Использование экономических показателей в методике среднесрочного планирования горных работ в горно-геологической информационной системе Micromine

Планирование - это процесс подготовки управленческого решения о порядке ведения работ в пространстве и времени, основанный на использовании эффективных методов комплексного анализа текущих сведений о положении горных работ, геологических данных и имеющихся ресурсах, с целью достижения ключевых показателей, обеспечения максимальной прибыли и минимальных затрат в рамках утвержденного проекта [1].

Применение горно-геологических информационных систем (ГГИС) при текущем и оперативном планировании горных работ позволяет на основе цифровой модели месторождения, которая включает в себя блочную модель рудного тела с содержанием полезного компонента, а также каркасы проектных и фактических горных выработок, планировать проходческие и очистные работы на основании заданных экономических параметров.

Определяющими факторами при этом, как правило, являются объемы добычи, содержание металлов, производительность ресурсов и другие горногеологические и технологические параметры.

При планировании в среднесрочной и долгосрочной перспективе необходимо рассматривать экономические показатели (производственная себестоимость по основным переделам, доход и т.д.) и их оптимизацию как основу разработки и принятия программ развития. В этом случае стоимостные показатели в информационной модели горного плана должны определяться в виде функциональных зависимостей, учитывающих такие факторы, как время, конъюнктура рынка, ввод или вывод технологических мощностей и другое.

В программном обеспечении Micromine (ПО Micromine) на базе вы-

МИСиС

полнения ряда проектов по проектированию и среднесрочному планированию для горнодобывающих предприятий с подземной разработкой медных месторождений разработана методика, обеспечивающая требуемый уровень точности учета экономических факторов и расчета стоимостных показателей.

Формирование плана горных работ на период более года осуществляется с разбивкой по месяцам, но содержание работ в рамках месяца имеет более глубокую детализацию и включает все основные технологические операции, точную привязку к месту ведения работ, учитывает все технологические ограничения применяемой системы отработки.

Один из проектов выполнен для месторождения, включающего в себя несколько рудопроявлений. Рудные залежи представлены пластовыми, ленточными и линзовидными телами с весьма изменчивой мощностью и неравномерным распределением полезных компонентов.

Согласно утвержденному проекту на месторождении используется камерностолбовая система отработки.

Для разработки плана развития горных работ в качестве исходных данных были приняты (рис. 1):

• -    геологическая модель ресурсов, актуализированная с учетом данных рудного контроля;

• -    маркшейдерский факт горных выработок;

• -    запланированные участки по проходке и добыче.

Алгоритм планирования представляет собой последовательность стандартных действий, выполняемых горным инженером в ПО Micromine. С использованием инструментов Горного модуля строятся каркасы проходческих выработок и добычных камер согласно принятым проектом параметрам и нормам по объемам работ и сечений, добычных камер и проходческих выработок (сечение выработок 20 × 20 м).

На этом этапе каждой выработке присваиваются номер, тип и наименование согласно проекту отработки месторождения (рис. 2).

С использованием модуля Каркасного моделирования для каждой камеры и проходческой выработки вычисляются и автоматически присваиваются значения показателей по содержанию добываемых компонентов в руде, объему, тоннажу балансовой и товарной руд, объему металлов и другое. Вычисленные значения могут быть использованы для анализа и принятия промежуточных решений (рис. 3).

Рис. 1. Трехмерная модель рудника

Рис. 2. Свойства каркаса добычной камеры

Рис. 3. Отчет по тоннажу и содержанию для выработки

Следующий этап подготовки данных выполняется в модуле Планировщик, где горный инженер вручную или автоматически с учетом ограничений приме- няемой системы отработки формирует последовательность проходки выработок, отработки камер и других работ, рассматриваемых в рамках планирования.

Рис. 4. Горизонтальная последовательность в границах одной панели

МИСиС

Построение последовательностей охватывает как горизонтальные (рис. 4), так и вертикальные перемещения фронта работ (горизонтальные – последовательности камер в границах отрабатываемой панели, вертикальные – переход с одного горизонта на другой). При этом обязательным условием является не только соблюдение технологических ограничений. Также учитываются требования обеспечения безопасных условий ведения работ, согласованность с другими планами по обновлению и пополнению парка техники, подготовке вентиляции, энергообеспечения и других необходимых коммуникаций.

В построенные последовательности должны быть включены все подлежащие отработке камеры и выработки. Таким образом, в плане работ исключается возможность отработки элемента, если не завершена отработка предыдущего, если этого требует проект, технологический регламент или какое–либо другое ограничение. Для среднесрочного или долгосрочного планирования такой детализации достаточно. При изменении очередности, включении или исключении элементов происходит автоматический пересчёт продолжительности ведения работ и, следовательно, сдвиг сроков отработки всех последующих элементов, логически и технически связанных с измененными элементами/элементом. При планировании в рамках меньших временных горизонтов горный инженер может управлять датой начала отработки структурного элемента, количеством горного оборудования на участке/горизонте ведения горных работ, а также его расстановкой и производительностью.

