ارزیابی عامل کنترل‌کننده ترقیق‌شدگی در بهینه‌سازی زمان‌بندی تولید معادن

نوع مقاله : مقاله مهندسی معدن

نویسندگان

1 گروه معدن-مرکز آموزش عالی شهید باکری- دانشگاه ارومیه

2 عضو هیات علمی گروه مهندسی معدن دانشگاه ارومیه

3 گروه مهندسی معدن دانشگاه ارومیه

چکیده

با کاهش عیار مواد معدنی در اثر توسعه محدوده معدن به سمت اعماق و برای تأمین بهره‌وری اقتصادی عملیات معدنکاری بایستی ظرفیت تولید معادن افزایش یابد. بهینه‌سازی مسائل زمان‌بندی تولید در معادن، به دلیل افزایش مقیاس تولید نیازمند به محاسبات و طراحی‌های دقیق‌تر است. از میان روش‌های استخراج زیرزمینی روش تخریب‌بلوکی جز روش‌های بزرگ‌مقیاس و پرکاربرد در جهان است. در فرایند تولید این‌گونه معادن کنترل تخلیه بحرانی‌ترین عنصر طراحی است. اگر نرخ تخلیه و کنترل مهاجرت مواد خردشده در بین دهانه‌های‌تخلیه به‌درستی انجام نگیرد خسارات جبران‌ناپذیری را به مجموعه معدن وارد می‌کند. در این تحقیق مدل ریاضی بر مبنای برنامه‌ریزی‌خطی‌عدد‌صحیح‌مختلط جهت اعمال محدودیت کنترل ترقیق‌شدگی در مسائل زمان‌بندی تولید معادن تخریب‌بلوکی ارائه و موردربررسی قرار گرفت تا با کنترل مناسب از عیار و تناژ مواد تخلیه‌شده، از اختلاط باطله با مواد‌معدنی در مناطق تخریب‌شده جلوگیری کرده و بهینه‌سازی واقعی‌تر از طراحی این معادن در اختیار گروه عملیات استخراج قرار دهد. نتایج اجرای مدل پیشنهادی با استفاده از نرم‌افزار CPLEX نشان داد برای یک محدوده معدنی با 199 دهانه‌تخلیه که در طی 15 سال از عمر معدن برنامه‌ریزی‌شده است در اثر استفاده از محدودیت کنترل ترقیق‌شدگی مقدار NPV 47/7 % معادل ‌M$2/12 افزایش داشته و از استخراج ‌-Mt5/3 باطله جلوگیری شده است. محدودیت کنترل ترقیق‌شدگی ضمن افزایش متوسط عیار تولیدی سالیانه و همین‌طور کاهش هزینه‌های باطله‌برداری موجب افزایش طول عمر ماشین‌آلات و تجهیزات درگیر در عملیات استخراج می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Assessment of the dilution controlling factor in the production scheduling of mines

نویسندگان [English]

  • farshad nejadshahmohammad 1
  • Sajjad Chehreghani 2
  • mohammadbagher fathi 3
1 Mining engineering- High education center of shahid bakeri- Urmia university
2 Mining Engineering Department, Faculty of Engineering, Urmia University, Urmia, Iran
3 Mining engineering- Urmia university
چکیده [English]

With reduction in the mineral grade due to thedevelopment of the mining area to the depths and to ensure the economic efficiencyof mining operations, it is necessary to increase the annual productioncapacity, therefore scheduling problems optimization in mines requires moreprecise designing.  Among the undergroundmining methods, the block caving method is one of the largest and most widespreadmethods is used in the world. In the operation of such mines, drawing controlis the most critical element. In the current study, a mathematical model basedon MILP has been modeled the dilution controlling constraint (BDC) in theproduction scheduling problems. The BDC by reduction of the waste and ore mixingin the draw column presents a real optimization plan. TheMILP formulation for a block-cave production schedule was developed,implemented, and tested in the CPLEX/IBM environment. The resultsof the implementation of the models using 325 drawpoints over 15 periods show that the NPVincreased by 7.47% about 12.2M$. Moreover was prevented of extraction of 3.5Mtwaste. BDC while increasing the average annual production-grade, reduce the stripping costs and increase the life of equipment involved inmining operations

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dilution controlling constraint
  • production scheduling
  • block caving
  • MILP

