Экономическая оптимизация в подземном планировании: применение DESWIK PseudoFlow

Одной из фундаментальных задач подземного планирования горных работ является корректная экономическая оценка спроектированных выработок. Определение того, какие выработки — камеры, съезды, целики, горно-капитальные выработки — должны быть включены в контур экономически рентабельных запасов, зависит не только от содержаний полезного компонента, но и от их эксплуатационной применимости и экономической эффективности.

Традиционно процесс оконтуривания запасов основывался на использовании фиксированного бортового содержания — статической величины, определяющей, включать ли блок или выработку в баланс запасов. Однако в повседневной практике, особенно на шахтах со сложной структурой рудных тел, отрабатываемых методами типа подэтажной выемки (sublevel stoping), этой бинарной логики недостаточно. Горные выработки нельзя оценивать изолированно или с помощью единой статической метрики, поскольку реальные затраты и доходы зависят от множества факторов, включая опережающую проходку, последовательность отработки и синергию между соседними камерами.

В таких условиях проектирование горных выработок и, что еще важнее, оценка их включения в запасы становится одним из самых трудоемких и ответственных этапов в цикле планирования. Для качественного выполнения этой работы требуется детальный технико-экономический анализ, который зачастую проводился с помощью базовых инструментов вроде электронных таблиц или вручную, со всеми вытекающими рисками упрощений и ошибок.

Использование статического бортового содержания сопряжено с серьезными рисками при оценке запасов. С одной стороны, это может привести к признанию рентабельными выработок с содержаниями выше порогового, когда на самом деле затраты на них настолько высоки, что они не приносят чистой прибыли. С другой стороны, из подсчета могут исключаться выработки с более низким содержанием, которые при рассмотрении в контексте полной последовательности отработки оказываются экономически оправданными.

Эта ошибка становится еще более выраженной при работе с последовательностями камер. В типичной системе подэтажной выемки каждый блок или панель может состоять из нескольких камер, распределенных по разным подэтажам. Оценка каждой камеры по отдельности без учета синергии с остальными может лишить целостного видения рентабельности всего комплекса выработок.

Зачастую структурные затраты и расходы на общую инфраструктуру — такие как ходки, вентиляция, рампы, закладка или ежегодный CAPEX рудника — по большей части поглощаются высокосортными камерами, генерирующими достаточную маржу для покрытия этих расходов. Это позволяет включать другие камеры с более низким содержанием в пределах той же последовательности в инвентарь запасов, даже если их индивидуальная рентабельность ограничена. От таких низкосортных камер требуется лишь покрытие собственных прямых эксплуатационных затрат, таких как буровзрывные работы, погрузка, транспортировка и переработка на фабрике.

Этот феномен делает использование фиксированного бортового содержания недостаточным, так как оно полностью игнорирует реальное распределение затрат. Кроме того, точная оценка требует проведения технико-экономического анализа по каждой камере отдельно. Эта задача традиционно решалась вручную, часто с применением сложных и плохо масштабируемых электронных таблиц. Каждый раз при обновлении блочной модели, изменении проектов, внедрении оптимизатора камер или пересмотре экономических параметров всю эту работу приходится повторять с нуля.

Трудоемкость, временные затраты и риск ошибок делают этот подход нежизнеспособным. Предприятиям, стремящимся быстро адаптироваться к изменениям рынка или собственным эксплуатационным условиям, необходимо более автоматизированное, гибкое и точное решение.

Чтобы удовлетворить эту потребность в автоматизации и точности, компания DESWIK разработала специализированный инструмент PseudoFlow, предназначенный для экономически оптимизированной оценки последовательностей горных выработок.

В отличие от традиционных инструментов, применяющих единое бортовое содержание, PseudoFlow сравнивает накопленный доход от последовательности камер с их накопленными затратами, позволяя автоматически определять, какие из них экономически целесообразны, а какие нет. Это сравнение не ограничивается отдельными значениями: алгоритм анализирует влияние каждой камеры внутри комплекса, позволяя включать определенные выработки с низким содержанием, если их предельные издержки невелики и компенсируются другими, более эффективными выработками.

Одной из сильных сторон PseudoFlow является возможность генерации множества сценариев в зависимости от экономических целей. Это достигается за счет использования коэффициента доходности (Revenue Factor, RF) — параметра, позволяющего регулировать степень консерватизма анализа:

• При высоком коэффициенте доходности (например, RF = 1.5) моделируется сценарий высоких цен. Это позволяет включить в запасы больший объем материала, даже с более низким содержанием, поскольку более высокая цена реализации компенсирует затраты. В данном случае максимизируется добываемый тоннаж и снижается бортовое содержание.
• При низком коэффициенте доходности (например, RF = 0.8) симулируется более консервативный сценарий. Маргинальные выработки исключаются, приоритет отдается материалу с более высоким содержанием, а целью становится максимизация экономической маржи. Это повышает бортовое содержание и снижает включаемый тоннаж.

Такой подход позволяет принимать обоснованные стратегические решения, адаптированные как к текущей рыночной ситуации, так и к будущим прогнозам.

Рис. 1: Позитивный сценарий. Статический анализ.

Рис. 2: Позитивный сценарий. Анализ с помощью PseudoFlow.

Рис. 3: Негативный сценарий. Статический анализ.

Рис. 3: Негативный сценарий. Анализ с помощью PseudoFlow.

Использование таких инструментов, как PseudoFlow, знаменует собой существенное качественное улучшение методов оценки выработок, включаемых в запасы. Отказываясь от статического подхода к бортовому содержанию и переходя к динамическому видению на основе реальной экономической ценности, инженерно-технические группы могут создавать более репрезентативные модели запасов, полезные для принятия решений.

Помимо повышения точности анализа, PseudoFlow позволяет кардинально сократить время и усилия, затрачиваемые на каждое обновление модели. Его способность генерировать множество сценариев за считанные минуты, учитывать реальные затраты и совместно оценивать камеры в рамках последовательности делает его незаменимым инструментом для любого горнодобывающего предприятия, стремящегося оптимизировать планирование.

В конечном счете инструменты вроде PseudoFlow не просто помогают автоматизировать задачи, но и привносят экономическую логику и гибкость в процесс проектирования и оценки запасов. В условиях, когда эффективность, скорость реагирования и способность к адаптации являются ключевыми факторами устойчивости горного производства, их внедрение дает реальное конкурентное преимущество.