Владимир Мамлеев, технический специалист Micromine
Планирование открытых горных работ — это процесс подготовки управленческого решения, основанный на обработке исходной информации и включающий в себя выбор целей, определение средств и путей их достижения посредством сравнительной оценки альтернативных вариантов и принятия наиболее реального из них в ожидаемых условиях развития. Планирование отрытых горных работ подразумевает собой большой цикл технологических процессов, что является очень трудоемкой задачей для горного инженера и в целом для производственно-технического отдела.
Компания Micromine не стоит на месте, и, чтобы предоставить нашим пользователям больше возможностей для более качественного планирования отрытых горных работ, в 2021 году линейка продуктов была расширена за счет приобретения программного обеспечения Alastri. Функционал Micromine Alastri позволяет решать задачи планирования в разрезе любых временных промежутков, начиная от сменно-суточного и заканчивая стратегическим планированием отработки рудника, при этом программа позволяет рассматривать сразу несколько сценариев развития горных работ и отвалообразования. В зависимости от необходимой степени детализации календарного плана можно выполнить расчет параметров буровзрывных работ, экскавации, транспортировки, отвалообразования, шихтовки и многих других процессов и переделов предприятия.
Micromine Alastri состоит из пяти модулей:
• Alastri Rapid Reserver — предназначен для проектирования выемочных единиц и буровзрывных блоков;
• Alastri Haul Infinity — предназначен для проектирования транспортных маршрутов, расчета времени в пути и продолжительности цикла;
• Tactical Scheduler — предназначен для планирования открытых горных работ на срок от 3 месяцев до полной отработки рудника;
• Production Scheduler — предназначен для двухнедельного планирования с возможностью декадного и суточного планирования;
• Spatial Conformetrics — предназначен для сопоставления плана и факта выполненных горных работ.
Процесс работы в программе Micromine Alastri можно разделить на несколько этапов.
Подготовка данных
Проектирование буровзрывных блоков и выемочных единиц (Rapid Reserver)
Для проектирования буровзрывных блоков и выемочных единиц используется следующий набор входных файлов:
• блочная (-ые) модель (-и) месторождения (-ий);
• цифровая модель поверхности (ЦМП) фактического положения горных работ или участка месторождения;
• ЦМП/солиды карьеров и отвалов на конец планируемого периода или весь срок отработки рудника.
Проектирование выемочных блоков основывается на нарезке солида отвала и карьера, поэтому перед началом проектирования в Micromine Alastri необходимо создать солиды на основе актуальной ЦМП и каркасов на конец планируемого периода. В программе доступны инструменты для работы с триангуляционными поверхностями, а также создания и интерактивного обрезания солидов карьеров и отвалов (рис. 1).
После создания солидов производится импорт блочных моделей (Micromine Alastri работает как с полной блочной моделью, так и с рудной). При импорте возможно произвести кодировку по сортам руды в зависимости от содержания различных полезных компонентов.
Затем солиды нарезаются на горизонты и создается наименование иерархии блоков. При этом имеется возможность работы с маленькими обломками, которые образуются при работе с каркасами. В зависимости от их месторасположения и геометрии их можно удалить или присоединить к блокам нижележащих или вышележащих горизонтов. Также имеется отдельный функционал для учета контуров горизонтов, на которых производятся мероприятия по укреплению откосов уступов карьера.
Следующим этапом процесса подготовки данных является проектирование контуров выемочных единиц и/или буровзрывных блоков. Проектирование может осуществляться в автоматическом и ручном режиме. В автоматическом режиме проектирование осуществляется по заданной сетке, при этом программа может учесть контуры сортов руды по блочной модели, дорогу, блоки контурного взрыва и блоки, находящиеся на границе с цифровой моделью поверхности. При ручном проектировании есть возможность отобразить блочную модель и вручную выполнить оцифровку необходимого контура. После определения контуров производится автоматический расчет содержания полезных компонентов, а также других качественных и количественных показателей, в т. ч. в соответствии с ранее заданными сортами руды. После проектирования возможно добавление любого пользовательского атрибута, который не находился в блочной модели, но необходим для планирования (рис. 2).
Создание дорожной сети и выбор оптимального парка оборудования (Haul Infinity)
Для создания дорожной сети и выбора оптимального парка оборудования необходимы следующие данные:
• актуальная ЦМП рудника;
• технические характеристики оборудования;
• спроектированные выемочные или буровзрывные блоки.
Процесс проектирования дорожной сети состоит в отрисовке линий дорог в карьере и на поверхности с дальнейшей настройкой скоростных ограничений, параметров дороги и т. д. При проектировании дорожной сети программа автоматически привязывает выемочные блоки к дороге, что, в свою очередь, значительно сокращает время при проектировании (есть возможность привязывать блок вручную или по наименованию сегментов дороги). Кроме этого, имеется возможность добавления точек отвалов и карьеров, если не имеется каркасов, а также положения дробилок, обогатительных фабрик и складов (рис. 3).
