close
تبلیغات در اینترنت
خرید دامنه
مقاله معدنی- بهینه سازی حرکت نقاط انتقال روی ترازها در معادن روباز عمی Your SEO optimized title
بهینه سازی حرکت نقاط انتقال روی ترازها در معادن روباز عمیق آهن
جمعه 03 ارديبهشت 1395 ساعت 0:1 | بازدید : 61 | نویسنده : مجید ظفری | ( نظرات )

چکیده

مسأله بهینه سازی دینامیک حرکت کلیه نقاط انتقال کانسنگ استخراج روباز در روابط فضایی، زمانی و تکنولوژیکی که نیازمندیها و شرایط فنی و اقتصادی عمومی را تعیین می کنند، برای اولین بار فرمول نویسی گردید. تکنیک حل این مسأله براساس تئوری تصمیم است که عوامل غیر قابل برنامه ریزی و تا حدودی قابل برنامه ریزی مهندسی معدن را محاسبه می نماید. در نتیجه، کارایی راه حلهای بدست آمده در مقایسه با شیوه سنتی و روش های ریاضی، افزایش می یابد.

 

مقدمه

   واضح است که در حال حاضر استخراج از بسیاری از معادن پیشرفته روباز آهن در اوکراین توسعه ی قابل توجهی پیدا کرده است، در حالی که انتظار می رود در آینده ای نزدیک به روند نزولی خود ادامه خواهد داد و حتی در برخی موارد افزایش هم خواهد یافت. افزایش عمق کاواک ناگزیر باعث افزایش فاصله ترابری سنگ استخراج شده می شود. علاوه براین، افزایش عمق کاواک باعث پوش بک در ترازهای عملیات معدن می شود که این امر نیز به افزایش فاصله حمل و نقل می انجامد. این عوامل، کاربرد نمودارهای سیستم ترابری معدنی با استفاده از ترابری ترکیبی به ویژه جاده-ریل را تعیین می کنند. بنابراین، سعی می کنند با استفاده از روش مقرون به صرفه تر حمل و نقل ریلی، هزینه ترابری سنگ های استخراج شده را کاهش دهند.

   مشخصه متمایز کننده چنین نمودارهایی حضور نقاط انتقال (TP) می باشد. ایجاد یک TP با هزینه های ساخت و بریدگی لبه ها به خاطر افزایش عرض برخی از پلتفرم های کاری ارتباط دارد. در افق های پایین تر از TP یک ستون (پیلار) که ممکن است شامل کانسنگ باشد، ساخته می شود. با گذشت زمان، این ستون مانع پوش بک برنامه ریزی شده سیستم معدنکاری می شود که می تواند یکی از دلایل تنظیم زمان بندی یا پیاده کردن TP به شمار رود. پیاده کردن TP نیز با هزینه هایی همراه می باشد.

   از طرف دیگر، TP می تواند برای حمل و نقل ریلی جهت تحویل کانسنگ از TP به کارگاه خردایش و همچنین از پوشانسنگ به محل تخلیه کاواک استفاده شود. علاوه بر این مخازن TP، قابلیت اعتماد نمودار ترابری عملیات معدنکاری را افزایش داده و در صورت لزوم، ذخیره سازی به صورت کلی یا جداگانه و نیز ترابری انواع مختلف کانسنگ بصورت مخلوط و یا هم کیفیت انجام خواهد شد. به همین نحو، در صورت لزوم، اجازه می دهند انواع مختلف پوشانسنگ بصورت معمولی یا جداگانه انبار شوند و دوباره بارگیری شوند.

   در طول عملیات استخراج روباز، افزایش فاصله حمل سنگ استخراج شده با اتومبیل، حرکت تناوبی TP را برای افق های پائین تر، کاهش می دهد (بعبارتی افزایش فاصله تحویل برای حمل و نقل ریلی). در عمل، تجزیه و تحلیل مکرر قابلیت تغییر مکان TP معمولاً برابر با یک سال است، زیرا تغییرات اصلی فاصله حمل و نقل ناشی از زمان بندی می باشند.

