عملیات بخش مهندسی در معدنکاری

ساخت شکل سه‌بعدی کانسار و تعیین اطلاعات کمی و کیفی آن از قبیل موقعیت و عیار انواع کانسنگ‌ها اصطلاحاً مدلسازی زمین‌شناسی تعریف می‌­شود؛ که شامل مراحل زیر است:

• جمع­‌آوری داده‌­های مختلف اکتشافی (اطلاعات ساختاری، رخنمون ماده‌معدنی، گمانه‌های اکتشافی و …)
• کامپوزیت‌سازی و مطالعات آماری داده‌ها
• تقسیم‌بندی زون‌های کانی‌سازی (Domain)
• ترسیم نقشه‌های زمین‌شناسی (مقاطع و پلان‌ها)
• ساخت شکل سه بعدی کانسار (Solid)
• ساخت مدل بلوکی و مدل‌سازی عیاری
• اعتبارسنجی مدل بلوکی
• ارزیابی منابع معدنی

به منظور مشخص کردن بخش‌های قابل استخراج (به لحاظ اقتصادی) با وارد کردن اطلاعات مربوط به درآمدها و هزینه‌ها، ارزش ریالی هر بلوک باطله یا ماده معدنی مشخص می‌گردد.

هزینه استخراج هر بلوک بر اساس میزان هزینه‌های حفاری و آتشکاری، هزینه حمل و بارگیری، هزینه فرآوری، ذوب و … (بسته به محصول تولید نهایی) مشخص می‌شود.

درآمد هر بلوک نیز بر اساس عیار، میزان ماده‌معدنی محتوی، عناصر مزاحم یا با ارزش افزوده همراه و میزان بازیابی فرآوری مشخص می‌گردد.

پس از ساخت مدل بلوکی اقتصادی در نرم‌افزارهای بهینه‌سازی مانند Whittle یا NPV،  بر اساس پارامترهایی از قبیل ظرفیت استخراج سالیانه، عمر معدن، نرخ تورم، نرخ تنزیل و … بر اساس قیمت‌های روز استخراج، بخشی از ذخیره با بالاترین ارزش افزوده مشخص می‌شود. به محدوده مشخص شده در این مرحله پیت بهینه گفته می‌شود. علاوه بر این در این مرحله محدوده نهایی معدن شامل بزرگترین پیت در برگیرنده کل ذخیره بدون در نظر گرفتن عیار و اقتصادی بودن نیز مشخص می‌گردد.

نکته مهم اینکه در محدوده نهایی معدن هیچگونه تاسیسات غیر قابل جابجایی نظیر دامپ باطله، کارخانه و … نباید نصب شود.

طرح استخراجی یک معدن، پیش نیاز مطالعات امکان‌سنجی و رساندن آن به نقطه تصمیم‌گیری در خصوص ادامه کار یا توقف آن است و یا به منظور عملیاتی کردن طرح و تصمیم‌گیری در خصوص سرمایه‌گذاری برای احداث یک واحد معدنی تهیه می‌شود. تفاوت طراحی معادن روباز و زیرزمینی، ناشی از تفاوت دقت در خروجی‌های فرآیند قبل از طراحی شامل دقت در برداشت‌های اکتشافی، دقت و کیفیت مدل‌سازی و جزییات داده‌ها است. طراحی ترکیبی از اقدامات زیر است:

• انتخاب روش استخراج با توجه به مطالعه مراحل قبل
• تحلیل و طراحی معدن
• تعیین شیب میانگین معدن در قسمت‌های مختلف آن
• تعیین تعداد و مشخصات سینه‌کارها
• ماشین آلات اصلی مورد نیاز استخراج و ترابری

در عملیات فرآوری کانسنگ، طراحی مدارهای فرآوری به گونه‌­ای است که عیار خوراک ورودی به کارخانه بایستی یک عدد مشخص با یک نوسان از پیش تعیین شده ‌باشد.

حال آنکه عیار ماده‌معدنی در محل­‌های مختلف ذخیره معدنی به طور یکنواخت توزیع نشده است. بنابراین، در پروسه برنامه‌ریزی تولید معدن بایستی مشخص کرد که چه بخشی از ذخیره با چه تناژی و عیاری و در چه زمانی استخراج شود تا ضمن تأمین یکنواخت خوراک کارخانه فرآوری با پارامترهای عیاری مشخص، در نهایت بیشترین سود از معدنکاری به دست آید.

تاکنون تعداد زیادی الگوریتم برای بهینه‌سازی عملیات مختلف در معدنکاری مثل محدوده استخراج روباز- زیرزمینی، مدل ناوگان بارگیری و باربری، تعیین عیار حد بهینه و… توسط روش‌های مختلف ارائه شده است که  با هدف بیشینه کردن ارزش خالص فعلی در طول سال‌های عمر معدن، کاهش هزینه و افزایش راندمان صورت می‌گیرد، و ما بایستی بهترین و بهینه‌ترین الگوریتم را پیدا کرده و آن را پیاده‌سازی نماییم.