بخشی از مقاله
چکیده
طراحی محدوده نهایی معدن یکی از مهمترین مراحل طراحی میباشد که در مراحل اولیه انجام و در طول عمر معدن با توجه به افزایش اطلاعات در مورد توده ماده معدنی و تغییرات پارامترهاي اقتصادي بایستی بارها بازنگري و اصلاح شود. این امر از نظر نتایج اقتصادي معدن بیشترین اهمیت را دارد. طراحی اولیه معدن شماره 1 گلگهر توسط شرکت گرانگز سوئد انجام شده است و تاکنون مبناي طرحهاي بلند مدت بوده است. این طرح بر مبناي اطلاعات اکتشافی اولیه و پارامترهاي اقتصادي مؤثر مبتنی بر معادن مشابه ارائه شده بود. در حال حاضر اطلاعات اکتشافی تکمیلتر شدهاند و امکان محاسبه پارامترهاي اقتصادي براحتی میسر میباشد.
بنابراین با استفاده از نرم افزار whittle و مدل بلوکی فعلی تهیه شده در نرم افزار gemcom که در برگیرنده اطلاعات زمین شناسی و عیاري به روز شده و پارامترهاي اقتصادي فعلی میباشد، طراحی محدوده نهایی معدن مجدداً انجام شد. سر انجام به کمک نرم افزار whittleبرنامه ریزي استخراج متناسب با بعضی محدودیتهاي تولید بدست آمد. محدوده نهایی حاصل از این مطالعات نشان میدهد که در حدود 175 میلیون تن از ذخیره معدن باقی است در صورتیکه در طراحی اولیه این مقدار برابر 138میلیون تن میباشد یعنی حدود 37 میلیون تن سنگ آهن بیشتر میتوان استخراج کرد. در صورتیکه انتخاب کاواك نهایی بر اساس ماکزیمم NPV باشد، کاواکی با تناژ 173 میلیون تن کاواك نهایی خواهد بود.
واژگان کلیدي: طراحی معدن، گلگهر، whittle ، برنامه ریزي استخراج، بهینه سازي کاواك
مقدمه
ناحیه معدنی گلگهر در 55 کیلو متري جنوب غرب سیرجان واقع گردیده است. این ناحیه متشکل از6 ذخیره سنگ آهن میباشد که مجموع این ذخایر بالغ بر 1135 میلیون تن برآورد گردیده است. ذخیره معدن شماره 1 بر اساس حفاریهاي اکتشافی 250میلیون تن میباشدو شکل کلی ذخیره تقریبا بصورت یک عدسی کشیده با امتداد NW-SE است. این معدن بعلت داشتن رخنمون و نزدیکی به سطح زمین پس از شروع خاکبرداري در سال 1370 در سال 1373 با احداث کارخانه تغلیظ رسماً به بهرهبرداري رسید.سنگ آهن این معدن با توجه به بازیابی مغناطیسی، عیار گوگرد و عیار فسفر به سه تیپ مختلف تقسیمبندي شدهاند که عبارتند از مگنتیت بالایی، مگنتیت اکسیده و مگنتیتپایینی.مگنتیت بالایی با کد سنگ 301 داراي بازیابی مغناطیسی بالا، گوگرد و فسفر پایین، مگنتیت اکسیده با کد 201 داراي بازیابی مغناطیسی پایین، فسفر بالا و گوگرد با عیار مختلف و مگنتیت پایینی با کد 101 داراي بازیابی مغناطیسی بالا، گوگرد بالا و فسفر پایین میباشد.[1]
طراحی اولیه این معدن توسط شرکت سوئدي گرانگز1انجام شده است و بر اساس آن ذخیره معدنی 191میلیون تن برآورد شده بود. در حال حاضر با تکمیل اطلاعات اکتشافی این ذخیره 185 میلیون تن میباشد که تا پایان مرداد 1383 در حدود47 میلیون تن آن استخراج گردیده و باقیمانده آن 138 میلیون تن میباشد. شکل 1 محدوده نهایی معدن را در طرح اولیه نشان میدهد.طراحی معدن در گلگهر با استفاده از نرم افزار Gemcom و بر اساس اطلاعات نقشههاي زمین شناسی و نتایج آنالیز چاههاي اکتشافی انجام میگیرد. با توجه به پارامترهاي طراحی، مدل سه بعدي کامپیوتري با ابعاد هندسی منظم از آن تهیه میگردد. پس از تهیه بلوك مدل سه بعدي، عیار و جنس سنگ بلوکها با استفاده از نقشههاي زمین شناسی و بانکهاي اطلاعاتی تکمیل میگردد و مبناي کارهاي طراحی قرار میگیرد.
