Интегрированное планирование открытых горных работ

В настоящее время на горнодобывающих предприятиях России приобретает свою актуальность вопрос комплексного планирования горных работ с учетом технико-экономических показателей работы предприятия. Цель такого планирования состоит в максимизации чистой прибыли и возвращении инвестиций проекта с учетом всех ограничивающих горнотехнических факторов.

Руководящий и инженерный состав все больше проявляет заинтересованность в прикладных инструментах управления планированием горных работ на разных временных горизонтах (рис. 1).

Рис.1. Вертикальная интеграция между горизонтами планирования

Большим преимуществом комплексного планирования является прогнозирование и возможность управления техническими и экономическими рисками, что приводит к максимальной финансовой эффективности работы предприятия.

Компания Dassault Systemes предлагает комплекс решений, позволяющих горным инженерам создать процесс интегрированного планирования на производстве. Сквозное интегрированное планирование открытых горных работ подразумевает создание общего цикла для всех горизонтов планирования (стратегического, тактического и оперативного) и обеспечение интерактивности между ними. Далее представлены основные решения компании Dassault Systemes для цикла планирования на горном производстве (рис.2).

Рис.2. Цикл планирования на горном производстве

 

Стратегическое планирование

Создание стратегического плана отработки месторождения является первым и наиболее значимым этапом планирования горных работ, обеспечивающим основу для всех управленческих решений. Стратегический план определяет основные этапы и направление развития горного предприятия, а исходя из этого, технико-экономические показатели в настоящем для достижения поставленных целей в будущем с учетом влияния фактора изменчивости во времени. Необходимость одновременного учета множества технических и экономических факторов и постоянная изменчивость объекта планирования вызывает сложности при составлении стратегического плана с заданными требованиями к качеству и уровню детализации.

Одним из главных преимуществ использования GEOVIA Whittle для решения комплекса задач данного уровня является обеспечение максимизации прибыли с учетом реальных горно-технологических ограничений. Кроме того, функциональность GEOVIA Whittle позволяет пользователю получить большой объем различных данных для анализа и определения оптимальной экономической эффективности проектов открытых горных работ.

Для качественной оценки потенциала месторождения часто бывает недостаточно простого нахождения предельного контура карьера (оптимального карьера). GEOVIA Whittle выполняет оптимизацию горных работ, обеспечивая существенно большее увеличение стоимости активов проекта, чем при выполнении обычного расчета оптимального карьера. GEOVIA Whittle может выполнять стратегическое календарное планирование, детальное моделирование с учетом стоимости, цен, извлечения, складирования, многокарьерности; оптимизацию шихтования и бортового содержания, одновременную или совместную оптимизацию для создания календарного плана. GEOVIA Whittle позволяет быстро оценить множество возможных вариантов, обеспечивая тем самым расчетную оценку потенциальной стоимости месторождения (рис.3).

Рис.3. Модули стратегического планирования GEOVIA Whittle

Функциональность GEOVIA Whittle актуальна для предварительной оценки месторождения, проектов технико-экономического обоснования, календарного планирования на весь срок жизни рудника, а также в процессе переоценки производственной программы на всех стадиях отработки месторождений на основании текущей ситуации.

Фазы проекта   Преимущества GEOVIA Whittle
Разведка · Определение потенциальной стоимости месторождения

· Зоны для последующего бурения

Предварительная оценка · Определение экономической эффективности месторождения и вариантов капитальных инвестиций и стратегий развития

· Анализ чувствительности и соответствующее распределение ресурсов для последующих изысканий

Предварительное ТЭО, ТЭО, Банковское ТЭО · Анализ ожидаемого возврата инвестиций

· Анализ чувствительности и инвестиционных рисков

· Анализ многочисленных сценариев с целью сокращения рисков

Производство · Определение стратегического направления для рудника, минимального промышленного содержания и оптимального бортового содержания, зоны добычи и последовательность отработки во времени, стратегий развития для новых карьеров и очередей

· Перерасчёт производственной программы в соответствии с изменяющимися условиями

· Расчет ежегодных запасов

 

 

Тактическое планирование

Полученные в ходе стратегического планирования поверхности оболочек фаз отработки и объёмные показатели по добыче и переработке с разбивкой по фазам и периодам являются основополагающими исходными данными для тактического планирования добычи (рис. 4).

Рис.4. Последовательность процессов стратегического и тактического планирования

Тактическое планирование на основе разработанного в GEOVIA Whittle стратегического плана (геометрия фаз отработки и объемно-качественные показатели) выполняется инструментами GEOVIA MineSched. Задача специалиста по планированию горных работ направлена на поиск целевых показателей по руде, подаваемой на фабрику из забоев и складов с соблюдением утверждённой технологической схемы разработки месторождения. Инструментарий GEOVIA MineSched позволяет получить необходимую детализацию планирования с учетом большого объема исходных данных, а также предоставляет возможность управлять результатами планирования исходя из заданных параметров (рис. 5).

