Ottimizzazione dell'enumerazione della pianificazione della produzione a cielo aperto basata sul dominio di ricerca della capacità mobile

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 91 (2023) Citare questo articolo

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L'ottimizzazione della programmazione della produzione nelle miniere a cielo aperto non è solo un problema decisionale in più fasi, ma implica anche un'azione dinamica spazio-temporale tra molteplici fattori, che rende difficile ottimizzare contemporaneamente la capacità produttiva, la sequenza mineraria, la vita mineraria e altri fattori nell'ottimizzazione. progetto. Inoltre, la capacità produttiva viene ampliata in modo disordinato, la scala di calcolo è ampia e il tempo di ottimizzazione è lungo. Pertanto, questo articolo progetta un metodo di dominio di ricerca della capacità mobile per migliorare l'efficienza di calcolo senza tralasciare la capacità di produzione ottimale. Allo stesso tempo, prendendo il valore attuale netto massimo come funzione obiettivo, viene utilizzato un metodo di enumerazione per ottimizzare i possibili percorsi in diversi domini di capacità e calcolare l'investimento infrastrutturale e il costo di inattività delle strutture necessari per raggiungere la massima capacità di produzione su ciascun percorso possibile controllare l’espansione disordinata e la violenta fluttuazione della capacità produttiva. La ricerca mostra che l'algoritmo di ottimizzazione della pianificazione della produzione della miniera a cielo aperto proposto in questo articolo non solo può realizzare l'ottimizzazione simultanea dei tre elementi di capacità produttiva, sequenza mineraria e vita mineraria, ma anche migliorare l'efficienza di calcolo di 200 volte. Inoltre, la fluttuazione della capacità produttiva è inferiore all'1,4%. La vita mineraria della miniera viene prolungata di 13 anni e il beneficio economico complessivo aumenta del 18%.

La capacità produttiva, la sequenza mineraria e la durata dell'estrazione sono i tre fattori significativi nell'ottimizzazione della programmazione della produzione nelle miniere a cielo aperto. Mentre la capacità produttiva è legata alle condizioni tecniche della miniera, la sequenza mineraria è legata alla gestione dell’organizzazione della miniera e la durata dell’attività mineraria è limitata dalla programmazione della miniera e dalle norme di settore; inoltre, questi tre fattori sono influenzati dalle condizioni geologiche del giacimento minerario, dall'entità delle riserve, dall'ambiente di commercializzazione e da altri elementi1,2,3,4. Inoltre, rispetto ad altre condizioni esterne, c'è anche interazione e influenza tra i tre elementi della programmazione della produzione. Ad esempio, quanto più significativa è la capacità produttiva, tanto più breve è la vita produttiva dell’estrazione mineraria. Diverse sequenze di estrazione (posizione di avanzamento della cava alla fine dell'anno) influiscono direttamente sulla capacità produttiva dell'anno e quindi influenzano la vita complessiva dell'estrazione. In pratica, quindi, la pianificazione mineraria ottimizzata determina la quantità annuale stimata di minerale estratto, la quantità annuale stimata di roccia di scarto estratta (ovvero, la capacità di produzione), quali aree vengono estratte ed estratte ogni anno o come viene avanzata ciascuna fase (ovvero, il livello di estrazione). sequenza di mining) e il periodo di mining (ovvero, la durata del mining).

La pianificazione della produzione fornisce una strategia di produzione futura per una miniera (nuova miniera o miniera in produzione). Inoltre, per un dato deposito, la qualità del programma di produzione ha un impatto significativo sugli investimenti infrastrutturali e sul flusso di cassa, che viene distribuito sulla sequenza temporale dopo la produzione. Questa influenza diventa un fattore importante nel tasso di rendimento dell’investimento dell’intero progetto minerario. Ecco perché le società minerarie internazionali hanno un forte interesse nell’ottimizzare la pianificazione della produzione. L’ottimizzazione della pianificazione della produzione è sempre un argomento di ricerca popolare nell’ingegneria dei sistemi minerari. Dal punto di vista dell'ottimizzazione, il programma di produzione della miniera a cielo aperto determina il tempo di estrazione di ciascun modulo nel modello di deposito massiccio per determinare quale modulo dovrebbe essere estratto ogni anno per massimizzare il valore attuale NETTO totale e soddisfare la relazione spazio-temporale e le esigenze tecniche e vincoli economici dell’attività mineraria a cielo aperto.

Il "metodo di ordinamento dell'incremento minerario" è il primo metodo di ottimizzazione informatica applicato alla pianificazione della produzione. È stato proposto per la prima volta dagli ingegneri della Kennecott Company e applicato in azienda. L'incremento di mining viene generato costruendo coni e la struttura, la valutazione e il sequenziamento del cono vengono eseguiti tramite tentativi ed errori di interazione uomo-computer5. Gli incrementi produttivi per la programmazione della produzione possono essere ottenuti mediante l'“analisi parametrica” proposta da Lerchs e Grossmann6. Questo metodo è stato ulteriormente sviluppato nel metodo della "parametrizzazione della riserva" e molti studiosi hanno svolto ulteriori ricerche sulla soluzione della parametrizzazione della riserva e sulla sua applicazione nella programmazione della produzione7,8,9,10,11,12.