FBE- Maden Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Konu "Açık Ocak İşletmeciliği" ile FBE- Maden Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeAçık İşletmelerde Optimum Üretim Planlamasında Yeni Bir Yöntem Geliştirilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-07-10) Özkan, Murat ; Erçelebi, Selamet Gürbüz ; 10080491 ; Maden Mühendisliği ; Mining EngineeringAçık ocak işletmelerinde üretim planlaması; ocağın başlangıcından ömrünün sonuna kadar süren, bu süreç içerisinde optimize edilmesi ve karar verilmesi gereken birçok değişkeni olan bir planlama sürecidir. Üretim planlamasının ana amacı, fiziksel ve ekonomik koşullar altında ocaktan elde edilecek ekonomik değerin maksimize edilmesidir. Ekonomik değerin maksimizasyonunun belirlenmesinde ise açık ocağın nihai sınırları ve üretim sıralaması oldukça etkilidir. Açık ocak nihai sınırlarının belirlenmesi, kazancı maksimize etmek amacıyla yapılan önemli bir optimizasyon işlemidir. Bu adımın esas amacı, açık ocak nihai sınırlarının iskontosuz kazancın maksimize edildiği yere kadar getirilmesidir. Nihai sınırları belirleme konusunda en güvenilir yöntemler Lerchs-Grossmann algoritması ile Maksimum Akış algoritmasıdır. Hareketli Koni yöntemi ise hızlı olması, kolay anlaşılması ve kullanım kolaylığı nedeniyle tercih edilebilmektedir. Açık ocak işletmelerinde üretim sıralaması veya kazı sıralaması ise hangi malzemenin ne zaman kazılacağı ile ilgilidir. Üretim sıralaması optimize edilirken, ocaktan elde edilen net bugünkü değerin (NBD) diğer bir deyişle iskontolu kazancın maksimize edilmesi için uğraşılır. Üretim sıralamasında net bugünkü değerin maksimize edilmeye çalışılmasının nedeni, ekonomik değişkenlerin zamana göre değişiyor olması yani paranın zaman değeridir. Üretim sıralamasının optimize edilmesi amacıyla birçok yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemler arasında en çok kullanılan yöntem parametreleştirme tekniği ile elde edilen iç içe ocaklar serisinin oluşturulmasıdır. Açık ocak işletmelerinde üretim planlamasının optimizasyonu amacıyla birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmalarda genellikle, açık ocak nihai sınırları öncelikli olarak tespit edilmekte ve daha sonra bu sınırlar içerisinde üretim sıralaması yapılmaktadır. Ancak, nihai sınırlar elde edilirken kullanılan blok ekonomik değerlerinin şimdiki zamana göre alınması ve bu blokların gerçekte çıkarılacağı zamandaki değerlerinin hesaba katılmaması nedeniyle bu sınırların gerçekten de optimum olduğu tartışma konusudur. Bu nedenle araştırmacılar, açık ocak nihai sınırları ve üretim sıralamasını eş zamanlı olarak optimize edebilen yöntemlerin geliştirilmesi için uğraşmaktadırlar. Bu yöntemlerde; hangi malzemenin hangi zamanda çıkarılacağı belli olduğundan dolayı, çıkarılış zamanına göre ekonomik değerler verilebilmektedir. Bu durumda paranın zaman değeri de hesaba katılmış olur. Bu doktora tezi kapsamında, açık ocak işletmelerinde uzun vadeli üretim planlaması üzerine yapılan çalışmalar incelenmiş ve bu çalışmalara alternatif olabilecek bir algoritma geliştirilmiştir. Tezin amacı, açık ocaklarda net bugünkü değerin maksimizasyonunu sağlayacak üretim sıralamasının elde edilmesi ve aynı zamanda açık ocak nihai sınırlarının bulunmasıdır. Bu amaçla geliştirilen algoritmada hedef; bloklara net bugünkü değerlerin girilmesinden ziyade bu değeri belirleyen değişkenlerden faydalanarak net bugünkü değeri maksimize edebilecek sıralamanın