Value of geological information in exploitation management: the case of exploitation units of the Polkowice-Sieroszowice mine

• Autorzy: Krzak M. , Panajew P.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amsc-2014-0017

Warianty tytułu

PL

Wartość informacji geologicznej w procesie zarządzania eksploatacją na przykładzie oddziałów wydobywczych kopalni Polkowice-Sieroszowice

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The application of mathematical techniques of management is particularly significant in managing mineral deposits as well as generally in the mining industry, in which the execution of geological-mining projects is usually time-consuming and expensive. Such projects are usually undertaken in conditions of uncertainty, and the incurred expenses do not always generate satisfactory revenues. Mineral deposit management requires close cooperation between the geologist providing necessary information about the deposit and the miner conducting exploitation work. A real decision-making problem was undertaken, in which three exploitation divisions of a certain area in the Polkowice-Sieroszowice mine, differing in ore quality, could be developed in an order which would guarantee maximisation of income. First, the ore price was calculated with the NSR formula; next, the decision-making problem was presented as a kind of game between the geologist (the mine) and states of Nature.

PL

Projekty geologiczno-górnicze (surowcowe) różnią się znacznie od innych form aktywności gospodarczej człowieka, ponieważ wiedza o przedmiocie zainteresowań opiera się głównie na ocenach, zaś samo złoże kopalin jest obiektem przyrodniczym i trudno jest jednoznacznie przewidzieć rzeczywiste efekty jego odkrycia. Geologiczna niepewność związana z modelem złoża i jego zasobami znajduje odzwierciedlenie w technicznych planach kopalni i przygotowaniu rozcinki złoża odpowiednim systemem i sposobem eksploatacji. Kwantyfikacja, ocena i zarządzanie niepewnością geologiczną jest kluczowe w strategicznym planowaniu działania kopalni. Podstawowym celem, dla którego wykonuje się wyrobiska udostępniające jest przygotowanie złoża do eksploatacji górniczej. Wyrobiska udostępniające stanowią główne drogi transportu ludzi i urobku oraz spływu wód kopalnianych. Część z nich stanowi drogi jezdne i wentylacyjne, na innych zostaje ulokowany przenośnik taśmowy, a jeszcze innymi podprowadzone są niezbędne media. W celu zabezpieczenia wyrobisk w ich bezpośrednim sąsiedztwie wydzielane są ochronne filary oporowe (rys. 1) mające różną szerokość (100-260 m) w zależności od parametrów wytrzymałościowych otaczających je skał. W trakcie drążenia wyrobisk udostępniających i przygotowawczych duże znaczenie ma prawidłowe rozpoznanie geologiczne nowo rozcinanych obszarów złoża. Do głównych zadań służby geologicznej w kopalniach rud w tym zakresie należą: - prawidłowe opróbowanie serii złożowej, - kartowanie wyrobisk podziemnych i dokumentowanie wszelkiego typu zjawisk nietypowych, - rozpoznanie złoża otworami wyprzedzającymi z wyrobisk podziemnych. Podczas prac udostępniających