Имитационное моделирование горной добычи в подземном калийном руднике

В 2013 году наша команда разработала имитационную модель подземных калийных рудников для консультационного проекта компании Эрнст энд Янг (EY). Имитационная модель создавалась для поиска последовательности выполнения производственных операций, обеспечивающей максимальную производительность горной выработки.



В модели учитывается выработка очистных камер комбайнами, транспортировка самоходными вагонами породы от комбайнов к рудоспускным шахтам, ссыпание породы на конвейер и ее транспортировка до скипового подъемника по системе конвейеров и бункеров. Также моделируются горно-подготовительные работы, вспомогательные операции (бурение дегазационных шпуров, установка вентиляции, перенос якоря и т.п.), работа маркшейдеров и техническое обслуживание оборудования по расписанию.

Особенностью моделируемой системы является большое число параметров, нелинейно влияющих на показатели работы всей системы. Так, значительное влияние на объем выработки может оказывать порядок выработки очистных камер, выполнение вспомогательных операций, а также проведение горно-подготовительных работ параллельно с очистными.
Имитационное моделирование уже зарекомендовало себя как эффективный инструмент поддержки принятия решений в горнодобывающей отрасли, однако существующие решения не удовлетворяли требованиям заказчика ввиду невозможности моделирования всех требуемых аспектов системы.
В моделируемой системе выделяются два типа процессов:

  • непрерывные процессы – наполнение и опустошение бункеров, перемещение породы по конвейерам, выработка породы комбайнами;
  • дискретные процессы – обслуживание оборудования, маршрутизация самоходных вагонов, проведение технологических операций, выполнение ремонтов по расписанию.

Одним из требований заказчика была возможность проведения сценарного анализа за приемлемое время. Для каждого рудника консультанты «Эрнст энд Янг (СНГ) Б.В.» планировали проводить более 500 экспериментов. Дискретно-потоковое моделирование непрерывных процессов работы калийного рудника позволило обеспечить приемлемую производительность модели (1 год модельного времени за 15 минут), что в свою очередь позволило успешно провести сценарный анализ в рамках консультационного проекта.
Важным результатом консультационного проекта стали предложения по улучшению процессов горной добычи, обеспечивающие увеличение выработки на 12-15% без вложений в закупку нового оборудования.
Реализация полностью дискретной (дискретно-событийной и дискретно-потоковой) модели калийного рудника значительно более трудоемка по сравнению с использованием системной динамики, однако только она позволяет добиться приемлемой производительности без потерь точности моделирования.

Comments are closed.