طراحی معدن روباز با این پرسش آغاز می‌شود که کدام بخش از ذخیره با سود استخراج می‌شود و استخراج با چه ترتیبی بیشترین ارزش را ایجاد می‌کند. پاسخ این پرسش از طریق مدل‌سازی زمین‌آماری، بهینه‌سازی پیت و برنامه‌ریزی تولید به دست می‌آید.
مدل بلوکی و ارزش اقتصادی بلوک
ذخیره به بلوک‌های منظم تقسیم شده و عیار هر بلوک با روش‌های زمین‌آماری مانند کریجینگ، بر اساس داده‌های گمانه‌ها و تحلیل واریوگرافی تخمین زده می‌شود. برای هر بلوک ارزش اقتصادی محاسبه می‌شود:
ارزش بلوک = درآمد حاصل از فلز قابل بازیابی − هزینه فرآوری − هزینه استخراج
بلوک‌هایی که ارزش منفی دارند ولی برای دسترسی به بلوک‌های سودآور باید برداشته شوند، به‌عنوان باطله در نظر گرفته می‌شوند.
الگوریتم‌های بهینه‌سازی پیت
- الگوریتم لرچ-گروسمن (۱۹۶۵): بر پایه نظریه گراف، بسته‌ای از بلوک‌ها را تعیین می‌کند که مجموع ارزش آن‌ها با رعایت قیود شیب بیشینه باشد.
- الگوریتم شبه‌جریان (Pseudoflow): روشی سریع‌تر با نتیجه معادل که در نرم‌افزارهای جدید به کار می‌رود.
- پیت‌های تودرتو: با اعمال ضرایب درآمد مختلف، مجموعه‌ای از پیت‌ها ساخته می‌شود که مبنای تعیین پیشروی‌ها (Pushbacks) و تحلیل حساسیت به قیمت است.
قیود شیب کلی دیواره بر اساس مطالعات ژئوتکنیکی و برای هر ناحیه ساختاری به‌صورت جداگانه تعیین می‌شود.
عیار حد
عیار حد سربه‌سر، کمترین عیاری است که درآمد حاصل از آن هزینه فرآوری را پوشش دهد:
عیار حد = (هزینه فرآوری + هزینه‌های عمومی) ÷ [(قیمت فروش − هزینه پالایش و فروش) × بازیابی]
نظریه لین (۱۹۶۴) نشان داد که با در نظر گرفتن محدودیت ظرفیت معدن، کارخانه و بازار و ارزش زمانی پول، عیار حد بهینه در طول عمر معدن متغیر است و معمولاً در سال‌های ابتدایی بالاتر انتخاب می‌شود.
برنامه‌ریزی تولید
پس از تعیین پیت نهایی و پیشروی‌ها، برنامه تولید بلندمدت و کوتاه‌مدت با هدف بیشینه‌سازی ارزش خالص فعلی و رعایت ظرفیت‌های استخراج و فرآوری، تعادل نسبت باطله‌برداری و یکنواختی عیار خوراک کارخانه تدوین می‌شود. نرم‌افزارهایی مانند NPV Scheduler، Datamine و Vulcan در این مرحله به کار می‌روند.
جمع‌بندی
بهینه‌سازی پیت فرآیندی تکرارشونده است که با به‌روزرسانی مدل زمین‌شناسی، قیمت‌ها و هزینه‌ها باید بازنگری شود. گروه مهندسی معدن آریاهنگارد خدمات ارزیابی ذخیره، مدل‌سازی سه‌بعدی، طراحی پیت بهینه و برنامه‌ریزی تولید را برای معادن روباز و زیرزمینی ارائه می‌دهد.