Планирование открытых горных работ
Среднесрочное и долгосрочное планирование (Tactical Scheduler)
При планировании возможно учесть различные технологические процессы, такие как бурение, взрывание и экскавацию, а также учесть производительность оборудования, плечи откатки и т. д.
Перед планированием необходимо настроить проект по планированию, а именно:
• настроить вертикальные, горизонтальные зависимости, а также есть возможность задать зависимости между стадиями отработки карьеров и любые пользовательские зависимости;
• задать логику движения руды и вскрыши;
• добавить модели используемого оборудования;
• задать периоды планирования (от месяца до полной отработки месторождения);
• выбрать и настроить параметры стимулов, ограничений и оптимизации (подача на обогатительную фабрику по сортам руды или содержанию, шихтование до нужного содержания любого полезного компонента).
Программное обеспечение позволяет оптимизировать плечи откатки двумя способами:
• ближайшее плечо откатки;
• кратчайшее время в пути до точки отгрузки.
После настройки проекта есть возможность создания множества сценариев отработки, в каждый период планирования возможно изменение (см. рис. 4):
• количества, производительности и коэффициентов использования оборудования;
• производительности, коэффициентов использования обогатительных фабрик и дробилок;
• параметров стимулов, ограничений и оптимизаций.
Краткосрочное и оперативное планирование (Production Scheduler)
При краткосрочном планировании от смены до месяца нельзя полностью опираться на расстановку техники программой, поэтому в Production Scheduler необходима ручная расстановка буровых, зарядно-смесительных машин и экскаваторов, самосвалы расставляются автоматически в зависимости от приоритетов. Расстановка техники может быть осуществлена на основе среднесрочного плана с Tactical Scheduler, что упростит работу планировщика.
Как и c Tactical Scheduler, перед работой со сценариями отработки необходима настройка проекта, в котором будут заданы все ранее перечисленные настройки среднесрочного планирования, а также:
• количество буровых, зарядно-смесительных машин, экскаваторов и их табельные номера;
• все временные задержки в работе оборудования, которые могут возникнуть при планировании (пересменок, обед, плановый ТО, поломка и т. д.);
• график работы, плановые ТО с временными промежутками.
Стоит отметить, что при оперативном и краткосрочном планировании подготовка данных должна быть более детализирована, буровзрывные блоки должны быть оконтурены согласно плану, а затем нарезаны на более мелкие выемочные согласно сортовому плану (если таковой имеется).
Создание сценариев заключается в установке производительности техники, параметров оптимизации и расстановки оборудования. Расстановка оборудования осуществляется интерактивно через диаграмму Ганта, в ней есть возможность установить взрывные работы, задержки для каждой единицы оборудования и блока, для актуализации плана.
После составления сценария есть возможность анализа рудопотока через блок-схему, анимации отработки, положения агентов в каждый промежуток времени, создание любого настраиваемого отчета (рис. 5).
Анализ соответствия плану добычных работ (Spatial Conformetrics)
Для анализа соответствия плану добычных работ необходимы следующие данные:
• каркасы фактической отработки на начало и конец планируемого периода;
• каркасы планируемой отработки на начало (не обязательно) и конец планируемого периода;
• блочные модели запасов по карьерам.
Составление проекта по соответствию плана заключается в добавлении фактических и плановых каркасов, импорте блочных моделей, разбивке по горизонтам и при необходимости оконтуриванию участков работ.
После составления проекта программа покажет соответствие и расхождение в фактической отработке согласно плану, а также есть возможность (см. рис. 6):
• вывода настраиваемого отчета по соответствию плана отработки;
• интерактивного просмотра каждого участка на любом из горизонтов;
• просмотра разреза любых отрабатываемых участков;
• анализа количества и качества отработки руды и вскрыши.
Программное обеспечение Micromine Alastri позволяет провести планирование открытых горных работ на срок от смены до полной отработки месторождения. Подготовка данных производится быстро в программном обеспечении Alastri. После отработки плана горных работ есть возможность анализа фактических работ согласно плану.
Таким образом, можно сказать, что программный комплекс Micromine Alastri позволяет решить практически все основные задачи современного горнодобывающего предприятия в части планирования горных работ. Функционал программы в значительной степени упрощает процесс принятия решений, а оптимизационные алгоритмы повышают их качество. Возможность рассмотрения нескольких сценариев развития горных работ позволяет увидеть проект отработки месторождения под разными углами. Кроме того, имеется возможность расширить стандартный набор инструментов Micromine Alastri при помощи скриптов, написанных на языке программирования C#.
