Developing information systems of operation schedules to stabilize the grade of a mineral

Abstract

Purpose. To develop information technology making it possible to obtain ore flow with the required grade parameters in the context of open-pit mining owing to the implementation of methods and algorithms optimizing operation schedules for ore mass mining and moving. Methods. The process involved both traditional (i.e. analysis of scientific and patent sources; analytical methods to study parameters of ore flow; analysis of experience and operations of open pits; and passive experiment as well as statistic processing of data) and new forms of scientific research (i.e. simulation modeling with the help of the deve-loped program models). Findings. Results of the studies made it possible to solve a significant scientific problem concerning stabilization of ore grades in an open pit; to develop new mathematical models concerning the effect of operational parameters of production units, intraopen-pit stabilization warehouses, and traffic flows; to develop new algorithms on the basis of mathematical models; and to implement program packages to optimize operations of stope sites, stope-to-stope traffic flows, and stabilization warehouses. Originality. The carried-out studies have helped solve significant scientific problem concerning ore grade stabilization in an open pit; new mathematical models concerning the effect of operational parameters of production units, intraopen-pit stabilization warehouses, and traffic flows have been developed; new algorithms on the basis of mathe-matical models have been obtained; and program packages to optimize operations of stope sites, stope-to-stope traffic flows, and stabilization warehouses have been implemented. The information system use made it possible to improve the accuracy of determination of boundaries between selective mining and complete mining, to optimize both design and parameters of warehouses, and to systemize determination of a mineral disposal by means of transport means. Practical implications. The program support helps improve the grade of ore flow delivered to preparation complex from open pits at the expense of optimization of operation schedule and technological development in the context of formation of blending piles. That makes it possible to achieve economic effect owing to the extraction of the commercial mineral and decrease in expenditures connected with preparation stage.

Цель. Разработка информационной технологии, позволяющей получить рудопоток с требуемыми параметрами качества при открытой разработке месторождений полезных ископаемых за счет реализации методов и алгоритмов оптимизации технологических схем выемки и перемещения рудной массы. Методика. При выполнении использованы как традиционные (анализ научно-патентной литературы, аналитические методы исследования параметров рудопотока, анализ опыта и эксплуатации карьеров, проведение пассивного эксперимента и статистической обработки данных), так и новые формы научного исследования (имитационное моделирование при помощи разработанных программных моделей). Результаты. В результате проведенного исследования разработаны модели и алгоритмы формирования технологических схем стабилизации качества полезного ископаемого при открытой разработке месторождений. По полученным результатам разработан в Embarcadero RAD Studio XE программный продукт “ИС поддержки принятия решений при формировании эффективных технологических схем стабилизации качества полезного ископаемого”, состоящий из модулей “Трехмерный редактор забоя – Развал”, “Валовая выемка”, “Экскавация”, “Автотранспорт” и “Усреднительный склад”. Научная новизна. В результате проведенного исследования решена важная научная задача по стабилизации качества руд в карьере, получены новые математические модели влияния параметров работы добычных участков, внутрикарьерных усреднительных складов и транспортных потоков; на основе математических моделей разработаны новые алгоритмы и реализованы программные пакеты для оптимизации работы забойных участков, межзабойных грузопотоков и работы усреднительных складов. Использование информационной системы позволило повысить точность определения границ селективной и валовой выемки, оптимизировать конструкции и параметры складов, а также систематизировать порядок отсыпки полезного ископаемого транспортом. Практическая значимость. Программное обеспечение позволяет обеспечить повышение качества получаемого на обогатительный комплекс с карьеров рудопотока за счет оптимизации технологической схемы выемки и совершенствования технологии формирования усреднительных штабелей. Это позволяет добиться экономического эффекта за счет улучшения извлечения полезного компонента и уменьшения затрат на обогатительный передел.

Мета. Розробка інформаційної технології, що дозволяє отримати рудопотік з необхідними параметрами якості при відкритій розробці родовищ корисних копалин за рахунок реалізації методів та алгоритмів оптимізації технологічних схем виїмки і переміщення рудної маси. Методика. При виконанні використані як традиційні (аналіз науково-патентної літератури, аналітичні методи дослідження параметрів рудопотоку, аналіз досвіду та експлуатації кар’єрів, проведення пасивного експерименту і статистичної обробки даних), так і нові форми наукового дослідження (імітаційне моделювання за допомогою розроблених програмних моделей). Результати. В результаті проведеного дослідження розроблені моделі та алгоритми формування технологічних схем стабілізації якості корисної копалини при відкритій розробці родовищ. За отриманими результатами розроблено в Embarcadero RAD Studio XE програмний продукт “ІС підтримки прийняття рішень при формуванні ефективних технологічних схем стабілізації якості корисної копалини”, що складається з модулів “Тривимірний редактор забою – Розвал”, “Валова виїмка”, “Екскавація”, “Автотранспорт” та “Усереднювальний склад”. Наукова новизна. В результаті проведеного дослідження вирішено важливе наукове завдання щодо стабілізації якості руд в кар’єрі, отримані нові математичні моделі впливу параметрів роботи видобувних дільниць, внутрішньокар’єрних усереднювальних складів і транспортних потоків; на основі математичних моделей розроблені нові алгоритми й реалізовані програмні пакети для оптимізації роботи вибійних ділянок, міжвибійних вантажопотоків і роботи усереднювальних складів. Використання інформаційної системи дозволило підвищити точність визначення меж селективної і валової виїмки, оптимізувати конструкції та параметри складів, а також систематизувати порядок відсипки корисної копалини транспортом. Практична значимість. Програмне забезпечення дозволяє забезпечити підвищення якості одержуваного на збагачувальний комплекс з кар’єрів рудопотоку за рахунок оптимізації технологічної схеми виїмки і вдосконалення технології формування усереднювальних штабелів. Це дозволяє домогтися економічного ефекту за рахунок поліпшення вилучення корисного компонента й зменшення затрат на збагачувальний переділ.