Thesis (M. Phil.)--Hong Kong University of Science and Technology, 2003. / Includes bibliographical references (leaves 67-69). Also available in electronic version. Access restricted to campus users.

The mine production schedule defines the sequence of extraction of selected mine units over the life of the mine, and consequentially establishes the ore supply and total material movement. This sequence should be optimized so as to maximize the overall discounted value of the project. Conventional schedule approaches are unable to incorporate grade uncertainty into the scheduling problem formulation and may lead to serious deviations from forecasted production targets. Stochastic mine production schedulers are considered to obtain more robust mine production schedule solutions. / The application of stochastic approaches to the mine production schedule problem is recent and additional testing is required to better understand these tools and to define the value of a stochastic solution as compared to the conventional result. Two stochastic schedulers are tested in a low-grade variability copper deposit, optimization parameters are discussed and their results compared with a conventional schedule. / The first method uses a stochastic combinatorial optimization approach based on simulated annealing to address the mine production schedule problem. The method aims for maximization of the net present value (NPV) of the project and minimization of deviations from the production targets. These objectives are attained by incorporating grade uncertainty into the mine production schedule problem formulation. The second method formulates the problem as a stochastic integer programming problem, in which the objective is the maximization of the projects' NPV and the minimization of production targets deviations. The model can also manage how the risk of deviating from the targets is distributed between production periods. / Both stochastic approaches were tested in a low-grade variability copper deposit. In both case studies, the value of a stochastic solution is demonstrated to be higher than the conventional one. This fact demonstrated the misleading results that a conventional schedule may produce and shows the importance of not ignoring the presence of uncertainty when defining the mine production schedule for a project.

No description available.

A pesquisa é focada na aplicação de métodos indiretos de exploração mineral no planejamento de lavra em mineração de pequena escala (MPE). O objetivo é demonstrar o potencial de contribuição dos métodos geofísicos no planejamento de lavra. Para isso, foi desenvolvida uma nova metodologia para seleção e aplicação de métodos geofísicos e foram realizados experimentos conduzidos em três depósitos minerais, um de ouro, um de manganês e um de calcário, em que os métodos geofísicos testados apresentaram contribuições efetivas para o planejamento de lavra na MPE. Nos três experimentos realizados, foram utilizados métodos geofísicos de eletrorresistividade e de polarização induzida, com técnicas de sondagem elétrica vertical e de caminhamento elétrico, para identificar as estruturas geológicas de interesse. Esses métodos permitem, de maneira geral, determinar a profundidade e a espessura da camada de solo e das estruturas geológicas de interesse no horizonte investigado. Os resultados da aplicação dos métodos geofísicos comprovaram que as informações geofísicas permitem acelerar o processo de tomada de decisão no planejamento de lavra, pois reduzem o tempo e os custos associados à pesquisa mineral e à modelagem geológica utilizada no planejamento de lavra da MPE. / This research focus on the application of indirect methods of mineral exploration to support decision-making during mine planning of small-scale mines. The objective is to demonstrate the potential contribution of the introduction of geophysical methods to the mine planning cycle. A new methodology is proposed for selecting and applying geophysical methods in small-scale deposits in order, to test its impact in the mine planning process. The methodology has been applied to three small-scale deposits of gold, of limestone and of manganese ore. The selected geophysical methods were electro-resistivity and induced polarization, with vertical electrical sounding and electric mapping techniques in order to identify the geological structures of interest. In general, the selected methods allowed the gathering of quick and precise information of the depth and the thickness of the geological structures within the investigated horizons. The results obtained in the experiments have proven that the incorporation of geophysical methods allow for faster decision-making in the mine planning process of small-scale mines because they reduce the time and the costs associated to the acquisition of geological information in small-scale mining.

