برنامه ریزی برای یک دوره خاص انجام می‌گیرد لذا میزان دقت برنامه به کمیت و کیفیت داده‌های مربوط به آن دوره خاص وابسته است؛ بر همین اساس برنامه‌ریز باید از توانایی انجام تحقیق برخورردار و از فرد یا افرادی مطلع برای ارائه گزینه‌های امکان پذیر (Feasible Alternatives) برای دسترسی به هدف خاص استفاده شود تا تصمیم گیرنده قادر به اتخاذ مناسب ترین تصمیم از میان گزینه‌های مختلف باشد. برنامه ریزی شامل پنج بخش می‌شود که عبارتند از:
- تعیین اهداف کوتاه مدت، میان مدت و بلند مدت
- جمع آوری اطلاعات
- طبقه بندی و فرموله کردن داده
- شناسایی روش هایی که قابلیت دسترسی به اهداف را فراهم می‌کنند
- پیگیری مراحل تا انتخاب بهترین روش جهت دسترسی به هدف اصلی در دوره مورد نظر
برنامه ریزی می‌تواند در چارچوبه‌های زمانی گسترده‌ای از بسیار کوتاه مدت (مانند فعالیت‌های استخراج در شیفت بعدی) گرفته تا بسیار بلند مدت (استخراج سودآور برای کل طول عمر معدن) انجام شود. مزیت برنامه ریزی بلند مدت معدن تسهیل تصمیم گیری‌های خوب در زمینه‌های طراحی معدن، زمان بندی استخراج معدن، آهنگ تولید، روش فرآیند، انتخاب ماده معدنی و انتخاب روش استخراج است.
- همه تصمیم‌های مذکور باید به طور همزمان و تحت شرایط عدم قطعیت من جمله موارد زیر اتخاذ شود:
-
- آیا شرایط ژئوتکنیکی به خوبی شناسایی شده است؟ تا دیواره‌های معدن در مقابل رویدادهای لرزه ای و هوازدگی مصون بماند؟
- منبع موجود در زیرزمین واقعاً چه وضعیتی دارد؟ چه مقدار ماده معدنی در دسترس است و چطور می‌تواند پاسخگوی روش‌های فرآوری طرح ریزی شده باشد؟
- قیمت فرآورده و هزینه‌ها در سال آینده چه مقدار خواهد بود؟ در ۳۰ سال آینده چطور؟
- دنیای برنامه‌ریزی و طراحی معادن بسیار هیجان انگیز (و توأم با عدم قطعیت) است.
- برای برتری یافتن در این زمینه از معدنکاری، گروه برنامه‌ریزی نیاز دارد که با ریاضیات، مهندسی، تجارت، اقتصاد، ریسک و عدم قطعیت آشنایی داشته باشد.
برنامه ریزی برای معدن
- افزایش میزان سود یا ارزش خالص فعلی (NVP)
- افزایش میزان استخراج کانسنگ از ذخیره
- افزایش ارزش هر تن محصول نهایی معدن (محصول قابل فروش)
- به حداکثر رساندن عمر معدن
به طور کلی پنج نوع برنامه ریزی برای معدن انجام می‌پذیرد:
۱- برنامه تفهیمی (Conceptual mine plans)
- الف) ارائه روش یا روش‌های منطقی جهت دسترسی به کل سایت مجاز به گونه ای که اولویت بندی روش‌ها رعایت گردد.
- ب) پیش بینی مشکلاتی که ممکن است مانع فعالیت‌های معدن کاری شوند.
- ج) چگونگی دسترسی به اعماق ۴۰ تا ۶۰ متر
- د) تقسیم بندی سایت به پیت‌های کوچک تر بر اساس اشتراکات زمین شناسی و ژئومکانیکی
- ه) شناسایی و پیشنهاد روش استخراج برای هر یک از پیت‌ها یا سایت‌های کوچک
- و) بررسی نحوه بازسازی معدن و چگونگی تاثیر فعالیت‌های معدن کاری بر محیط زیست
- ز) شناسایی بخش هایی از سایت که با کمبود داده مواجه اند
۲- برنامه بلند مدت معدن (Long Range Mine Plans)
- الف) مطالعات امکان پذیری
- ب) مشکلات بالقوه معدن باید شناسایی و نسبت به رفع مشکلات راه حل ارائه شود.
