بهینه‌سازی برنامه‌ریزی تولید بلندمدت در روش استخراج تخریب در طبقات فرعی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر،

2 دانشیار، دانشکده معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

3 استادیار، دانشکده مهندسی معدن، دانشکده فنی دانشگاه تهران

چکیده

برنامه‌ریزی تولید در معادن زیرزمینی همچنان یک فرآیند طراحی دستی است و ابزارهای مناسب برای تهیه برنامه‌ریزی تولید بهینه برای این معادن وجود ندارد. دستیابی به نتیجه بهینه واقعی از طریق برنامه‌ریزی دستی به دلیل پیچیدگی معادن زیرزمینی و مشکلات برنامه‌ریزی تولید در این معادن امری غیرممکن است. با توجه به افزایش روز افزون مصرف مواد معدنی از یک طرف و افزایش عمق ذخایر معدنی از طرف دیگر، تلاش برای دستیابی به روش‌های جامع بهینه‌سازی برنامه‌ریزی تولید در معادن زیرزمینی و به ویژه روش‌های استخراج بزرگ مقیاس با آهنگ تولید بالا اجتناب‌ناپذیر است. از بین روش‌های استخراج زیرزمینی، روش استخراج تخریب در طبقات فرعی روشی متداول برای استخراج سنگ‌های سخت با آهنگ تولید بالا است و مطالعات بسیار محدودی در زمینه برنامه‌ریزی تولید بلندمدت برای این روش وجود دارد. در این مقاله، برای بهینه‌سازی برنامه‌ریزی تولید روش استخراج تخریب در طبقات فرعی، یک مدل جدید ریاضی با هدف بیشینه کردن ارزش خالص فعلی (NPV) ارایه شده است. محدودیت‌های فنی و اجرایی روش استخراج تخریب در طبقات فرعی مانند محدودیت‌های بازکننده‌ها و آماده‌سازی‌ها، ظرفیت تولید، هندسه طبقات فرعی و دسترسی به ذخیره در این مدل منظور شده‌اند. مدل ارایه شده بر روی یک مدل بلوکی اقتصادی اجرا و حداکثر NPV تعیین شد. مقایسه نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از روش برنامه‌ریزی دستی، افزایش قابل توجهی در NPV عملیات معدنکاری را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimization of Long-Term Production Planning in Sublevel caving Method

نویسندگان [English]

  • Morteza Shenavar 1
  • M Ataeepour 2
  • Mehdi Rahmanpour 3
1 -
2 Amirkabir University of Technology
3 School of mining, college of engineering, University of Tehran
چکیده [English]

Production planning in underground mines is still a manual process and there are no suitable tools for optimal production planning for these mines. It is impossible to achieve a real optimum result through manual programming because of the complexity of underground mines and production planning problems in these mines. Due to the increasing consumption of minerals on one hand and the depth of mineral reserves, on the other hand, efforts to achieve comprehensive production planning optimization methods in underground mines and especially large-scale production methods with high production rates are inevitable. Among the underground mining methods, sublevel caving is a common method for hard rock mining, and there are very few studies of long-term production planning for this method. In this paper, a new mathematical model with the aim of maximizing the net present value (NPV) is presented to optimize the production planning of the sublevel caving method. The technical and operational constraints of the sublevel caving method such as development constraints, production capacity, sublevels geometry, and storage access are included in this model. The proposed model was implemented on an economic block model and the maximum NPV was determined. A comparison of the results obtained with the results of manual planning shows a significant increase in NPV mining operations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Optimization
  • Production Planning
  • Underground Mining
  • Net Present Value
  • Sublevel caving
منابع 1. Pourrahimian, Y., (2013), Mathematical programming for sequence optimization in block cave mining, Doctor of Philosophy Thesis, Department of Civil and Environmental Engineering, Edmonton, Alberta## 2. Ataee-pour, M., (2005), A critical survey of the existing stope layout optimization techniques. Journal of Mining Science, Vol. 41, No. 5, 447-466## 3. Shenavar, M. Ataee-pour, M. Rahmanpour M.; (2016), Evaluating mineable reserve in presence of grade uncertainty using floating stope optimizer in underground mines; 6th International Conference on Computer Applications in the Minerals Industries (CAMI), 2016, Istanbul, Turkey## 4. Shenavar M., Ataee-pour M., Rahmanpour M.; 2018; Production Scheduling in Sublevel Caving Method with the Objective of NPV Maximization; Proceedings of the 27th International Symposium on Mine Planning and Equipment Selection.## 5. Williams JK, Smith L, Wells PM (1973), Planning of underground copper mining.10th Internat. Appl. Sympos. Appl. Comput. Mineral Indust. (APCOM), Johannesburg, South Africa, 251–254## 6. O’Sullivan, D., Newman, A., (2014), Extraction and Backfill Scheduling in a Complex Underground Mine, Interfaces 44(2), pp. 204–221, 2014 INFORMS## 7. Brickey, A.J., (2015), Underground production scheduling optimization with ventilation constraints, PhD thesis of the Colorado School (Mining and Earth Systems Engineering).## 8. Little, J., Knights, P., Topal, E., 2013. Integrated optimization of underground mine design and scheduling. J. S. Afr. Inst. Min. Metall 113 (10), 775–785.## 9. Foroughi S., Khademi Hamidi J., Monjezi M., Nehring M., 2019, The integrated optimization of underground stope layout designing and production scheduling incorporating a non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II), Resources Policy 63 (2019) 101408## 10. Winkler, B. (1998), System for quality-oriented mine production planning with MOLP. Proc. 27th Internat. Appl. Comput. Oper. Res. Mineral Indust. (APCOM) Sympos., Royal School of Mines, London, 53–59## 11. Kuchta, M., Newman, A. Topal. E. (2004), Implementing a production schedule at LKAB’s Kiruna Mine. Interfaces 34(2) 124–134## 12. Newman, A., Kuchta. M. (2007), Using aggregation to optimize long-term production planning at an underground mine. Eur. J. Oper. Res. 176(2) 1205–1218## 13. Martinez MA, Newman AM (2011), A solution approach for optimizing long- and short-term production scheduling at LKAB’s Kiruna mine. Eur. J. Oper. Res. 211(1):184–197.## 14. هارتمن ال، 1987، اصول مهندسی معدن، ترجمه مهدی یاوری و علی‌اصغر خدایاری، انتشارات دانشگاه صنایع و معادن ایران ##