A pesquisa é focada na aplicação de métodos indiretos de exploração mineral no planejamento de lavra em mineração de pequena escala (MPE). O objetivo é demonstrar o potencial de contribuição dos métodos geofísicos no planejamento de lavra. Para isso, foi desenvolvida uma nova metodologia para seleção e aplicação de métodos geofísicos e foram realizados experimentos conduzidos em três depósitos minerais, um de ouro, um de manganês e um de calcário, em que os métodos geofísicos testados apresentaram contribuições efetivas para o planejamento de lavra na MPE. Nos três experimentos realizados, foram utilizados métodos geofísicos de eletrorresistividade e de polarização induzida, com técnicas de sondagem elétrica vertical e de caminhamento elétrico, para identificar as estruturas geológicas de interesse. Esses métodos permitem, de maneira geral, determinar a profundidade e a espessura da camada de solo e das estruturas geológicas de interesse no horizonte investigado. Os resultados da aplicação dos métodos geofísicos comprovaram que as informações geofísicas permitem acelerar o processo de tomada de decisão no planejamento de lavra, pois reduzem o tempo e os custos associados à pesquisa mineral e à modelagem geológica utilizada no planejamento de lavra da MPE. / This research focus on the application of indirect methods of mineral exploration to support decision-making during mine planning of small-scale mines. The objective is to demonstrate the potential contribution of the introduction of geophysical methods to the mine planning cycle. A new methodology is proposed for selecting and applying geophysical methods in small-scale deposits in order, to test its impact in the mine planning process. The methodology has been applied to three small-scale deposits of gold, of limestone and of manganese ore. The selected geophysical methods were electro-resistivity and induced polarization, with vertical electrical sounding and electric mapping techniques in order to identify the geological structures of interest. In general, the selected methods allowed the gathering of quick and precise information of the depth and the thickness of the geological structures within the investigated horizons. The results obtained in the experiments have proven that the incorporation of geophysical methods allow for faster decision-making in the mine planning process of small-scale mines because they reduce the time and the costs associated to the acquisition of geological information in small-scale mining.

M.Ing. (Engineering Management) / The design of the optimum open pit slope angle is one of the major challenges during open pit mine planning, as it implies attaining the ideal balance between utilizing the maximum slope angle whilst achieving acceptable stability and safety standards as indicated by the mine. The aim of open pit mines should thus be to seek the steepest possible slope angle without compromising the safety of the personnel, equipment or ore reserves, utilizing both stability analyses as well as risk assessments. The typical open pit mine plan aims to achieve an acceptable balance between operational risks and geotechnical design considerations by analysing factors such as the slope stability design, the rock mass properties and existing structural geological conditions. These factors are used as inputs towards an optimum slope angle design which will be used in the final pit design and aims to provide maximum economic viability to the mine. The risk analysis methodology aims to improve traditional slope design methods and is used to evaluate risks and failure consequences in terms of economic impacts. The economic impact analysis is a useful method in comparing the performance of various mine plans and slope designs. The risk analysis methodology thus provides a valuable indication of optimum slope design configurations and as such can be a great asset to the mine design process. This research paper aims to identify the key risks used as input to an open-pit mine plan in a feasibility stage and to define an approach to minimize these risks in order to achieve maximum economic benefit. The effectiveness of this approach will be evaluated by means of a case study which will attempt to achieve an optimum balance between value and risk, and to compare the magnitude of the economic impact of an individual risk with the probability of occurrence of said risk. The case study will utilise a risk map in order to define years with higher economic impacts as well as defining critical pit areas causing these risks, so as to identify areas requiring further investigation which will assist the mine in evaluating mitigation strategies in order to reduce overall risk.