از بین روشهاي طراحی محدوده نهایی کاواك استفاده از روشهاي کامپیوتري و نرم افزار مربوط به آن بعلت سرعت بالا و همچنین امکان استفاده از اطلاعات مختلف بعنوان ورودي از اولویت خاصی برخوردار است. اساس طراحی کاواك نهایی توسط هر برنامه کامپیوتري ارزش اقتصادي بلوکها میباشد و ارزش هر بلوك از رابطه زیر حاصل میشود . [2 ]در ارتباط با هزینههاي معدنکاري - CM - ،هزینههاي فرآوري - CP - و هزینههاي فروش - - CSفقط هزینههایی که در ارتباط مستقیم با آن بلوك هستند منظور میشوند. بعبارت دیگر هزینههایی که به میزان تولید وابسته هستند و در صورت توقف تولید آن هزینهها نیز متوقف میشوند درمحاسبه ارزش بلوك قرار میگیرند.[2] در رابطه 1، :BV ارزش بلوك،:O تناژ کانسنگ، :G عیار ماده معدنی، :R بازیابی، : Pr قیمت محصول و :W تناژ باطله میباشد.
نرم افزار Whittle 4D
در این نرم افزار بر اساس هزینههاي معدنکاري و فرآوري براي هر بلوك و همچنین در آمد حاصل از آن بلوك با توجه به جنس سنگ آن و قیمت محصول قابل فروش از آن ارزشی براي آن محاسبه میکند سپس با استفاده از روش لرچ- گروسمان سه بعدي، محدوده نهایی معدن که داراي بیشترین ارزش است را طراحی میکند. در این برنامه ابتدا با اعمال قیمتهاي مختلف براي محصول، کاواکهايمختلفی حاصل میشوند که هر کاواك نسبت به کاواك قبلی با در نظر گرفتن قیمت بیشتر براي محصول قابل فروش، ایجاد شده است و بزرگتر از کاواك قبلی میباشد. سپس جریان نقدینگی تمام کاواکها با یک قیمت واحد محاسبه میشود. انتخاب کاواك بهینه معمولاً بر اساس ماکزیمم ارزش خالص فعلی کاواکها بدست میآید و کاواکی که داراي بیشترین ارزش خالص فعلی باشد بعنوان کاواك بهینه انتخاب خواهد.[2]
براي طراحی محدوده نهایی معدن، مدل بلوکی تهیه شده در نرم افزار Gemcom و توپوگرافی اولیه به عنوان ورودي به نرم افزار whittleوارد میشوند. هر بلوك داراي مشخصات جنس سنگ و عیارهاي فسفر - P - ، گوگرد - S - بازیابی مغناطیسی - Mwt - عیار آهن خوراك - Fe - عیار اکسید آهن خوراك - Feo - ، عیار فسفر کنسانتره - MP - ، عیار گوگرد کنسانتره - MS - ، عیار آهن کنسانتره - MFe - ، عیار اکسید آهن کنسانتره - MFeo - میباشد و براي توپوگرافی اولیه ازشکل وضعیت معدن در انتهاي مرداد 1383 استفاده شد.
پارامترهاي پایداري شیب
مقادیر شیبهاي پایدار را در این نرم افزار میتوان باتوجه به جنس سنگ موقعیت قزارگیري در بلوك مدل و یا بصورت مناطق از پیش تعریف شده تعریف کرد. در این مدلسازي با استفاده از اطلاعات اولیه، شیب پایدار بر حسب جنس سنگ براي خاك و سنگ آهن بترتیب برابر 38 و 48 درجه نسبت به افق تعریف گردید.در نرم افزار تقسیم میشوند:هزینههایی که با میزان تولید تغییرمیکنند و در صورت توقف معدنکاري این هزینهها نیز متوقف میشوند و بصورت کلی عبارتند از:هزینههاي معدنکاري به ازاء یک تن خاك، باطله و سنگ آهن هزینههاي فرآوري یک تن سنگ آهنهزینههاي فروش یک تن محصول.هزینههاي عمومیو اداري که بستگی به میزان تولید ندارند.هزینههاي سرمایه گذاري اولیه .لازم به ذکر است که هزینه اي با عنوان هزینه متفرقه وجود ندارد بلکه هر هزینه بایستی مشخص گردد و در جاي خود قرار گیرد.
محاسبه هزینه ها
از آنجا که در شرکت گلگهر عملیات خاکبرداري، استخراج سنگ و تولید کنسانتره توسط شرکتهاي پیمانکاري انجام میشود بنابر این براي محاسبه هزینههاي مرتبط با میزان تولید در بخش معدن و فرآوري علاوه بر میزان قرارداد بین شرکت گلگهر و شرکتهاي پیمانکار هزینههایی از قبیل هزینههاي آب، برق، مواد مصرفی، حقوق دولتی و غیره که بعهده شرکت مادر میباشد نیز منظور شدهاند. از آنجا که قرارداد با شرکتهاي پیمانکاري متأثر از مسافت حمل مواد میباشد و با افزایش عمق معدن مسافتهاي حمل نیز افزایش مییابند بنابر این از پله 11 به بعد به ازاء هرپله پایین تر از این سطح 0/025 در صد افزایش هزینه منظورشده است. جدول 1 مقادیر مختلف این نوع از هزینهها را نشان میدهد.