- ج) میزان سرمایه گذاری اصلی، ماشین آلات مورد نیاز، زمان مورد نیاز جهت نصب تجهیزات، تاسیسات، ساختمان سازی و… مشخص شوند.
- د) بازسازی و کلیه فعالیت‌های محیط زیستی مرتبط با معدن کاری و زمان انجام آنها مشخص شود.
- اطلاعات مربوط به زمین‌شناسی منطقه
- هیدرولوژی آبهای سطحی و زیرزمینی
- داده‌های ژئوتکنیکی باید کافی و دقیق باشد
- اطلاعات جامع از کلیه روش‌های استخراج، ماشین آلات معدنی با ذکر مشخصات، چگونگی دسترسی به نیروهای انسانی ماهر در منطقه
- قیمت ها، هزینه ها
- مقررات، آیین نامه ها، قوانین مرتبط با محیط زیست و تاثیر فعالیت‌های معدنکاری بر محیط زیست و بالعکس پلان بلند مدت به ازای هر ۵ تا ۱۰ سال باید تجدید نظر شود و میزان خطای آن ۲۵% است.
۳- برنامه میان مدت معدن (Intermediate Range Mine Plans)
۴- برنامه کوتاه مدت معدن (Short Range Mine Plans)
توجه داشته باشید که مسائل سیاسی و اقتصادی همچنین تغییر در بازار عرضه یا تکنولوژی تولید می‌تواند در برنامه ریزی و زمان تجدید نظر تغییر ایجاد کند یا از پایه تجدید نظر کلی انجام پذیرد و برنامه اجرایی تغییر پیدا کند که این گونه تغییرات می‌تواند همراه با ضرر و زیان باشد و معمولا اجرای این تغییرات چون باید با سرعت زیادتری انجام پذیرد بسیار سخت بوده و هنگام اجرا با مشکلاتی نیز همراه می‌باشد.
| نوع برنامه‌ریزی برای معدن | ||||
| نوع داده | تفهیمی | بلند مدت | میان مدت | کوتاه مدت |
| زمین شناسی | زیاد | خیلی زیاد | خیلی زیاد | خیلی زیاد |
| هیدرولوژی | کم | متوسط | متوسط | زیاد |
| ژئوتکنیک | متوسط | زیاد | زیاد تا خیلی زیاد | خیلی زیاد |
| اقتصادی | متوسط | خیلی زیاد | خیلی زیاد | زیاد |
| محیط زیستی | کم | متوسط تا زیاد | زیاد | خیلی زیاد |
| عمران، مکانیک، برق | کم | کم تا متوسط | زیاد | زیاد |
| تحقیق در عملیات | متوسط | زیاد | خیلی زیاد |
خیلی زیاد |
5- برنامه روزانه معدن (Day to day Mine Plans)
استراتژی در برنامه ریزی معدن
- عرضه و تقاضای محصول نهایی معدن در بازار
- حداکثر نیاز قابل پیش بینی بازار، محصولات صنعتی که از عناصر یا محصول نهایی معدن قابل عرضه می‌باشد.
