Life of Mine. Преимущества перед традиционными способами планирования горных работ

А.А. Ракшин — специалист департамента горных работ компании Rock and Mill.

Календарный график ведения горных работ является основополагающим результатом практически всех проектных работ в горном деле. На его основе базируется экономическое обоснование принятия тех или иных решений, при его разработке во внимание берутся все аспекты, обеспечивающие эффективное развитие предприятия с точки зрения производительности, затрат, безопасности, задействованных ресурсов.

Календарные планы рассчитываются на определенные сроки и с определенной детальностью, представляющие из себя горизонты планирования. Компания RAM сегодня выделяет для себя три основных горизонта планирования:

• долгосрочный — охватывает основные вехи развития предприятия и включает в себя распределение объемов работ по годам на основе укрупненных исходных данных, может составляться на полный срок существования предприятия;
• среднесрочный — основной целью служит разработка плана развития горных работ на год;
• краткосрочный — месячный план ведения горных работ.

Создание планов ведения горных работ осуществляется последовательно в нисходящем порядке по длительности периода планирования (от долгосрочного к краткосрочному) и параллельно в рамках разных структурных подразделений.

Традиционные методы календарного планирования

Традиционные методы календарного планирования горных работ на сегодняшний день включают в себя систему прямых расчетов, которые производятся, как правило, на базе расчетных та блиц, связанных между собой. Визуализация календарных планов горных работ традиционно заключается в построении диаграмм Ганта и графической документации с назначением периодов отработки выемочных единиц и проходки выработок.

Рис.1

Если рассматривать зарубежный опыт Lonmin, процесс и подходы долгосрочного планирования менялись с течением времени, и многие из ведущих практик, описанные Smith et al. (2006) и Смит (2011), были внедрены в цикл планирования.

Общий цикл базируется на стратегическом планировании, которое определяет принципы управления бюджетом и долгосрочным планом конкретного проекта. По завершению цикла проводится аудит, который возвращает цикл к стратегическому планированию.

Цикл планирования позволяет использовать большой комплекс об ратных связей внутри процесса. Это позволяет разрабатывать долгосрочные и краткосрочные планы, которые отслеживают требования стратегии развития компании, а также учитывают тактические и операционные ограничения, имея непосредственную связь с формированием стратегии развития.

Цикл планирования должен быть разработан таким образом, чтобы обеспечивать оптимизацию взаимосвязи между горизонтами планирования. Это позволяет адаптировать стратегию в случае изменения Геологических, горно-технических и экономических параметров, а также позволяет вносить ко рректировки в стратегию развития, когда долгосрочное или краткосрочное планирование того требует.

Рис.2

На рисунке 1 представлена модель зависимостей по стратегическому и долгосрочному планированию по Lonmin.

Стратегия Lonmin определяет стратегическое планирование в масштабах компании через долгосрочные планы добычи и обработки руды, которые направлены на оптимальную добычу доступных минеральных ресурсов. Это достигается путем управления потоком проектов, где проекты оцениваются как часть процесса оптимизации, определяющего, какие проекты являются приоритетными, учитывая доступность капиталовложений и операционных затрат.

Стратегия развития компании определяет цели сверху вниз, формируя основные принципы долгосрочного планирования добычи и строительства. Долгосрочные планы, в свою очередь, определяют цели сверху вниз для среднесрочного плана. В течение двухлетнего бюджетного периода краткосрочное ежеквартальное планирование и контроль обеспечивают выполнение Долгосрочных планов в соответствии с общей стратегией.

Долгосрочное планирование также требует учета изменения фактического состояния предприятия, что обеспечивает ежегодная отчетность о минеральных ресурсах и отработанных запасах. 

Каждая горнодобывающая компания рассматривает свою модель долгосрочного планирования исходя из факторов внешней среды. Компания RAM в своей практике использует разные подходы, которые определяются для каждого клиента исходя из внешних факторов.

На рисунке 2 представлена модель долгосрочного планирования для одного из проектов с подземным способом добычи.

Life of Mine

Life of Mine (LOM) — это метод долгосрочного планирования и управления горными работами, используемый для установления сроков и объема добычи полезных ископаемых на месторождении. Данный метод основывается на комплексном анализе геологических, горнотехнических, технологических и экономических факторов, необходимых для успешной реализации проекта. Также, LOM моделирование позволяет визуализировать все решения в 3D-пространстве с увязкой во времени, что позволяет не профильным специалистам понимать направления развития горных работ, увязывать производственные процессы между собой во времени (объемы добычи, объемы строительства, объемы используемого оборудования и материалов), рассматривать несколько сценариев ведения работ одновременно и оперативно вносить изменения в каждый этап планирования горных работ. Именно сценарный подход позволяет определить пределы в рамках инвестиционной жизни проекта и определить критерии, которые максимально влияют на жизнь проекта в долгосрочной перспективе.

