کارخانه فرآوری سنگ آهن چغارت از دو خط مجزای فرآوری سنگ آهن چغارت و سه چاهون تشکیل شده است. هدف از انجام این پروژه بررسی وضعیت تغییرپذیری عیار در بار ورودی هریک از این خطوط بر حسب آنالیز های انجام شده عنصر fe بوده است. طراحی نمونه برداری سیستماتیک، صحیح و بهینه بخش دیگر کار را تشکیل داده است. درخصوص روش های نمونه برداری صحیح و بهینه از ذرات منفصل در بار ورودی، مطالعات مختلفی در دنیا صورت گرفته است. بررسی تغییرپذیری عیارخوراک در برخی معادن، به روش های زمین آماری مطالعه شده است. همگن سازی مناسب مواد پیش از خوراک دهی به کارخانه در کاهش تغییرات عیار و افزایش راندمان و کاهش واریانس و تعداد نمونه ها و هزینه آنالیز شدیداً موثر خواهد بود. در این پایان نامه، ضمن بررسی وضعیت بار ورودی از مرحله سنگ شکنی تا مرحله آسیا کنی از نظر دانه بندی و تغییرات عیار، محل مناسب نمونه, تعداد و وزن بهینه نمونه از خطوط مذکور طراحی شده است. سپس تغییرات عیار بار ورودی در طول سال های 89 و 90 برای دو خط مجزای چغارت و سه چاهون بررسی و توسط روش های کلاسیک آماری و زمین آماری به کمک واریوگرافی مدلسازی شده است. بدین منظور ابتدا با بهره گیری از روش های آمار کلاسیک، توزیع عیار با رسم هیستوگرام های مربوطه برای عنصر fe مورد بررسی قرار گرفته و همبستگی بین عناصر مطالعه شده و نمودار کنترلی تغییرپذیری عیار ترسیم و تحلیل شده است. سپس با استفاده از روش های زمین آماری، تغییرات عیار با بهره گیری از نمودارهای واریوگرام مدلسازی شده، وضعیت شعاع تاثیر نمونه ها و واریانس های تصادفی و ساختاردار مورد تحلیل قرار گرفته است. در ادامه با مطالعه وضعیت همگن سازی موجود، راهکار مناسب جهت همگن سازی بهینه بمنظور کاهش واریانس و تغییرپذیری عیار بار ورودی ارائه شده است. بدین منظور، همگن سازی با استفاده از نرم افزار در فواصل زمانی مختلف شبیه سازی شده و بازه زمانی و تناژ و روش همگن سازی بهینه ارائه گشته است. با توجه به مطالعات انجام شده، زمان بهینه همگن سازی کوتاه دامنه بار ورودی برای دو خط چغارت و سه چاهون به ترتیب 40 و 20 ساعت و زمان بهینه همگن سازی بلند دامنه به ترتیب 280و 65 ساعت محاسبه شده است. نتایج حاصل از این پروژه به طور کاملا کاربردی قابل اجرا در خط فرآوری چغارت و سه چاهون بوده و می تواند بطور قابل ملاحظه ای در کاهش تغییرپذیری عیار و بهینه سازی سیستم نمونه گیری و کاهش تعداد نمونه ها مفید واقع شود. این مسئله در کاهش هزینه های آنالیز و همچنین تهیه کنسانتره با کیفیت عیاری مناسب و در نتیجه بازیابی مناسب تر کارخانه دخیل خواهد بود.

