规划资源的提取和确定提取规划的净现值的方法、装置和计算机程序

摘要

披露一种规划矿藏内资源的提取的方法，包括获得有关资源的钻孔品位数据，并且创建多个不同的块模型，每个模型中的每个块具有资源品位，并且每个块模型兑现钻孔品位数据。基于边界品位策略来确定提取规划，以增加矿藏的预期净现值。边界品位策略可以是可变边界品位，并且使用可变边界品位的规划被从非线性表示转换成线性表示，并且使用混合整数编程公式来同时优化提取规划和边界品位。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于规划(scheduling)资源的提取和确定提取规划的净现值(net present value)的方法和装置。典型地，所述资源是露天开采矿藏(opencut mine)中要开采的矿体(ore body)。

背景技术

典型地，资源的开采可能长达15-30年周期，一直到矿藏耗尽到进一步开采不再经济的地步为止。

矿藏开发和设计以及长期规划的处理是基于钻孔(drillhole)数据的空间内插(interpretation)的。因此，在要开采的区域上钻出钻孔，并获得关于资源品位(resource grade)的数据。钻孔通常是相隔合理距离钻出的，因为这个过程相对昂贵。创建要开采的区域的块模型，并且典型地，该块模型可以包含50000到1000000个块，它们要被规划在15-30年周期中开采。块是地中直角棱镜所包围的原料，并且可以包含空气(体积百分比严格小于100％)。块模型是不交叉的块的集合，这些不交叉的块通常(但并不一定)空间相连，并且至少包含开采企业中认为有经济价值的所有原料。规划过程的目标是找到能产生最大可能的净现值(NPV)、且遵守多个约束条件的块提取顺序。约束条件包括：

(a)地质坡度约束条件，它们由约束提取各个块的顺序的优先规则集合建模；

(b)开采约束条件，即，在一个时间周期(通常是1年)中可以开采的岩石的最大总量；

(c)加工约束条件，即，在一个时间周期中可以给定加工厂可以加工的矿石的最大量；

(d)以及市场约束条件，即，在一个时间周期中可以销售的金属的最大量；

(e)对于实际开采操作凸显的任何其他约束条件，包括但不限于凿井速度和可用矿石的最大极限。

规划是每个块的提取和每个块的目的(废料、储存或加工厂)的周期。

由钻孔数据建立的矿体模型是通过使用某种所谓的Kriging过程、由数据的空间内插而创建的确定性模型。这使模型中的每个块被分配资源品位(即，块中现有的资源量)。然后使用资源品位信息来确定开采操作的规划，还确定特定的块是送去加工来提取资源、送去作废料、还是储存起来供以后加工。

因为钻孔通常是相隔一定距离钻的，钻孔数据通常稀疏，因此这在确定性块模型中引入了固有误差。在某种程度上，这可以通过钻更多的孔、提供更多数据来克服。然而，如上面所述，钻钻孔成本昂贵，因此并不希望这样。

因此，传统的露天开采矿藏计划基于使用某种内插技术(如Kriging过程)建立的块模型，从而产生单个模型。该单个模型假定为对实际情况的真实表示，并且被用于开采设计和优化。设计处理包括三个主要的步骤：

(a)找出产生最佳净现值、同时满足地质坡度约束条件的块提取顺序；

(b)设计实践中可开采的矿藏阶段(所谓的推回(push back))，它们大致是基于最佳块顺序的；和

(c)优化开采规划和边界品位。

边界品位(cut-off grade，COG)被定义为这样的阈值，使得具有比它高的品位的块被送到加工厂，而具有比它低的品位的块作为废料处理。它在矿藏的整个寿命期中可以是不变的，或者是可以变化的，即，这取决于提取的周期。

