نشریه مهندسی معدن

نشریه مهندسی معدن

تعیین عمق و زمان بهینه گذار از روش استخراج روباز به زیرزمینی در معدن مس سونگون

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 پژوهشگر پسا دکتری، دانشکده معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی‌تکنیک تهران)
2 استاد تمام دانشکده معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی‌تکنیک تهران)
3 استادیار دانشکده معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی‌تکنیک تهران)
چکیده
ذخایر معدنی نزدیک به سطح با گسترش عمقی و شیب زیاد، قابلیت استخراج با روش روباز، زیرزمینی و یا ترکیبی از این دو روش را دارد. گذار از معدن روباز به زیرزمینی یکی از مسایل چالش برانگیز مهندسی معدن است. معادنی که قابلیت گذار را دارند، در نهایت به یک نقطه گذار می‌رسند که در آن باید تصمیم‌گیری شود که آیا کاواک گسترش یابد یا به استخراج زیرزمینی تغییر روش دهند. مهم‌ترین مساله در این حالت تعیین "عمق بهینه گذار از استخراج روباز به زیرزمینی" است. هدف اصلی این تحقیق ارایه روش بهینه‌سازی برای گزینه‌های استخراج ترکیبی و برنامه‌ریزی گذار بر اساس مدل برنامه‌ریزی خطی عدد صحیح مختلط (MILP) است. نتیجه نهایی حاصل از به‌کارگیری MILP، تعیین عمق و زمان بهینه گذار و زمان‌بندی استخراج با هدف بیشینه‌سازی ارزش خالص فعلی است. بستر برنامه‌نویسی پایتون و متلب برای اجرای MILP انتخاب و یک حل‌کننده بهینه‌سازی تقسیم و غلبه در مقیاس بزرگ برای این تحقیق ارایه شد. ارزیابی معدن مس سونگون با استفاده از مدل MILP برای دو حالت با در نظر گرفتن هزینه‌های زیست‌محیطی و بدون در نظر گرفتن هزینه‌های زیست‌محیطی انجام شد. نتایج ارزیابی نشان داد که در حالت اول عمق گذار (۵/۸۸۷ متر یا ۷۱ افق) کمتر از حالتی است که هزینه‌های زیست‌محیطی لحاظ نمی‌شود (950 متر یا 76 افق). با بررسی هر دو حالت، تغییری در عمر معدن مشاهده نشد. MILP معدن مس سونگون را برای استخراج ترکیبی متوالی (غیرهمزمان) در طول عمر 13 سال برنامه‌ریزی کرد. ارزش خالص فعلی حاصل از اجرای MILP، ۷/۵۱ میلیارد دلار و نسبت باطله‌برداری کلی استخراج روباز برای استخراج ترکیبی در حالت اول 64/1 حاصل شد. تجزیه و تحلیل نتایج نشان داد که MILP از استخراج باطله‌های بیش از حد برای دسترسی به کانسنگ با تغییر از گزینه روباز به زیرزمینی جلوگیری و عمر معدن، زمان دسترسی به منابع مالی و بازگشت سرمایه را کاهش می‌دهد. نتایج تجزیه و تحلیل حساسیت نشان داد که ارزش خالص فعلی مدل MILP بیش‌ترین حساسیت را به‌ترتیب نسبت به تغییرات قیمت مس، هزینه‌های استخراج و هزینه‌های زیست‌محیطی نشان داد. .
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Determining the depth and time of optimum transition from open-pit to underground mining in Songun copper mine

نویسندگان English

NASER BADAKHSHAN 1
Korosh Shahryar 2
Sajjad Afraei 3
1 Postdoctoral, Amirkabir University of Technology, Department of Mining Engineering, Iran
2 Professor, Amirkabir University of Technology, Department of Mining Engineering, Iran
3 Assistant professor, Amirkabir University of Technology, Department of Mining Engineering, Iran
چکیده English

The most important issue, in the case of deposits with high axial expansion, is determining the "optimum transition depth from open-pit to underground mining (OTD)." The main objectives of the research are providing a framework-based method (mathematical model) to determine environmental costs and propose an optimization trick for combined mining options and transition planning (optimum transition depth), development, implementation and validation of the optimization framework based on the Mixed integer linear programming (MILP). The result of the MILP is to determine the most suitable mining option(s) for the mining of the ore and to schedule the extraction in such a way as to maximize the NPV. Python and MATLAB programming platforms were chosen to implement the MILP, and a large-scale meta-heuristic optimization solver was presented for this research. The MILP planned the Songun copper mine reserve with sequentially combined mining over a mine life of 13 years. The optimum transition depth from open-pit to underground mining was 950.