در این تحقیق ویژگی های ژنتیکی و کانی شناسی کانسارهای آهن زون سنندج-سیرجان مورد مطالعه قرار گرفت. علاوه بر این نتایج انواع روش های دورسنجی و مغناطیس سنجی جهت شناسایی مناطق آهن دار، در محدوده کانسارهای آهن زون سنندج-سیرجان بررسی شد. در این مرحله داده های مغناطیس سنجی هوایی با فاصله پروفیل 7/5 کیلومتر و داده های دورسنجی etm+ استفاده گردید. هدف از مرحله مغناطیس سنجی پاسخ به این سوال بود که آیا رابطه معناداری بین موقعیت و ویژگی های بی هنجاری های نقشه های حاصل از اعمال فیلترهای مختلف بر روی داده های شدت کل مغناطیسی با موقعیت و تیپ های ژنتیکی کانسارهای آهن زون سنندج-سیرجان وجود دارد یا نه؟ در نهایت لایه های اطلاعاتی حاصل از مطالعات زمین شناسی، دورسنجی و مغناطیس سنجی هوایی جهت پتانسیل یابی کانسارهای آهن در زون سنندج-سیرجان با هم تلفیق شدند. پس از بررسی های انجام گرفته مشخص گردید که کانسارهای آهن در زون سنندج-سیرجان شمالی و جنوبی منشا اسکارنی و کانسارهای آهن در زون سنندج-سیرجان میانی منشا رسوبی-آتشفشانی دارند. در مورد کانسارهای اسکارنی، انطباق خوبی بین موقعیت این کانسارها با بی هنجاری های نقشه های حاصل از اعمال فیلتر برگردان به قطب و سیگنال تحلیلی بر روی داده های شدت کل مغناطیسی دیده شد ولی در مورد کانسارهای رسوبی-آتشفشانی چنین انطباقی وجود ندارد. پس از تلفیق لایه های اطلاعاتی مشخص گردید نتایج نقشه نهایی در اغلب برگه های مطالعه شده با موقعیت کانسارهای آهن (به ویژه کانسارهای اسکارنی آهن) شناسایی شده تطابق دارد.

تفسیر داده های خام ژئوفیزیکی به علت متأثر بودن شکل و عمق آنومالی ها از آرایه های الکترودیِ به کار گرفته شده، اغلب گمراه کننده می باشند. پس برای به دست آوردن مقادیر مقاومت ویژه ی الکتریکی واقعی و تعیین ویژگی های ساختاری کانسارها، مدل سازی وارون بر روی داده های صحرایی انجام می پذیرد. وجود مسئله ی وارون سه بعدی، معلول وجود مسئله ی پیشروی سه بعدی است. مدل سازی پیشرو، حل یک معادله ی دیفرانسیل با مشتقات جزئی و شرایط مرزی خاص توسط یکی از روش های محاسباتی است. در پژوهش حاضر، برای حل معادله ی پواسون سه بعدی از رهیافت اجزاء محدود استفاده شده است. هم چنین با اعمال شرایط مرزی مختلط، مقدار مرز برای حوزه ی حل به جای بی نهایت، در فاصله ی مورد نظر مشخص می گردد، که این کار از محاسبات اضافی و طولانی جلوگیری به عمل می آورد. برای وارون سازی داده های مقاومت ویژه ی الکتریکی اکثراً از روش های حداقل مربعات با قید هموارساز استفاده می شود. این روش ها نیازمند محاسبه ماتریس ژاکوبین هستند. خصوصاً برای حالت سه بعدی، رایانه ای با سرعت و حافظه ی بالا نیاز بوده و زمان زیادی را صرف می کند. در این پژوهش برای کمینه سازی خطا در فرایند وارون سازی سه بعدی داده های مقاومت ویژه ی الکتریکی، الگوریتم گرادیان مزدوج به کار رفته است. در الگوریتم سه بعدی حاضر، برای محاسبه ی گرادیان تابع هدف از روش حالت الحاقی استفاده گردیده است. این تکنیک، برنامه ی وارون سازی را از محاسبه طاقت فرسای ماتریس ژاکوبین بی نیاز می کند. هم چنین برای جلوگیری از اختلالات احتمالی مانند گرادیان های شدید، خصوصاً نزدیک الکترودها در سطح، پارامترهای مدل بعد از هر بار به روز شدن توسط فیلتری هموار می گردند. قابل ذکر است که برنامه ی تهیه شده در این پژوهش، کاملاً انعطاف پذیر بوده و قادر است با هرساختار پیچیده ای مانند تونل، ستون، بلوک سه بعدی از کانسار و غیره انطباق یابد. حال با اعمال یک آنومالی در مدل سه بعدی و برداشت مقاومت ویژه ی الکتریکی توسط روش توموگرافی با آرایه ی دوقطبی-دوقطبی و فاصله الکترودی 1 متر، و هم چنین مقایسه ی نتایج آن با نرم افزارهای استاندارد موجود، قابلیت برنامه ی پیشرویِ سه بعدیِ توسعه داده شده اثبات می گردد. در مرحله ی بعد، طرح وارون سازی سه بعدی نیز بر روی مدل مصنوعی یک تونل نعل اسبی شکل به طور موفقیت آمیز اجرا گردید. برداشت داده های مقاومت ویژه در این مدل با استفاده از توموگرافی الکتریکی و آرایش ونر آلفا بر روی یک پروفیل کمانی شکل با 43 الکترود و فاصله الکترودی 20 سانتی متر صورت پذیرفت. در نهایت قابلیت الگوریتم مذکور با عمال آن بر روی داده های مقاومت ویژه ی الکتریکی گالری شرقی تونل تورنمیر فرانسه اثبات گردید. مدل سازی توصیف شده توسط نرم افزار کمسول اسکریپ صورت گرفته است و کدهای مربوط به آن در محیط متلب نوشته شده است.