A indústria mineral moderna, com ênfase para as grandes minerações de ferro, segundo maior minério em produção no Brasil, é altamente especializada e seus projetos são precedidos de inúmeros estudos econômicos e financeiros, a fim de avaliar a implantação de uma unidade extrativa. Em oposição a esta tendência, podemos encontrar a produção de agregados para a construção civil, o maior segmento mineral do Brasil em número de produção, sendo produzidos mais de 600 Mt/ano desde o ano de 2010, segundo levantamentos do DNPM (Departamento Nacional de Produção Mineral). A indústria de produção de agregados, sendo composta em sua maioria por pequenos e médios empreendimentos, utiliza técnicas e procedimentos já abandonados pelas minerações de alto rendimento apresentando, por essa razão, um avanço modesto, o que se constitui em um entrave para a expansão do setor. A demanda por agregados tende a aumentar significativamente, principalmente devido ao crescimento econômico brasileiro, sendo que nos últimos dez anos houve um incremento de aproximadamente 50%. Com o intuito de ilustrar um cenário da indústria de agregados e demonstrar o impacto que um maior desenvolvimento do setor pode acarretar, este trabalho tem por objetivo desenvolver uma metodologia e ilustra-la a fim de instruir a indústria de agregados de uma série de procedimentos comuns ao planejamento de lavra e à economia mineral. Desenvolveram-se estudos desde as fases de levantamentos de pesquisa até considerações mercadológicas, com o objetivo de avaliar o potencial das unidades estudadas e do mercado em que estão inseridas, utilizando técnicas modernas e convencionais, no que diz respeito à indústria mineral contemporânea. Com base nessa abordagem, este trabalho desenvolve o planejamento de três minas em atividade na região de Santa Cruz do Sul, com o auxílio de programa específico para modelagem e planejamento. Igualmente, apresenta o levantamento e a análise dos custos operacionais e de capital dessas unidades, utilizando ainda um programa para análise de investimentos e estimativa de custos, a fim de comparar os resultados entre cenários reais e previstos, além do impacto de cada unidade no mercado regional. Ao final do trabalho, conseguiu-se apresentar uma metodologia estruturada e de certa forma simplificada, partindo-se de estudos mais abrangentes utilizados por minerações mais complexas. A partir deste método, podem-se visualizar os empreendimentos analisados de forma completa, permitindo avanços financeiros, operacionais e tecnológicos. / The modern mining industry, with emphasis on large mining iron ore production second largest in Brazil, is highly specialized and their projects are preceded by numerous economic and financial studies, to assess the implementation of a mining unit. In opposition to this trend, we find the production of aggregates for construction, the largest segment of Brazil in mineral production number, and produced over 600 Mt/year since 2010, according to surveys of DNPM (National Department of Mineral Production). The industrial production of aggregates, consisting mostly of small and medium enterprises, using techniques and procedures already abandoned by mining high performance presenting, therefore, a modest advance, which constitutes an obstacle to the expansion of sector. Demand for aggregates tends to increase significantly, mainly due to Brazil's economic growth, and in the last ten years there has been an increase of approximately 50%. In order to illustrate a scenario of the aggregates industry and demonstrate the impact that the development of the sector may result this work aims to develop a methodology and illustrates it in order to inform the industry aggregate of a number of common procedures the mine planning and mineral economics. Evolved from studies phases of surveys of research to marketing considerations, with the aim of evaluating the potential of the studied units and the market in which they operate, using modern and traditional techniques, with regard to contemporary mining industry. Based on this approach, this paper develops planning three mines in operation in the region of Santa Cruz do Sul, with the aid of specific program for modeling and planning. Also presents a survey and analysis of operating and capital costs of these units, even using a program for investment analysis and cost in order to compare results between actual and projected scenarios, and the impact of each unit in the regional market. At the end of the work, we were able to provide a structured and somewhat simplified methodology, starting with the most comprehensive studies used for complex mining. From this method, you can view the projects analyzed comprehensively, allowing financial, operational and technological advancements.