- نقاط قوت، ضعف، فرصت‌ها و تهدیدات قابل پیش بینی برای پروژه
- بازار به طور دینامیکی در حال تغییر است، توانایی در پیش بینی و چگونگی برخورد با تغییرات دینامیکی
- وضعیت فعلی و آتی محیط زیست منطقه
- منابع انسانی، سرمایه، تفاوت‌ها (موجودی و نیازها)
- میزان ریسک در راه اندازی پروژه، پیش بینی درآمدها و هزینه ها
- مقررات غیر دوستانه مرتبط با معدن، شرایط غیر عادی
اطلاعات مورد نیاز جهت برنامه ریزی
- (۱) بخش اداری (Administrative)
- (۲) بخش مهندسی (Engineering)
- (۳) بخش اجرایی یا عملیات (Operation)
- (۴) تعمیر و نگهداری (Maintenance)
مهمترین وظایف این بخش عبارتند از:
- الف- تامین نیروی انسانی مورد نیاز
- ب- تامین هزینه‌های پیش بینی شده در پلان
- ج- سفارش قطعات یدکی و تنظیم تاریخ دریافت
- د- تنظیم و اعلان تعطیلات رسمی
- هـ- سفارش ماشین آلات جدید و مورد نیاز معدن
- و- تامین ایمنی در معدن
- ز- بازاریابی و فروش محصولات نهایی
اساسی ترین وظایف بخش مهندسی عبارتند از:
- الف- مطالعات ژئوتکنیکی و طراحی معدن و تعیین محدوده نهایی معدن
- ب- طراحی جاده‌های مورد نیاز، تعیین محل دامپ، آبکشی و تامین برق مورد نیاز معدن
- ج- تنظیم برنامه اکتشاف
- د- بررسی مطاله فنی و اقتصادی معدن
- هـ- طبقه بندی ماده معدنی بر اساس عیار، برنامه ریزی برای تولید
- و- نقشه برداری از معدن
- ز- طراحی الگوی حفاری و انفجار در معدن
عمده وظایف این بخش شامل موارد زیر می‌شود:
- الف- استخراج ماده معدنی و برداشت باطله ها
- ب- ساخت جاده‌های معدن
- ج- نصب تجهیزات مورد نیاز، حفر گمانه‌های اکتشافی
- د- تنظیم برنامه روزانه، هفتگی، ماهیانه و سالانه برای پرسنل
- هـ- برنامه آموزش برای پرسنل
- و- آماده سازی پله‌های جدید یا جبه کارهای جدید استخراج
(۴) بخش تعمیر و نگهداری (نت)
وظایف این بخش عبارتند از:
-
- آماده سازی بیش از نیاز سنگ‌ها برای بهره برداری یا به عبارت دیگر سنگ هایی که باید استخراج شوند بیش از میزان استخراج در پلان پیش بینی شده باشد.
- آماده سازی جبهه کار اضافی برای استخراج
- داشتن ماشین آلات یدکی
- تعیین محل دامپ در نزدیک محل ممکن تا در صورت کمبود ماشین حمل در میزان تولید مشکلی به وجود نیاید
- حفظ بخشی از ماده معدنی با عیار بالا
- افزایش قطعات یدکی ماشین آلات در انبار
- داشتن گزینه جاده اصلی اضافه برای شرایط بد جوی که استفاده از جاده اصلی را غیر ممکن می‌سازد.
اصول برنامه ریزی و طراحی معادن
- از روش‌های تصمیم گیری اثبات شده (Evidence-based decision-making methods) استفاده شود.
- هدف اولیه (اصلی) بیشینه سازی ارزش کنونی خالص باشد.
- اهداف ثانویه به عنوان محدودیت تلقی شود.
- قواعد گزارش نویسی عمومی در فرآیند برنامه ریزی وارد نگردند.
- به جای محافظه کاری، عدم قطعیت و ریسک به طور شفاف ملاک کار قرار گیرد.
روش‌های تصمیم گیری اثبات شده
- تلاش شود تا در جمع آوری داده و در تصمیم گیری از اریب بودن (Bias) اجتناب گردد ( نکته: اگر در یک گروه از داده ها، جمع جبری خطاهای نمونه برداری حول میانگین مقادیرشان صفر نشود، داده‌ها اریب محسوب می‌شوند؛ اگر جمع جبری اختلافات داده‌های حاصل از یک سری اندازه گیری با مقادیر واقعی آنها (که برابر میانگین آنها است) صفر باشد، این داده‌ها نا اریب (Unbiased) تلقی می‌شوند، خواه این اختلافات کوچک باشد، خواه بزرگ باشد. نا اریبی با صحت تفاوت دارد).