belirlenmesi yönündedir. Bunun için; blok ekonomik değerleri ve kazı miktarı değişkenleri göz önünde bulundurularak birim hacim kazısı başına elde edilen ekonomik kazancın maksimize edilmesi yoluna gidilmiştir. Kazı sıralamasında istenilen blok kümelerinin bulunabilmesi için de klasik hareketli koni yönteminden faydalanılmıştır. Yöntemin çalışma içerisinde belirtilebilmesi için “Gelişmiş Hareketli Koni Yöntemi” ismi verilmiştir. Geliştirilen algoritma, ekonomik değerleri girilmiş olan blok model üzerinde çalışmaktadır. Her iterasyonda, birim hacim başına düşen ekonomik değerin maksimum olduğu ve yıllık üretim kapasitesini geçmeyen blok kümeleri bulunup blok modelden çıkarılmaktadır. Bu blok kümeleri aranırken pozitif koni kullanılmaktadır. Pozitif koni ile elde edilen blok kümelerinin, negatif koni ile optimize edilmesinden sonra belirlenen blok kümesi blok modelden çıkarılır. Bu işlem alınabilecek pozitif değerli blok kalmayıncaya kadar devam etmektedir. Alınabilecek blok kümesi kalmadığında nihai sınırlara erişilmiş olur. Her iterasyonda bulunan blok kümeleri, yıllık üretim miktarına göre gruplandırılmakta ve net bugünkü değerleri hesaplanmaktadır. Açık ocak nihai sınırlarının ve üretim sıralamasının diğer yöntemlere göre uygulanabilirliğinin test edilmesi, karşılaştırılabilmesi ve sonuçların değerlendirilebilmesi için; geliştirilen algoritma öncelikle 2B bir örnekte uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar; Lerchs ve Grossmann (1965) algoritması ile Wang ve Sevim (1992) tarafından önerilen parametreleştirme yöntemi ile karşılaştırılmıştır. Sonuçların 2B örnek üzerinde olumlu sonuçlar vermesinden dolayı 3B bir uygulama yapılması uygun görülmüştür. Bu uygulama için MS Visual Basic programlama dili kullanılarak kodlanan yazılımdan faydalanılmıştır. 3B uygulama için gerçek bir sahadan elde edilen manyetit içerikli (Fe3O4) maden yatağının verileri kullanılmıştır. Bu maden sahasından elde edilen sondaj verileri ve topoğrafya üzerinde rastgele ve mantıksal değişiklikler yapılarak yeni bir saha düzenlenmiştir. Daha sonra cevher ve yan kayaç için blok model oluşturulmuştur. Oluşturulan blok modelde toplam 279.658 blok bulunmaktadır. Bu blok model üzerinde öncelikle; madencilikte tasarım ve planlama üzerine geliştirilmiş olan Micromine programı kullanılarak, Lerchs ve Grossmann algoritması kullanarak çalışan parametreleştirme yöntemi ile iç içe ocaklar serisi elde edilmiş daha sonra da bu çalışmanın konusu olan Gelişmiş Hareketli Koni yöntemi ile üretim planlaması yapılmıştır. Bu örnek saha üzerinde yapılan üretim planlaması sonuçlarına bakıldığında gelişmiş hareketli koni algoritması, açık ocak nihai sınırlarını bulma konusunda Lerchs ve Grossmann algoritması ile tamamen aynı optimum sonuçları vermektedir. Üretim sıralaması konusunda ise iç içe ocaklar serisi (parametreleştirme) yöntemiyle elde edilen ve ardından en iyi durum senaryosuyla hesaplanan net bugünkü değerin daha da üzerine çıkabileceği görülmüştür. Ayrıca yıllık üretim miktarı hedeflerinin daha başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiş olduğu yapılan uygulamalarda görülmektedir. Sonuç olarak; geliştirilen yöntemin (Gelişmiş Hareketli Koni) açık ocaklarda uzun vadeli üretim planlaması amacıyla bulunan nihai sınırların ve üretim sıralamasının optimizasyonu için alternatif olarak kullanılabilecek bir yöntem olduğu düşünülmektedir. Diğer taraftan yöntemin işlem zamanı açısından geliştirilmesi gerekmektedir.