A indústria mineral moderna, com ênfase para as grandes minerações de ferro, segundo maior minério em produção no Brasil, é altamente especializada e seus projetos são precedidos de inúmeros estudos econômicos e financeiros, a fim de avaliar a implantação de uma unidade extrativa. Em oposição a esta tendência, podemos encontrar a produção de agregados para a construção civil, o maior segmento mineral do Brasil em número de produção, sendo produzidos mais de 600 Mt/ano desde o ano de 2010, segundo levantamentos do DNPM (Departamento Nacional de Produção Mineral). A indústria de produção de agregados, sendo composta em sua maioria por pequenos e médios empreendimentos, utiliza técnicas e procedimentos já abandonados pelas minerações de alto rendimento apresentando, por essa razão, um avanço modesto, o que se constitui em um entrave para a expansão do setor. A demanda por agregados tende a aumentar significativamente, principalmente devido ao crescimento econômico brasileiro, sendo que nos últimos dez anos houve um incremento de aproximadamente 50%. Com o intuito de ilustrar um cenário da indústria de agregados e demonstrar o impacto que um maior desenvolvimento do setor pode acarretar, este trabalho tem por objetivo desenvolver uma metodologia e ilustra-la a fim de instruir a indústria de agregados de uma série de procedimentos comuns ao planejamento de lavra e à economia mineral. Desenvolveram-se estudos desde as fases de levantamentos de pesquisa até considerações mercadológicas, com o objetivo de avaliar o potencial das unidades estudadas e do mercado em que estão inseridas, utilizando técnicas modernas e convencionais, no que diz respeito à indústria mineral contemporânea. Com base nessa abordagem, este trabalho desenvolve o planejamento de três minas em atividade na região de Santa Cruz do Sul, com o auxílio de programa específico para modelagem e planejamento. Igualmente, apresenta o levantamento e a análise dos custos operacionais e de capital dessas unidades, utilizando ainda um programa para análise de investimentos e estimativa de custos, a fim de comparar os resultados entre cenários reais e previstos, além do impacto de cada unidade no mercado regional. Ao final do trabalho, conseguiu-se apresentar uma metodologia estruturada e de certa forma simplificada, partindo-se de estudos mais abrangentes utilizados por minerações mais complexas. A partir deste método, podem-se visualizar os empreendimentos analisados de forma completa, permitindo avanços financeiros, operacionais e tecnológicos. / The modern mining industry, with emphasis on large mining iron ore production second largest in Brazil, is highly specialized and their projects are preceded by numerous economic and financial studies, to assess the implementation of a mining unit. In opposition to this trend, we find the production of aggregates for construction, the largest segment of Brazil in mineral production number, and produced over 600 Mt/year since 2010, according to surveys of DNPM (National Department of Mineral Production). The industrial production of aggregates, consisting mostly of small and medium enterprises, using techniques and procedures already abandoned by mining high performance presenting, therefore, a modest advance, which constitutes an obstacle to the expansion of sector. Demand for aggregates tends to increase significantly, mainly due to Brazil's economic growth, and in the last ten years there has been an increase of approximately 50%. In order to illustrate a scenario of the aggregates industry and demonstrate the impact that the development of the sector may result this work aims to develop a methodology and illustrates it in order to inform the industry aggregate of a number of common procedures the mine planning and mineral economics. Evolved from studies phases of surveys of research to marketing considerations, with the aim of evaluating the potential of the studied units and the market in which they operate, using modern and traditional techniques, with regard to contemporary mining industry. Based on this approach, this paper develops planning three mines in operation in the region of Santa Cruz do Sul, with the aid of specific program for modeling and planning. Also presents a survey and analysis of operating and capital costs of these units, even using a program for investment analysis and cost in order to compare results between actual and projected scenarios, and the impact of each unit in the regional market. At the end of the work, we were able to provide a structured and somewhat simplified methodology, starting with the most comprehensive studies used for complex mining. From this method, you can view the projects analyzed comprehensively, allowing financial, operational and technological advancements.

