند بلوک، اسلب و تایل، یک فرمول بر اساس چهار پارامتر، کیفیت شکل، تعداد و نسبت اندازه قطعات تشکیل دهنده یک محصول، کیفیت زیبایی و کیفیت پر شدگی ناپیوستگی ها ارائه شد. چند مطالعه موردی نیز در رابطه با استفاده این فرمول ارائه شد. نتایج نشان داد که ضریب شکل مهمترین پارامتر در محاسبه فاکتور سلامت بلوک های استخراج شده از معادن است. همچنین ضریب زیبایی و تعداد قطعات تشکیل دهنده یک محصول از پارامترهای اساسی تعیین فاکتور سلامت محصولات سنگبری ها هستند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی