Açık ocak üretim yöntemi ile üretim yapacak olan bir maden ocağının üretim planlamasının optimizasyonu

Abstract

Günümüzde yüksek tenörlü cevher yataklarının tükenmesi ile birlikte madencilik işlerinin ekonomik açıdan güvenli bir şekilde yürütülebilmesi stratejik bir planlama evresi gerektirmektedir. Bu anlamda açık ocak üretim planlaması, üretilmesi sonucu kar elde edileceği düşünülen cevher bloklarının maksimum net bugünkü değeri elde edeceğimiz şekilde hangi sırayla üretilmesi gerektiğini bulmaktır. Bu çözüme ulaşmak pek çok kısıtı ve karar değişkeni olan büyük bir optimizasyon probleminin çözülmesini gerektirir. Bu boyutlarda bir problemin eldeki teknolojik imkanlarla çözülebilmesi adına araştırmacılar problemi daha küçük alt problemlere bölerek çözmeyi hedeflemişlerdir. Geleneksel yöntem olarak tabir edeceğimiz bu yöntemlerde önce nihai ocak sınırı belirlenir, daha sonra bu sınır içerisinde kalacak şekilde alt ocak sınırları oluşturulur ve planlama işlemi bu alt ocak sınırları üzerinden devam eder. Bu metodun dezavantajları şu şekilde ifade edilebilir. Problemin alt parçalarına ait optimum sonuçlar bir araya geldiklerinde ana problem için optimum bir sonuç üretmiyor olabilirler ve bu yöntemin paranın zaman değerini hesaba katmıyor oluşudur. Bu duruma bir alternatif metod ise Johnson tarafından ortaya atılmıştır. Bu metoda göre cevher ve topoğrafyayı temsil eden bir blok modeldeki blokların direk olarak sıralanması ile yapılan direk blok planlaması metodudur. Problemi alt problemlere bölmek yerine tek bir adımda çözmesi ve paranın zaman değerinide hesaba katması bu metodun avantajlarıdır. Bu metodun dezavantajı ise büyük maden yataklarına uyarlamadaki eksikliklerdir. Bu dezavantaj ise bilgisayarların artan işlemci kapasiteleri ve araştırmacaların daha pratik algoritmaları sayesinde bertaraf edilmeye çalışılmaktadır. Bu çalışmanın amacı bu 2 farklı metodun aynı bakır cevheri yatağına uygulanması ile elde edilen sonuçları ortaya koymak ve kıyaslamaktır. Bu kapsamda, yapılan arama çalışmaları ve laboratuvar analizleri sonucu elde edilen sondaj verilerinin bilgisayar ortamına taşınması ile 3 boyutlu olarak modellenmiş bir cevher yatağı kullanılmıştır. Bu cevher yatağı, boyutları x:10m, y:10m, z:10m olan madencilik bloklarına bölünmüştür. Bu bloklara 3 boyutlu semi-variogram analizlerine dayalı olarak krigging metodu ile tenör ataması yapılmıştır. Tenör atamaları yapılan blokların ekonomik değerleri, cevher satış fiyatı, satış maliyeti ve tesis geri kazanım oranına göre hesaplanmıştır. Ekonomik değerleri hesaplanmış olan bloklar, uzun vade üretim planlaması yapılabilmesi için hem geleneksel yöntemle (alt-açık ocak sınırları üretme) hem de direk blok planlaması yöntemiyle planlama işlemine tabi tutularak sonuçları karşılaştırılmıştır. Bu bağlamda, geleneksel yöntemlerle planlama yapabilmek için Micromine isimli yazılım kullanılırken direk blok planlaması metodu içinse SimSched isimli yazılım kullanılmıştır. Bahsi geçen yazılımlar önce nihai açık ocak sınırlarının optimizasyonu için kullanılmıştır. Ardından bu sınırlar içerisindeki blokların hangi sırayla üretilecekleri, mevcut üretim ve tesis kapasitesine göre, şevlerin fiziksel kısıtlamalarına göre, düşey ilerleme hızı ve madencilik faaliyetlerinin yürütüleceği minimum genişliğe göre, üretilecek cevherin cut-off tenörüne göre ve atığa gönderilecek malzemenin maksimum tenörüne göre istenilen sınırlar içerisinde kalacak şekilde simüle edilerek optimum üretim planı yapılmış ve karşılaştırılmıştır.