Сопоставление программных продуктов NPV Scheduler и ... · 2018....

Сопоставление программных продуктов Баталов В.А.

NPV Scheduler и Micromine по оптимизации карьеров

1

Доклад для Конференции пользователей MICROMINE 2018 || 4 октября 2018, Москва

Сопоставление программных продуктов


С появлением компьютеров у горных инженеров появилась возможность

производить более сложные расчеты и всевозможные варианты по определению

оптимальных границ карьеров. Конечно, при этом увеличилась точность планирования и

проектирования, ведь при незначительной ошибке может привести к дополнительным

затратам, что в свою очередь скажется на чистый дисконтированный дохода (NPV — Net

Present Value) карьера.

В связи с этим горный инженер в своей работе полагается на помощь

автоматизированных систем (оптимизаторы), на рынке которых появилось множество

предложений. Из всего обилия предлагаемых программ предприятия выбирают с учетом

индивидуальной специфики в работе.

Отличаются и сам принцип работ оптимизаторов. Среди множества алгоритмов для

определения конечных границ бортов карьера, в основном используют алгоритм “Лерча-

Гроссмана” и “Плавающий конус”. Цель алгоритмов заключается в разработки такого

контура карьера, при котором получим максимальную разницу между общей стоимостью

содержания полезного компонента в месторождении, и стоимостью добычи полезного и

неполезного компонентов месторождения.

Результаты двух алгоритмов мало отличаются между собой, отличия связаны в

самом алгоритме вычислений, и то, что алгоритм “Плавающий конус” чаще применяют на

Американском континенте.

Метод “Лерча – Грассмана” основан на теории графов. Для каждого блока в

геологической модели месторождения рассчитывается ценность, а затем алгоритм

выбирает ту комбинацию блоков – которая даст максимальную прибыль с учетом удаления

блоков с отрицательной прибылью.

На рисунках 1-3 изображен пример вариантов построения карьера по алгоритму

“Лерча-Гроссмана”. Желтые блока в геологической модели показывают чистую прибыль,

получаемую при добыче руды с учетом содержания, себестоимости переработке и

рыночной стоимости всех полезных компонентов. Зеленые блока – пустая порода, при

добыче которая несет отрицательный баланс.

Результат примера вариантов построения карьера по алгоритму “Лерча-Гроссмана”

отображены в таблице 1.

Таблица 1 - Результат примера по вариантные построения карьеров по алгоритму

“Лерча-Гроссмана”.

Вариант

Сумма затраты на

добычу пустой

породы, $

Ценность добытой

руды с учетом всех

затрат, $

Рентабельность

карьера, $

1 45 44 -1

2 57 74 17

3 69 81 12



2


Из всех предложенных вариантах построенных карьеров по алгоритму “Лерча-

Гроссмана” оптимизатор выберет вариант 2, карьер с максимальной рентабельностью.

Рисунок 1 – Вариант №1 построения карьера по алгоритму “Лерча-Гроссмана”.





3


В методе “Плавающего конуса” участвует перевернутый усечений конус, задача

которого, как и “Лерча – Грассмана” получить максимальную прибыль карьера. Анализ

геологической модели месторождения происходит по уровням, начиная с самого верхнего.

На каждом уровне строится конус и вычисляется прибыль, после вычисления прибыли в

текущем конусе блока обнуляются и анализируется следующий уровень или следующий

шаг. В процессе работы алгоритма выделяются уровни с максимальной прибылью и

сформировывается контур карьера. Данный метод часто используют при построения

очистных блоков подземных рудников, но имеет также свои достоинства и недостатки.

Метод “Плавающего конуса” самый простой и легко реализуемый алгоритм, но при

большом количестве блоков в геологической модели объем вычислений возрастает во

множество раз, что не позволяет проанализировать геологической модели с большим

количеством блоков.

На рисунках 4-6 изображен пример построения карьера по алгоритму “Плавающего

конуса”. Желтые блока в геологической модели показывают чистую прибыль, получаемую

при добыче руды с учетом содержания, себестоимости переработке и рыночной стоимости

всех полезных компонентов. Зеленые блока – пустая порода, при добыче которая несет

отрицательный баланс.

Результат примера построения карьера по алгоритму “Плавающего конуса”

отображены в таблице 2.

Таблица 2 – Результат примера построения карьеров по алгоритму “Плавающего

конуса”.

