Это заключительная публикация статьи, состоящей из трех частей, о стратегическом планировании горных работ с использованием специализированного ПО.

Во второй и первой частях этой статьи, которые были опубликованы ранее, рассматривались следующие темы:

1. Определение основных целей компании, ограничений и ключевых показателей эффективности.
2. Оптимизация карьера.
3. Детальное проектирование контура карьера.
4. Оптимизация промежуточных оболочек и их выбор для дальнейшей работы
5. Стратегическое планирование

Третья часть серии продолжает предыдущие статьи и посвящена оптимизации материалопотоков и экономическому анализу.

Резюмируя то, что было сказано в первых двух частях статьи, для того чтобы оценить перспективы проекта по добыче полезных ископаемых, сначала разрабатывается график отработки месторождения. Данный график будет основой для расчета доходов и расходов, что позволит определить оптимальный денежный поток. Планирование добычи горной массы - это процесс стратегического планирования, целью которого является определение оптимальной последовательности извлечения руды и породы, т.е. определение того, когда и следует ли вообще разрабатывать определенную область карьера, а после ее отработки - куда направить добытый материал: на переработку (обогащение), на склад или в отвал.

В этом заключительном разделе рассматриваются темы посвященные важности обеспечения оптимального материалопотока при планировании горных работ, а также об основах экономической оценки и анализе проектов по добыче полезных ископаемых.

Рис. 1. Базовая технологическая схема процесса добычи руды открытым способом.

Важно обеспечить оптимизацию материалопотоков в рамках плана добычи, чтобы максимизировать прибыльность и свести к минимуму количество отходов (то есть пустую породу или ту руду, которую переводят в отходы ввиду экономической нецелесообразности её обогащения). При определении оптимальной последовательности добычи необходимо учитывать такие факторы, как качество руды (сортность), ее пространственное местоположение и транспортные расходы. Кроме того, следует провести экономический анализ для оценки осуществимости проекта на основе таких факторов, как рыночный спрос, эксплуатационные расходы и требования к капитальным вложениям.

В процессе стратегического планирования распределение горной массы связано с определением наиболее эффективного метода транспортировки, складирования и переработки руды для производства всех необходимых продуктов. Базовый рабочий процесс распределения горной массы на открытых горных работах показан на рисунке 1.

Функциональность оптимизаторов как правило, обеспечивает возможность распределения материалов (горной массы) и может быть использована для изменения пунктов назначения распределения горной массы. Это позволяет разработать стратегию накопления (складирования) запасов руды, которая отвечает различным требованиям к поставкам продукции, например критериям обогащения.

Важно понимать, что в тех случаях, когда сортность и примеси в руде имеют решающее значение для достижения стратегических целей, оптимальный график добычи может не соответствовать оптимальному графику подачи руды на обогащение. В таких случаях создание складских запасов становится важным аспектом плана добычи и должно учитываться в процессе стратегического планирования.

Склады служат промежуточными пунктами назначения (хранилищами) рудной массы извлеченной из карьера, и которые предназначены для дальнейшей переработки (Elkington, 2009). Существуют различные типы складов, каждый из которых имеет различное назначение и роль в добыче полезных ископаемых:

1. Склады длительного хранения - предназначены для складирования рудного материала, который не соответствует текущим характеристикам шихты. Материалы, хранящиеся в этих складах, могут стать экономически выгодными в будущем.
2. Буферные склады - эти запасы используются в качестве буфера для устранения краткосрочных колебаний (по качеству добываемого полезного компонента, примесям) в технологических потоках рудной массы.
3. Усреднительные склады - предназначены для смешивания руд на основе одной или нескольких характеристик (сортность, примеси и т.д.), чтобы улучшить однородность рудного сырья, поступающего на обогащение

Во 2-й части серии публикаций о стратегическом планировании описывался процесс стратегического планирования, который был основан на базовых оптимизированных методах использования вложенных оболочек (Пушбеков). График добычи примера оптимизации, описанный в части 2 этой серии статей, показан на рисунке 2. Из этого рисунка следует, что добыча руды из карьера ведется неравномерно.

Рис. 2. Оптимизированный график добычи руды без использования складов

Перебои в добыче руды могут привести к снижению эффективности работы обогатительной фабрики из-за нехватки сырья или ухудшения качества шихты. В таких случаях необходимо наличие складских запасов руды для ее бесперебойной подачи на переработку с требуемым качеством. После включения складов в график и оптимизации материалопотока можно будет оптимизировать график обогащения руды, как показано на рисунке 3.

Рис. 3. Оптимизированный график подачи руды на фабрику с использованием складов

Ниже, на рисунке 4 сравниваются два графика:

• оптимизированный график добычи без использования складов;
• оптимизированный график добычи с использованием складов.

Очевидно, что использование оптимизации складов (Material Allocation Optimiser - MAO) привело к стабильной подаче сырья на фабрику, а также к небольшому сокращению общего количества добываемой пустой породы и руды, переведенной в отходы (то есть, ту руду, которую не выгодно обогащать). В результате использования складов чистый дисконтированный доход (NPV) увеличился примерно с 608,2 млн. долл. до 662,6 млн. долл. США.

Рис. 4. Сравнение материалопотоков (стандартный график добычи в сравнении с графиком с оптимизацией материалопотока и использования складов)

В данном сценарии создание складских запасов руды позволило обеспечить более раннюю переработку руды с высоким содержанием полезных компонентов и отложить обогащение низкосортной руды на более поздний период эксплуатации карьера. Это отражено на рисунке 5. Увеличение денежных потоков в первые годы эксплуатации рудника привело к увеличению чистой приведённой стоимости проекта (NPV). Несмотря на то, что руда с низким содержанием полезного компонента, отложенная на более поздний этап, подлежит большему дисконтированию, NPV остаётся относительно высоким.

Рис. 5. Сравнение содержания полезного компонента (стандартный график добычи в сравнении с графиком с оптимизацией материалопотока и использования складов)

Традиционно планирование горных работ в первую очередь направлено на добычу руды. Зачастую планирование отвалов упрощается, так как они рассматриваются как единый объект с известной вместимостью. Отсутствие подробной информации о пространственном распределении пустой породы и забалансовой руды затрудняет прогнозирование развития отвалов на протяжении всего срока эксплуатации карьера (Li, 2016).

Отсутствие долгосрочного территориального планирования отвалообразования может привести к невозможности достижения долгосрочных целей, таких как определение высоты, вместимости, площади и угла наклона отвалов.

К другим негативным последствиям относится неточность оценки времени работы горнотранспортного оборудования и погрузчиков, что может привести к неэффективному планированию капитальных вложений.

Способ, которым планируется извлекать породу (в соответствии с графиком добычи в карьере), а затем ее транспортировать и складировать, не является чем-то уникальным. Поэтому важно согласованный график формирования отвалов (с точки зрения объема и пространственного представления) с оптимизированным графиком добычи руды. В среде программных продуктов Datamine для этих целей используется планировщик Minemax на уровне стратегического планирования. Данное программное обеспечение позволяет одновременно оптимизировать график добычи руды, график работы переработку (обогащения) руды и график отвалообразования, удовлетворяя при этом различным ограничениям и стратегическим целям. Планировщик Minemax позволяет определить расстояние транспортировки (и, следовательно, затраты) от каждой зоны местоположения пустой породы внутри карьера до всех потенциальных мест отвалообразования, как показано на рисунке 6. Это позволяет пользователям устанавливать оптимальную пространственную последовательность складирования породы, а также определять, как далеко и какого размера следует организовывать отвал.

Рис. 6. Оптимизация графика транспортировки пустых пород с помощью ПО Minemax Scheduler

На рисунке 7 представлен пример комплексного графика разработки карьера и формирования отвала на первые пять лет стратегического плана.

Рис. 7. Иллюстрация комплексного графика работ развития карьера и отвала

Экономическая оценка и анализ предполагают изучение и понимание основных экономических показателей.

• Чистая приведённая стоимость (NPV) или дисконтированный денежный поток:

Как обсуждалось ранее, после составления производственного графика добычи следующим шагом является использование этого графика в качестве исходных данных для расчета агрегированных значений доходов и расходов отработки карьера, чтобы в первую очередь определить NPV, как показано на рисунке 8. NPV используется для определения текущей стоимости всех будущих денежных потоков или будущих денежных потоков в течение всего срока разработки рудника, дисконтированных на сегодняшний день (то есть производится оценка проекта с учетом срока его реализации, но в денежных средствах, приведенных на сегодняшний день).

Рис. 8. Пример расчета базового денежного потока, основанного на графике добычи горной массы

NPV является ценным инструментом для коммерческой оценки, поскольку он обеспечивает всестороннюю оценку как краткосрочной, так и долгосрочной стоимости (МСФО 2012), принимая во внимание как краткосрочные, так и долгосрочные выгоды и издержки. Однако расчет только на основе NPV может ввести в заблуждение, поскольку он не учитывает такие факторы риска, как новые проекты или с использованием старых месторождений, новые страны, новые рудные тела или новые технологии переработки. Эти факторы напрямую не учитываются при расчете NPV, за исключением ставки дисконтирования.

• Внутренняя норма доходности

Внутренняя норма доходности измеряет рентабельность инвестиций в данный проект с учетом прогнозируемых денежных потоков, которые, как ожидается, будет генерировать проект (Lanctot, 2019). Это полезный инструмент для сравнения доходности различных проектов и принятия инвестиционных решений. ВНД (IRR) рассчитывается путем определения процентной ставки, которая делает текущую стоимость будущих денежных потоков равной первоначальной инвестиции (Lanctot, 2019).
Одним из ограничений метода ВНД является то, что он не учитывает размер инвестиций или период времени, в течение которого они будут инвестированы. Это может привести к неточным сравнениям между проектами с разными суммами инвестиций или временными горизонтами. Кроме того, ВНД предполагает, что все денежные потоки реинвестируются с одинаковой скоростью, что не всегда может иметь место в реальных сценариях.
Несмотря на эти ограничения, ВНД остается ценным инструментом для оценки инвестиционных возможностей и принятия обоснованных решений. При принятии инвестиционных решений важно учитывать и другие факторы, такие как риск, рыночные условия и стратегия компании, но ВНД может стать полезной отправной точкой для анализа.

• Предельные издержки производства

Анализ предельных издержек производства основан на предположении, что постоянные издержки в горнодобывающей промышленности не зависят от объема производства. Важно проводить различие между постоянными и переменными издержками (затратами). Постоянные издержки остаются неизменными независимо от объема производства, в то время как переменные издержки меняются в зависимости от уровня производства. Главный вопрос здесь заключается в том, может ли оптимизация использования оборудования сегодня принести значительную выгоду в будущем – общим принципом этого является предварительные вскрышные работы. Возможно ли использовать существующую структуру постоянных затрат на раннем этапе, чтобы обеспечить беспрепятственный доступ к руде более высокого качества в будущем? Однако инвесторы не стали бы охотно поддерживать снижение денежных потоков из-за негарантированной будущей выгоды.

Список литературы:

1. Elkington, T. J., 2009. Optimising mining project value for a given configuration.

«Оптимизация ценности проекта по добыче полезных ископаемых для заданной конфигурации».
_____
2. IRFS13, 2012. Fair value measurement.

«Оценка справедливой стоимости».
_____
3. Lanctot, P. 2019. The advantages and disadvantages of the internal rate of return method

«Преимущества и недостатки метода внутренней нормы доходности».
_____
4. Li, Y., Topal, E., & Ramazan, S. 2016. Optimising the long-term waste management and truck schedule in large-scale open pit mine.

«Оптимизация долгосрочного управления отходами и графика движения карьерного транспорта на крупных карьерах».

Оригинальная статья находится по адресу: https://www.linkedin.com/pulse/strategic-mine-planning-open-pit-mines-integrated-way-thabang-maepa-2f/