Для обеспечения автоматического вычисления плановых показателей на следующем этапе выбираются и/или создаются атрибуты задач (объем, тоннаж, потери, разубоживание и т.д.). Другими словами, происходит увязка ранее присвоенных атрибутов каркасов с атрибутами в модуле Планировщик.

ПО Micromine позволяет использовать для оценки и оптимизации плана горных работ экономические показатели, такие как постоянные и переменные затраты по переделам (добыча, ГПР, обогащение, металлургия, реализация, транспортировка), производственная прибыль, доход от реализации, чистая прибыль и т.д. Для этого должны быть созданы соответствующие атрибуты и заданы алгоритмы для их вычисления (рис. 5).

Для вычисления показателя, например себестоимости ГПР, должна быть задана соответствующая функциональная зависимость (формула). Для этого можно использовать накопленные статистические данные, такие как данные бюджетов прошлых лет, бухгалтерская отчетность, отчеты по реализации и т.п. Если собственных данных в компании нет, можно использовать отчетности других компаний, использующих аналогичные системы отработки. Кроме того, может быть задана принятая априори формула вычисления. Для каждого показателя можно определить условия, по которым применяется определенный алгоритм вычисления. Чтобы получить вычисленную оценку по каждой камере или выработке, в функциональную зависимость должны быть включены в качестве аргументов атрибуты камер (рис. 6).

Рис. 5. Создание и управление атрибутами задач

Рис. 6. Настройка атрибутов задач

Настройки атрибутов и параметров оптимизации календарного плана могут быть сохранены в Формах и в последующем использованы в качестве готовых шаблонов для других проектов. Это значительно упрощает и ускоряет выполнение наиболее трудоемкого и сложного этапа планирования.

Завершающим этапом является оптимизация календарного плана. На данном этапе задаются целевые показатели. Как правило, это производительность и содержание полезного компонента в товарной руде. При среднесрочном планировании в качестве целевого показателя можно указать например чистую прибыль. Однако пользователь может вы- брать любой ранее заданный атрибут в зависимости от поставленных задач. Показатели вычисляются по каждой структурной единице, и с учетом заданных ограничений осуществляется процедура оптимизации и перераспределения последовательностей автоматически сформированного календарного плана. Для этого необходимо определить соответствующие настройки календаря, указать рабочие и нерабочие дни, начальные даты работ, период времени, соответствующий шагу построения календарного плана, ограничения по задачам. Как результат, программа распределяет ресурсы равномерно для выполнения текущих плановых показателей (рис. 7).

МИСиС

Рис. 7. Определение целевого показателя Чистая прибыль

Благодаря наличию различных опций отчетности, включая пространственные и временные рамки, интегрированный анимированный 3D просмотр последовательности отработки, отображения отчетности в режиме реального времени и схем зависимости в окне диаграммы Ганта, горный инженер имеет возмож- ность проанализировать и быстро оценить результаты планирования. При получении неудовлетворительных результатов процедура планирования может быть многократно повторена с необходимыми корректировками с помощью инструментов настроек задач, атрибутов и ограничений (рис. 8).

Рис. 8. Планограмма ведения горных работ по месяцам в ПО Micromine

Однако следует учитывать, что эффективная оптимизация планирования горных работ возможна только при наличии единого геоинформационного пространства, включающего постоянно уточняемую по мере отработки геологическую модель рудника, маркшейдерскую информацию, состав и состояние горно-транспортного оборудования, экономические показатели и т.д. Такой подход призван поддерживать процессы интеграции методов планирования в корпоративную горно-геологическую систему информационной поддержки разработки рудника. Кроме того, это дает возможность на всем протяжении деятельности

МИСиС

производства осуществлять оперативное пополнение данных, формирование горно-графической документации, согласованное взаимодействие между подразделениями в режиме безбумажной технологии, а также получение в автоматизированном режиме достаточного количества справочных и аналитических сводок, отражающих текущее состояние всех технологических переделов, достигнутые в их работе темпы и динамику с учетом использованных ресурсов [2, 13 - 22].

В заключение можно сказать, что преимуществом разработанной методики является обеспечение возможности на стадии горного планирования и проектирования определить основные техникоэкономические показатели и дать детализированную оценку целесообразности отработки включенных в план камер и блоков. Это позволяет уменьшить расхождения с результатами финансовых планов и гарантировать реалистичность и исполнимость принимаемых планов за счет достаточной детализации используемой информационной модели месторождения [3 - 12].