Near face slurrying performance modeling with elliptical and spherical geometries

• Autorzy: Suglo R. S. , Frimpong S , Szymański J. K. , Płaneta S.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie wydajności urabiania koparkami w połączeniu z transportem hydraulicznym w przypadku eliptycznych i kołowych frontów eksploatacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Surface mine production scheduling is complicated by tine fact that tine operations in most open pit mines are conducted on multiple benches and often involve the simultaneous excavation of both ore and waste. These production schedules and plans are used to maintain and maximize the expected profit, determine tine future investment in mining, optimize the return on investment, evaluate alternative investment options, and conserve and develop the mine's resources. The geometrical pit volumes, pit expansion rates and the volume of materials to be handled at any given time on the different benches in a multi-bench, multi-face open pit mine have to be calculated to determine the equipment requirements.

PL

Sporządzanie harmonogramów produkcji w kopalniach odkrywkowych jest skomplikowane, ponieważ urabianie w większości wyrobisk odkrywkowych prowadzone jest na wielu poziomach (półkach) i często wiąże się ono z jednoczesnym urabianiem zarówno skał nadkładu, jak i rudy. Te harmonogramy i plany produkcji są wykorzystywane do: utrzymania i maksymalizacji oczekiwanego zysku, określania przyszłych wydatków inwestycyjnych, optymalizacji stopy zwrotu z inwestycji, oceny alternatywnych opcji inwestycyjnych oraz utrzymania i udostępnienia zasobów eksploatacyjnych. Geometryczne objętości odkrywki, objętości robót udostępniających, objętości urabianej i transportowanej skały płonnej oraz rudy w danym momencie na różnych poziomach wielopoziomowej kopalni i na wielu frontach urabiania muszą być obliczane, w celu określenia wymagań sprzętowych. W artykule wykorzystano algorytmy Matlab w obliczeniach geometrycznych i równania różniczkowe cząstkowe typu parabolicznego (PDE) dla określenia objętości odkrywek i prędkości postępu robót wybierkowych w przypadku frontów eksploatacji typu eliptycznego i kołowego w hipotetycznej kopalni piasków roponośnych. Otrzymane wyniki obliczeń geometrycznych z użyciem algorytmów Matlab są niemal takie same jak te, uzyskane od PDE dla różnych konfiguracji odkrywek. Tak więc równania PDE mogą być z powodzeniem stosowane w obliczeniach objętości, aby otrzymać te same wartości, które uzyskano w wyniku obliczeń geometrycznych. Jednak obliczenia z użyciem PDE do określenia prędkości postępu robot wybierkowych we wszystkich kierunkach są zwykle zakończone, gdy warunki brzegowe wzdłuż małej osi lub krótszych wymiarów są osiągnięte. Należy również zauważyć, że generalnie obliczenia PDE mają tendencję do zawyżania urobionych objętości w przypadku pogłębiania odkrywki w stosunku do obliczeń geometrycznych. Wyniki analizy ekonomicznej wskazują, że zarówno obecny system wydobycia (CMS), jak i cykliczny «koparka-przenośnik» (CycEx CBCS) są opłacalne przy wysokich wartościach zaktualizowanych netto (≥3,20 $ x1010), wskaźnikach rentowności (> 19%) i wewnętrznych stopach zwrotu (> 29,02%) oraz bardzo krótkich zaktualizowanych okresach zwrotu nakładów inwestycyjnych ≤ 3,24 miesięcy). Opcja CycEx CBCS jest bardziej opłacalna niż opcja CMS. Jej wartość zaktualizowana netto jest 1,27 razy większa od opcji CMS. Wskaźnik rentowności i wewnętrzna stopa zwrotu z opcji CBCS CycEx są odpowiednio 2,24 i 1,13 razy wyższe w porównaniu z opcją CMS. Ponadto, zaktualizowany okres zwrotu nakładów inwestycyjnych opcji CycEx CBCS jest prawie o połowę krótszy od tego dla opcji CMS. W przypadku opcji CMS koszt operacyjny wynosi 1,386 $/tonę (2,774 $/baryłkę), natomiast w przypadku opcji CBCS CycEx wynosi on 0,779 $/tonę (1,558 $/baryłkę). Tak więc jednostkowy koszt operacyjny opcji CMS jest około 1,78 razy wyższy od tego dla CBCS CycEx). Te wyniki pokazują, że opcja CycEx CBCS jest wyraźcie lepszym rozwiązaniem dla firm górniczych wydobywających złoża piasków olejowych i inwestujących w nie.