gromadzona jest informacja o parametrach serii złożowej, która potem zostaje wykorzystana w prowadzeniu właściwej gospodarki złożem. O przydatności i użyteczności informacji decyduje wiele cech, niemniej za najbardziej istotne należy uznać jej aktualność, dokładność, dostępność, elastyczność i kompletność. Niebagatelne są także koszty jej pozyskania. Bardziej precyzyjna informacja wymaga często znacznych, dodatkowych wydatków. W górnictwie, w kwestii oceny warunków bezpieczeństwa pracy taka konieczność jest nieodzowna. Kompletna informacja umożliwia podejmowanie właściwych decyzji, przekłada się na sposób wykorzystania posiadanych środków i możliwości, zapewnia większą elastyczność w dopasowaniu do bieżących realiów rynkowych, technologicznych i in. Zagadnienie dostępu do informacji jest problemem szerokim i dotyczy wielu aspektów rzeczywistości. Zdobywanie kolejnych informacji, służących zmniejszaniu ryzyka, jest zwykle kosztowne. Zdarza się, że pozyskanie kolejnych informacji jest od pewnego momentu nieopłacalne. Dodatkowa informacja jest potrzebna tylko do momentu, gdy oczekiwane korzyści z jej uzyskania przewyższają koszty z jej zdobywania. Wiąże się z tym problem wyceny informacji. Informacja, adekwatna do problemu, dla którego jest pozyskiwana, zwiększa zasób wiedzy podmiotu gospodarującego, jednak rosnąca jej ilość stwarza możliwość dezinformacji. Instrumentów analizy posiadanej przez decydenta informacji dostarczają m.in. narzędzia teoria gier. W teorii gier informacja modelowana jest zazwyczaj z wykorzystaniem koncepcji zbiorów informacyjnych (rys. 2). Zwykle uczestnicy gry nie dysponują pełną informacją, co implikuje fakt, ze sytuacja decyzyjna rozgrywa się w warunkach niepewności. Działalność operacyjna kopalni zmierzająca do udostępnienia i eksploatacji poszczególnych części złoża realizowana jest etapami. Nieodzownym staje się zatem podejmowanie decyzji i wybór optymalnej strategii na każdym z nich. Dążeniem kopalni może być uzyskanie najkorzystniejszych wypłat, niezależnie od zaistniałych warunków otoczenia. Działanie takowe zaprezentowano na przykładzie trzech parcel eksploatacyjnych A, B i C uruchamianych w obrębie ZG Polkowice-Sieroszowice. Charakterystykę parcel zestawiono w tabelach 1, 2 i 3, a schematyczne przekroje zmienności zobrazowano na figurach 3, 4 oraz 5. Na podstawie formuły NSR (3) obliczono ceny rudy w parcelach. Bazując na analogii określono prawdopodobieństwa napotkania konkretnych układów wskaźników jakościowych rudy w parcelach. Zestawiając oczekiwane przychody w odniesieniu do możliwych dwóch stanów natury zdefiniowano macierz gry (4). Wygenerowany problem decyzyjny sprowadzony został do modelu gry koordynacji, a rozstrzygano w nim, które z parcel należy poddać eksploatacji. Opierając się na zakresie informacji o parametrach złoża we wszystkich parcelach będącej w posiadaniu geologa nadzorującego postęp frontu eksploatacyjnego, przeanalizowano dostępne struktury informacyjne, wskazując te optymalne. Oczekiwane średnie wielkości przychodów dla poddawanych ocenie struktur zestawiono w tabelach 4, 5 oraz 6.