   بنابراین کارایی نمودار سیستم ترابری معدن برحسب مکان و موقعیت TP روی ترازها (توزیع فاصله حمل و نقل با جاده و ریل) در طول سال های اجرای معدن روباز تعیین می شود.

   صورت مسائل شناخته شده اصلی مرتبط با تعیین دینامیک حرکت TP روی ترازها قبلاً توسط مؤلفین در نظر گرفته شده است[۱]. طبق نتایج تحلیل، مشخص گردید که ویژگی اصلی این تولیدها، تخصص آنها می باشد. به طور مثال، در [۲] فاصله منطقی بین ترازهای تمرکز ، در [۳, ۲] مرحله حمل و نقل TP در ترکیبی از ترابری ریلی- جاده ای و جاده ای- نوار نقاله ای ، در [۴] مکان و موقعیت TP روی یک افق در ترکیبی از ترابری جاده ای- نوار نقاله ای تعریف شده است. هیچ یک از این مسائل طبیعت فضای آرایش TP، ارتباط دینامیک عملیاتهای معدنی (زمانبندی) و امکان استقرار چندین TP در سطوح مختلف را محاسبه نمی کنند.

   با توجه به موارد ذکر شده ی فوق، مسأله بهینه سازی فضایی دینامیک حرکت نقاط حمل و نقل کانسنگ روی ترازها در معادن روباز آهن امری بحرانی و حساس می باشد.

روش کار

   این مسأله باید در مرحله طراحی و همچنین در مرحله عملیاتی استخراج روباز حل شود. در مرحله طراحی، آن را می توان به همراه مسأله زمانبندی عملیاتهای استخراج معدن، مسیرهای ترابری و توزیع جریانات کانسنگ حل نمود. ضرورت پرداختن به آن در مرحله عملیاتی ناشی از انحرافات عملیات های معدنی حقیقی از زمان بندی پروژه و توسعه حقیقی مسیرهای حمل و نقل از پروژه می باشد.

   در این مقاله مسأله مذکور را برای مرحله عملیاتی استخراج روباز حل می کنیم.

   بدیهی است، بهینه سازی دینامیک توزیع نقاط انتقال کانسنگ در استخراج روباز آهن در هر دو مسئله باید در بازه زمانی معین (معمولا ۸-۵ سال) در نظر گرفته شود. بنابراین منبع اصلی داده ها برای این مسأله، زمان بندی تصحیح شده و توسعه حقیقی مسیرها برای سال اول بازه زمانی تعیین شده می باشد. برای سالهای بعدی، توسعه مسیرها با برآوردهای فواصل ترابری از قبل تعریف می شود.

   الزامات فنی و تخصصی اصلی به شرح ذیل می باشد: حمل و نقل حجم جبهه کار طبق زمان بندی و برنامه جهت پردازش.

   طبق اظهارات فوق، در شروع تحلیل عوامل تعیین کننده کارایی اقتصادی نمودار عملیاتهای ترابری معدنی، معیار بهینگی باید به محاسبه این اوامر بپردازد:

  • دینامیک توزیع TP روی ترازها (دینامیک تغییرات در فواصل ترابری جاده ای و ریلی).
  • هزینه های ساخت،
  • بریدگی لبه به خاطر افزایش عرض پلتفرم های کاری و پیاده سازی.
  • مخارج استخراج و بارگیری و عملیات های حمل و نقل از یک کشتی به کشتی دیگر در طول سال های سرویس.

   به این دلیل در مقالات مشهور [۴-۲] پیشنهاد شده است که از معیارهای بهینگی نمی توان بدون تعدیل استفاده نمود، زیرا آنها طبیعت خاصی از مسائل و عملکردها را بازتاب داده و این فاکتورها را کاملاً محاسبه نمی کنند.

   معیار پیشنهادی (۱)، هزینه های پیاده سازی TP را محاسبه نمی کند، زیرا مقدار این مخارج و هزینه ها بسیار کمتر از مؤلفه های در نظر گرفته شده می باشد.

