Модель дослідження зміни стану запасів для оптимізації багатопараметричних процесів гірничого виробництва

Abstract

Мета. Розробити новий підхід, щодо проєктування процесів, які супроводжують освоєння родовищ корисних копалин. Це дозволить врахувати багатоманіття та різний ступінь впливу параметрів на загальну ефективність. Методи дослідження. Застосовано декомпозиційний підхід для оптимізації багатопараметричних процесів гірничого виробництва. Мережеві моделі та алгоритми оптимізації на мережах та графах для пошуку оптимальної стратегії освоєння родовищ корисних копалин. Модель дослідження зміни стану запасів для проєктування технологічних процесів, які супроводжують видобуток корисних копалин. Результати. Було запропоновано методику оптимізації параметрів освоєння родовищ корисних копалин на основі представлення альтернативних варіантів технологічних процесів у вигляді мережевої моделі. В залежності від типу корисної копалини, а також доцільності збагачення відходів видобутку запропоновано дві стратегії проєктування. Якщо відходи доцільно збагачувати, то необхідно максимізувати вартість тони гірської маси. Якщо відходи видобутку недоцільно збагачувати, то необхідно мінімізувати витрати на видобуток тони корисної копалини. Для підвищення ефективності експлуатації рудних родовищ корисних копалин запропоновано застосовувати відходи видобутку у якості складових сумішей для закладки виробленого простору. Обсяги робіт із закладки виробленого простору визначаються на основі маржинального аналізу. Для підвищення ефективності експлуатації вугільних родовищ запропоновано мінімізувати кількість відходів, які надходять на поверхню. Було розглянуто альтернативні варіанти експлуатації вугільного родовища та запропоновано дві стратегії: одна полягає у мінімізації відходів, що передбачає селективне виймання і закладку виробленого простору, а інша стратегія полягає у максимізації вилучення супутніх корисних копалин, що передбачає комбайнове виймання, розділення вантажопотоків, додаткове збагачення відходів. Наукова новизна. Наукова новизна полягає у розробці нового підходу, а також створенні моделей освоєння родовищ корисних копалин. Наведено алгоритм проєктування процес освоєння родовищ корисних копалин. Якщо відходи видобутку недоцільно збагачувати то застосовуємо програмування альтернативного графу на мінімум, що дозволить мінімізувати вартість видобутку 1 т корисної копалини, у іншому випадку – програмування альтернативного графу на максимум, що дозволить максимізувати вартість 1 т гірничої маси. Виконання цих умов дозволить підвищити ефективність виробництва та знизити техногенне навантаження на довкілля. Практичне значення. Полягає у створенні пакету прикладних програм для проєктування процесів освоєння родовищ корисних копалин. Ключові слова: стратегія, відходи виробництва, проєктування, екологія, технологічна схема, граф, програмне забезпечення.

Purpose. Develop a new approach to the design of processes that accompany the development of mineral deposits. This will allow considering the multiplicity and different degree of influence of the parameters on the overall efficiency. Methods. A decomposition approach is applied to optimize multi-parameter processes of mining production. Network models and optimization algorithms on networks and graphs for finding the optimal strategy for the development of mineral deposits. A model of the study of changes in the state of reserves for the design of technological processes that accompany the extraction of minerals. Results. The method of optimization of the parameters of the development of mineral deposits was proposed based on the presentation of alternative options of technological processes in the form of a network model. Depending on the type of mineral, as well as the expediency of mining waste enrichment, two design strategies are proposed. If it is advisable to enrich the waste, then it is necessary to maximize the value of a ton of rock mass. If it is impractical to enrich mining waste, it is necessary to minimize the costs of mining a ton of mineral. To increase the efficiency of exploitation of ore deposits of minerals, it is proposed to use mining waste as a component mixture for paving the produced space. The volume of work on the establishment of the developed space is determined on the basis of marginal analysis. In order to increase the efficiency of the operation of coal deposits, it is proposed to minimize the amount of waste that comes to the surface. Alternative options for the exploitation of the coal deposit were considered and two strategies were proposed: one consists in the minimization of waste, which involves selective extraction and laying of the produced space, and the other strategy consists in the maximization of the extraction of associated minerals, which involves combine extraction, separation of cargo flows, additional enrichment of waste. Scientific novelty. Scientific novelty consists in the development of a new approach, as well as in the creation of models for the development of mineral deposits. The algorithm for designing the process of development of mineral deposits is given. If it is impractical to enrich mining waste, then we apply the programming of the alternative graph to the minimum, which will minimize the cost of extracting 1 ton of useful mineral, in the other case, the programming of the alternative graph to the maximum, which will allow to maximize the cost of 1 ton of mining mass. Fulfillment of these conditions will increase the efficiency of production and reduce the man-made load on the environment. Practical implication. It consists in the creation of a package of application programs for designing the processes of development of mineral deposits. Keywords: strategy, production waste, design, ecology, technological scheme, graph, software.