Model za kompleksno tretiranje efekata podzemne eksploatacije ležišta mineralnih sirovina u cilju podrške odlučivanju

Abstract

Metode podzemne eksploatacije obuhvataju sve tehnološke faze na pripremi i otkopavanju dela bloka ili celog ležišta. Otkopavanje se odvija prema tehnološkom procesu koji najčešće obuhvata: bušenje, miniranje, usitnjavanje rude, provetravanje, utovar i izvoz rude. Pored navedenih mogu biti potrebne i operacije zasipavanja ili zarušavanja otkopa (u zavisnosti od metode otkopavanja). U zavisnosti od oblika ležišta, njegove veličine, uslova zaleganja, fizičko-mehaničkih svojstava rude i pratećih stena, hidroloških prilika, osetljivosti površine na rudarske radove, mineraloško-hemijskog sastava rude, načina raspodele minerala i vrednosti sirovine zavisiće koja metoda otkopavanja će se koristiti prilikom eksploatacije određenog ležišta. Veličina rudnog tela je često odlučujući faktor, jer odražava količinu rudnih rezervi. Rudno ležište “Borska reka” predstavlja najveće rudno telo u borskom ležištu rude bakra i predmet je mnogobrojnih analiza i studija više od tri decenije. Samim tim što zaleže na velikoj dubini i sadržaj bakra u rudi je dosta mali izbor metode otkopavanja čini se kao ne tako jednostavan zadatak. Mnogi stručnjaci razmatrali su mogućnosti i načine ekonomične i bezbedne eksploatacije ovog ležišta. U tim analizama pored optimalnog načina otvaranja ležišta tražena su i optimalna rešenja metoda otkopavanja kojom bi se dobili pozitivni rezultati, a to znači odrediti što ekonomičniju metodu otkopavanja koja bi omogućila ekonomski isplativo otkopavanje rude. Takođe prednost se daje visokoproduktivnim i visokokapacitativnim metoda otkopavanja. Ovaj rudnik predstavlja eksperimentalno područje na kojem su primenjeni razvijeni naučni metodološki postupci. U radu je prikazan postupak rešavanja problema iz oblasti podzemne ekspoatacije ležišta mineralnih sirovina prilikom vrednovanja i izbora optimalne metode otkopavanja primenom fazi višekriterijumske optimizacije. Primena fazi logike prilikom donošenja odluka u višekriterijumskoj optimizaciji je naročito pogodna za korišćenje u slučajevima kada se ne raspolaže dovoljnim brojem informacija o sistemu koji se izučava, kao i kada se daje na značaju iskustvu i znanju eksperta. U skadu sa određenim jasnim ciljem, višekriterijumsko odlučivanje (eng. Multiple-criteria decisionmaking - MCDM) primenjeno je kako bi se rešio problem rangiranja određenih metoda otkopavanja u odnosu na skup analiziranih kriterijuma, kao i izbor optimalnog rešenja. Analizirane metode otkopavanja ležišta mineralnih sirovina predstavljaju moguća alternativna rešenja. S druge strane, definisani su i analizirani različiti kriterijumi i podrkiterijumi koji utiču na izbor optimalne odluke. Izvršeno je međusobno ocenjivanje analiziranih kriterijuma, podkriterijuma kao i ocenjivanje alternativnih rešenja u odnosu na postavljene kriterijume. Matematičkim optimizacionim proračunima, doneta je konačna odluka o optimalnoj metodi podzemnog otkopavanja rudnika.

Underground mining methods include the preparation and excavation of part of the block or the whole ore deposit. Ore excavation is carried out according to a technological process that usually includes: drilling, blasting, shredding of ore, ventilation, loading and export of ore. In addition to the above also may be required operations backfill or caving stope (depends on the excavation mining method). Mining methods depend on the shape, size and depth of the ore body, physical and mechanical properties of the ore and accompanying rocks, hydrologic conditions, sensitivity of ground surface to mining, mineral and chemical composition of the ore, mineral distribution, and value of ore. Consequently, all these characteristics are important and need to be taken into account when a decision is made about the optimal mining method. The ore body size is often the decisive factor, because it reflects ore reserves. Ore body “Borska reka” represents the largest ore body in the copper ore deposit and has been the subject of numerous analyzes and studies for more than three decades. Therefore which lies at great depth and the copper content of the ore is quite a small mining methods selection seems like a not so easy task. Many experts have considered the possibilities and ways of economical and safe exploitation of this ore body. In these analyzes, in addition to the optimal way of opening the ore body, optimal solutions of the underground mining method were sought, which would produce positive results, and this means determining the most economical mining method of excavation that would enable the ore to be economically profitable. An advantage is also given highly productive and high-productivity mining methods. The paper proposes a problem-solving approach in the area of underground mining, related to the evaluation and selection of the optimal mining method, employing fuzzy multiple-criteria optimization. The application of fuzzy logic to decision-making in multiple-criteria optimization is particularly useful in cases where not enough information is available about a given system, and where expert knowledge and experience are an important aspect. With a straightforward objective, multiplecriteria decision-making (MCDM) is used to rank various mining methods relative to a set of criteria and to select the optimal solution. The considered mining methods represent possible alternatives. In addition, various criteria and subcriteria that influence the selection of the best available solution are defined and analyzed. The final decision concerning the selection of the optimal mining method is made based on mathematical optimization calculations.