کاربرد نرم‌افزار Surpac در معدنکاری

چکیده: امروزه با پیشرفت علم معدنکاری طراحی معدن مهم‌ترین مرحله معدنکاری است. کشور ایران یکی از غنی‌ترین منابع معدنی دنیا را دارد و برای بهینه‌سازی استفاده از ذخایر معدنی، احتیاج به نرم‌افزارهای تخصصی در این زمینه است. یکی از قدرتمندترین نرم‌افزارها در این زمینه نرم‌افزار Surpac است. برای طراحی صحیح ابتدا باید داده‌های اکتشافی جمع‌آوری شوند و سپس تحلیل شوند. مدل ماده معدنی و باطله ایجاد شده بر اساس اطلاعات اکتشافی اساس آنالیز و طراحی معدن است. نرم‌افزار Surpac با دقت بالا و در حالت سه بعدی اطلاعات را جمع‌آوری کرده و مورد بررسی قرار می‌دهد. در این مقاله خلاصه‌ای از نحوه کار این نرم‌افزار بیان می‌شود.

Surpac نرم‌افزاری برای مدلسازی محیط و طراحی معادن است که ابزاری برای طراحی و مانیتور کردن عملیات معدنی و صنعتی دارد. برای این‌که شبیه‌سازی‌ محیط و طراحی معدن به درستی انجام گیرد احتیاج به نرم‌افزار کاملی است که مورد استفاده مهندسین معدن، زمین‌شناسان، نقشه‌بردارها و کسانی که در زمینه‌های محیط‌زیست و هیدروژئولوژی فعالیت می‌کنند باشد. این نرم‌افزار قابلیت استفاده در مواردی، مانند کاربر روی گمانه‌ها، تخمین ذخیره، ساختن مدل بلوکی، طراحی الگوی آتشباری، نقشه‌برداری، مقطع زدن، تعیین پیت بهینه و طراحی معادن روباز و زیرزمینی دارد. 

اولین مرحله در استفاده از این نرم‌افزار در پروژه‌های معدنی بخش داده‌های زمین‌شناسی یا گمانه‌ها است. داده‌های زمین‌شناسی، شامل چندین جدول هستند که این جداول انواع مختلف داده‌های مربوط به گمانه‌ها را شامل می‌شوند و هر جدول شامل تعداد زیادی داده است. برای ساختن گمانه‌ها دو جدول مختصات دهانه گمانه‌ها ( COLLAR ) و مشخصات نقشه‌برداری گمانه‌ها (SURVEY) حتما لازم هستند. 

این دو جدول به ترتیب شامل مختصات X,Y,Z دهانه گمانه‌ها و عمق، شیب و آزیموت گمانه‌ها هستند. 
جداول دیگری هم که مشخصاتی از داده‌ها را نشان می‌دهند برای بالا بردن دقت و درستی کار استفاده می‌شوند. دو جدول معمول، جدول مربوط به خصوصیات زمین‌شناسی (GEOLOGY) و جدول مربوط به مشخصات عیاری گمانه‌ها (ASSAY) هستند که به ترتیب شامل نوع سنگ و عیار مواد معدنی در فواصل عمقی مختلف هستند. 

از ترکیب اطلاعات فوق گمانه‌ها ایجاد می‌شوند که می‌توان آنها را بر اساس عیار یا نوع سنگ رنگ‌بندی کرد. 
در شکل شماره یک قسمتی از گمانه‌ها را که در آنها عیار ماده معدنی با رنگ‌های مختلف دیده می‌شوند نشان داده شده است. 

برای این‌که گمانه‌ها مورد استفاده قرار گیرند باید کامپوزیت شوند تا در فواصل یکسان یک مقدار مشخص به آنها نسبت داده شود. 

کامپوزیت کردن گمانه‌ها برای ایجاد بلوک مدل و در بخش زمین آمار لازم است. شکل شماره 2 مثالی از کامپوزیت کردن گمانه‌ای را بر اساس عیار نشان می‌دهد. 

حال با استفاده از گمانه‌های کامپوزیت شده، در مقاطع موازی هم، شکل هر کدام از زون‌های منطقه مورد مطالعه را مشخص می‌کنیم. 

