بخشی از مقاله
چکیده
هزینههای بارگیری و باربری در معادن روباز بیش از نیمی از هزینههای استخراج را به خود اختصاص میدهند. لذا اختصاص مناسب ماشینآلات در سیستم حملونقل میتواند با افزایش بهرهوری، هزینههای سیستم معدنکاری را کاهش دهد. شبیهسازی درک و بینش کلی نسبت به سیستمهای معدنی فراهم می کند و یکی از مهمترین روشهای تحلیل و بهبود عملکرد سیستمها میباشد که کاربرد فراوانی در مسائل مهندسی دارد.
در این تحقیق با استفاده از تکنیک شبیهسازی و بهرهگیری از نرمافزار ARENA، عملکرد سیستم حمل و نقل معدن خاک نسوز آباده مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که بازدهی ماشینآلات بارگیری موجود در معدن پایین است و با توجه به کمبود تعداد کامیونها، هزینههای تولید افزایش یافته است. با افزایش تعداد کامیونهای موجود در معدن، ضمن کاهش هزینههای تولید، میزان تولید معدن تا 626700 تن در ماه افزایش یافت.
.1 مقدمه
هزینه بارگیری و باربری در معادن روباز درصد قابل توجهی از هزینههای استخراج را به خود اختصاص میدهند. یکی از راههایی که میتوان در هزینههای این مرحله صرفجویی قابل ملاحظهای کرد، انتخاب و بهکارگیری مناسب ماشینآلات میباشد، تا با افزایش بهرهوری، هزینه های سیستم کاهش و درآمد افزایش یابد. انتخاب و بهینه کردن سیستم حملونقل از اهمیت زیادی برخوردار است.
برای شناخت و بهبود عملکرد و تصمیمگیری در مورد سیستمها، برای حل مسائل و مشکلات و در نهایت کمک به مسئولان، روشها و تکنیکهای متفاوتی به وجود آمدهاند که بهکارگیری آنها به نوع سیستم و مشکل مربوطه بستگی دارد. تجزیه و تحلیلهای ریاضی، مشاهده عینی و تجربی و فنون مختلف پژوهش عملیاتی را میتوان نمونهای از این روشها دانست. یکی از مهمترین روشهایی که برای شناخت وضع موجود و بهبود عملکرد سیستمها مورد استفاده قرار میگیرد، شبیهسازی است - علمداری، . - 1392
تکنیک شبیهسازی به عنوان ابزاری جهت دستیابی به جواب مسائل پیچیده سیستمی طراحی شده است. شبیهسازی، جایگزین کردن مدل کامپیوتری به جای سیستم واقعی یا سیستم پیشنهادی برای برآورد عملکرد سیستم تحت شرایط مختلف میباشد Banks - ، . - 2009 در این پژوهش از نرمافزار شبیهسازی ARENA استفاده شده است. ARENA نرمافزاری کامل برای انجام مطالعات شبیهسازی است که ویژگیها و اصول جدیدی در مدلسازی و پویانمایی ارائه میکند.
بر اساس تحقیق استارگل، شبیهسازی کامپیوتری یک عملیات معدنکاری برای اولین بار توسط ریست1 در سال 1961 گزارش شده است. که در آن مدلی برای تعیین تعداد بهینه واگنها جهت کاهش زمان انتظار در صف بارگیری و تخلیه، در یک معدن زیرزمینی توسعه یافته است Sturgul - ، . - 1999 عطاییپور و بافی یک مدل شبیهسازی آماری را برای تحلیل اجرای عملیات سیستم کامیون- شاول، در نرمافزار ARENA توسعه دادند Ataeepour - و Baafi، . - 1999 ترکمنی و عسکرینسب یک مدل شبیهسازی را برای تجزیه و تحلیل سیستم حملونقل کامیون- شاول در معادن روباز با تأکید بر برنامههای کوتاه مدت، توسعه دادند.
ساﻻما و همکاران کاربرد شبیهسازی گسسته را برای انتخاب تجهیزات باربری زیرزمینی مطالعه و دو دستگاه مختلف باربری را با هدف بهبود تولید بررسی و مقایسه کردند Salama - و همکاران، . - 2013 در این تحقیق با شبیهسازی سیستم حمل و نقل معدن خاک نسوز آباده، عملکرد سیستم مورد مطالعه قرار گرفت. پس از مدلسازی سیستم موجود در معدن، پتانسیل افزایش تولید بر اساس عملکرد ماشینآلات بارگیری فعال موجود در معدن، مورد بررسی قرار گرفت. مراحل انجام تحقیق بر اساس مراحل انجام فرآیند شبیهسازی صورت گرفته است. به طور کلی یک فرآیند کامل شبیهسازی شامل تعریف مسئله - شناسایی سیستم و تعیین هدف - ، جمعآوری اطلاعات، مدلسازی، درستیسنجی و اعتبارسنجی مدل، اجرای مدل، آنالیز نتایج، مستندسازی، نصب و بهکارگیری مدل میباشد Banks - ، . - 2009
.2 معدن خاک نسوز آباده
معدن خاک نسوز استقلال آباده در شمال استان فارس و در فاصله 10 کیلومتری شمال شرق شهر آباده واقع است - شکل. - 1 سنگ غالب در منطقه، از جنس شیل هیدرومیکای پروفیلیتی کائولن دار است. ماده معدنی از نظر زمینشناسی، از نوع سنگهای رسوبی نرم و رسدار به شمار می آید. بر اساس تخمین ذخیره انجام شده، در حال حاضر بیش از 300 میلیون تن ماده معدنی در این معدن وجود دارد.
با توجه به شرایط، تنوع و پراکندگی ماده معدنی در معدن مورد مطالعه، امکان استفاده از ماشینآلات با توان بالا از قبیل شاول پایین است و به همین دلیل از ماشینآلات با توان کم اما انعطافپذیری بیشتر نسبت به شاول، استفاده میشود. در زمان مطالعه سیستم، در مجموع تعداد 3 دستگاه دامپتراک 30 تنی، 3 دستگاه لودر، 3 دستگاه بیل مکانیکی، 3 دستگاه بلدوزر و 24 دستگاه کامیون 20 و 25 تنی، عملیات استخراج توسط مجموعه معدن و شرکتهای پیمانکاری را انجام میدهند.
.3 مدلسازی سیستم حمل و نقل معدن
پس از مطالعات اولیه بر روی سیستم و جمعآوری اطلاعات لازم و طراحی مدل مفهومی آن، مدلسازی و تحلیل دادههای ورودی انجام شد و سپس شبیهسازی مدل در نرمافزار ARENA پیادهسازی شد. پس از صحت سنجی و اعتبارسنجی مدل، نتایج حاصل از شبیه سازی تجزیه و تحلیل شد. جانمایی شماتیک سیستم حمل و نقل معدن خاک نسوز آباده در محیط ARENA در شکل 2 نشان داده شده است. از مهمترین اطلاعات مورد نیاز در شبیهسازی زمان انجام فعالیتها است. با زمانسنجی از سیستم، زمان انجام فعالیتهای مختلف به دقت تعیین شد. در سیستم مورد مطالعه، 450 دقیقه زمان مفید کاری در طول شبانهروز محاسبه شد.
