توصيفگر ها :
سنگ ساختماني , باطله توليدي , كاهش منابع از دست رفته , بهينه سازي توليد
چكيده فارسي :
استخراج سنگهاي ساختماني با چالشهايي همچون بهرهبرداري نامناسب، مقادير قابلتوجه باطله توليدي و منابع ازدسترفته و به دنبال آن بازدهي پايين و هزينههاي بالاي توليد همراه است. از طرفي افزايش ميزان توليد باطله و منابع ازدسترفته، باعث ميشود ميزان انرژي و مواد مصرفي كه با هدف توليد محصول به كار ميرود، در توليد باطله مصرف شده و در حالت كلي ميزان انرژي و مواد مصرفي بهازاي توليد محصول را افزايش دهد و به دنبال آن كاهش چشمگير بازدهي را به همراه داشته باشد. عامل اصلي توليد باطله در بخش استخراج سنگهاي ساختماني، وجود ناپيوستگيها و شكستگيهاي موجود در توده سنگ ميباشد. وجود ناپيوستگيها و شكستگيها باعث ميشود ابعاد بلوكهاي استخراج شده در معدن كاهشيافته و توليد باطله افزايش يابد. بهينهسازي بخش استخراج سنگهاي ساختماني نيازمند آن است كه همزمان با بررسي الگوي بهينه برش در جهت افزايش توليد بلوكهاي با ابعاد حداكثر، به كمينه كردن پارامترهايي همچون باطله توليدي، سطوح برشي و انرژي مصرفي نيز توجه شود. در اين مطالعه، بهمنظور بهينهسازي فرآيند استخراج سنگهاي ساختماني و به دنبال آن افزايش بازدهي توليد، الگوريتمي در جهت بررسي تأثير ناپيوستگيهاي موجود در توده سنگ بر باطله توليدي، سطوح برشي و انرژي مصرفي توسعه داده شد. بهمنظور توسعه الگوريتم موردنظر در جهت اهداف تعيين شده پژوهش، محاسبهي پارامتر "مقدار سطوح برشي لازم بهازاي هر واحد بلوك باارزش" بهعنوان هدف اصلي الگوريتم توسعهيافته تعيين شد. الگوريتم توسعهيافته در محيط نرمافزار متلب كدنويسي شد و به عنوان يك برنامه كامپيوتري مورداستفاده قرار گرفت. در ادامهي كار بهمنظور بهينهسازي استخراج بلوك، يك الگوريتم بهينهسازي بر پايه الگوريتم ژنتيك كدنويسي شد كه هدف اصلي آن ارائهي الگوي برش بهينه سينه كار بر اساس كمينهسازي پارامتر "مقدار سطوح برشي لازم بهازاي هر واحد بلوك باارزش"ميباشد. در جهت اعتبارسنجي و ارزيابي الگوريتم بهينهسازي كدنويسي شده، دو مدل فرضي تحت عنوان "مطالعه موردي 1" و"مطالعه موردي 2" انتخاب و الگوريتم بهينهسازي بر روي آن ها پيادهسازي شد. باتوجهبه نتايج ارائه شده از مقايسهي دو الگوي برشي بهينه و سنتي بر روي مطالعه موردي 1، انتخاب الگوي برش سنتي بدون توجه به مشخصات ناپيوستگيها در اين مدل، باعث افزايش 246 درصدي مقدار سطوح برشي لازم بهازاي هر واحد بلوك باارزش شده است. درصورتيكه با انتخاب الگوي برش بهينه ميتوان مقدار سطوح برشي لازم بهازاي هر واحد بلوك باارزش را به 27 درصد مقدار اوليه رساند. همچنين باتوجهبه مقايسهي دو الگوي برشي بهينه و سنتي در "مطالعه موردي 2"، انتخاب الگوي برش بهينه باتوجهبه ناپيوستگيهاي موجود در اين مدل، مقدار سطوح برشي لازم بهازاي هر واحد بلوك باارزش را در حدود 211 درصد كاهش داده و به 32 درصد مقدار اوليه رسانده است. در حالت كلي بهينهسازي استخراج بلوك با توجه مقدار سطوح برشي لازم بهازاي هر واحد بلوك باارزش توانسته است بخش اعظمي از پارامترهاي حين عمليات استخراج را بهينه كرده، منابع ازدسترفته را به ميزان قابلتوجهي كاهش داده و تأثير گستردهتري بر افزايش بازدهي توليد داشته باشد.
چكيده انگليسي :
The quarry of dimension stone is associated with challenges such as poor operation, significant amounts of production waste and lost resources, followed by low efficiency and high production costs. On the other hand, increasing the number of waste products and lost resources causes the amount of energy and consumables used to produce the product, is used in waste production and generally increases the amount of energy and consumables per product production and is followed by a significant reduction at efficiency. The leading cause of waste produced in the quarry of dimension stones is discontinuities and fractures in the rock mass. The presence of discontinuities and fractures reduces the size of the blocks extracted in the mine and increases waste production. Optimization of the dimension stone quarry sector requires that while examining the optimal cutting pattern to increase the production of blocks with maximum dimensions to minimize params such as production waste, cutting levels, and energy consumption. In this study, to optimize extracting dimension stones and subsequently increase production efficiency, an algorithm was developed to examine the effect of discontinuities in the rock mass on production waste, cutting levels, and energy consumption. To create the algorithm in the direction of the research objectives, the Calculation of parameter A was determined as the main objective of the developed algorithm. The algorithm developed in the MATLAB software was coded and used as a computer program. To optimize the block quarry, an optimization algorithm was coded based on the genetic algorithm; the primary purpose is to provide an optimal cutting pattern of the quarry face based on the minimization of parameter "Cut surfaces per unit of valuable blocks". To validate and evaluate the coded optimization algorithm, two hypothetical models called “Case Study 1” and “Case Study 2” were selected, and the optimization algorithm was implemented on them. According to the results of comparing the two optimal and traditional cutting patterns on Case Study 1, the choice of the traditional cutting pattern without considering the specifications of discontinuities in this case has increased the value of The amount of cut surfaces per unit of valuable blocks by 246%. If by selecting the optimal cutting pattern, the value of The amount of cut surfaces per unit of valuable blocks can be reduced to 27% of the initial value. Also, due to the comparison of the two optimal and traditional cutting patterns in Case Study 2, the selection of the optimal cutting pattern due to the discontinuities in this case has reduced the value of The amount of cut surfaces per unit of valuable blocks by about 211% and reached 32% of the initial value. In general, block quarry optimization according to parameter “cut surfaces per unit of valuable blocks” has been able to optimize most of the param during the quarry operation, significantly reduce lost resources and have a broader impact on increasing production efficiency.