Potential for increasing the efficiency of design processes for mining the solid mineral deposits based on digitalization and advanced analytics

Abstract

Purpose. The research purpose is to develop and adapt the existing scientific-methodological, as well as software and information base for managing the geotechnological complexes to implement the process approach at the level of design and operation of mining-and-transport complexes during opencast mining. The development is associated with the coverage of more and more relevant options for excavating-conveying, as well as excavating-automobile-conveying mining-andtransport systems used in quarries. Methods. The methodology for managing the geotechnological complexes involves an adequate step-by-step accounting and appropriate operational regulation of all the main factors in specific mining-engineering, mining-geometrical, miningand- geological, economic and organizational conditions. The method of simulation logical-statistical modelling of miningand- transport processes is used as the main method. Findings. The results indicate that simplified analytical approaches and inadequately considered factors that have a significant impact on the efficiency of mining operations lead to significant errors (10-20% or more) that determine the real practical profitability of the mineral deposits development. Originality. Scientific novelty is an integrated approach to a single research object, which is a geotechnological complex, a unique simulation logical-statistical modelling of mining-and-transport processes, the economics of process management, as well as integrated and corporate process management. Practical implications. The obtained results of an integrated technical and technological audit of a project for mining the coal deposit, with sufficient accuracy for practical application, will ensure the methodological base development for the designing, planning and management of mining and mining-transport operations, as well as an increase in the efficiency of scientific and scientific-practical research in this direction when solving the practical tasks of mining sector.

Мета роботи полягає у розвитку й адаптації наявної науково-методичної та програмно-інформаційної бази управління геотехнологічними комплексами для реалізації процесного підходу на рівні проектування і експлуатації гірничотранспортних комплексів на відкритих розробках. Розвиток пов’язаний з охопленням все більш актуальних варіантів екскаваторно-конвеєрних та екскавато-рно-автомобільно-конвеєрних гірничотранспортних систем кар’єрів. Методика управління геотехнологічними комплексами полягає в адекватному післяопераційному обліку та відповідному оперативному регулюванні всіх основних факторів у конкретних гірничотехнічних, гірничо-геометричних, гірничо-геологічних, економічних і організаційних умовах. В якості основного методу застосовувався метод імітаційного логіко-статистичного моделюван-ня гірничотранспортних процесів. Результати показали, що спрощені аналітичні підходи і не адекватно враховувані фактори, що чинять істотний вплив на ефективність видобувних робіт, призводять до істотних погрішностей (10-20% і більше), що визначає реальну практичну рентабельність освоєння родовищ корисних копалин. Наукова новизна полягає в комплексному підході до єдиного об’єкту дослідження, яким є геотехнологічний комплекс, унікальне імітаційне логіко-статистичне моделювання гірничотранспортних процесів, економіка процесного управління, а також комплексне і корпоративне процесне управління. Практична значимість. Отримані результати комплексного техніко-технологічного аудиту проекту освоєння вугільного родовища, з достатньою для практичного застосування точністю, забезпечать розвиток методологічної бази проектування, планування та управління гірничими і гірничотранспортними роботами, а також підвищення ефективності проведення наукових і науково-практичних досліджень в даному напрямку, при вирішенні практичних завдань гірничого виробництва.

Цель работы заключается в развитии и адаптации имеющейся научно-методической и программно-информационной базы управления геотехнологическими комплексами для реализации процессного подхода на уровне проектирования и эксплуатации горнотранспортных комплексов на открытых разработках. Развитие связано с охватом все более актуальных вариантов экскаватор-но-конвейерных и экскаваторно-автомобильно-конвейерных горнотранспортных систем карьеров. Методика управления геотехнологическими комплексами заключается в адекватном пооперационном учете и соответствующем оперативном регулировании всех основных факторов в конкретных горнотехнических, горно-геометрических, горно-геологических, экономических и организационных условиях. В качестве основного метода применялся метод имитационного логико-статистического моделирования горнотранспортных процессов. Результаты показали, что упрощенные аналитические подходы и не адекватно учитываемые факторы, оказывающие существенное влияние на эффективность добычных работ, приводят к существенным погрешностям (10-20% и более), определяющим реальную практическую рентабельность освоения месторождений полезных ископаемых. Научная новизна заключается в комплексном подходе к единому объекту исследования, каковым является геотехнологический комплекс, уникальное имитационное логико-статистическое моделирование горнотранспортных процессов, экономика процессного управления, а также комплексное и корпоративное процессное управление. Практическая значимость. Полученные результаты комплексного технико-технологического аудита проекта освоения угольного месторождения, с достаточной для практического применения точностью, обеспечат развитие методологической базы проектирования, планирования и управления горными и горнотранспортными работами, а также повышение эффективности проведения научных и научно-практических исследований в данном направлении, при решении практических задач горного производства.