بهینه سازی موقعیت چاه پمپاژ برای آب های معادن روباز با استفاده از تکنیک زمین آمار (با مطالعه موردی معدن آهن چغارت)

وجود آب در معدان باعث کاهش مقاومت ناپیوستگی ها و باعث شکست شیب های سنگی می شود. از سوی دیگر باعث افزایش هزینه های آتشباری از نظر استفاده از مواد منفجره اسلاری و یا استفاده از لوله پلیکا می شود و باعث افزایش زمان بکارگیری و باربری و کاهش راندمان کار معدن می شود. بنابراین یکی از راهکارهای مناسب، حفر چاه پمپاژ آب می باشد که باید موقعیت مناسبی حفر شود. بدین منظور ابتدا باید پارامترهای موثر در پمپاژ آب بررسی کرد و با تعیین تابع هدف (Objective Function) مناسب بر اساس پارامترهای موثر، تابع مذکور را بهینه نمود. پارامترهای موثر در این مطالعه، دبی آب خروجی از چاه، سطح تراز آب، ضخامت سفره آبدار و در نهایت خطای تخمین است. در ابتدا می بایست اطلاعات مورد نظر را از چاه های استخراجی آبدار، یا چاه های مستقل برای پمپاژ کسب نمود. خطای تخمین کریجینگ که یک ابزار زمین آماری و برای بررسی عدم قطعیت پارامترهای مذکور مورد استفاده قرار می گیرد. تابع هدف بر اساس افزایش بازدهی پمپاژ طراحی می شود. این تابع هدف یک شاخص ضربی از پارامترهای دبی آب خروجی از چاه، سطح تراز آب، ضخامت سفره آبدار و خطای تخمین است. پارامترهای دبی، ضخامت سفره آبدار و خطای تخمین با تابع هدف رابطه مستقیم دارند، ولی سطح تراز آب که به صورت نسبی با مقدار حداقل سطح تراز سنجیده می شود، با تابع هدف رابطه عکس دارد. برای نمایش پارامترهای مذکور، نقشه های خطوط هم تراز به کار می رود و برای دورنیایی نقاط از تخمین- گر کریجینگ استفاده می شود. برای تخمین کریجینگ ابتدا می بایست برای داده ها واریوگرام جهتی و غیر جهتی را محاسبه کرده و بر اساس آن بیضوی ناهمسانگری را ترسیم نمود. بعد از انجام کریجینگ می توان خطای تخمین را محاسبه نمود. اینکه تنها با توجه به حداکثر مقدار واریانس تخمین مناطق حفر پمپاژ آب را تعیین نمود درست نیست، بلکه باید پارامترهای موثر دیگر نیز درنظر گرفت. بنابراین تابع هدف را به صورت OF (Q, h,T,E)= Qα* h-β* Ty* EΨ که ضرایب مورد نظر بر اساس نوع منطقه و تحلیل حساسیت تعیین می شود و در حالت ساده می توان همه ضرایب توانی را برابر یک گرفت. بنابراین با جستجو مقدار بیشینه تابع هدف می توان منطقه مناسب را برای حفاری چاه پمپاژ را داد. در صورتی که بخواهیم موقعیت چاه پمپاژ بعدی را تعیین نماییم می بایست که اطلاعات مربوط به چاه قبلی را وارد نموده و دوباره مقادیر برای تابع هدف محاسبه تا موقعیت بعدی حفاری مشخص شود.

کلیدواژه ها:

تابع هدف ، پارامترهای پمپاژ ، زمین آمار ، بهینه سازی