Słowa kluczowe

EN

excavator; open pit mine; PDEs

PL

transport hydrauliczny; koparka; kopalnia odkrywkowa; PDE

• Wydawca: Wydawnictwo HMR-TRANS Sp. z o.o.
• Czasopismo: Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze
• Rocznik: 2012
• Tom: Nr 4
• Strony: 54--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Suglo R. S.

• University of Mines and Technology, Tarkwa, Ghana

autor

Frimpong S

• University of Missouri, Rolla, USA

autor

Szymański J. K.

• University of Alberta, Edmonton, Canada

autor

Płaneta S.

• University of Laval, Quebec, Canada

Bibliografia

• [1] Anon: RISK: Risk Simulation and Analysis for Spreadsheets, © Palisade Corporation, Newfield, NY 1997.
• [2] Anon: Why We're Here, Syncrude Canada Ltd. 2001, web page, www.syncrude.com.
• [3] Anon: Project Millennium - Suncor Ramping Up to Double Production, CIM Bulletin, Vol. 94, No. 2001,1054, p. 13-27.
• [4] Anon: The Current Economy - Analysis of the CurrentState of the Economy, Government of Canadawebpage, 2003, www. canadlaneconomy. go. ca
• [5] Anon: Bank of Canada - Monetary Policy, Bank of Canada web page, 2003, www.bankofcanada.ca/en/monetary.htm.
• [6] Armstrong D.: Planning and Design of Surface Mines, in Ch. 5 of Surface Mining (B.A. Kennedy, ed.), ed., AIME, Baltimore 1990, p. 459-464.
• [7] Bohnet E.L.: Optimum Production Scheduling, In Ch. 5.4 of Surface Mining (B.A. Kennedy, ed.), ed., AIME, Baltimore, 1989, p. 476-479.
• [8] Changirwa R., Frimpong S., Szymański J.: AFS Recommended Option, Collaborative Research on an At Face Slurrying (AFS) Technology - NSERC-Syncrude-University of Alberta, Progress Report # NSERC/SCL/CRD00001 (January) 2000, p. 1-61.
• [9] Coward J.: Communication with Syncrude Canada Ltd. (January 2000).
• [10] Coward J.: Communication with Syncrude Canada Ltd. (March 2003).
• [11] Dohm G.C.: Circular Analysis - Open Pit Optimization in. Ch. 21 of Open Pit Mine Planning and Design (J.T Crawford and W.A. Hustrulid, eds.), American Institute of Mining, Metallurgical, and Petroleum Engineers, Inc., New York, NY 1979, p. 31-40.
• [12] Erarslan K: A Practical Approach for Open Pit Design and Visualisation, J. of Mineral Resources Eng., Vol. 9. No. 3, 2002, p. 313-321.
• [13] Frizzell E.M. and Martin T. W.: In-Pit Crushing and Conveying, in Ch. 13.5 of SME Mining Engineering Handbook ed., Vol. 2, (H.L. Hartman, sen. ed.), AIME, Baltimore, 1992, p. 1343-1350.
• [14] Hustrulid W. and Kuchta M.: Open Pit Mine Design and Planning, Fundamentals, Vol. 1, A.A. Balkema, Rotterdam, 1995, p. 1-625.
• [15] O'Neil T.: Syncrude: Biggest Oil-Sand Miner gets Biggest Hydraulic Shovel, Mining Engineering, AIME-SME, Littleton, CO: 1998, p. 33-39.
• [16] Suglo R.S.: Geometrical Mine Design and Multi-Bench Material Flow Simulation for AFS Characterization, PhD Dissertation, University of Alberta, Edmonton, Canada, 2004, p. 1-181.
• [17] Suglo R.S., Szymański J.: Computer Simulation of Underground Room and Pillar Mining, In Proc. of Underground Operators' Conference, Kalgoolie, November 13-14, 1995, p. 1-4.