Работая с блочными моделями и триангуляционными поверхностями GEOVIA MineSched может с легкостью планировать отработку карьера по заданным целевым показателям. GEOVIA MineSched включает в себя множество функциональных процессов для календарного планирования горных работ с максимизацией производительности и прибыли предприятия. GEOVIA MineSched обеспечивает:

  • Календарное планирование непосредственно по блочным моделям с любым числом количественных и качественных атрибутов.
  • Быстрое и удобное использование геометрических ограничителей, таких как проектное положения карьеров и отвалов.
  • Детализированный контроль планирования по взрывным блокам. Графическое задание последовательности отработки блоков в 3D среде со встроенными графиками и таблицами.
  • Использование алгоритмов целевых показателей планирования для автоматического создания последовательности отработки, соответствующей заданным целям и критериям отработки.
  • Использование встроенных алгоритмов целевых приоритетов GEOVIA MineSched для соблюдения правил шихтовки и минимизации вредных примесей, поступающих на обогащение.
  • Многоэтапная шихтовка материалов из карьеров, складов и фабрик в едином потоке движения материалов предприятия.
  • Задание пространственных направлений отработки, поуступных замедлений, пространственных границ.
  • Планирование вспомогательных процессов, таких как бурение, взрывание, внутреннее отвалообразование.
  • Определение маршрутов движения автосамосвалов.

Рис.5. Сценарий отработки месторождения в GEOVIA MineSched

Важно отметить, что GEOVIA MineSched создает планы отработки месторождений, помогающие обеспечить производительность, прибыль и выполняемость, намного эффективнее чем планы, созданные вручную. Основные преимущества планирования в GEOVIA MineSched:

  • быстрота и многовариантность создания и сопоставления сценариев горных работ,
  • высокая точность соблюдения требований, предъявляемых к тоннажу и содержанию в ходе усреднения,
  • снижение расходов на добычу и переработку путем оптимизации производственных мощностей предприятия,
  • обеспечение выполнимости планов путем их заверки с помощью получаемых на выходе 3-хмерных мультипликаций, встроенных графиков, планограмм и электронных таблиц.

 

Оперативное планирование

Полученные в результате тактического планирования план горных работ и нормы выработки по каждой единице оборудования позволяют специалисту, используя функционал ситемы операционного планирования, проводить оценку и учет влияния фактических показателей на работу предприятия, а также создавать краткоинтервальный план каждой единицы оборудования. При планировании в системе операционного планирования учитываются основные оперативные показатели работы предприятия, такие как планирование персонала и HR данные, план ремонта и простоя оборудования, актуальное состояние производственных мощностей, фактические затраты и стоимости. После оптимизации оперативного плана данные по графику работы оборудования поступают на производство, где по этим показателям формируются наряд-задания на работы. Контроль за исполнением графика выполнения работ позволяет получать фактические показатели исполнения плана и учитывать их в ситеме операционного планирования для динамического перепланирования (рис.6).

Рис. 6. Концепция для краткоинтервального планирования и управления

Операции Возможности применения системы операционного планирования
Планирование вспомогательных работ · Планирование на основании КПЭ

· Автоматическое применение геометрических ограничений

· Прогнозирование будущих конфликтов

· Планирование взрывов

Планирование добычных работ · Определение участков, доступных для добычи, на основании запланированных вспомогательных работ

· Автоматическое применение зоны добычи и ограничение опасного пространства

· Учет времени перегона между карьерами, участками, уступами

Планирование обслуживания техники · Комплексная оптимизация добычных работ и обслуживания техники

· Визуализация влияния технического обслуживания на план горных работ

· Реалистичная оценка времени обслуживания с учетом времени перегона на ремонт

Определение места разгрузки и оптимизация шихтовки · Оптимизация шихтовки для достижения количественных и качественных целевых показателей складов и фабрики

· Автоматический пересчет шихтовки  (в реальном времени) при обновлении данных по добыче

Планирование перевозок · Интеграция с системой диспетчеризации самосвалов

· Оптимизация парка самосвалов и маршрутов перевозок

· Интеграция с планированием технического обслуживания

 

Применение инструментария системы планирования для создания оперативного плана на горном предприятии позволит (рис.7):

  • Обеспечить видимость операций, ведущих к повышению производительности и постоянному улучшению.
  • Принимать оптимальные решения для поддержания производительности добычных мощностей предприятия и максимизации ценности работы.
  • Достичь операционного контроля через интегрированное и динамическое управление сменами.

Рис. 7. Пример оперативного планирования работы горнотранспортного оборудования

Решения Dassault Systemes позволяет специалисту по планированию горных работ, а также руководящему составу достоверно прогнозировать развитие горных работ, оперативно вносить корректировки, управлять техническими и экономическими рисками и контролировать выполнение плана.

Более подробно о компании Dassault Systemes в части решений для горнодобывающей отрасли вы можете ознакомиться по ссылке.