Обоснование управленческих решений при разработке золоторудных месторождений на основе ком-пьютерного моделирования Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Скаженик В. Б.

Рассмотрены особенности построения системы управления горнодобывающим предприятием на основе компьютерного моделирования . Отмечены взаимосвязи между решаемыми задачами, подходы к трёхмерному моделированию золотодобывающего рудника и к технико-экономической оценке вариантов разработки.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Скаженик В. Б.

Текст научной работы на тему «Обоснование управленческих решений при разработке золоторудных месторождений на основе ком-пьютерного моделирования»

ОБОСНОВАНИЕ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Рассмотрены особенности построения системы управления горнодобывающим предприятием на основе компьютерного моделирования. Отмечены взаимосвязи между решаемыми задачами, подходы к трёхмерному моделированию золотодобывающего рудника и к технико-экономической оценке вариантов разработки.

Ключевые слова: система управления, горнодобывающее предприятие; компьютерное моделирование, золоторудные месторождения.

Т^орнодобывающее предприятие является сложной произ-

.1 водственно-экономической системой, подверженной влиянию множества внешних и внутренних факторов. Жизненный цикл горнодобывающего предприятия зависит прежде всего от имеющихся запасов и может составлять от нескольких лет до нескольких десятков лет. Принятие решений относительно целесообразности разработки месторождения, масштабов разработки, технологии осложнено недостоверностью исходной информации о горногеологических условиях, изменчивостью цен на добываемое полезное ископаемое и на потребляемые ресурсы. В таких сложных условиях необходимо обеспечить достаточную рентабельность бизнеса и принять правильные решения относительно целесообразности инвестиций в разработку месторождения.

Динамика капитальных и эксплуатационных затрат, а также динамика выручки за добытое полезное ископаемое, связана со стадиями разработки месторождения: строительство горнодобывающего предприятия; выход на проектную мощность; работа на уровне проектной мощности; затухание горных работ (доработка запасов); рекультивация и закрытие предприятия. В процессе разработки может производиться доразведка запасов, а также капитальные работы, обеспечивающие доступ к оставшимся запасам. С целью устойчивого развития предприятия при такой неравномерности финансовых потоков требуется

многовариантный анализ интенсивности и последовательности отработки месторождения.

Как правило, обоснование основных параметров разработки проводится на основании сравнения нескольких проектных вариантов. В процессе же разработки, даже при существенном изменении факторов, влияющих на принятые решения, пересмотр решений оперативно не производится, что соответственно, снижает возможную эффективность разработки месторождения. Современный уровень развития информационных технологий и теории управления предприятиями создают предпосылки для совершенствования системы управления горнодобывающим предприятием, обеспечивающей динамичную адаптацию решений к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды.

В данной работе на основе компьютерного моделирования проведено исследование влияния изменчивости и неопределённо-сти факторов внешней и внутренней среды на показатели функционирования горнодобывающего предприятия с целью установления требований к системе управления.

В качестве объекта исследования рассматривалось жильное золоторудное месторождение.

Золоторудные месторождения, как правило, отличаются значительной изменчивостью горно-геологических условий разработки. Изменяется угол падения рудных тел, их конфигурация, мощность, содержание металла. На стадии разведки сложность конфигурации, изменчивость мощности и содержания затрудняют адекватную оценку истинной конфигурации рудных тел и запасов месторождения.

С другой стороны, наблюдается существенная изменчивость цены на добываемый металл, что затрудняет однозначную технико-экономическую оценку месторождения.

На стадии стратегического планирования горнодобывающих предприятий принимаются решения о целесообразности разработки месторождения, об экономически обусловленных кондициях при разработке, о предполагаемой технологии разработки месторождения. При этом определяются масштабы производства, срок отработки месторождения, принимаются основные проектные решения.

На стадии тактического планирования основная задача - обеспечение заданного уровня добычи при существующих ограниче-

ниях на используемые ресурсы. При этом необходимо выполнение ограничений на допустимое содержание полезного компонента в горной массе, поступающей на обогатительную фабрику, на возможный порядок ведения горных работ.

В практике проектирования, как правило, рассматривается детерминированная постановка задачи, не учитывается существенная изменчивость как внешних, так и внутренних факторов. Поэтому при отклонении условий разработки от рассмотренных в проекте проектные решения не соответствуют реальной ситуации, разработка месторождения, по сути, проводится без глобальной увязки основных решений по развитию рудника. В этой связи необходимо многовариантное проектирование, учитывающее вероятностные характеристики среды, а также периодическая корректировка принятых решений при отклонении влияющих факторов от значений, принятых в проекте.

Кроме того, ещё наблюдаются ситуации, когда рассматривается не более 2- 3х вариантов, не производится расчёт необходимых ресурсов по вариантам, не проверяется сбалансированность плана, не оптимизируется использование ресурсов [1]. В условиях существенной неопределённости факторов внешней и внутренней среды без использования многовариантного и динамичного компьютерного моделирования принятие адекватных стратегических и тактических решений затруднено. С целью установления степени влияния изменчивости и неопределённости факторов внешней и внутренней среды на показатели разработки месторождений использовались программные продукты, разработанные сотрудниками ДонНТУ и компании «Г еософт» [2].