توصیف خصوصیات هندسی و فیزیکی زیرسطحی یک چالش معاصر در بسیاری از زمینه ها از جمله باستان شناسی، زمین شناسی، مسائل مهندسی و زیست محیطی است. ترکیب روش های ژئوفیزیکی با فراهم آوردن اطلاعات مفید در اعماق مختلف از ابهام موجود در تفاسیر که به دلیل عدم دسترسی مستقیم به بی هنجاری ها و عواملی همچون وجود نویزها و محدودیت های ذاتی خاص هر روش ظاهر می شوند، می کاهد. در این پایان نامه سه روش مغناطیس سنجی، gpr و توموگرافی مقاومت ویژه الکتریکی جهت تعیین قدرت تفکیک و مقایسه نتایج هر یک از این روش ها در تعیین بی هنجاری های نزدیک سطح با کاربرد در سایت مطالعاتی اول در محوطه دانشگاه یزد که دو لوله آب رسانی با قطر 25 سانتی متر مدفون در عمق 3متری و همچنین سنگ کف آهکی نزدیک به سطح هدف برداشت بوده است مورد ارزیابی قرار گرفتند. همچنین توموگرافی مقاومت ویژه در سایت مطالعاتی دوم که دهانه تونل شماره 3 معدن دره زنجیر با ابعاد 5/2×5/2 متر و عمق 7 متر بوده است، ارزیابی شد. نتایج نشان می دهند حساسیت و عمق مورد بررسی توسط روش مغناطیس سنجی برای تعیین بی هنجاری مناسب نبوده است. وجود لوله های فلزی در سطح زمین بی هنجاری جانبی با شدت زیاد را تا فاصله 25 متری از آن ها نشان می دهد. قدرت تفکیک مکانی دو روش توموگرافی مقاومت ویژه و gpr در تعیین هر دو بی هنجاری قابل قبول بوده و این دو روش به عنوان دو روش مکمل مناسب در تفسیر شرایط سایت ارزیابی شده اند. به دلیل پایین بودن فرکانس آنتن gpr بی هنجاری مربوط به لوله ها در روی رادارگرام بدون استفاده از اطلاعات جانبی قابل تفسیر نمی باشد. نتایج مدلسازی پیشرو برای مقاومت ویژه الکتریکی با آرایه دایپل-دایپل با فواصل الکترودی مختلف نشان داده است علاوه بر فاصله الکترودی، شرایط زمین شناسی سایت نیز در موفقیت این روش موثر می باشد.

کانسار سنگ آهن زاغیا مشتمل بر دو آنومالی اکتشافی 2c و 4 می باشد که باتوجه به اهمیت آنها و لزوم حفر گمانه های اکتشافی تکمیلی، در این مطالعه با استفاده از تابع get به تعیین نقاط بهینه مورد نظر جهت حفر گمانه ها در مرحله اکتشاف تکمیلی پرداخته شده است. بدین منظور با مشخص شدن نحوه توزیع عیار، خطای تخمین کریجینگ و ضخامت کانسنگ متغیر آهن داخل مدل بلوکی فضای تخمین هر یک از دو آنومالی و محاسبه میانگین عیار و خطای تخمین بلوک های واقع در یک ستون قائم و همچنین مجموع ضخامت این بلوک ها درون همان ستون، مقادیر تابع get برای هر ستون قائم بدست آمده است. در ادامه، فاکتور فاصله هر ستون قائم تا نزدیکترین گمانه حفرشده قبلی (d) نیز در انتخاب نقاط بهینه تاثیر داده شده و بیشترین مقدار d×get بدست آمده، موقعیت بهینه ترین نقطه حفر گمانه تکمیلی در مناطق تخمین خورده مدل بلوکی را به دست داده است.