CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ CHO MỎ LỘ THIÊN
2.3 Các gói phần mềm máy tính thương mại tính toán tối ưu đồng bộ thiết bị mỏ
Một trong những ứng dụng máy tính sớm nhất trong lĩnh vực khai thác mỏ lộ thiên là tác động đến điều khiển dòng vận tải và việc sắp xếp hệ thống sản xuất (Ramani, 1990). Nhiều phương pháp dùng máy tính để lựa chọn và khai thác các thiết bị mỏ được phát triển để hỗ trợ việc lựa chọn và đánh giá hiệu quả của việc sử dụng các hệ thống thiết bị hiện có. Ưu thế của các công nghệ phần mềm và phần cứng, bao gồm trạm xử lý tốc độ cao, công cụ đồ hoạ giao diện tiện ích, các loại ngôn ngữ mô phỏng, đã có tác dụng hỗ trợ lớn đối với việc phát triển các ứng dụng bằng máy tính vào vận hành thiết bị. Hệ thống mô phỏng thiết bị cho phép đưa ra được lựa chọn thông minh và sử dụng thiết bị hiệu quả. Mỗi hệ thống ứng dụng máy tính phải bao gồm một số hệ thống phụ như bộ thu dữ liệu thời gian thật, hệ thống báo cáo cung cấp thông tin cải tiến tận dụng thiết bị, hệ thống mô phỏng và hệ thống phân phối thiết bị.
Do hệ thống ô tô - máy xúc được ứng dụng phổ biến nhất hiện nay trong hoạt động khai thác mỏ lộ thiên, nhiều mô hình bao gồm mô hình toán, mô hình chu trình thời gian, mô hình mô phỏng đã được phát triển để thử nghiệm ứng dụng loại thiết bị này vào sản xuất. Trong đó nhiều mô hình có sử dụng máy tính làm công cụ hỗ trợ.
Đã có nhiều gói phần mềm tối ưu hoạt động thiết bị dùng ứng dụng máy tính đều được viết dùng mô hình mô phỏng như Caterpillar’s VEHSIM và Phân tích hoạt động vận tải và chi phí (FPC), TALPAC của mỏ Runge, và OPMHS. Chúng được phát triển dựa trên ngôn ngữ lập trình phổ biến, trong phần lớn trường hợp là FORTRAN (Phelps và cộng sự, 1979). Một số gói phần mềm khác được giới thiệu gần đây và cũng dựa trên ngôn ngữ mô phỏng, đơn giản như là gói được giới thiệu bởi Laverencic (1989), và Sturgul
và Thurgood (1993). Việc ứng dụng các gói phần mềm máy tính trong hoạt động khai thác mỏ đã cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc lựa chọn tối ưu các thiết bị và phát huy hiệu quả sử dụng.
2.3.1. Chương trình SYGRISIS:
Chương trình này ước tính kích thước đoàn xe các thiết bị và chi phí hoạt động dựa trên sản lượng hàng năm cho các tải trọng và xe di chuyển khác nhau bao gồm xe kéo, máy xúc, ô tô, tàu kéo, ô tô trọng lớn, bải thải và máy ủi. SYGRISIS được viết bằng ngôn ngữ TURBO Pascal và có thể dùng trên các loại máy tính IBM với hệ điều hành MS-DOS.
Dữ liệu đầu vào bao gồm sản lượng hàng năm, đặc trưng các thiết bị, số lượng các đơn vị, chi phí tổng thể và chi phí vận hành thiết bị. SYGRISIS chủ yếu được dùng cho các mục đích tính toán thử nghiệm trước, khi mà phần lớn các thiết bị có sẵn cho các giải pháp thay thế khác nhau.
2.3.2. Chương trình OPMHS:
OPMHS tức là “Mô hình mô phỏng xử lý dòng vận tải trong khai thác mỏ lộ thiên”. Nó được Ban Kỹ thuật Mỏ, Đại học bang Pennsylvania, Mỹ phát triển. Gói này cung cấp công nghệ để mô tải và phân loại các chi tiết của hệ thống xử lý dòng vận tải trong hoạt động khai thác mỏ lộ thiên, và sau đó mô phỏng tương tác giữa các chi tiết của hệ thống. Gói này phù hợp cho các hệ thống xử lý mô phỏng dòng vận tải bao gồm máy bốc, máy xúc, băng tải, vận tải liên hợp và tầu băng tải. OPMHS phù hợp cho đánh giá nhanh và hiệu quả đối với các giải pháp thay thế đa dạng. Nó cũng có thể ứng dụng, quan trắc và giám sát thiết bị (Phelps, 1979).
2.3.3. Chương trình MINSIM:
Là chương trình mô phỏng mỏ được dùng ước tính năng suất cho các mục tiêu thiết kế, đào tạo, quy hoạch và lập kế hoạch hàng ngày cho dây chuyền thiết bị mỏ.
2.3.4. Chương trình TRANS.
TRANS là chương trình mô phỏng bằng máy tính có thể được dùng trong tính toán chi phí dùng ô tô, tính toán chi phí kết hợp ô tô - máy xúc, so sánh đồ hoạ chi phí các hệ thống vận tải khác nhau. TRANS được viết dùng ngôn ngữ lập trình BASIC và có thể dùng trên loại máy tính IBM cũng như các máy tính nhỏ tiện ích.
2.3.5. Chương trình FPC và TALPAC.
Những gói này là phần mềm hỗ trợ lên kế hoạch sản xuất cho hoạt động mỏ. Phần mềm gói FPC của Caterpillar và TALPAC của Mỏ Runge là hai gói phổ biến nhất dùng lập kế hoạch sản xuất mỏ. Hai phần mềm này được lựa chọn nhiều hơn do khả năng:
- Tính toán thời gian kéo, cho phép phân tích các giải pháp thay đổi tuyến vận tải;
- Ước tính số lượng ô tô với các thiết bị chất tải bất kỳ nên thuận tiện dùng để lập kế hoạch ngắn hạn và dài hạn;
- Ước tính chi phí sản xuất;
- Lựa chọn các thiết bị có kích thước phù hợp nhất;
- Tối ưu kích thước dòng vận tải;
Mục tiêu chung của cả hai gói là lượng hoá chi phí sản xuất cho các loại thiết bị khác nhau cũng như sự kết hợp các loại ôtô khác nhau. Giao diện
thân thiện và tốc độ xử lý nhanh của cả hai phần mềm cho phép phân tích nhiều phương án sản xuất trong khoảng thời gian tương đối nhỏ. Cả hai gói đều có giao diện tương tác cho phần nhập dữ liệu đầu vào, bao gồm các thông số về tuyến vận tải, đặc tính nguyên liệu và đặc trưng các loại thiết bị. Đặc tính thể hiện cho hầu hết các loại và mẫu thiết bị vận tải được lưu trữ trong chương trình.