کلیدواژه‌ها English

Optimum Transition Depth (OTD)
Combined Open Pit– undergroun mining
Mixed Integer Linear Programming (MILP)
Environmental Costs
بخت‌آور، ع. (۱۴۰۰)، استخراج ترکیبی روباز و زیرزمینی، ارومیه، دانشگاه صنعتی ارومیه.## Chung, J., Asad, M. W. A., & Topal, E. (2022). Timing of transition from open-pit to underground mining: A simultaneous optimisation model for open-pit and underground mine production schedules. Resources Policy, 77, 102632.‏ ## Afum, B. O., & Ben-Awuah, E. (2021). A review of models and algorithms for surface-underground mining options and transitions optimization: some lessons learnt and the way forward. Mining, 1(1), 112-134.‏ ## Khaboushan, A. S., Osanloo, M., & Esfahanipour, A. (2020). Optimization of open pit to underground transition depth: An idea for reducing waste rock contamination while maximizing economic benefits. Journal of Cleaner Production, 277, 123530. ‏## Khaboushan, A. S., & Osanloo, M. (2020). A set of classified integer programming (IP) models for optimum transition from open pit to underground mining methods. Natural Resources Research, 29(3), 1543-1559. ## Badakhshan, N., Shahriar, K., Afraei, S., & Bakhtavar, E. (2023). Determining the environmental costs of mining projects: A comprehensive quantitative assessment. Resources Policy, 82, 103561. ## Li, X., Wang, Y., Yang, S., Xiong, J., & Zhao, K. (2021). Research progress in the mining technology of the slowly inclined, thin to medium thick phosphate rock transition from open-pit to underground mine. Applied Mathematics and Nonlinear Sciences, 6(1), 319-334.‏ ## Ross, I. T., & Stewart, C. A. (2020, December). Issues with transitioning from open pits to underground caving mines. In MassMin 2020: Proceedings of the Eighth International Conference & Exhibition on Mass Mining (pp. 221-238). University of Chile.‏ ## Ren, S. T., Liu, Y., Yang, X. Y., Tong, D. G., & Ren, G. F. (2022). Extended Ultimate-Pit-Limit Methodology for Optimizing Surface-to-Underground Mining Transition in Metal Mines. Advances in Civil Engineering, 2022, 1-9.‏ ## Bakhtavar, E., Namin, F. S., & Oraee, K. (2010). Practical final pit depth considering the future underground mining-a case study. In 2010 SME Annual Meeting & Exhibit, Phoenix, AZ (pp. 153-156).‏ ## Bakhtavar, E., Shahriar, K., & Oraee, K. (2008, June). A model for determining optimal transition depth over from open-pit to underground mining. In Proceedings of the 5th International Conference on Mass Mining (pp. 393-400).‏ ## Bakhtavar, E., Shahriar, K., & Mirhassani, A. (2012). Optimization of the transition from open-pit to underground operation in combined mining using (0-1) integer programming. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 112 (12), 1059-1064.‏ ## Newman, A. M., Yano, C. A., & Rubio, E. (2013). Mining above and below ground: Timing the transition. IIE Transactions, 45(8), 865-882.‏ ## Bakhtavar, E. (2013). Transition from open-pit to underground in the case of Chah-Gaz iron ore combined mining. Journal of Mining Science, 49, 955-966.‏ ## Chung, J., Topal, E., & Ghosh, A. K. (2016). Where to make the transition from open-pit to underground? Using integer programming. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 116(8), 801-808.‏ ## Badakhshan, N., Shahriar, K., Afraei, S., & Bakhtavar, E. (2023). Evaluating the impacts of the transition from open-pit to underground mining on sustainable development indexes. Journal of Sustainable Mining, 22(2), 154. ##
دوره 19، شماره 62
بهار 1403
صفحه 117-153

  • تاریخ دریافت 27 دی 1402
  • تاریخ بازنگری 30 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش 10 تیر 1403