- اطلاعات از لحاظ احتمال صحیح یا قابل پیش بینی بودن، مورد ارزیابی قرار گیرد.
- شکاف در اطلاعات و درک چگونگی تأثیر آنها بر عدم قطعیت به حساب آورده شود.
- از بکارگیری قواعد سرانگشتی اجتناب گردد. قواعد سرانگشتی تقریب‌های ساده و روش‌های غیردقیقی برای برآورد یا اندازه گیری به حساب می‌آیند. چنین تقریب هایی تنها در صورتی مفید هستند که تمامی محدودیت‌ها و مفروضات پنهان آنها دانسته شده باشد.
- از فرآیندهای تصمیم گیری و روش‌های تجزیه و تحلیل شناخته شده استفاده شود.
- اجتناب از استدلال‌های نادرست؛ به عنوان مثال این یک استدلال نادرست است: ”یک معدن یا با روش روباز استخراج می‌شود یا زیرزمینی“
اهداف اولیه و ثانویه
- هدف اولیه بیشینه سازی ارزش کنونی خالص است. این آرمانی است که باید محقق گردد و تنها به محدودیت‌های اهداف ثانویه محدود می‌شود.
-
هدف اولیه (اصلی) برای هر شرکتی که درگیر فعالیت برنامه ریزی است، یک موضوع انتخابی به حساب می‌آید و هر شرکتی مختار است هر هدف اولیه ای را که تمایل دارد، انتخاب نماید. با این وجود در صنعت معدنکاری، بیشینه سازی NPV ، هدف اولیه ای است که بیشتر از همه مورد استفاده قرار می‌گیرد.
-
اهداف ثانویه که به عنوان محدودیت به کار می‌روند، نمی توانند به بودی در هدف اولیه ایجاد نمایند و تنها می‌توانند به عنوان عامل بازدارنده عمل کنند.
-
زمانی که هدف ثانویه ای [به یک مسأله بهینه سازی] اعمال می‌شود، در واقع هدف اولیه متضرر می‌شود.
- اهداف ثانویه تنها با در نظر گرفتن صرفه اقتصادی باید بکار گرفته شوند و همواره باید مقدار ضرری که متوجه NPV می‌نمایند را گزارش نمود.
جداسازی گزارش نویس عمومی از برنامه ریزی
شفافیت در عدم قطعیت و ریسک
محافظه کاری در کار برنامه ریزان معدن به عنوان وسیله ای برای فایق آمدن بر عدم قطعیت یا کاهش ریسک امری عادی تلقی می‌گردد. دو مثال:
+ چه باید کرد؟
نرم‌افزارهای برنامه‌ریزی معدن
از کدام نرم افزار برنامه‌ریزی معدن به طور گسترده استفاده می‌شود؟
در دو دهه گذشته، وابستگی زندگی انسان به کامپیوترها به شدت افزایش یافته است. کاربردهای ذخیره‌سازی داده‌ها و استفاده مجدد از آنها در هر زمان که نیاز باشد، کار را نسبت به کتاب‌های لاگ (دفترچه ثبت شیفت) بسیار آسان‌تر کرده است.
در حال حاضر، رایانه‌ها در هر صنعتی استفاده می‌شوند و به بخشی مهم از زندگی بشر تبدیل شده اند. صنعت معدن نیز مانند سایر صنایع به طور فزاینده ای به سمت استفاده از رایانه نه تنها در ذخیره‌سازی داده‌ها بلکه در برنامه‌ریزی کل معدن، حرکت می‌کند.
افزایش قابل توجه ظرفیت ذخیره‌سازی و سرعت پردازش باعث شد تا صنعت معدن متکی به برنامه‌های رایانه ای برای انجام طراحی‌ها، نظارت بر طرح ها، برنامه‌ریزی عملیات با ذخیره‌سازی و بازیابی اطلاعات زیاد باشد.
هر چند که این نرم افزارهای تخصصی از نظر نحوه ورود داده‌های گوناگون، سازگاری با یکدیگر، مدلسازی ها، سایر توانایی‌ها و غیره مشابهت‌های زیادی با یکدیگر دارند، ولی توصیه می‌شود فراگیری نرم افزارهای قویتر که در اقصی نقاط جهان طرفداران بیشتری دارند، در اولویت قرار گیرد.
