ヨーロッパで最大のカリウム生産者は、AnyLogicで坑内採鉱プロセスをシミュレートしました

ヨーロッパで最大のカリウム生産者は、AnyLogicで坑内採鉱プロセスをシミュレートしました

問題

採掘担当のマネージャやエンジニアは、次のような課題に直面しています。

複雑な採鉱システムでは、様々な決定と約束を下さなければなりません。鉱山の典型的な制約は次のものを含んでいます:

管理者は、どのように上記のものをすべて考慮して採鉱プロセスを計画しますか?伝統的に、彼らは、下記のような仮定をします:

シミュレーションを行うことで、鉱山プランナーはプロセスをそのままモデル化し、これらの仮定を排除することができます。

Amalgama とBig Fourコンサルティング会社の力を借りて、欧州最大のカリウム生産業者はAnyLogicを使用した採掘プロセスをシミュレートしました。カリウム鉱山の大きさは8x8kmです。地下階層3か所で月に90万トン採掘されています。鉱山には、鉱石をスキップホイストまで運搬する21kmのベルトコンベアがあります。鉱石はボーラーで採掘されます。ボーラーは岩を絶えず砕き、付属の鉱石緩衝器に積み込みます。その後、この鉱石はダンプトラックに積み込み、ダンプトラックはボーラーと鉱石パスの間を走ります。

ボアラーとダンプトラック

ボアラーとダンプトラック

鉱石パスの容量は3トンですが、ダンプトラックは22トンの鉱石を運びます。最初の3トンの後、積み込み速度は鉱石パス下の搬送システムの現在の負荷に依存します。コンベヤーには、他の上流のボーラーからの鉱石がすでに積み込まれている可能性があるため、システムは制約を受ける可能性があります。この制約を取り除くために、鉱山計画者は、モバイル鉱石ローダー、またはMOLを追加することにより、機器の構成を変更しようとしていました。TO-BEシナリオでは、MOLはダンプトラックと鉱石パスの間のバッファの役割を果たしました。ダンプトラックは鉱石をMOLに迅速に積載し、ボーラーに戻りましたが、MOLは鉱石をコンベヤシステムに積載し続けました。

モバイル鉱石ローダーの追加

モバイル鉱石ローダーの追加

鉱山プランナーは、バッファリング容量を追加することにより、ダンプトラックのサイクルタイムを短縮したいと考えました。主な問題は、MOLを使用することで、生産量を維持しながら1つのボーラーを取り除くことができるかどうかでした。ボーラーは運用費用が高く、また鉱山にメンテナンスチームを配置する必要があったため、撤去すると運用費用が大幅に削減されます。追加の質問には、削除するボーラーと5つのMOLの使用場所が含まれていました。

ソリューション

Amalgamaのシミュレーション開発者は、これらの問題に答えるため、AnyLogicシミュレーションモデルを作成しました。このモデルには、プラントが正確にレイアウトされ、掘削から積載までの採掘プロセス全体が含まれていました。

3D鉱山シミュレーションモデル

3D鉱山シミュレーションモデル

鉱山のシミュレーションモデル

鉱山のシミュレーションモデル

除去の候補

鉱山生産率への影響が最小限の除去候補

モデルは非常に精密であり、すべてのプロセスは最小限の単一化でシミュレートされているため、モデルは非常に正確です。

このモデルを使用した最初の実験は、コンベア速度の外部制約が取り除かれた場合の鉱山システムの動作です。この実験は、自身のパフォーマンス、メンテナンス間隔、バッファーサイズなどの内部制約によって生産率が制限されている3つのボーラーを見つけるのに役立ちました。

その結果、MOLはコンベアの速度と容量に起因する制約のみを除去するため、3つのボーラーが鉱山生産率への影響を最小限に抑えて除去の候補として選択されました。

3つのボーラーの除去による効果

3つのボーラーの除去による効果

これら3つのボーラーをそれぞれ除去する効果は、シミュレーションで調査されました。これらの実験は、#65の穴あけ器を除去すると、生産量が最も少なくなることを示しました。

次に、いくつかのシナリオを実行して、鉱石生産を最大化するために5つのMOLを配置する場所を決定しました。MOLを配置するために5つのボーラーが選ばれました。このシナリオでは、生産量のわずか1.02%の減少が示されましたが、これは無視できます。同時に、このシナリオでは、1つのボーラーが鉱山から撤去されたため、OPEXの大幅な減少が示されました。

成果

地下鉱山のシミュレーションモデルにより、ヨーロッパ最大のカリウム生産業者の操業が改善されました。改善されたことで、以前の生産量を維持しながら運用コストを削減することができました。プロジェクトの終了後も、毎月の生産計画、潜在的なプロセスのボトルネックの特定、およびプラン変更の評価を鉱山シミュレーションモデルで継続的に使用することが可能になりました。

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