   معیار پیشنهادی هزینه های بریدگی لبه را نیز برای ساخت TP لحاظ نمی کند. اول از همه، به جای بریدگی لبه، پلتفرم های کاری سطوح فوقانی باریک تر ساخته شده و دوم اینکه، بریدگی لبه همیشه در مرز کاواک نهایی مستقر می باشد و حجم مناسبی از سنگ استخراج شده، حذف خواهد شد. اختلاف در زمان هزینه های وابسته، باید با کاهش به یک زمان مد نظر قرار داده شود. اما در مدت زمان کوتاه بریدگی لبه (چندین سال)، می توان فرض نمود که اثر تنزیل با محاسبه تورم جبران خواهد شد.

روش یافتن راه حل های مناسب برای مدل (۱) تا (۶) براساس اصل فراهم نمودن یک سطح قابل قبول از کفایت با حداقل سادگی، چرا که مدل ریاضی از سیستم استاندارد محدودیت های مسئله حمل و نقل با ذخیره سازی متوسط و معیار بهینگی (۱) استفاده نمود. روش حل- روش نیوتن.

بحث و نتایج

   برای حل مسئله بهینه سازی دینامیک حرکت TP کانسنگ روی ترازها در استخراج روباز آهن در فاصله زمانی معلوم T، ایده یافتن راه حل ها به وسیله مدل ریاضی اولیه فوق الذکر برای توزیع گوناگون TP روی افق ها برای هر سال t پیشنهاد گردید. طبق نتایج به دست آمده برای هر مجموعه سال از راه حل های بهینه متناظر با گونه های مختلف مکان و موقعیت TP روی ترازها، بهترین مورد که نظیر کوچکترین مقدار معیار (۱) است، انتخاب گردید. بنابراین روش مرحله به مرحله برای دستیابی به راه حل مسأله به عنوان مجموعه راه حل های مبتنی بر چرخش یا تعداد خاصی راه حل رتبه بندی شده با چرخش تحقق یافت.

   در وهله نخست، روش پیشنهادی مغایر با اصل معروف بهینگی Bellman برای مسائل چند مرحله ای است، اما به وسیله مکانیزم (۵) و (۶)، استهلاک مخارج ساخت TP را محاسبه نموده و ساده تر از راه حل چند مرحله ای مسئله با معیار انتگرال بهینگی می باشد. با این وجود مدل ریاضی و راه حل این مسئله دریافت نشده است. پاسخ نهایی در مورد اثربخشی روش پیشنهادی تنها با مقایسه این دو روش بدست می آید.

   بدیهی است، مدل ریاضی (۱) تا (۶) تنها عوامل قابل برنامه ریزی را محاسبه می کند. به جز اینها، کارایی راه حل های بدست آمده متأثر از عوامل غیر قابل برنامه ریزی می باشد که می تواند تأثیر چشمگیری داشته باشد. مشخص شده است که حضور چنین عواملی، ویژگی اکثر وظایف طراحی و برنامه ریزی معدن محسوب می شود.

   شاید، با لحاظ کردن شکل گیری راه حل های مهندس طراحی به عنوان تصمیم گیرنده (DM)، بتوان تا حدی این عوامل را محاسبه نمود. در این مورد، به معنای مسأله انتقال بهینه سازی دینامیک حرکت TP کانسنگ روی ترازهای روباز معدن آهن از کلاس مسائل برنامه ریزی ریاضی به کلاس مسائل تئوری تصمیم می باشد[۶]. روش این تحقیق، مناسب ترین راه حل ها برای مسائل نه چندان قابل برنامه ریزی با استفاده از مدل های" objective و" subjective در نظر گرفته شده است[۷].