همچنین از آنجایی که بازار نرم افزارهای تخصصی، بازاری رقابتی است، باید توجه نمود که کدام شرکت‌ها نسبت به سایر رقبا خدمات پس از فروش بهتری به ویژه به صورت آنلاین ارائه می‌نمایند. در اینجا سعی شده اجمالاً به معرفی چند نرم افزارهای تخصصی معروف در زمینه طراحی و برنامه ریزی برای معادن اشاره می‌گردد.
نرم افزارهای مختلف برنامه‌ریزی که در صنعت معدن استفاده می‌شود عبارتند از:
1) نرم افزار Mine 2-4D و CADSMine
زمانی که به Graphic Mining Solutions International (GMSI) معروف شد، نرم افزار Mine 2-4D و CADSMine را توسعه داده و سپس نام شرکت را به Mine RP تغییر داده است. این شرکت اخیراً راه اندازی شده و مشخص شده است که توسط RungePincockMineraco خریداری شده است.
از نرم افزار Mine2-4D فقط برای برنامه‌ریزی استفاده می‌شود در حالی که از نرم افزار CADSMine می‌توان برای طیف وسیعی از کارها که شامل مدلسازی زمین شناسی تا طرح‌های بازسازی معادن است، استفاده کرد.
2)نرم افزارXPAC
نرم افزار توسعه یافته توسط Runge Pincock Mineraco می‌تواند برای برنامه‌ریزی و زمان‌بندی معادن ذغال سنگ روباز و زیرزمینی و فقط معادن فلزی روباز مورد استفاده قرار گیرد. این مجموعه RPM Global شامل نرم افزارهای بسیار زیاد و کاربردی است که نرم افزار Talpac به انحصار این شرکت در آمده است.
3) نرم افزارهای مجموعه Geovia
Geovia که اکنون متعلق به Dassault Systèmes است این نرم افزارها را توسعه داده است. SURPAC عمدتا برای مدلسازی زمین‌شناسی کانسنگ و طراحی معادن فلزی روباز و زیرزمینی استفاده می‌شود. در حالی که MINEX یک نرم افزار استخراج ذغال سنگ است که برای مدل‌های زمین شناسی و برنامه‌ریزی معادن ذغال و سایر کانسنگ‌های لایه‌ای مانند سنگ آهک استفاده می‌شود. این نرم‌افزارها می‌توانند از اکتشاف تا طراحی‌های بازسازی معدن در زمینه‌های مربوطه را پشتیبانی کنند.
- Geovia SURPAC (Geology and Mine Planning)
- Geovia GEMS (Geology and Mine Planning)
- Geovia WHITTLE (Strategic Mine Planning)
- Geovia MINEX (Geology and Mine Planning for Stratified Deposits)
- Geovia MINESCHED (Surface and Underground Scheduling)
4)نرم افزار VULCAN
Maptek Vulcan می‌تواند در تمام سناریوهای استخراج از جمله ذغال سنگ، فلز و معادن سنگ، چه به صورت روباز و چه زیرزمینی استفاده شود. این نرم افزار همچنین می‌تواند برای ایجاد مدل‌های زمین‌شناسی و سپس برای برنامه‌ریزی جهت طراحی‌های بازسازی معادن مورد استفاده قرار گیرد. این نرم افزار به صورت پکیج‌هایی موجود است که با توجه به سناریوی مختلف استخراج می‌تواند در دسترس باشد.
5)نرم افزار Hexagon Minesight
Minesight در یک شرکت مشاوره کوچک به نام Mintec ساخته شد که ابزارهای برنامه‌ریزی برای عملیات روباز و زیرزمینی را فراهم می‌کند. این نرم افزار می‌تواند از مطالعات امکان سنجی گرفته تا برنامه‌ریزی روزانه عملیات معدن که شامل برنامه‌ریزی بلند‌مدت و برنامه‌ریزی کوتاه مدت نیز می‌باشد، مورد استفاده قرار گیرد.