实践中，露天矿藏被分成逐级(bench)开采的多个采矿阶段，每个级用给定开采阶段中的块的水平层表示，并且具有相同的高度。开采阶段中的级有时候称为“板块(panel)”(块的一层或多层)。开采阶段可以从顶部到底部逐部开采。然而，这种规划通常是次优的。同时开采几个阶段并且应用可变的边界品位可以产生好得多的结果。市场上有若干可用的解决方案，宣称使用资源的单个块模型表示来优化规划和边界品位。然而，由于净现值的理论上限仍是未知的，因此难以估计它们的效果。

在许多工业应用中广泛使用的标准优化技术是线性和整数编程(例如，Padberg，2003)。然而，为了使该程序能令人满意地工作，将要解决的问题是必须被公式化为线性的。

发明内容

本发明的第一方面与规划资源的提取以提高净现值有关。

因此本发明在于一种规划媒介内的资源的提取的方法，包括步骤：

获得有关媒介内包含的资源的钻孔品位数据；

创建多个不同的块模型，每个块模型由多个块构成，每个模型中的每个块具有资源品位，每个块模型兑现钻孔品位数据；以及

基于边界品位策略来规划块的提取，以考虑到所有块模型增加预期净现值。

因此，通过使用多个不同的块模型，获得数量大得多的、媒介中资源存在的可能表示。这些表示中的每一个是等可能发生的，因为每个兑现被测量的钻孔品位数据。因此，通过使用所有这些可能性，可以获得媒介内实际资源分布的更准确表示，从而更好地指示块所表示的媒介区域是否应当送去加工。例如，如果特定周期中资源的边界品位是0.6％，则该方法能够看到特定块可能在某些实际情况下低于该边界品位(该情况下它被送作废料)，而在某些情况下高于该边界品位(该情况下它被加工)。通过使用所有模型，例如，通过对来自不同实际情况的不同块评估(加工或废弃)求平均，我们更准确地建模实际情况的加工。这是因为在提取的时候，可获得额外炮眼数据来允许块品位的更精确量化，从而在计算规划和贴现块评估中可以有利地开发在使用多个条件模拟中编码的选择性选项，从而最终获得每个块的净现值的更精确的确定。因此，与现有技术相比，获得给出包含资源和媒介的矿藏的增加和更精确的净现值的规划。

在本发明优选实施例中，所述多个不同块模型的创建是条件模拟技术，该技术提供多个等概率块模型实现的生成，所有模型兑现所述数据以及分别由概率分布函数和变量图表示的资源的第一和第二顺序统计量。

在本发明一个实施例中，在规划提取步骤之前，通过聚合(aggregation)各块来减少每个块模型中的块数量。

块聚合的实例假设在每个品位空间(bin)中具有相同(homogeneous)的特性。

作为特定聚合成员的一个或多个块(其中每个块的品位属性落入定义的上限和下限中)的集合，称为品位空间。品位空间用于实际应用边界品位，即：高于边界品位的品位空间中的所有块被送到加工厂。

在本发明一个实施例中，所述边界品位是固定边界品位。然而，在本发明优选实施例中，所述边界品位是可变边界品位

在本发明优选实施例中，使用所述多个块模型提供资源品位和块评估的平均值，并且使用所述资源品位和块评估的平均值来产生规划的块提取和边界品位，以增加预期净现值。

在本发明优选实施例中，可以通过考虑由条件模拟产生的平均评估来优化规划的块提取。

然而，在本发明优选实施例中，同时优化所有条件模拟来用可变边界品位策略产生单个提取规划，并且其中，使用该规划评估所有条件模拟，并且对评估求平均值来产生预期的净现值，该净现值比通过优化平均品位块模型获得的净现值本质上要好。

在本发明优选实施例中，所述提取规划确定对应于每个块的资源和媒介是否被送去加工、送作废料或者储存供以后加工。

在优选实施例中，所述使用可变边界品位规划的步骤被从非线性表示转换成线性表示，并且使用混合整数编程公式来同时优化提取规划和边界品位。

最好，所述规划由受到下列约束