بخشی از مقاله
چکیده
تعیین محدوه نهایی یک گام کلیدي در طراحی و برنامه ریزي معدن است. تابع هدف این مسئله، اغلب اقتصادي بوده و بر مبناي حداکثر نمودن سود است - جنبه اقتصادي - . از سویی توسعه پایدار مفهوم نسبتاً جدیدي است که در سالهاي اخیر وارد مباحث معدنکاري شده و کشورهاي معدنی تلاش دارند تا عملیات معدنکاري خود را با اصول توسعه پایدار انطباق دهند.
از منظر توسعه پایدار، صرفا جنبه اقتصادي فعالیتها مطرح نبوده و باید سه اصل توسعه پایدار - اقتصاد، اجتماع و محیط زیست - به طور متوازن در معدنکاري مد نظر قرار گیرد. بنابراین محدوده نهایی انتخابی بر اساس توسعه پایدار ممکن است با محدوده انتخابی بر اساس حداکثر نمودن سود متفاوت باشد. هدف از این مقاله ارائه راه حلی براي لحاظ نمودن اصول توسعه پایدار در طراحی محدوده نهایی معادن روباز است.
بدین منظور، در ابتدا شاخص هایی در هر سه زمینه توسعه پایدار معرفی شد. سپس محدوده نهایی با توابع هدف "حداکثر کردن سود" و "حداکثر نمودن ماده معدنی و سود صفر یا نزدیک به صفر" محاسبه شد. در ادامه با کاهش تدریجی سود، تعدادي محدوده نهایی بین این دو محدوده طراحی گردید. سپس امتیاز شاخصهاي توسعه پایدار براي هر یک از محدوده هاي نهایی مذکور محاسبه گردید. با استفاده از امتیازات محاسبه شده و یکپارچه سازي آنها در نهایت محدوده نهایی بهینه بر اساس اصول توسعه پایدار انتخاب گردید. به منظور درك بهتر، این مدل با یک مثال دو بعدي شرح داده شده است.
.1 مقدمه
توسعه پایدار مفهوم جدیدي است که به دلیل نگرانیهاي بشر در خصوص کمبود منابع طبیعی، رشد سریع جمعیت و تخریب شدید محیط زیست در کمیسیون جهانی محیط زیست براتلند در سال 1987معرفی شد و در سال 1992 در بین اجتماع، اقتصاد و محیط زیست است Cowell - و همکاران، . - 1999 محدودیت منابع معدنی و احتمال تمام شدن آنها و نگرانی هایی که از بابت کمبود آنها براي نسل هاي بعد وجود دارد و همچنین مشکلات اجتماعی، اقتصادي و زیست محیطی ناشی از معدنکاري سبب شده تا توسعه پایدار وارد بخش معدنکاري گردد.
در طراحی محدوده نهایی عموما تابع هدف حداکثر نمودن سود است و محدوده نهایی محدوده اي است که اگر در حال حاضر استخراج شود بیشترین سود از آن حاصل می شود. این مسئله توسط لرچ و گروسمن در سال 1965و با استفاده از تئوري گراف حل شده است Lerchs - وGrossmann ، . - 1965 تعیین محدوده نهایی بر این مبنا فقط جنبه اقتصادي موضوع را لحاظ نموده و سایر جنبه هاي توسعه پایدار نظیر مسائل اجتماعی و زیست محیطی را نادیده می گیرد. ضمن اینکه از جنبه اقتصادي نیز فقط مناقع اقتصادي مالک معدن را در نظر می گیرد و مناقع سایر ذي نفعان معدن لحاظ نمی گردد.
در طراحی محدوده نهایی معادن روباز تلاشی در خصوص انجام طراحی در چارچوب توسعه پایدار صورت نگرفته است. در اندك مطالعات صورت گرفته فقط بخشی از اصول توسعه پایدار در طراحی محدوده نهایی معدن لحاظ شده و سایر جنبه ها مغفول مانده است. هیلسون در این خصوص اظهار می دارد ضعف عمده در بیشتر تفسیرها و ارزیابی هاي توسعه پایدار این است که توسعه پایدار را به جاي مدیریت زیست محیطی بکار می برند. در این صورت سایر ارکان توسعه پایدار در بعدهاي اقتصادي و اجتماعی نادیده گرفته می شود - Hilson، . - 2000
.2 روش تحقیق
با توجه به مفاهیم توسعه پایدار سه هدف براي تعیین محدوده نهایی معدن قابل تعریف است که عبارتند از حداکثر نمودن منافع اقتصادي، حداکثر نمودن منافع اجتماعی و حداقل نمودن مضررات زیست محیطی .در روش پیشنهادي در این مقاله سعی شده تا بر اساس اهداف فوق، محدوده نهایی انتخاب گردد. مراحل مختلف روش عبارت است از:
- تعیین محدوده نهایی با سود حداکثر - UPL1 -
- تعیین محدوده نهایی با تناژ حداکثر و سود صفر یا نزدیک به صفر - UPLn -
- تعیین محدوده هاي نهایی میانی با کاهش تدریجی سود - UPL2, UPL3,…, UPLn-1 -
- تعیین شاخص هاي توسعه پایدار و محاسبه مقادیر عددي شاخص ها براي هر یک از محدودهاي نهایی
- نرمالیزه کردن مقادیر شاخص ها
- رتبه بندي محدوده هاي نهایی بر اساس شاخص هاي توسعه پایدار
- کنترل پاسخ
.1-2 شرح مدل در قالب یک مثال دو بعدي
براي نشان دادن روش طراحی محدوه نهایی در چارچوب توسعه پایدار، مدل بلوکی زمین شناسی دو بعدي یک ذخیره فرضی که در شکل 1 نشان داده شده است را در نظر بگیرید. براي سهولت محاسبات مدل بلوکی اقتصادي، ابعاد بلوکها در دو جهت ارتفاع و عرض یک متر فرض شده است. ضمنا فرض بر این است که طول بلوکها - در جهت عمود بر صفحه - یک متر است. چگالی کلیه بلوکها نیز یک تن بر متر مکعب فرض می شود. راندمانها %100، قیمت محصول قابل فروش معدن 100 واحد پول بر تن، هزینه هاي معدنکاري هر بلوك مواد معدنی یا بلوك باطله 5 واحد پول بر تن، هزینه هاي فرآوري مواد معدنی 15 واحد پول بر تن و عیار حد 0.2 فرض شد.
.2-2 جداول تعیین محدوده نهایی با سود حداکثر - UPL1 -
این یک مسئله متداول در طراحی محدوده نهایی معادن روباز است که براي آن راه حل ریاضی دقیق وجود دارد. تابع هدف در معادله 1 و محدودیتها در معادلات 2 تا 3 تعریف شده اند. معادله 2 بیانگر محدودیت شیب دیواره هاي معدن است در معادلات فوق Cij ارزش اقتصادي بلوك ردیف i و ستون j است. xij یک متغییر صفر و یک است که ارزش یک به معنی استخراج بلوك و ارزش صفر عدم استخراج بلوك است. این معادله براي مدل بلوکی اقتصادي حل شد و محدوده نهایی حاصله تحت عنوان UPL1 در شکل 2 ارائه شده است.
.3-2 تعیین محدوده نهایی با تناژ حداکثر ماده معدنی و سود تقریباٌ صفر - UPLn -
شکل ریاضی این مدل در معادلات 4 تا 7 ارائه شده است. معادله 4 تابع هدف، معادله 5 محدودیت شیب و معادله 7 محدودیت سود است.