Słowa kluczowe

EN

ore deposit management; decision-making; geological information; game

PL

zarządzanie złożem rud; podejmowanie decyzji; informacja geologiczna; gra

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, no. 1
• Strony: 239--256
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Krzak M.

• AGH University of Science and Technology, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Panajew P.

• KGHM Polska Miedź SA, ZG Polkowice-Sieroszowice, Kaźmierzów, 59-101 Polkowice, Poland

Bibliografia

• Abdel Sabour S.A., Dimitrakopoulos R., 2011. Incorporating Geological and Market Uncertainties and Operational Flexibility into Open Pit Mine Design Application. Journal of Mining Science, 47 (2), 191-201.
• Aumann R.J., Maschler M., 1995. Repeated Games with Incomplete Information. Cambridge, Massachusetts, London: The MIT Press.
• Azimi Y., Osanloo M., Esfahanipour A., 2011. Selection of the Open Pit Mining Cut-Off Grade Strategy under Price Uncertainty Using a Risk Based Multi-Criteria Ranking System. Arch. Min. Sci., Vol. 57 No 3, p. 741-768.
• Berry M., McCarthy P.L., 2006. Practical consequences of geological uncertainty. Proceedings 6th International Mining Geology Conference, The Australasian Institute of Mining and Metallurgy, Melbourne, 253-258.
• Brennan M.J., Schwartz E.S., 1985. Evaluating Natural Resource Investments. The Journal of Business, 58 (2), 135-157.
• Butra J., Bugajski W., Piechota S., Gajoch K., 1996. Horizontal development mine workings. [In:] A. Piestrzyński (ed.), Monografia KGHM Polska Miedź S.A., Lubin: CBPM Cuprum Wrocław, 391-636. (in Polish).
• Butra J., Kicki J., Wanielista K., 2002. Possibilities for Application of Decision Trees in Studies over Effectiveness and Risk in Exploration, Development and Mining of Mineral Deposits. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, t. 18, z. spec., 131-139 (in Polish with English abstract).
• Cox D.P., Singer D.A., 1986. Ore deposit models. USGS Bull.,1963.
• Davis G. A., Samis M., 2006 . Using Real Options to Value and Manage ExpIoration. Society of Economic Geologists, Special Publication 12, 273-294.
• Dehghani H., Ataee-Pour M., 2011. The Role of Economic Uncertainty on the Block Economic Value - A New Valuation Approach. Arch. Min. Sci., Vol. 57 No 4, p. 991-1014.
• Dowd P.A., 1997. Risk in minerals projects: analysis, perception and management. Transactions of the Institution of Mining and Metallurgy, A9-A18.
• Elkington T., Durham R., 2011. Integrated Open Pit Pushback Selection and Production Capacity Optimization. Journal of Mining Science, 47 (2), 177-190.
• Godoy M., Dimitrakopoulos R., 2011. A Risk Quantification Framework for Strategic Mine Planning: Method and Application. Journal of Mining Science, 47 (2), 235-246.
• Groeneveld B., Topal E., 2011. Flexible Open-Pit Mine Design under Uncertainty. Journal of Mining Science, 47 (2), 212-226.
• Kaufman G.M., 1963. Statistical Decision and Related Techniques in Oil and Gas Exploration: New Jersey: Prentice- Hall, Inc. Englewood Cliffs.
• Krzak M., Panajew P., 2008. Attempt of application of the Bellman’s optimality principle to programming mine development workings. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 24 (2/4), 215-234. (in Polish with English abstract).
• Li S., Knights P., Dunn D., 2008. Geological Uncertainty and Risk: Implications for the Viability of Mining Projects. Journal of Coal Science & Engineering, 14 (2), 176-180.
• Magda R., 2011. Modelling the mine production process in terms of planning the output volume with regard to the aspects of uncertainty and risk. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, t. 27, z. 4, 45-57.
• Newendorp P.D., Schuyler J.R., 2000. Decision Analysis for Petroleum Exploration. 2nd ed., Colorado: Planning PressTM, Aurora.
• Paulo A., Strzelska-Smakowska B., 2000. Base and precious metals ores. Kraków: Uczelniane Wyd. Naukowo-Dydaktyczne AGH. (in Polish).
• Piechota S., 2007. Development of copper ore mining methods in LGOM region. Biuletyn PIG, 423, 23-42. (in Polish with English abstract).
• Rasmusen E., 2007. Games and information. An Introduction to Game Theory, 4th ed., Malden, Oxford, Carlton: Blackwell Publishing Ltd.
• Robbins S.P., 2003. Decide and Conquer: Make Winning Decisions and Take Control of Your Life. FT Press.
• Saługa P., Sobczyk E., 2005. Determining Mineral Project Value - the Preference Theory. Górnictwo i Geoinżynieria, t. 29, nr 2/3, 105-110.
• Snowden D.V., Glacken I. Noppe M., 1986. Dealing with Demand of Technical Variability and Uncertainty Along the Mine Value Chain. Value Tracking Symposium, Brisbane, 1-8.
• Topal E., 2008. Evaluation of a Mining Project Using Discounted Cash Flow Analysis, Decision Tree Analysis, Monte Carlo Simulation and Real Options using an Example. International Journal of Mining and Mineral Engineering, 1 (1), 62-76.
• Torries T.F., 1998. Evaluating Mineral Projects: Applications and Misconceptions. Littleton, Colorado: Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc. (SME).
• Walls M.R., Eggert R.G., 1996. Managerial Risk-Taking: A study of Mining CEOs. Mining Engineering, March, 61-67.
• Wanielista K., Saługa P., Kicki J., Dzieża J., Jarosz J., Miłkowski R., Sobczyk E., Wirth H., 2002. Valuation of the Mineral Deposit Resources. The New Strategy and Valuation Methods. Biblioteka Szkoły Eksploatacji Podziemnej, seria z lampka górniczą nr 12, Kraków (in Polish).
• Watson J., 2002. Strategy: An Introduction to Game Theory. New York: W.W. Norton & Co.
• Wellmer F.W., 1989. Economic Evaluations in Exploration. New York, Berlin, Heidelberg: Springer Verlag.
• Wills B.A., 2006. Mineral Processing Technology. An Introduction to the Practical Aspects of Ore Treatment and Mineral Recovery, 7th ed., Amsterdam: Elsevier Butterwort-Heinenman.