Шаг

Сумма затраты

на добычу

пустой породы,

$

Ценность

добытой руды с

учетом всех

затрат, $

Рентабельность

карьера, $

Накопленная

сумма, $

Входит в

решение

1 45 44 -1 -1 Да

2 12 30 18 17 Да

3 12 4 -8 11 Нет

Из всех проанализированных вариантов по алгоритму “Плавающего конуса”

оптимизатор выберет карьер на втором шаге, карьер с максимальной рентабельностью.



4


Рисунок 4 – Первый шаг построения карьера по алгоритму “Плавающего конуса”.

Рисунок 5 – Второй шаг построения карьера по алгоритму “Плавающего конуса”.

Рисунок 6 – Третий шаг построения карьера по алгоритму “Плавающего конуса”.



5


Из выше сказанного еще раз подчеркнем, что результаты алгоритмов “Лерча-

Гроссмана и “Плавающий конус” не сильно расходятся между собой, основным

недостатком “Плавающего конуса” не имеет возможности проанализировать геологические

модели больших размеров.

Компания Полиметалл владеет множеством лицензий программного обеспечения, и

только две программы способны провести оптимизацию карьера: это Micromine (модуль

«Оптимизация карьера») и NPV Scheduler, по это причине автор остановился на этом

выборе и предлагает ознакомится с наиболее значимыми особенностями, которые влияют

на результаты оптимизации контуров карьера и функции, которые позволяют облегчить

работу горному инженеру.

Коротко о программных продуктах:

NPV Scheduler - в части проектирования и планирования горных работ является

мощным продуктом, который можно рассматривать как отраслевой стандарт в области

оптимизации карьеров.

Программное обеспечение Micromine традиционно считалось как геологическое, но

в последние годы, следуя за тенденциями рынка, развитие получило горное направление. В

части открытых горных работ у Micromine все шансы еще догнать, а может и перегнать (в

чем) такие продукты, как Datamine, являющийся стандартом планирования карьеров. В

части подземных работ Micromine пока отстает от Datamine, но при набранных темпах

развития может их догнать.

Сопоставление функциональности оптимизаторов.

1. Импорт модели

Первым чем сталкивается горный инженер в оптимизаторах — это ввод исходных

данных. Ниже приведен импорта модели в оптимизаторах и разберем на сколько сильно

отливаются данный процесс.

Импорт модели в NPV Scheduler происходит поэтапно: указываем путь – рабочие

поля – характеристики полей – разделение по типам – Reblocking – Ок – импорт модели.

Процесс импорта трудоемкий, при допущении ошибки на любом этапе импорта, процесс

прерывается и запускается повторно. В зависимости от объема геологической модели

импорт может занять времени до получаса, в среднем 5-10 минут.

Импорт модели в Micromine по отношению NPV Scheduler простейший. Достаточно

указать путь, где располагается модель, программа автоматически считывает поля с

геологической модели и для дальнейшей работы достаточно указать необходимо поле для

работы из выплывающего окна.



6


Рисунок 7 – Импорт модели в NPV Scheduler.

Рисунок 8 – Импорт модели в Micromine.

2. Выбор модели

В отличии от NPV Scheduler у Micromine есть возможность использования рудной

модели. При использовании рудной модели и каркасов поверхности литологии с

соответствующей плотностью, то такая рудная модель в оптимизаторе будет

соответствовать рудо-породной модели. Использование рудной модели позволяет

существенно сократить объем хранения блочных моделей и сокращает время работы

оптимизатора.



7


3. Способ отработки

Для горного инженера одной из основной задачи при проектировании горного

предприятия является выбор способа отработки месторождения – открытый, подземный

или комбинированный.

Существует два метода выбора отработки месторождения:

1. Визуальный (экспертный) – где способ отработки очевиден и не требующий

расчетов (глубокозалегающее, месторождение малой мощности рудных тел,

залегающее на небольшой глубине или выходящие на поверхность и т.д.).

2. Расчетный – когда визуальный способ под сомнением, тогда выбрать способ

отработки можно только расчетом (горизонтально залегающее месторождение;

месторождение средней мощности, залегающие на небольшой глубине и т.д.).

Из рассматриваемых программных продуктов

У NPV Scheduler, не считая основного способа по определению границ карьера

отработки месторождения с максимальной прибылью, существует еще способ по

определению границ карьера отработки месторождения комбинированным способом.

В Micromine функция по определению границ карьера отработки месторождения

комбинированным способом отсутствует, но реализовать такую задачу возможно (через

граничный коэффициент вскрыши для открытого способа разработки), но для этого

потребуются дополнительные навыки.