انجام این کار در تخصص زمین‌شناسان است. شکل‌های شماره 3 و 4 به ترتیب اشکال رسم شده برای یک زون در همه مقاطع و شکل آن زون در یک مقطع را نشان می‌دهد. 

با ایجاد Solid بین مقاطع، شکل سه بعدی هر زون بوجود می‌آید. شکل شماره 5 حالت سه بعدی زون مورد نظر را نشان می‌دهد. 

مرحله بعد ایجاد بلوک مدل و اختصاص مشخصات به هر بلوک است. برای این کار ابتدا یک بلوک بزرگ که کل محدوده مورد نظر را در بر گیرد ایجاد می‌شود و سپس بلوک بزرگ به بلوک‌های کوچک‌تر تقسیم می‌شود. برای ایجاد بلوک مختصات X,Y,Z نقطه مبدا، طول بلوک بزرگ در هر جهت و اندازه بلوک‌های کوچک در هر جهت لازم است. شکل شماره 6 این قضیه را بیان می‌کند. 

پس از ایجاد بلوک مدل مشخصاتی مانند عیار، نوع سنگ، وزن مخصوص و. .. را به هر بلوک نسبت می‌دهیم. برای نسبت دادن نوع سنگ و وزن مخصوص به بلوک‌ها از زون‌های ایجاد شده استفاده می‌شود، همچنین برای نسبت دادن عیار به هر بلوک نیز از روش‌های تخمین عیار که بهترین آنها روش‌های زمین آمار است استفاده می‌کنیم. پس از تعیین مشخصات هر بلوک می‌توان با گزارش گرفتن از بلوک مدل اطلاعات مربوط به حجم و تناژ ماده معدنی، عیار متوسط آن و موارد دیگر را به دست آورد. 

نمونه‌ای از بلوک مدل ایجاد شده در نرم‌افزار Surpac با رنگ‌بندی مختلف را در شکل شماره 7 می‌بینیم. 
بلوک مدل و اطلاعات به دست آمده از آن در نهایت در طراحی معدن مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

در نرم‌افزار Surpac پیش از طراحی روباز با استفاده از Pit Optimisation پیت بهینه را به دست می‌آوریم. Pit Optimisation کمک می‌کند تا بر اساس بلوک مدل ایجاد شده و با توجه به محدودیت‌های موجود مدلی را برای پیت طراحی کنیم، به‌طوری که هزینه، درآمد و شیب دیواره‌ها در حالت بهینه باشد. طراحی پیت بهینه یک مساله پیچیده است. برای این کار باید به هر بلوک یک ارزش اقتصادی داده شود. در نهایت Pit Optimisation شکل سه بعدی پیت بهینه در حالتی که بیشترین ارزش و بازگشت سرمایه وجود داشته باشد را می‌دهد. 
با استفاده از پیت بهینه و با توجه به شرایط موجود می‌توان طراحی معدن به روش روباز را انجام داد. 

شکل شماره 8 نمایی از یک پیت طراحی شده بر اساس پیت بهینه را نشان می‌دهد. 

با توجه به نوع و شکل ذخیره و بر اساس محاسبات انجام شده در صورت تصمیم‌گیری بر استخراج به روش زیرزمینی می‌توان با استفاده از نرم‌افزار Surpac طراحی معدن به روش زیرزمینی را انجام داد. Surpac همچنین در نقشه برداری نرم‌افزاری بسیار قوی است و در معادن روباز و زیرزمینی و در زمینه‌های محاسبه احجام، کنتور زدن و... قابلیت‌های فراوانی دارد. 

این نرم‌افزار برای طراحی جاده و طراحی الگوی آتشباری نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. 


Refrences: 

1. Surpac tutorials, Surpac minex group, 2007 

2. Mining Engineering Hand book 2000.



تهیه‌کنندگان: ابراهیم حجتی کارشناس ارشد معاونت عمران دانشگاه علوم و تحقیقات تهران و امین حیدریه کارشناس ارشد زمین‌شناسی دانشگاه علوم و تحقیقات تهران