   از لحاظ محتوا، چنین تغییر و گذری اولویت مهندس طراحی در تصمیم گیری پیرامون نتایج بدست آمده برای مدل عینی (پایه) را تعیین کرده و وضعیت مسائل تجزیه و تحلیل موقعیت فنی و تخصصی، معرفی داده ها و تجزیه و تحلیل نتایج راه حل های عینی (اصلی) را ارتقاء می دهد. برای این کار،اختصاصاً بدان معناست که مهندس طراحی، براساس تجربه و شایستگی هایش، بایستی داده ها را برای مدل پایه از (۱) تا (۶) معرفی کرده و عوامل زیر را مورد ارزیابی قرار دهد:

  • دینامیک ممکن حجم سنگ استخراج شده طبق زمان بندی
  • چشم اندازهای توسعه حمل و نقل
  • شروط ممکن نصب ستون (پیلار) زیر TP
  • ارتباط عملیات های حمل و نقل معدنی با نوع بازکردن و تهیه و آماده سازی ترازها
  • سایر عوامل نه چندان قابل برنامه ریزی و فناوری ارتباطات

   براساس اظهارات فوق برای حل مسئله بهینه سازی دینامیک حرکت نقاط انتقال کانسنگ روی ترازهای معدن روباز آهن، روشی متشکل از مراحل زیر توسعه یافت:

  • مهندس طراح شرایط ترابری معدن را در آغاز هر سال از دوره معین T مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهد (موقعیت بخش های معدن طبق زمان بندی، مناطق محتمل مکان و موقعیت TP، مدت کمینه و معتبر کار، ارزیابی فواصل حمل و نقل)؛
  • تهیه داده ها برای مدل پایه (۱) تا (۶).
  • تشکیل مدل ریاضی (۱) تا (۶) و جستجوی راه حل ها برای هر سال.
  • دسته بندی کردن راه حل های مناسب مسأله.
  • بررسی راه حل های مناسب دسته بندی شده مسأله و انتخاب یک راه حل.

   موارد ۱)، ۲)، ۵) توسط مهندس طراحی و موارد ۲) و ۳) در نرم افزار اجرا می شوند.

تصدیق روش حل مسأله

   برای تائید این مسأله که نتایج حل مسأله نظیر فرمول نویسی آن هستند، براساس روش پیشنهادی، بهینه سازی دینامیک حرکت نقاط انتقال کانسنگ روی ترازهای معدن روباز آهن برای شرایط استخراج معمولی اجرا گردید. محاسبات برای ناحیه کاواک ویژه با آرایش مشخصه بخش های معدن و ارتباطات حمل و نقل انجام شد.

جدول ۱. ارائه نتایج مثالی از دینامیک بهینه انتقال TP کانسنگ.

      طبق روش پیشنهادی در مرحله اول زمان بندی واقعی(تجزیه و تحلیل شرایط ترابری معدنی در آغاز هر سال از دوره معلوم (۸ سال) )، اقدامات زیر انجام می شود:

  • موقعیت بخش های معدن طبق زمان بندی.
  • مناطق احتمالی موقعیت TP.
  • مدت کمینه و معتبر کار.
  • ارزیابی فاصله حمل و نقل.

   در مرحله دوم در طول تهیه داده ها برای مدل پایه (۱) تا (۶)، میانگین های زیر در هزینه های استخراج روباز آهن برای محاسبه معیار بهینگی (۱) پذیرفته شد:

UAH/t.km 24/0 برای حمل و نقل ریلی،

UAH/t.km 80/0 برای حمل و نقل با اتومبیل،

UAH/t 30/0 برای عملیات های استخراج و بارگیری و انتقال کالا (به استثنای استهلاک).

   در محاسبات، سه بخش معدن مد نظر قرار داده شد که در لایه های شیبدار قرار گرفته بودند و پنج TP که ظرفیت فعلی آنها برای انتقال کلیه کانسنگ های استخراج شده از سطح کانسنگ به کارخانه خردایش و تهیه و آماده سازی، مجاز شمرده شد، مدت کمینه و معتبر برای عملیات TP به ترتیب ۱ و ۸ سال پذیرفته شد. دوره استهلاک TP ریلی جاده ای حفار ۳ سال و هزینه ها و مخارج ساختش ۳/۱ میلیون UAH فرض شد (اندازه TP: عرض ۸۵ متر و طول ۸۰۰ متر). در این مثال، نوع حفارهای مشغول کار در سطوح (رخساره ها) و روی اضافه بار اقتباس گردید. پلکان (مرحله) زیاده برداری یا حفاری ناخواسته تراز ۱۵ متر و حرکت TP در تراز ۵۰۰ متر در نظر گرفته شد.