Ниже приведён наглядный пример отличия карьера при отработке месторождения

открытым и комбинированным способом. Карьер при отработки комбинированным

способе меньше и это говорит о том, что при отработке месторождения комбинированным

способом прибыль за весь период освоения месторождения будет выше, чем при отработки

максимальном открытом способе.

А- Карьер при максимальной прибыли Б- Карьер при комбинированном способе отработки

Рисунок 9 – Способ отработки месторождения.



8


3. Критерии оптимизации

Из описанного выше алгоритмы работы оптимизаторов не было упомянута, что

программы NPV Scheduler и Micromine используют алгоритм Лерча-Гроссмана, и то, что

в алгоритмах участвуют те ячейки блочного модели, которые имеют содержание металла

(или эквивалентный металл) больше или равно расчетному бортовому содержанию.

В сравнении с Micromine у NPV Scheduler есть дополнительно еще несколько

критерий определения материала как руда:

1. Прибыль превышает сумму затрат (основное):

2. Эквивалент металла должен больше БС,

3. Все содержания компонентов должны быть больше БС,

4. Содержания любого из компонентов должны быть больше БС,

5. Руда в независимости от содержания (rock type).

Из всех перечисленных критерий оптимизации наибольший интерес представляет

под номером 1 и 5.

Критерий под номером 1 (Прибыль превышает сумму затрат) используется на

начальных этапах проектирования (Scoping study), а под номером 5 (руда вне зависимости

содержания) для более детального проектирования. Этот метод используется в том случае,

когда отстроены вручную или дополнительными оптимизаторами (например, MSO)

добычные блока. Весь материал включенная в добычной блок маркируется в геологической

модели как «руда», все зависимости от содержания.

На рисунке 10 приведен пример критерии определения материала как руда в NPV

Scheduler.

Рисунок 10 – Критерии определения материала как руда в NPV Scheduler.



9


4. Графический анализ

Для более улучённого изучения полученных результатов оптимизации, проводится

графический анализ по вложенным карьерам. Проведения такого анализа, конечно,

Micromine превосходит NPV Scheduler, достаточно посмотреть на графики. Модуль

построения диаграмм оптимизации в Micromine более продвинутый, удобные настройки,

есть возможность экспорта в различные форматы и т.д. который позволяет пользователю

настроить график под необходимые требования.

Рисунок 11 – Графический анализ в NPV Scheduler.

Рисунок 12 – Графический анализ в Micromine.



10


5. Результаты работы программ

Как бы мы не критиковали оптимизаторы, самое главное результаты. А для того,

чтобы понять, необходимо произвести оптимизацию на идентичных исходных данных в

одинаковых условиях.

По результатам проведённого анализа по оптимизации в Micromine и в NPV

Scheduler, расхождение по всем параметрам в пределах оптимальных карьеров, не

превышает более 2%.

Достаточно посмотреть результаты работы оптимизатора (аксонометрия карьеров)

Micromine и NPV Scheduler.

Рисунок 13 – Результаты работы оптимизатора в NPV Scheduler.

Рисунок 14 – Результаты работы оптимизатора в Micromine.



11


6. Итоги работы

Подведя итоги работы по со постановление программных продуктов Micromine и

NPV Scheduler в области оптимизации карьеров у Автора сложилась следующее видение:

Micromine – удобная и простая в использовании, имеет русскоязычный интерфейс.

NPV Scheduler – для начинающего пользователя сложная для освоения, нет

русскоязычной версии но при все этом обладает функциями оценивающие

дополнительными риски при добыче.

Ниже на рисунке отображен сравнительный анализ двух оптимизаторов Micromine

и NPV Scheduler.

Рисунок 15 – Достоинства и недостатки оптимизаторов.

На этом отличающие функции не заканчиваются, по мнению автора они не значимы

и не повлияют на общий результат.

7. Заключение

Наблюдая за тенденциями развитие программ, у Micromine происходит более

значительные изменения и надеюсь в горных модулях также будет радовать своими

новшествами

Какую выбрать программу?

Все зависит к какой программе вы привыкли работать (как говорят «своя рубашка

ближе к телу»), NPV Scheduler и Micromine справляются со своими задачами, но, если

добавить функцию для определения карьера под комбинированный способ и критерий по

определению материала как руда, тогда Micromine будет не в конкуренции.

Сопоставление программных продуктов NPV Scheduler и ... · 2018....

Documents

Transcript of Сопоставление программных продуктов NPV Scheduler и ... · 2018....