Desenvolvimento e comparação de algoritmos de otimização de cava a céu aberto

Abstract

Essa dissertação está voltada para análises e desenvolvimentos dos processos de otimização de cavas a céu aberto e tem por objetivo a descrição e comparação de cinco métodos de otimização aplicados à definição da cava ótima (Cones Flutuantes, Korobov, Lerchs Grossmann, Programação Inteira 0-1 e Pseudoflow). O estudo faz uma implementação das cinco técnicas de otimização dentro da plataforma do software de geoestatística Ar2GeMS através de uma biblioteca em código aberto em linguagem Python. Três algoritmos foram completamente programados em linguagem C++ e Phyton e duas técnicas foram integradas como executáveis através de interface gráfica desenvolvida. As implementações realizadas ainda analisam as questões de precedência e tolerâncias angulares e o reflexo que esses parâmetros podem representar no produto do processo de otimização de cava. Os resultados obtidos por esses algoritmos são comparados entre si em diferentes condições geotécnicas e para depósitos de diferentes geometrias. Para avaliar a eficácia e eficiência das rotinas programadas, os resultados foram ainda comparados com o algoritmo implementado no programa comercial NPV Scheduler®. Os resultados obtidos foram plenamente satisfatórios em termos de valores obtidos, quando comparados entre si ou mesmo com o software comercial. A implementação realizada permite ao usuário selecionar o algoritmo de sua preferência para otimização de cava a céu aberto em uma única plataforma além, de permitir maior divulgação dos algoritmos, transparência e entendimento na aplicação e desenvolvimento de algoritmos pois usa códigos abertos.

This dissertation focused on analysis and development of open pit optimization processes and aims to describe and compare five optimization methods applied to the definition of the optimal pit (Floating Cones, Korobov, Lerchs Grossmann, Integer Programming 0-1 and Pseudoflow). The study implements the five optimization techniques within the Ar2GeMS geostatistics software platform through a Python open source library. Three algorithms were completely programmed in C ++ and Phyton language and two techniques were integrated as executables through the developed graphical interface. The implemented codes analyze the issues of precedence and angular tolerances and the reflection that these parameters may represent in the product of pit optimization. The results obtained by these algorithms are compared with each other under different geotechnical conditions and for deposits of different geometries. To evaluate the effectiveness and efficiency of the programmed routines, the results were also compared with the algorithm implemented in the commercial program NPV Scheduler®. The results obtained were fully satisfactory in terms of values obtained when compared with each other or even with commercial software. The implementation allows the user to select the algorithm of their choice for open pit optimization on a single platform, besides allowing greater disclosure, transparency and understanding in the application and development of algorithms because it uses open source.