Соответственно, LOM модель может быть как укрупненного плана, рассматривающая процесс развития горных работ и отработки полезного ископаемого погоризонтно, по отдельным выделенным участкам или пусковым комплексам, так и с детально проработанным порядком ведения капитальных, подготовительно-нарезных работ и отработки выемочных единиц.

Но, в условиях постоянных изменений различных параметров горного производства: от геологических и горно-технических до экономических показателей предприятия, традиционные методы календарного планирования становятся не такими эффективными, с точки зрения временных и трудовых затрат. По оценке компании RAM временные ресурсы увеличиваются на 30–50 % времени, а трудозатраты соответственно увеличиваются на 30 %. А при параллельном рассмотрении нескольких сценариев развития горнодобывающего производства эти затраты могут увеличиваться в несколько раз, негативно сказываясь на качестве проделанных работ, что выражается в рисках на качество и глубину проработки. Также к вышеперечисленному добавляется невозможность подробной и пошаговой визуализации на всех стадиях планирования: от долгосрочной до краткосрочной. Как правило, визуализация планов горных работ сопровождается огромными объемами графической документации, которая, как правило, сопровождается рисками накопления ошибок при переходе данных из числового формата в графический, как с точки зрения объемов работ, так и с точки зрения распределения отрабатываемых запасов.

Традиционные методы календарного планирования горных работ	LOM моделирование
Возникновение и накопление ошибок, переходящих из расчета в расчет	Возможность оперативного исправления всех недочетов и ошибок. Возможность проверки планирования при изменении соотношения подготовительных и очистных работ, производительности и количества оборудования, коэффициента вскрыши, включение в расчет множества экономических показателей, расчет с использованием разных целевых качественных показателей
Сложности в пакетных обновлениях расчетных формул	Эффективное и быстрое обновление всех расчетных формул, наглядная визуализация при пакетных обновлениях
Время, затрачиваемое на обновление и консолидацию данных	Потоковое рассмотрение нескольких вариантов развития сценариев ведения горных работ, расчет вариантов бортовых содержаний, рудопотоков, содержания на складе, динамическая оценка плеч откатки полезного ископаемого и т.д.
Отсутствие интеграции с системами отчетности	Возможность вывода данных в любой числовой формат, возможность интеграции в другие ГГС
Сложности в системе отслеживания и аудита	Контролирование всего процесса планирования и использование данных календарного плана в дальнейших стадиях проектирования, полная визуализация их в 3D

Табл. 1

Современное горное производство, с увеличением объемов добычи и перспектив, требует снижения рисков в рамках планирования горных работ. Таким образом, компания RAM считает, что традиционные способы календарного планирования устарели и не отвечают современному требованию скорости принятия решений.

LOM моделирование выполняется при помощи различных горно-геологических систем (ГГС). На сегодняшний день рынок ГГС предоставляет разнообразный инструментарий для планирования горных работ, с учетом изменений в горно-геологической, технологической и экономической ситуации. Важным фактором является комплексное планирование, где все параметры рассматривается не отдельно, а в непосредственной увязке между собой, начиная от скорости проходки выработок по определенному параметру массива и заканчивая влиянием изменения макроэкономических показателей на эффективность ведения добычи.

На сегодняшний день LOM моделирование имеет огромное количество преимуществ, по сравнению с традиционным расчетом календарных планов горных работ.

Риски

При традиционных методах планирования горных работ и ведения расчетов нередка ситуация возникновения описок, и при увязке большого количества расчётных файлов, таблиц, которые связывают между собой большое количество расчётных параметров, идентификация того, на каком именно этапе была совершена ошибка, может иметь значительные трудности. При распределении объемов добычи и строительства по периодам работы предприятия также нередко случаются ошибки и неточности.

LOM моделирование в различных программных комплексах позволяет оперативно менять входные параметры и оперативно исправлять допущенные ошибки, более комплексно рассматривать период существования предприятия и видеть узкие места на всем пути его существования, что позволяет оптимизировать процесс планирования горных работ.

Пакетные обновления

При ведении прямых расчетов возникают проблемы с пакетным обновлением тех или иных вводимых данных, таких как изменение исходных данных для проектирования и планирования, изменение горно-геологических условий и экономических параметров (от макроэкономических параметров до стоимости определенных статей расходов). Более того, нередко с изменением ситуации процесс планирования необходимо начинать с нуля.

LOM моделирование позволяет делать пакетные обновления оперативнее, также, многие параметры и их изменение можно привязать динамически ко времени и положению (плечи откатки руды/породы, запуск пусковых комплексов, скорость ведения горных работ в зависимости от состояния массива, изменение путей транспортировки по мере запуска пусковых комплексов). Более того, LOM модель сама по себе нуждается в постоянной актуализации вводимых данных:

• геологических;
• горно-технических;
• экономических.

Это дает возможность видеть влияние всех параметров на процесс добычи и влияния на денежные потоки. Поэтому LOM модель нуждается в точных и постоянно пополняемых исходных данных, чтобы снизить количество неточностей и проводить требуемые обновления и калибровки модели, сохраняя ее актуальность. Рекомендуемое компанией RAM обновление LOM моделей, в соответствии с горизонтом планирования, составляет:

• долгосрочный план — 3 года;
• среднесрочный план — 1 год;
• краткосрочный план — 1 квартал.

На рисунке 3 представлен подход компании RAM к исходным данным.

Сценарии

При ведении прямых расчётов и традиционном календарном планировании горных работ, возникает проблема с масштабным рассмотрением нескольких вариантов развития строительства и добычи, кардинально отличающихся друг от друга, обычно концентрируются на нескольких основных сценариях и ведут расчеты по ним.

Зачастую даже незначительные различия в технологических сценариях, такие как трассировка горной выработки, изменение порядка отработки конкретной панели, могут внести трудности в редактирование календарного плана и будут рассматриваться обособленно друг от друга.

При рассмотрении кардинально отличающихся вариантов схемы вскрытия, систем разработки и порядка отработки месторождений, процесс календарного планирования растягивается и зачастую не дает возможность своевременного управления рисками.

Рис.3

LOM моделирование позволяет не только быстро вносить изменения в те или иные параметры, но и потоково рассматривать большое количество сценариев отработки и сравнивать большое количество вариантов календарных планов по модифицирующим факторам (производственная мощность предприятия, соотношение подготовительно-нарезных работ в период времени, количество действующих забоев, количество затрачиваемых ресурсов и многое другое), которые должны быть определены и выявлены для каждого месторождения.

На рисунке 4 представлена модель сценарного подхода с предположением исходя из максимального NPV по Hall (2003).

Интеграция

При традиционных методах календарного планирования результатом в части визуализации расчетных данных является большое количество числовой и графической документации.

Рис.4

LOM модель может предоставить данные в таком же виде, а также может быть интегрирована в другие ГГС и иметь возможность рассмотрения различными специалистами, визуализировать динамическое изменение тех или иных параметров, а также быть удобным инструментом для понимания ситуации на предприятии со стороны недропользователя. Интеграция LOM модели для той или иной ГГС должна быть определена в рамках политики компании до начала разработки.

Отслеживание и аудит

При традиционных методах календарного планирования возникают сложности при ведении контроля выполнения календарного графика и внесенных изменениях, а также учета факторов, не позволяющих выполнять план горных работ.

LOM модель может не только увидеть риски и узкие места на протяжении жизни горного предприятия детальнее и заранее, но и вести учет тех факторов, которые уже влияют на процесс производства.

Что в итоге?

Подводя итог, можно выделить следующие плюсы LOM моделирования, как инструмента для планирования горных работ:

• гибкость;
• увеличение скорости и качества принятия решений для производства;
• большие возможности для использования;
• минимизация рисков горного производства;
• 3D-визуализация принимаемых решений с привязкой во времени;
• комплексное рассмотрение параметров, влияющих на производственные процессы и денежные потоки;
• возможность более прозрачного восприятия информации для непрофильных специалистов;
• возможность рассмотрения большого количества сценариев развития.

Из минусов, или логических необходимостей, можно отметить требование к постоянной актуализации и пополнению материально-сырьевой базы для поддержания актуальности LOM модели и наличие в ресурсе компании соответствующей ГГС для моделирования.

Таким образом, LOM моделирование значительно увеличивает возможности календарного планирования, и если структурировать всё вышеперечисленное, то получается следующий перечень (табл. 1) преимуществ Life of mine перед традиционными способами календарного планирования.

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 3 (61)/сентябрь 2023 г.