6)نرم افزار Minemax
نرم افزار Minemax همنام با نام این شرکت است که در سال آینده بیستمین سالگرد تاسیس خود را تکمیل می‌کند و ابزارهای برنامه‌ریزی در مدلسازی زمین شناسی و برنامه‌ریزی معادن روباز را فراهم می‌کند.
7)نرم افزار Carlson
نرم افزار Carlson به طور گسترده ای در معادن ذغال سنگ ایالات متحده استفاده می‌شود که ابزارهایی را برای زمین شناسی، استخراج سطحی و زیرزمینی و همچنین کمک به استخراج دیگر رسوبات لایه‌ای فراهم می‌کند.
8) نرم افزار Datamine
مجموعه نرم افزارهای Datamine که در نسخه‌های جدید خود کارآمدتر شده و قابلیت‌ها تفکیک شده و نرم افزارهای تخصصی هر بخش را تولید کرده است تعدادی از این نرم افزارها شامل موارد زیر است:
- Datamine NPV Scheduler (نرم افزار بهینه سازی و برنامه ریزی تولید معادن)
- Datamine Studio OP (نرم افزار طراحی و زمان بندی تولید معادن روباز)
- Datamine Studio UG (نرم افزار طراحی و برنامه ریزی در معادن زیرزمینی)
- Datamine Studio RM (نرم افزار ساخت مدل‌های زمین شناسی و ذخایر معدنی)
- Datamine Studio EM (نرم افزار طراحی، مدلسازی اکتشاف و برنامه ریزی عملیات حفاری)
- Datamine Aegis (نرم افزار طراحی و برنامه ریزی عملیات حفاری و انفجار در معادن زیرزمینی)
- Datamine EPS (نرم افزار برنامه ریزی پیشرفته تولید)
- Datamine Studio 5D Planner (نرم افزار برنامه ریزی معادن زیرزمینی)
9) مجموعه نرم افزاری Seequent
این شرکت که اخیرا بسیاری از نرم افزارهای تخصصی را خریداری کرده و به انحصار خود در آورده است همچون مجموعه نرم افزارهای Leapfrog ،Oasis montaj و Target که نرم افزارهای قدرتمند و نام آشنایی هستند. شعار این شرکت این است که به شما کمک می‌کنم در طول چرخه عمر عملیات استخراج خود تصمیمات مهم و استراتژیک بگیرید.
بسیاری از نرم افزارهای برنامه‌ریزی معدن دیگر در جهان وجود داشته باشد که شاید اسم آنها را شنیده باشید همچون eCognition ،Micromine و Alastri که همه به نوبت خود بسیار کارآمد و قدرتمند هستند. این‌ها تعداد معدودی از آنها بودند که در طول سال‌ها محبوبیت پیدا کرده و در تعداد زیادی از معادن مورد استفاده قرار میگیرند.
سوال بزرگی که بی پاسخ مانده این است که کدام نرم افزار برنامه‌ریزی معدن در ایران بطور گسترده استفاده می‌شود؟
دو مجموعه نرم‌افزارهای شرکت Geovia و Datamine هستند که به طور گسترده در ایران مورد استفاده قرار میگیرند. اما به صورت ترکیبی یا در بعضی از پروژه‌ها، موادمعدنی یا منطقه زمین‌شناسی خاص سایر نرم افزارها را به کار میگیرند اما شاید مهمترین مشکل ایران که به بعضی از نرم افزارها محدود شده به جز تحریم‌ها هزینه بالای مجوز استفاده از نرم افزارهاست که شرکت‌ها حاضر به هزینه کرد نیستند.
در حالی که بازار آفریقای جنوبی از نرم افزار متفاوتی استفاده می‌كنند كه اخیراً توسط نرم افزار RPMglobal یعنی Mine2-4D خریداری شده است. سهم بازار نرم افزارهای برنامه‌ریزی در آفریقای جنوبی در شکل نشان داده شده است.
ممنون مفید بود