Decision-making models in mining:the case example of the Golgohar 6 iron ore deposit, Iran

Hezarkhani, Alireza

This research is divided into two general sections. First, the significance and purpose of the study are examined according to conditions of iron ore production and consumption. This part is focused on iron ore resources, extraction and consumption in Iran and the world. Then, comparison of demand and supply of iron ore and reasons why iron ore production will increase are explained, such as population and urbanisation growth, industrial development, new extraction technology, and specially in Iran the availability of inexpensive energy and establishment of new steel plants. Iron ore exploration results in Iran identify new iron ore deposits, such as Golgohar 6, D19 and A13, which have a high amount of overburden. Open pit mining for these deposits is not evident and needs careful evaluation. The selection of the mining method is very important for mine design, particularly for low-grade and deep deposits. The major factors in the selection of the mining method are the geometry of the ore body, extraction rate, economic and technical factors. A critical assessment of these factors would be helpful for the decision process. Therefore, the second part of this research provides a systematic evaluation of mining methods in iron ore deposits, with particular focus on the application of fuzzy set theory. Three procedures for the selection of a mining method are applied:  Qualitative method  Numerical ranking method  Decision-making model This work is mainly focused on a decision-making model based on fuzzy set theory. While the qualitative method mainly defines possible extraction methods, the numeric ranking method and the decision-making model compare alternative mining methods. This approach is applied to the Golgohar iron ore district which is one of four iron ore regions in Iran. In the Golgohar area, six iron ore deposits are recognized by airborne surveying, and Golgohar 6 is one of the deepest deposits. The resource of Golgohar 6 amounts to 65 million tonnes with a grade of 56% Fe. The thickness of the orebody is about 100 m and the depth is between 500 to 600 m below surface. Exploration activities for Golgohar 6 include geological investigation, geophysical measurements (airborne surveying, magnetometry and gravimetry), core drilling, sampling and analysis. The application of the above selection procedures for the Golgohar 6 deposit defines that both the surface mining and the sublevel stoping method are appropriate extraction methods. The preliminary economic study of surface mining with shovel and truck versus surface mining with semi-mobile crusher and conveyor as well as sublevel stoping constrains the most suitable mining method for the current information level of the Golgohar 6 exploration project. However, the density of the current exploration data (indicated mineral resources) is not sufficient for making a final decision on the mining method. The continuation of exploration activities and more exploration drilling (the spacing between the drill holes should be 50 m or less) are necessary.

Diese Forschungsarbeit ist in zwei allgemeine Bereiche unterteilt. Als erstes werden die Bedeu-tung und der Zweck dieser Studie in Bezug auf die Produktions- und Verbrauchsumstände von Eisenerz untersucht. Dieser Teil der Studie konzentriert sich auf Eisenerzvorräte, –abbau und –verbrauch im Iran und weltweit. Anschließend werden sowohl der Vergleich zwischen Nach-frage und Angebot als auch Gründe für die Steigerung der Produktion, z.B. Bevölkerungs-wachstum und zunehmende Urbanisierung, industrielle Entwicklung, neue Abbautechnologien sowie, besonders im Iran, die Verfügbarkeit günstiger Energie und die Errichtung neuer Stahl-fabriken, erklärt. Anhand von Ergebnissen der Eisenerzerkundung im Iran wurden neue Eisen-erzlagerstätten, z.B. Golgohar 6, D19 und A13 identifiziert, die mit Deckgebirge mit einer hohen Mächtigkeit überlagert sind. Aus diesem Grund ist Tagebau für diese Lagerstätten nicht zwei-felsfrei geeignet und bedarf einer sorgfältigen Auswertung. Die Auswahl der Abbaumethode ist für die Bergwerksplanung sehr wichtig, insbesondere für niederwertige und tiefliegende Lagerstätten. Entscheidende Auswahlkriterien, die für die Ab-baumethode eine Rolle spielen sind die Geometrie des Erzvorkommens, das Ausbringen sowie wirtschaftliche und technische Faktoren. Eine kritische Bewertung dieser Faktoren wäre für den Entscheidungsprozess förderlich. Aus diesem Grund liefert der zweite Teil dieser Forschungsarbeit eine systematische Bewer-tung der Abbaumethoden, die in Eisenerzlagerstätten angewendet werden, mit besonderem Fokus auf die Anwendung der Fuzzy Set Theorie. Drei Verfahren werden für die Auswahl einer Abbaumethode angewendet:  qualitatives Verfahren  numerische Rangbestimmung  Entscheidungsmodell Gegenstand dieser Arbeit ist hauptsächlich ein Entscheidungsmodell, das auf der Fuzzy Set Theorie basiert. Während das qualitative Verfahren vorwiegend die möglichen Abbaumethoden definiert, vergleichen die numerische Rangbestimmung und das Entscheidungsmodel alterna-tive Abbaumethoden. Diese Herangehensweise wird auf das Golgohar Eisenerzrevier ange-wendet, welches eine der vier Eisenerzregionen im Iran ist. Sechs Eisenerzlagerstätten wurden im Golgohar Gebiet durch Luftvermessung identifiziert, Golgohar 6 ist eine der tiefsten Lager-stätten. Die Ressourcen in Golgohar 6 belaufen sich auf 65 Millionen Tonnen mit einem Durch-schnittsgehalt von 56% Fe. Die Mächtigkeit des Erzkörpers beträgt ca. 100 m und die Teufe liegt zwischen 500 und 600 m unter der Erdoberfläche. Erkundungsaktivitäten für Golgohar 6 umfassen geologische Untersuchungen, geophysikalische Messungen (Luftvermessung, Mag-netometrie und Gravimetrie), Kernbohrungen, Probenentnahme und –analyse. Die Anwendung der oben genannten Auswahlverfahren auf die Golgohar 6 Lagerstätte stellt fest, dass sowohl Tagebau als auch Mehrscheibenabbau geeignete Abbaumethoden sind. Die vorläufige Wirtschaftlichkeitsstudie vergleicht drei Optionen: Tagebau mit Schaufelbaggern und Lkws, Tagebau mit semimobilen Brechern und Mehrscheibenabbau und stellt fest, dass beim derzeitigen Kenntnisstand zum Golgohar 6 Erkundungsprojekt Tagebau mit semimobilen Bre-chern die geeignetste Abbaumethode ist. Allerdings reicht die Dichte der aktuellen Erkun-dungsdaten (angezeigte Ressourcen) nicht aus, um eine endgültige Entscheidung zur Abbau-methode zu treffen. Eine Fortsetzung der Erkundungsaktivitäten und weitere Erkundungsboh-rungen (der Abstand zwischen den Bohrungen sollte 50 m oder weniger sein) sind erforderlich.

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Hezarkhani, Alireza: Decision-making models in mining:the case example of the Golgohar 6 iron ore deposit, Iran. 2016.

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