   براساس داده های اصلی تهیه شده در مرحله سوم روش، طبق زبان رسمی روشMicrosoft Excel “Solver”، مدل ریاضی (۱) تا (۶) ساخته شد و جستجوی راه حل ها برای هر سال هدف اجرا گردید.

   اکثر راه حل های بهینه شرطی رتبه بندی شده برای هر سال هدف تشکیل نشدند، به عبارتی یک راه حل بهینه تعیین گردید (مرحله چهارم).

نتاج حل مسئله در جدول ۱ مطرح شده است.

   همان گونه که این جدول نشان می دهد، راه حل مسئله بهینه سازی حرکت TP کانسنگ در استخراج روباز سنگ آهن پنج تراز را شناسایی نمود (۷۵،۹۰،۱۲۰،۱۸۰ و ۲۵۵ متر) که TP باید ۸ سال فعالیت داشته باشد. به علاوه، حرکت TP پائین تر از افق ۲۵۵ متر در نظر گرفته نشد، زیرا حداکثر عمق راهرو حمل و نقل ریلی در شیوه عملیات های استخراج و معدنکاری، بیشتر از۱۵۰الی ۱۸۰ متر نمی شود. بازه کاری بدست آمده TP بیشتر از یک الی شش سال نیست که نظیر شرایط پذیرفته شده در محاسبات می باشد. مکان و موقعیت بهینه TP در تراز، برحسب تعداد گونه های بهینه در فرایند مرتب سازی تعیین شده است.

   با افزایش عمق معدنکاری و استخراج، حرکت TP در افق های عمیق تر با مراحل متغیر انجام شده است(از ۷۵ تا ۲۵۵ متر) که نظیر این فرایند در عمل می باشد. بنابراین، تجزیه و تحلیل مثال پیاده سازی روش پیشنهادی نشان داد نتایج بدست آمده با دینامیک واقعی فرایند معادن سنگ آهن سازگاری دارد.

   در مورد روش تصدیق، تغییرات در اجزای معیار بهینگی (۱) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت (شکل۱).

 

شکل ۱. مثالی در رابطه با تغییر مقادیر معیار بهینگی (۱) و هزینه بهینه سازی دینامیک حرکت TP کانسنگ در طول سال های استفاده استخراج روباز: به ترتیب ۱و۲و۳و۴، هزینه کل (مقدار معیار بهینگی (۱))، هزینه تحویل کانسنگ از طریق حمل و نقل اتومبیل به TP، هزینه تحویل کانسنگ از طریق حمل و نقل ریلی به کارخانه خردایش و آماده سازی و استهلاک در مکان و موقعیت ثابت TP (UAH)؛ به ترتیب ۵ و۶ و۷ و۸، هزینه کل تحویل کانسنگ از طریق حمل و نقل اتومبیل به TP (مقدار معیار بهینگی (۱))، هزینه تحویل کانسنگ از طریق حمل و نقل ریلی به کارخانه خردایش و آماده سازی و هزینه های استهلاک حرکت بهینه شده TP(UAH) و ۹ هزینه کل عملیات های بارگیری و کار انتقال در هر دو مورد (UAH).

   تجزیه و تحلیل تغییر اجزای معیار بهینگی (۱) با مقایسه دو گزینه انجام شد: گزینه اول همه TP ها به مدت ۸ سال بدون حرکت فعال هستند (همیشه در اعماق ۷۵، ۹۰ و ۱۸۰ متر مستقر هستند)، گزینه دوم بهینه سازی دینامیک حرکت TP کانسنگ روی ترازها در استخراج روباز سنگ آهن طبق روش پیشنهادی.