A indústria mineral moderna, com ênfase para as grandes minerações de ferro, segundo maior minério em produção no Brasil, é altamente especializada e seus projetos são precedidos de inúmeros estudos econômicos e financeiros, a fim de avaliar a implantação de uma unidade extrativa. Em oposição a esta tendência, podemos encontrar a produção de agregados para a construção civil, o maior segmento mineral do Brasil em número de produção, sendo produzidos mais de 600 Mt/ano desde o ano de 2010, segundo levantamentos do DNPM (Departamento Nacional de Produção Mineral). A indústria de produção de agregados, sendo composta em sua maioria por pequenos e médios empreendimentos, utiliza técnicas e procedimentos já abandonados pelas minerações de alto rendimento apresentando, por essa razão, um avanço modesto, o que se constitui em um entrave para a expansão do setor. A demanda por agregados tende a aumentar significativamente, principalmente devido ao crescimento econômico brasileiro, sendo que nos últimos dez anos houve um incremento de aproximadamente 50%. Com o intuito de ilustrar um cenário da indústria de agregados e demonstrar o impacto que um maior desenvolvimento do setor pode acarretar, este trabalho tem por objetivo desenvolver uma metodologia e ilustra-la a fim de instruir a indústria de agregados de uma série de procedimentos comuns ao planejamento de lavra e à economia mineral. Desenvolveram-se estudos desde as fases de levantamentos de pesquisa até considerações mercadológicas, com o objetivo de avaliar o potencial das unidades estudadas e do mercado em que estão inseridas, utilizando técnicas modernas e convencionais, no que diz respeito à indústria mineral contemporânea. Com base nessa abordagem, este trabalho desenvolve o planejamento de três minas em atividade na região de Santa Cruz do Sul, com o auxílio de programa específico para modelagem e planejamento. Igualmente, apresenta o levantamento e a análise dos custos operacionais e de capital dessas unidades, utilizando ainda um programa para análise de investimentos e estimativa de custos, a fim de comparar os resultados entre cenários reais e previstos, além do impacto de cada unidade no mercado regional. Ao final do trabalho, conseguiu-se apresentar uma metodologia estruturada e de certa forma simplificada, partindo-se de estudos mais abrangentes utilizados por minerações mais complexas. A partir deste método, podem-se visualizar os empreendimentos analisados de forma completa, permitindo avanços financeiros, operacionais e tecnológicos. / The modern mining industry, with emphasis on large mining iron ore production second largest in Brazil, is highly specialized and their projects are preceded by numerous economic and financial studies, to assess the implementation of a mining unit. In opposition to this trend, we find the production of aggregates for construction, the largest segment of Brazil in mineral production number, and produced over 600 Mt/year since 2010, according to surveys of DNPM (National Department of Mineral Production). The industrial production of aggregates, consisting mostly of small and medium enterprises, using techniques and procedures already abandoned by mining high performance presenting, therefore, a modest advance, which constitutes an obstacle to the expansion of sector. Demand for aggregates tends to increase significantly, mainly due to Brazil's economic growth, and in the last ten years there has been an increase of approximately 50%. In order to illustrate a scenario of the aggregates industry and demonstrate the impact that the development of the sector may result this work aims to develop a methodology and illustrates it in order to inform the industry aggregate of a number of common procedures the mine planning and mineral economics. Evolved from studies phases of surveys of research to marketing considerations, with the aim of evaluating the potential of the studied units and the market in which they operate, using modern and traditional techniques, with regard to contemporary mining industry. Based on this approach, this paper develops planning three mines in operation in the region of Santa Cruz do Sul, with the aid of specific program for modeling and planning. Also presents a survey and analysis of operating and capital costs of these units, even using a program for investment analysis and cost in order to compare results between actual and projected scenarios, and the impact of each unit in the regional market. At the end of the work, we were able to provide a structured and somewhat simplified methodology, starting with the most comprehensive studies used for complex mining. From this method, you can view the projects analyzed comprehensively, allowing financial, operational and technological advancements.