Комплекс программных средств для моделирования золоторудных месторождений обеспечивает следующие возможности:

- создание презентационной трехмерной модели месторождения с целью имитации возможных вариантов развития горных работ и расчета основных экономико-финансовых показателей;

- автоматизированное решение геологических задач (трехмерная визуализация распределения полезного компонента, окон-туривание залежи, подсчет запасов, формирование графической документации к подсчету запасов);

Рис. 1. Модель блока золоторудного месторождения

- решение задач проектирования и планирования (построение разрезов и проекций, проведение проектных выработок, расчет и графическая иллюстрация плана добычных и подготовительных работ);

- автоматизированная технико-экономическая оценка вариантов развития горных работ на основе единой базы данных нормативно-справочной информации.

С использованием программного обеспечения построены модели ряда месторождений (рис. 1, 2).

В автоматизированной системе технико-экономической оценки вариантов развития горных работ в качестве исходных данных возможно использование результатов геологического моделирования месторождения.

Система учитывает следующие основные горно-геологические факторы:

• содержание полезного компонента в руде;

• мощность рудного тела;

• угол падения рудного тела;

• устойчивость руды и устойчивость породы;

Рис. 2. Модель золоторудного месторождения

В программном комплексе предусмотрена возможность формирования технологических вариантов разработки, различающихся следующими параметрами:

• способ транспортировки руды;

• способ отбойки камерных запасов;

• виды и типы горношахтного оборудования.

В базе данных содержатся нормативы расхода метериальных и энергетических ресурсов, нормы выработки и нормативы численности персонала, производительность машин и механизмов и другие удельные параметры, необходимые для расчёта расхода ресурсов по вариантам разработки.

В базе данных представлены цены на оборудование, материалы, энергию, тарифные ставки и оклады персонала.

При оценке варианта разработки последовательно рассчитываются:

• календарный график разработки;

• количество оборудования, численность персонала, потребность в материалах и энергии;

Исходя из полученных натуральных характеристик вариантов, оцениваются эксплуатационные затраты.

С целью финансовой оценки вариантов разработки в программном комплексе рассчитываются следующие показатели: инвестиции, балансовая прибыль, чистая прибыль, чистый дисконтированный доход (NPV), внутренняя норма рентабельности (IRR), бюджетная эффективность.

Практика принятия стратегических и тактических решений при разработке золоторудных месторождений свидетельствует о следующем. Основные решения относительно целесообразности разработки запасов принимаются и утверждаются в Государственной комиссии по запасам не чаще, чем один раз в пять лет. Тактические планы пересматриваются один раз в год или квартал. Проекты на отработку месторождения и его частей пересматриваются также достаточно редко, несмотря на то, что информация об условиях разработки и ценности запасов в блоках постоянно обновляется как в ходе проведения подготовительных и добычных работ, так и при эксплуатационной разведке.

В этой связи представляется целесообразным изучение степени изменчивости факторов внутренней и внешней среды и влияния этой изменчивости на эффективность работы горнодобывающих предприятий.

Разработанные программные средства позволили оценить влияние изменчивости различных факторов на показатели разработки золоторудных месторождений.

С целью исследования влияния изменчивости различных факторов на эффективность разработки рассматривалась модель золоторудного месторождения, представленного на рис. 2.

Один из главных факторов внешней среды, влияющий на целесообразность отработки золоторудных месторождений -цена на металл. Изменчивость этого фактора очень существенна в последнее время. В результате финансовой оценки варианта разработки рассматриваемого месторождения установлено, что при изменении цены на металл от 500 до 650 долл за унцию внутренняя норма рентабельности изменяется от 4% до 24% .

Рис. 3. Отклонение горно-геологических факторов от средних значений

С целью анализа влияния изменчивости горно-геологичес-ких факторов для рассматриваемого месторождения моделировалась изменчивость мощности рудных тел и содержания металла. Отклонения горно-геологических факторов от средних значений представлены на рис. 3.

Проведенные расчёты показали, что при отклонении мощности рудных тел на 11 процентов по отношению к среднему значению внутренняя норма рентабельности изменяется от 16 до 10 процентов. Отклонение содержания металла в блоках на 20 процентов по отношению к среднему значению может привести к изменению внутренней нормы рентабельности от 25 до 16% (рис. 4).

Проведенные исследования показывают, что наблюдаемая изменчивость факторов внешней и внутренней среды при разработке золоторудных месторождений существенно влияет на показатели работы горнодобывающих предприятий. Периодичность корректировки стратегических и тактических решений, как правило, не соответствует динамике изменчивости рассматриваемых факторов.

—О— базовый вариант —-0--- вариант с отклонением содержания

- о- - вариант с отклонением мощности

Рис. 4. Изменение IRR проекта под влиянием горно-геологических факторов

На основе компьютерного моделирования месторождений и автоматизации технико-экономических расчётов необходима динамическая корректировка принятых решений.

1. Скаженик В.Б, Петровская А.С., Вицинский В.А. Современные проблемы планирования производства на горнодобывающем предприятии // Г еотехноло-гии и управление производством ХХ1 века. Том 2. Под общ. ред. Мартяковой Е.В.

— Донецк: ДонНТУ, 2006. - C.85-92.

2. Skazhenik V. , Moroz O., Vitsinsky V. Complex of software support for computer simulation of deposits and decision of mining-geological problems // Transactions of the VSB - Technical University Ostrava, Mining and Geological Series 2/2005, CR-Ostrava, st. 117-123. И