مراجع

[1] حسن بخشنده امنیه، هادی محتاری، میثم حکیمیان و سعید دهنوی آرانی، "مدل‌سازی ریاضی‌ زمانبندی فعالیت‌ها با درنظرگرفتن هزینه‌های اضافه‌کاری و جریمه‌ی دیرکرد برای استخراج بلوک معدن سنگ آهن چغارت". نشریه مدل­سازی در مهندسی, دوره 16، شماره 53، تابستان 1397، صفحه 315-323.
[2] G.P. Chitombo, “Cave mining: 16 years after Laubscher's 1994 paper 'Cave mining - state of the art”, International journal of Mining Technology”, Vol. 119, No. 3, November 2010, pp. 132-141.
[3] D.H. Laubscher, “Cave mining-the state of the art”. The Journal of The South African Institute of Mining and Metallurgy, Vol. 1, No. 1, October 1994, pp. 279-293.
[4] D. Rahal, “Draw Control in Block Caving Using Mixed Integer Linear Programming”, Sustainable Minerals Institute”, PHD Thesis, University of Queensland,2008.
[5] F. Nezhadshahmohammad, H. Aghababaei, and Y. Pourrahimian, “Conditional draw control system in block-cave production scheduling using mathematical programming”, International Journal of Mining, Reclamation and Environment, Vol. 33, No. 4, August 2019, pp 223-246.
[6] F. Nezhadshahmohammad, Y. Pourrahimian, and H. Aghababaei, “Presentation of a multi-index clustering technique for the mathematical programming of block-cave scheduling”, International Journal of Mining Science and Technology, Vol. 28, No. 6, November 2018, pp. 941-950.
[7] F. Khodayari, and Y. Pourrahimian, “Production Scheduling in Block Caving with Consideration of Material Flow”, International journal of  Mining and Mineral Science, Vol. 1 No. 1, December 2017, pp. 1-8.
[8] F. Khodayari, and Y. Pourrahimian, “Long-term production scheduling optimization and 3D material mixing analysis for block caving mines”, International Journal of Mining Technology, Vol. 128, No. 2, January 2019, pp. 45-60.
[9] A.R. Guest, G.J. Van Hout, and A. Von Johannides, “An Application of Linear Programming for Block Cave Draw Control”, International journal of  Mining and Mineral Science, Vol. 12, No. 1, December 2000, pp. 461-468.
[10] E. Rubio, “Long term planning of block caving operations using mathematical programming tools, Mining and Mineral Process Engineering”, PHD Thesis, The University of British Columbia. 2002.
[11] R. Epstein, S. Gaete, F. Caro, A. Weintraub, P. Santibanez, and J. Catalan,“Optimizing long term planning for underground copper mines”, 5th International conference Proceedings of Copper, Santiago, Chile, October 2003, pp.156-164.
[12] D. Rahal, M. Smith, G. V. Hout, and A. V. Johannides, “The use of mixed integer linear programming for long-term scheduling in block caving mines”, The Journal of South African Institute of Mining and Metallurgy, Vol. 101, No. 2, November 2003, pp. 123-132.
[13] E. Rubio, and T. Diering. “block cave production planning using operation research tool”, Massmin conference , Santiago, Chile, August 2004. 2004 pp. 34-45.
[14] M. Smoljanovic, E. Rubio, and N. Morales, “Panel Caving Scheduling Under Precedence Constraints Considering Mining System”, 35th APCOM Symposium. September 2011, pp. 407-417.
[15] A. Parkinson, “Essays on Sequence Optimization in Block Cave Mining and Inventory Policies with Two Delivery Sizes”, The PhD Thesis, The University Of British Columbia: The University Of British Columbia. 2012.
[16] Y. Pourrahimian, and H. Hooman Askari-Nasab, “An application of mathematical programming to determine the best height of draw in block-cave sequence optimisation”, International Journal of Mining Technology, Vol. 123, No. 3, October 2014, pp. 162-172.
[17] D.H. Laubscher, “Block caving manual”, JKMRC and Itasca Consulting Group, Inc: Brisbane, August  2000, pp. 1-12.
[18] Y. Pourrahimian, “Mathematical programming for sequence optimization in block cave mining”, The PhD Thesis, University of Alberta (Canada): Ann Arbor. 2013.
[19] فرشاد نژادشاه محمد،"ارائه الگوریتم خوشه‌بندی چندمرحله‌ای در مدل‌سازی ریاضی تولید معادن". نشریه مدل سازی در مهندسی, دوره 17 شماره 56، بهار 1398، صفحه 267-279.
[20] IBM ILOG,”ILOG CPLEX, ILOG”, Inc. 2015: Sunnyvale, CA, USA.
[21] سید محمد حسین حسینی، حسینی, علی اکبر حسنی،" توسعه یک الگوریتم شاخه و کران برای حل مساله زمانبندی در سیستم تولید جریان کارگاهی مونتاژی"، نشریه مدل سازی در مهندسی, دوره 15، شماره 51، زمستان 1396، صفحه 85-98.
 
مدل سازی در مهندسی
دوره 19، شماره 65
تیر 1400
صفحه 53-62

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 10 شهریور 1399
  • تاریخ بازنگری: 08 دی 1399
  • تاریخ پذیرش: 24 دی 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار