Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Use of integrated AHP-topsis method in selection of optimum mine planning for open-pit mines

Ozdemir Ali Can

Archives of Mining Sciences

|

2023

|

Vol. 68, no. 1

35--53

EN

Successful mine planning is necessary for the sustainability of mining activities. Since this process depends on many criteria, it can be considered a multi-criteria decision making (MCDM) problem. In this study, an integrated MCDM method based on the combination of the analytic hierarchy process (AHP) and the technique for order of preference by similarity to the ideal solution (TOPSIS) is proposed to select the optimum mine planning in open-pit mines. To prove the applicability of the proposed method, a case study was carried out. Firstly, a decision-making group was created, which consists of mining, geology, planning engineers, investors, and operators. As a result of studies performed by this group, four main criteria, thirteen sub-criteria, and nine mine planning alternatives were determined. Then, AHP was applied to determine the relative weights of evaluation criteria, and TOPSIS was performed to rank the mine planning alternatives. Among the alternatives evaluated, the alternative with the highest net present value was selected as the optimum mine planning alternative. It has been determined that the proposed integrated AHP-TOPSIS method can significantly assist decision-makers in the process of deciding which of the few mine planning alternatives should be implemented in open-pit mines.

2

Application of entropy method for estimating factor weights in mining-method selection for development of novel mining-method selection system

Manjate Pansilvania Andre Manjate, Saadat Mahdi, Toriya Hisatoshi, Inagaki Fumiaki, Kawamura Youhei

Journal of Sustainable Mining

|

2021

|

Vol. 20, iss. 4

296--308

EN

Mining-method selection (MMS) is one of the most critical and complex decision making processes in mine planning. Therefore, it has been a subject of several studies for many years culminating with the development of different systems. However, there is still more to be done to improve and/or create more efficient systems and deal with the complexity caused by many influencing factors. This study introduces the application of the entropy method for feature selection, i.e., select the most critical factors in MMS. The entropy method is applied to assess the relative importance of the factors influencing MMS by estimating their objective weights to then select the most critical. Based on the results, ore strength, host-rock strength, thickness, shape, dip, ore uniformity, mining costs, and dilution were identified as the most critical factors. This study adopts the entropy method in the data preparation step (i.e., feature selection) for developing a novel-MMS system that employs recommendation system technologies. The most critical factors will be used as main variables to create the dataset to serve as a basis for developing the model for the novel-MMS system. This study is a key step to optimize the performance of the model.

3

Simultaneous integrated optimization for underground mine planning: application and risk analysis of geological uncertainty in a gold deposit

Hou Jie, Li Guoqing, Hu Nailian, Wang Hao

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2019

|

T. 35, z. 2

153--174

EN

The main optimized objects in underground mines include: stope layout, access layout and production scheduling. It is common to optimize each component sequentially, where optimal results from one phase are regarded as the input data for the next phase. Numerous methods have been developed and implemented to achieve the optimal solution for each component. In fact, the interaction between different phases is ignored in the tradition optimization models which only get the suboptimal solution compared to the integrated optimization model. This paper proposes a simultaneous integrated optimization model to optimize the three components at the same time. The model not only optimizes the mining layout to maximize the Net Present Value (NPV), but also considers the extension sequence of stope extraction and access excavation. The production capacity and ore quality requirement are also taken into account to keep the mining process stable in all mine life. The model is validated to a gold deposit in China. A two-dimensional block model is built to do the resource estimation due to the clear boundary of the hanging wall and footwall. The thickness and accumulation of each block is estimated by Ordinary Kriging (OK). In addition, the conditional simulation method is utilized to generate a series of orebodies with equal possibility. The optimal solution of optimization model is carried out on each simulated orebody to evaluate the influence of geological uncertainty on the optimal mining design and production scheduling. The risk of grade uncertainty is quantified by the possibility of obtaining the expected NPV. The results indicate that the optimization model has the ability to produce an optimal solution that has a good performance under the uncertainty of grade variability.

PL

Główne optymalizowane obiekty w kopalniach podziemnych to parametry struktury przodka wybierkowego, optymalnego udostępnienia oraz planowanie robót górniczych. Powszechne jest optymalizowanie każdego komponentu po kolei, przy czym optymalne wyniki jednej fazy są uważane za dane wejściowe dla następnej. Opracowano i wdrożono wiele metod w celu uzyskania optymalnego rozwiązania dla każdego komponentu. W rzeczywistości interakcja między różnymi fazami jest ignorowana w tradycyjnych modelach optymalizacji, które prowadzą do nieoptymalnych rozwiązań w porównaniu ze zintegrowanym modelem optymalizacji. Niniejszy artykuł przedstawia zintegrowany model optymalizacji optymalizujący trzy komponenty w tym samym czasie. Model nie tylko optymalizuje układ wydobywczy, aby zmaksymalizować wartość bieżącą netto (NPV), ale także uwzględnia parametry przodka wybierkowego oraz wkopu udostępniającego złoże. Aby utrzymać proces wydobycia na stałym poziomie przez cały czas trwania eksploatacji, pod uwagę brane są również zdolności produkcyjne oraz wymagania dotyczące jakości rudy. Omawiany model jest opracowany na potrzeby złoża złota w Chinach. Powstały dwuwymiarowy model blokowy do oszacowania zasobów ze względu na wyraźną granicę między skrzydłem wiszącym a spągowym. Grubość i akumulacja każdego bloku jest szacowana za pomocą krigingu zwyczajnego (OK). Dodatkowo wykorzystywana jest warunkowa symulacja w celu generowania szeregu złóż rudy. Optymalny model optymalizacji jest przeprowadzany na każdym symulowanym złożu w celu oceny wpływu niepewności geologicznej na optymalne planowanie robót górniczych i produkcji. Ryzyko odnośnie do niepewności jakości złoża jest kwantyfikowane przez możliwość uzyskania oczekiwanej wartości bieżącej netto (NPV). Wyniki wskazują, że model optymalizacji ma zdolność do tworzenia optymalnego rozwiązania w warunkach niepewności.

4

An expert system for underground coal mine planning

Brzychczy E., Kęsek M., Napieraj A., Magda R.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2017

|

T. 33, z. 2

113--127

EN

In the current market situation, mining companies are faced with the necessity to take actions to improve the efficiency of the mining process. Some of these actions enforce a centralization of activities in the field of deposit economy and planning of mining operations in these companies. In the planning process with such scope the large knowledge of designers is required, which could be additionally supported by a knowledge base, supplied by information and data obtained during the completion of mining works, which also allows for use of the expert knowledge of other organizational units of the mine or the company. The paper presents an original expert system for mining works planning in the underground hard coal mines (MinePlanEx). The aim of the developed system is to support the designers of production planning in hard coal mines within the scope of: equipment selection, mining machinery combining into equipment sets and determining characteristic curves regarding the production results in the planned excavations. Knowledge of the system is represented by the rules selected with the chosen data mining techniques (association rules and classification trees) and obtained from experts. The first part of the paper presents a knowledge base, knowledge acquisition module and inference module which are the main components of the system. The second part contains an example of system operation.

PL

W obecnej sytuacji rynkowej przedsiębiorstwa górnicze stają przed koniecznością podjęcia działań, mających na celu zwiększenie efektywności prowadzonego procesu wydobywczego. Wśród tych działań znajdują się również łączenia kopalń (lub ich części), które wymuszają pewną centralizację działań w zakresie gospodarki złożem i planowania robót górniczych w tych przedsiębiorstwach. Dla poprawnej realizacji procesu planowania w takim zakresie wymagane jest posiadanie odpowiedniego zasobu wiedzy członków zespołu projektującego, który powinna uzupełniać baza wiedzy, zasilana informacjami i danymi uzyskanymi w miarę realizacji zaprojektowanych robót przygotowawczych i eksploatacyjnych oraz umożliwiająca wykorzystanie wiedzy ekspertów z innych jednostek organizacyjnych kopalni lub przedsiębiorstwa. W artykule zaprezentowano oryginalny system ekspercki do planowania robót górniczych w podziemnych kopalniach węgla kamiennego (MinePlanEx). Celem systemu jest wspieranie projektantów planowania produkcji w kopalniach węgla kamiennego w zakresie doboru sprzętu do warunków geologiczno-górniczych i określania charakterystyk dotyczących wyników produkcyjnych w planowanych wyrobiskach. Wiedza w systemie reprezentowana jest przez reguły wyznaczone z wykorzystaniem wybranych technik drążenia danych (reguły asocjacyjne oraz drzewa klasyfikacyjne) oraz uzyskane od ekspertów. W pierwszej części artykułu przedstawiono bazę wiedzy, moduł akwizycji wiedzy i wnioskowania, które są głównymi składnikami systemu. Druga część zawiera przykład działania systemu.

5

Mining deployment optimization

Čech J.

Archives of Mining Sciences

|

2016

|

Vol. 61, no. 3

461--471

EN

The deployment problem, researched primarily in the military sector, is emerging in some other industries, mining included. The principal decision is how to deploy some activities in space and time to achieve desired outcome while complying with certain requirements or limits. Requirements and limits are on the side constraints, while minimizing costs or maximizing some benefits are on the side of objectives. A model with application to mining of polymetallic deposit is presented. To obtain quick and immediate decision solutions for a mining engineer with experimental possibilities is the main intention of a computer-based tool. The task is to determine strategic deployment of mining activities on a deposit, meeting planned output from the mine and at the same time complying with limited reserves and haulage capacities. Priorities and benefits can be formulated by the planner.

PL

Podobnie jak w wojskowości, problem rozmieszczenia wyposażenia pojawia się w wielu gałęziach przemysłu, w tym także górnictwie. Reguły decyzyjne określają jak rozmieścić określone czynności w przestrzeni aby uzyskać pożądane rezultaty w sposób zapewniający zgodność z określonymi wymogami, zapewniający dotrzymanie limitów narzuconych przez ograniczenia, a ponadto by zminimalizować koszty lub maksymalizować korzyści. Przedstawiono model mający zastosowanie do wydobycia złoża metali. Głównym założeniem odpowiedniego narzędzia komputerowego jest dostarczanie inżynierom górnictwa natychmiastowego rozwiązania decyzyjnego z możliwością eksperymentowania. Zadanie polega na określeniu rozmieszczenia czynności górniczych w obrębie złoża, tak by spełnić założenia odnośnie wielkości wydobycia, jednocześnie biorąc pod uwagę ograniczenia mocy przerobowych systemów transportowych, na pierwszym miejscu stawiając zakładane priorytety i korzyści, co jest zadaniem planistów.

6

Knowledge-based modeling and multi-objective optimization of production in underground coal mines

Brzychczy E., Lipiński P.

AGH Journal of Mining and Geoengineering

|

2013

|

Vol. 37, no. 1

13--26

EN

In this paper a modern approach to the modeling and optimization of production in underground hard coal mines is presented. It begins with definitions and concepts linked to the planning processes associated with mining in hard coal mines. The main assumptions of the knowledge-based modeling of longwall characteristics are presented, as well as formulas for the optimization function. The use of mine planning knowledge discovered by Data Mining techniques is suggested as well as statistical analysis and application of the evolutionary algorithm, which is used as an optimization technique, to search for the best solutions in the engagement of longwall equipment in planned longwall faces. According to assumed criteria: the expected value of the net output of coal from the mining company [t/months] and the standard deviation of the net output of coal from the mining company [t/months]). Because of the multi-objective nature of the problem, a special evolutionary algorithm, MOEA-MPO, was designed. In this paper, we attempt to solve the problem of optimizing mining production for d longwall faces and n equipment installations with adequate constraints. MOEA-MPO deals with a population of N individuals representing candidate solutions linked to the optimization problem. Each individual encodes an integer vector x of length d, where each coordinate x/i of the vector x corresponds to the number of the equipment installation assigned to the i-th longwall face (therefore, x/i \E {1, 2,..., n}). In the proposed algorithm, three types of mutation operators as well as a crossover operator were implemented. The main elements and results obtained are described in the paper.

PL

W artykule zaprezentowano nowoczesne podejście do modelowania i optymalizacji produkcji górniczej w wielozakładowym przedsiębiorstwie górniczym. W pierwszej części artykułu opisano charakterystykę procesu planowania prowadzonego w kopalniach węgla kamiennego. Następnie przedstawiono założenia dotyczące modelowania robót górniczych opartego na wiedzy. Zaproponowano wykorzystanie wiedzy w zakresie doboru sprzętu do warunków wyrobisk ścianowych oraz zestawiania maszyn i urządzeń ze sobą w zestawy ścianowe, pozyskanej w procesie Data Mining, do określenia możliwości wyposażenia planowanych wyrobisk ścianowych i ich wyników produkcyjnych. Etap optymalizacji realizowany jest przez specjalny algorytm ewolucyjny, umożliwiający wielokryterialną analizę i ocenę potencjalnych rozwiązań pod względem wybranych kryteriów, tj. minimalizację odchylenia wartości oczekiwanej wydobycia od wartości planowanych i minimalizację odchylenia standardowego wydobycia w analizowanym okresie w przypadku planowanych wyrobisk ścianowych. Sformułowany problem badawczy dotyczy optymalizacji produkcji górniczej dla d wyrobisk ścianowych i n zestawów ścianowych z uwzględnieniem istniejących ograniczeń. W opracowanym algorytmie MOEA-MPO analizie poddawana jest populacja N osobników reprezentujących potencjalne rozwiązania. Każdy osobnik reprezentowany jest przez wektor liczb całkowitych x o długości d, w którym każdy element wektora x/i odpowiada zestawom ścianowym przypisanym do danego wyrobiska ścianowego (x/i E{1, 2, ..., n}). W proponowanym algorytmie zastosowano trzy typy operatorów mutacji i operator krzyżowania. W artykule zaprezentowano główne elementy opracowanego algorytmu oraz przykładowe wyniki obliczeń.

7

Selected aspects of theory of mine planning

Magda R.

AGH Journal of Mining and Geoengineering

|

2012

|

Vol. 36, no. 3

233-242

EN

Theory of mine planning is a branch of knowledge located between science, technology, engineering and economics. Creation of new plans and projects for future exploitation of useful mineral and mine structural elements connected with the exploitation process must be preceded by deep knowledge of structures of mine production process, principles of exploitation and methods of estimating streams of financial outlays and benefits connected with mine production process. One of the methods is so called integrational method of mine production process modelling, which takes into account mutual relations between the structures of mine production process as well as streams of financial outlays and benefits connected with them. In the paper a brief historical outline of the method is presented and its extension from deterministic to probabilistic modelling. Selected possibilities of the method application for solving practical problems of mine planning and design are shown on the simplified examples limited to the volume of the paper.

PL

Teoria projektowania kopalń jest dziedziną wiedzy leżącą na styku nauk podstawowych, techniki i ekonomiki. Tworzenie projektów przyszłej eksploatacji kopaliny użytecznej i związanych z eksploatacją elementów kopalń podziemnych wymaga znajomości struktur procesu produkcyjnego kopalni podziemnej, zasad eksploatacji górniczej oraz metod szacowania strumieni nakładów i efektów finansowych związanych z realizacją procesu produkcyjnego. Jedną z metod, która uwzględnia wzajemne relacje elementów struktury procesu produkcyjnego i związanych z nimi strumieni nakładów i efektów finansowych jest tzw. integracyjna metoda modelowania procesu produkcyjnego kopalni podziemnej. W artykule zaprezentowano krótki rys historyczny tej metody i jej ewolucję od modelowania deterministycznego do probabilistycznego. Pokazano również wybrane możliwości jej zastosowania do rozwiązywania praktycznych zagadnień projektowania elementów procesu produkcyjnego podziemnej kopalni na uproszczonych i bardzo ogólnych przykładach ze względu na ograniczenia objętościowe pracy.

8

Modelling the mine production process in terms of planning the output volume with regard to the aspects of uncertainty and risk

Magda R.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2011

|

T. 27, z. 4

45-57

EN

In this paper, the methodology of modelling the production process of the underground hard coal mine together with the streams of financial outlays and benefits is characterised. The method was developed for the purpose of analysis and assessment of the economic efficiency of the investment works in terms of determining the output volume of the mine. The reference to the integrational method of the mine production process modelling and estimating its economic efficiency in the underground hard coal mine was made. On the basis of this reference, a model of the production process and associated with this process streams of financial outlays and benefits were built. Economic efficiency indices of the investment, as the objective functions were shortly characterised. The aspect of uncertainty and risk, associated with the process of planning the output volume of the mine were discussed. The most important information and data, assumed for the exemplary calculations, conducted in accordance to the developed methodology and the most important conclusions drawn from the calculations were also instanced.

PL

W pracy scharakteryzowano metodykę modelowania procesu produkcyjnego podziemnej kopalni węgla kamiennego oraz związanych z nim strumieni wydatków i efektów finansowych opracowaną dla potrzeb analizy i oceny ekonomicznej efektywności przedsięwzięć inwestycyjnych w aspekcie projektowania wielkości wydobycia kopalni. Nawiązano do integracyjnej metody odwzorowania i oceny ekonomicznej efektywności procesu produkcyjnego kopalni podziemnej, na bazie której zbudowano model procesu produkcyjnego i związanych z nim strumieni wydatków i efektów finansowych. Scharakteryzowano pokrótce mierniki oceny ekonomicznej efektywności inwestycji przyjęte jako funkcje celu. Poddano dyskusji aspekt niepewności i ryzyka w procesie projektowania wielkości wydobycia kopalni. Przytoczono najważniejsze informacje i dane przyjęte do przykładowych obliczeń, które wykonano zgodnie z opracowaną metodyką, a także najistotniejsze wnioski wynikające z obliczeń.

9

Optimal control of the operating unit costs with the presence of ore losses and its additional dilution

Planeta S., Szymański J.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2008

|

nr 4

11-34

EN

Improvements in control of stope limits and subsequent stope voids assessment using laser devices provided measure of mining performance during the past few years. Although, substantial progress has been achieved in stope control, but comparable progress has not been maintained in exact assessment of the negative impact of ore losses and ore additional dilution on mining unit operating costs. Current practice for assessing mining method performance is to calculate the unit operating costs expressed in tonnes of run-of-mine ore (diluted ore). A reasonable and valid comparison of the unit costs of different stoping operations is not possible with this approach. The paper deals with the different parameters of planning and mining achievement and talks about the losses, additional dilution of the ore and its impact on the unit operating costs. A detailed analysis is supported by characteristics of the unit operating costs which demonstrate that the same comparison criteria of unit operating cost, for planning and mining exploitation should be used to study the negative impact of losses and additional dilution of the ore. Therefore, it is proposed that the unit operating costs are always determined per ton of undiluted ore and/or per unit of extracted metal.

PL

Poprawa w kontrolowaniu granic przodków i ocean powstałych pustek przy użyciu urządzeń laserowych dało w ciągu minionych kilku lat możliwość mierzenia efektywności wydobycia. Chociaż osiągnięto znaczny postęp w kontrolowaniu przodków, jednak porównywalny postęp nie został utrzymany w dokładnej ocenie negatywnego wpływu strat rudy i dodatkowego zubożenia rudy na jednostkowe operacyjne koszty wydobycia. Bieżąca praktyka oceny wydajności systemów eksploatacji polega na obliczaniu jednostkowych kosztów operacyjnych wyrażonych w tonach rudy opuszczającej kopalnię (rudy zubożonej). Uzasadnione i ważne porównanie kosztów jednostkowych różnych systemów wydobycia nie jest możliwe przy zastosowaniu takiego podejścia. Artykuł zajmuje się różnymi parametrami planowania i wyników eksploatacji oraz omawia straty, zubożenie rudy oraz ich wpływ na jednostkowe koszty operacyjne. Szczegółowa analiza jest wspomagana przez charakterystykę jednostkowych kosztów operacyjnych, która wskazuje, że aby zbadać negatywny wpływ strat i zubożenia rudy powinny zostać użyte te same kryteria porównawcze jednostkowych kosztów operacyjnych dla planowania i wydobycia. Dlatego też proponuje się aby jednostkowe koszty operacyjne były zawsze określane na tonę rudy nie zubożonej i/lub na jednostkę pozyskanego metalu.

10

Zastosowanie modelowania matematycznego i techniki komputerowej w projektowaniu robót górniczych w kopalni węgla kamiennego

Magda R.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2004

|

T. 20, z. 3

101-110

PL

Zmiany restruktuzacyjne, zaobserwowane w polskim górnictwie węgla kamiennego w okresie transformacji gospodarczej wpływają w sposób istotny na proces projektowania robót górniczych w kopalniach węgla kamiennego. Systematyczny rozwój techniki komputerowej stwarza nowe możliwości obliczeniowe w zakresie uwzględnienia większego niż dotychczas zasobu danych i informacji wejściowych oraz zastosowania nowych procedur obliczeniowych, które dotychczas nie mogły być użyte ze względu na ich skomplikowany charakter. Praca prezentuje charakterystykę pewnych działań zmierzających do dalszego doskonalenia procesu projektowania robót górniczych w podziemnej kopalni węgla kamiennego. Działania te ukierunkowano głównie na lepsze wykorzystanie posiadanego potencjału środków trwałych i załogi oraz położono większy niż dotychczas nacisk na zagadnienia niepewności i ryzyka związane z losowym charakterem procesu wydobywczego.

EN

Restructuring changes taking in the Polish hard coal mining sector during the period of transition essentially affect the process of hard coal mine planning. Systematic progress of computer technique creates new calculating possibilities based on greater than before quantity of data and input informations. New calculating procedures, which could not be used before because of their complicated character can be applied now. In the paper there is presented a brief description of the investigations aimed at further improvement of hard coal mine planning, especially having on mind the best use of investments and manpower in the aspect of uncertainty and risk connected with the random character of mine production process.