Моделирование горнорудного предприятия для сравнения вариантов операционных решений на стадии проектирования

Задача

Рассчитать показатели работы карьера на 1, 7, 15 и 25 годы.
Были выполнены следующие задачи:

• Проверить технические решения проекта
• Учесть простои техники по метеоусловиям
• Оценить эффективность циклично-поточной технологии (ЦПТ)
• Определить оптимальный парк техники (включая транспортировку отходов фабрики).

Заказчик

Новое железорудное месторождение планируемое к разработке открытым способом в Якутии, Российская Федерация

Решение

Были созданы сценарии для ключевых этапов жизненного цикла месторождения.
Модель включала учёт:

• сезонных простоев оборудования;
• транспортировки хвостов обогатительной фабрики.

Проведённый сценарный анализ охватывал капитальные (CAPEX) и операционные (OPEX) затраты.
Благодаря интеграции с геоинформационной системой предприятия настройка сценариев была автоматизирована.

Результаты

• Изменён генплан (фабрика перенесена ближе к карьеру)
• Сравнены технологии транспортировки руды и отходов
• Определены оптимальные парки техники
• Выявлены «узкие места» производственного процесса.

Количественные эффекты

• Дополнительный экскаватор (ковш 20 м³) дает прирост по добыче +1,48 млн. т руды и +2,3 млн. т вскрыши
• Оптимизация парка бульдозеров: 8 вместо 9 (экономия ≈ 30–40 млн. руб.)
• Моделирование показало что конвейер для транспортировки кека в 2 раза эффективнее самосвалов 130 т.

Контекст проекта

Проект включал моделирование работы предприятия на 1, 7, 15 и 25 год, включая переработку руды фабрикой (целевой продукт и отходы — обезвоженные хвосты/ кек).

Каждый этап предусматривал:
• Сравнение способов транспортировки вскрыши: самосвалы, ЦПТ или комбинированный вариант
• Учёт сезонных факторов (низкие температуры), вызывающих простои техники и снижение производительности
• Проверку проектных решений и расчетного парка техники по критериям производительности и доступности
• Проведение сценарного анализа с помощью имитационной модели и интерпретацию результатов

Дополнительно:
• Выполнена интеграция MineTwin с ГГИС заказчика, что позволило автоматизировать создание рудных и вскрышных блоков и ускорить подготовку новых сценариев.

Ключевые вопросы

Моделирование при помощи MineTwin  должно было ответить на следующие вопросы:

• Верны ли проектные решения по фабрике и технике?
• Какой парк техники будет оптимален для выполнения планов по руде/вскрыше?
• Сколько бульдозеров необходимо для отвалов, зачистки и склада руды?
• Когда выгодно применять ЦПТ для вскрыши?
• Что эффективней: транспортировка кека конвейером или самосвалами и какова потребность в оборудовании?
• Как климат влияет на производительность карьера?

Расчет парка оборудования

Дополнительный экскаватор (20 м³, 7-ой год отработки) дает прирост по добыче:

• руды: +1,48 млн т
• вскрыши: +2,3 млн т

Расчет парка бульдозеров

• Оптимально: 8 вместо 9 (экономия 30–40 млн ₽).
• Подтверждена потребность: 10 ед. с производительностью 260–300 т/ч

Технические решения по фабрике

• Конвейер для транспортировки кека эффективнее самосвалов 130 т более чем в 2 раза
• Моделирование подтвердило необходимость изменения местоположения фабрики для сокращения плеча доставки и повышения рентабельности.

Почему MineTwin?

Разработан специально для горной промышленности:

• В отличие от универсальных инструментов, предназначен для воспроизведения реальной работы как открытых, так и подземных рудников.
• Детально моделирует взаимодействие техники, включая циклично-поточную технологию транспортировки. Это позволяет учитывать нелинейные ограничения и циклические зависимости, которые не видны в Excel или при линейном программировании.

Соединяет стратегическое планирование с оперативным управлением:

• Позволяет проверять реализуемость планов с учетом доступности техники, геологических особенностей и технологических ограничений.

MineTwin масштабируем и адаптируем:

• MineTwin позволяет создавать на своей основе внутренний центр компетенций, с помощью которого становится возможным создавать модели на единой платформе для нескольких рудников
• MineTwin достаточно гибок для адаптации к различным конфигурациям рудников и технологических процессов
• После внедрения, MineTwin дает возможность внутренним специалистам самостоятельно проводить сценарный анализ, оптимизацию парка техники и оценивать операционные изменения – поддерживая таким образом постоянные улучшения и обоснованные инвестиционные решения.