   همانطور که در نمودارها می توان مشاهده کرد، هزینه ی کل انتقال کانسنگ در گزینه دوم، کوچکتر از گزینه اول است. به علاوه، نرخ رشد آنها پائین تر از گزینه اول می باشد. در هر دو مورد، هزینه حمل و نقل با اتومبیل در مقایسه با موارد دیگر، بالاترین می باشد. هزینه های حمل و نقل ریلی کانسنگ به کارخانه خردایش و آماده سازی، در گزینه دوم، به خاطر افزایش فواصل حمل و نقل هنگام حرکتTP، رو به افزایش می باشد. هزینه استهلاک ساخت TP در گزینه دوم، بالاتر از گزینه اول می باشد که با ساخت TP جدید در طول انتقال آنها ارتباط دارد. هزینه کل عملیات های استخراج و بارگیری و انتقال کانسنگ در گزینه های اول و دوم برابر است، زیرا در این مورد، تجهیزات استخراج و بارگیری یکسان در نظر گرفته شدند.

   بنابراین، تجزیه و تحلیل تغییرات در مقدار معیار بهینگی(۱) و مؤلفه های هزینه آن هنگام بهینه سازی دینامیک حرکت TP کانسنگ در طول سال های عملیات در مثال استخراج رو باز معادن معمولی آهن، تطابق آنها با طبیعت تغییرات حقیقی در عمل را نشان می دهد.

 

نتایج

   مسأله بهینه سازی دینامیک حرکت کلیه نقاط انتقال کانسنگ استخراج روباز در روابط فضایی، زمانی و تکنولوژیکی که نیازمندیها و شرایط فنی و اقتصادی عمومی را تامین می کنند، برای اولین بار فرمول نویسی گردید.

روش حل این مسأله که نه تنها براساس تئوری بهینه سازی ریاضی متعارف، بلکه همچنین براساس تئوری تصمیم است که عوامل غیر قابل برنامه ریزی و نه چندان قابل برنامه ریزی مهندسی معدن و عوامل دیگر را محاسبه می نماید که تاثیر آنها می تواند بسیار چشمگیر و اساسی باشد. در نتیجه،کارایی راه حل های بدست آمده در مقایسه با شیوه سنتی و روشهای ریاضی افزایش می یابد. بررسی روش ها در یک نمونه خاص عددی، کارایی آن را تأیید کرد. چشم انداز تحقیق بیشتر، بهینه سازی دینامیک حرکت TP کانسنگ و پوشان سنگ روی ترازها در استخراج روباز سنگ آهن می باشد.

 

برای دسترسی به بانک مقالات ، پایان نامه ها، گزارشهای کارآموزی و .... به سایت ما مراجعه نمایید.

 

worldofdanesh.etl24.com

 

برچسب‌ها: مقاله ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0


می توانید دیدگاه خود را بنویسید

نام
ایمیل (منتشر نمی‌شود) (لازم)
وبسایت
:) :( ;) :D ;)) :X :? :P :* =(( :O @};- :B /:) :S
نظر خصوصی
مشخصات شما ذخیره شود ؟ [حذف مشخصات] [شکلک ها]
کد امنیتیرفرش کد امنیتی

 
تبلیغات
[-Text1-]
منوی کاربری


عضو شوید


نام کاربری :
رمز عبور :

:: فراموشی رمز عبور؟

عضویت سریع

نام کاربری :
رمز عبور :
تکرار رمز :
ایمیل :
نام اصلی :
کد امنیتی : * کد امنیتیبارگزاری مجدد
آرشیو مطالب
تبادل لینک هوشمند
تبادل لینک هوشمند : برای تبادل لینک ابتدا مارا با عنوان دنیای مقالات و نرم افزارها وآدرس http://worldofdanesh.rozblog.com لینک نمایید سپس مشخصات لینک خود را در زیر نوشته . در صورت وجود لینک ما در سایت شما لینکتان به طور خودکار در سایت ما قرار میگیرد.

عنوان :
آدرس :
کد : کد امنیتیبارگزاری مجدد
آمار وب سایت

آمار مطالب

:: کل مطالب : 59
:: کل نظرات : 4

آمار کاربران

:: افراد آنلاین : 1
:: تعداد اعضا : 23

کاربران آنلاین


آمار بازدید

:: بازدید امروز : 23
:: باردید دیروز : 21
:: بازدید هفته : 44
:: بازدید ماه : 423
:: بازدید سال : 2,062
:: بازدید کلی : 11,544