Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.20222681
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

Monte Carlo simulation risk analysis for underground mining projects

Análise de risco por simulação de Monte Carlo para projetos de mineração subterrânea

Fernando Alves Cantini Cardozo, Carlos Otávio Petter, Nelson Rodrigues de Albuquerque

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Abstract

This study presents the application of the Monte Carlo method as a procedure of risk analysis in economic evaluation, covering, through the evaluation methodology presented, the stages of conceptual and pre-feasibility projects. In addition to the literature review, the methodology was applied to a cash flow prepared for an underground gold mine project in Brazil, exploited through the long hole mining method. Thus, deterministic evaluation methodologies were compared with the probabilistic output provided by the Monte Carlo method. The risk analysis made it possible to evaluate the impact of variations in the economic model’s input data: ore content, tonnage, ore price, OPEX (Operational Expenditure), CAPEX (Capital Expenditure), commissioning time, and mining recovery. In the example studied, the simulated scenarios indicated a 98.6% chance of the NPV (Net Present Value) being greater than zero and a mean NPV of $ M 261.186 versus $ M 287.513 from the deterministic cash flow evaluation. All these analyses are essential to evaluate the risks of failure, investments and economic and financial viability of a mining enterprise, being essential for planning and decision making in similar studies

Keywords

Risk analysis; Stochastic economic evaluation; Underground mining projects; Feasibility study

Resumo

Esse estudo apresenta a aplicação do método de Monte Carlo como método de análise de riscos em avaliação econômica, abrangendo, através da metodologia de avaliação apresentada, as etapas de projetos conceituais e de pré-viabilidade. Para tanto, além da verificação em bibliografia, se aplicou a metodologia a um fluxo de caixa, elaborado para um projeto de mina subterrânea. Assim, foram comparadas metodologias de avaliação determinísticas com a saída probabilística fornecida pelo método de Monte Carlo. A análise de risco viabilizou avaliar o impacto de variações de dados de entrada do modelo econômico: teor, reserva, preço do minério, OPEX, CAPEX, tempo de comissionamento e recuperação da lavra. No exemplo estudado, a simulação de cenários indicou cerca de 98,6% de chances de o NPV ser maior do que zero e NPV médio de $ M 261,186 contra $ M 287,513 da avalição determinística do fluxo de caixa. Todas essas análises são essenciais para avaliar os riscos de insucesso, os investimentos e a viabilidade econômico-financeiros de um empreendimento de mineração, sendo fundamental para o planejamento e tomada de decisão em estudos similares.

Palavras-chave

Análise de risco; Avaliação econômica; Projetos de minas subterrâneas; Estudo de viabilidade.

Referências

1 Lanz T, Noakes M. Cost estimation handbook for the Australian mining industry. Carlton South: Aus IMM; 1993.

2 Carriconde MC. Verificação da aplicabilidade do programa MAFMO como ferramenta auxiliar na estimativa de custos em projetos conceituais [dissertação]. Porto Alegre: Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul; 2010.

3 Motta R, Calôba GM. Análise de investimentos: tomada de decisão em projetos industriais. São Paulo: Atlas; 2011.

4 De La Vergne J. Hard rock miner’s handbook. North Bay: McIntosh Engineering; 2003.

5 O’Hara T. Quick guides to the evaluation of orebodies. CIM Bulletin. 1980;73:814.

6 O’Hara T, Suboleski S. Costs and cost estimation. In Hartman HL, editor. SME Mining Engineering Handbook. Littleton, Colorado: SME; 1992. Vol. 1, p. 405–424.

7 Camm TW, Stebbins SA. Simplified cost models for underground mine evaluation: a handbook for quick prefeasibility cost estimates. Butte: Montana Technological University; 2020.

8 Araújo VIAB, Petter CO, Cardozo FAC, Petter RA. Modelo de estimativa dos custos de capital e operacional de lavra subterrânea através de curvas parametrizas obtidas por estudos de viabilidade. IBRAM: Belo Horizonte; 2021.

9 Blank L, Randazzo A. Pilot-to-project cash flow estimation. Engineering Costs and Production Economics. 1986;10(4):311-318.

10 Sá CA. Liquidez e Fluxo de Caixa: um estudo teórico sobre alguns elementos que atuam no processo de formação do caixa e na determinação do nível de liquidez de empresas privadas não financeiras [dissertação]. Rio de Janeiro: Escola de Pós-Graduação em Economia da Fundação Getúlio Vargas; 2004.

11 Barboza FLM. Avaliação de investimentos para projeto de risco em mineração [monografia]. Brasília, DF: FGV. 2005.

12 Revuelta MB, Jimeno CL. Evaluacón y diseño de explotaciones mineras. Madrid: Entorno Grafico; 1997.

13 D’Arrigo RA. Modelo de estimativa de custos operacionais e de capital em projetos de mineração em fase conceitual baseado no modelo de O’Hara [dissertação]. Porto Alegre: Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul; 2012.

14 Charbel PA. Gerenciamento de risco aplicado à diluição de minério [tese]. Brasília, DF: Universidade de Brasília; 2015.

15 Silva FMPD. Aperfeiçoando decisões de investimento em condições de risco com uso de Método de Monte Carlo: análise da infraestrutura urbana [dissertação]. Porto Alegre: Universidade Federal do Rio Grande do Sul; 2017.

16 Mun J. Modeling risk: applying Monte Carlo simulation, real options analysis, forecasting, and optimization techniques. Hoboken: John Wiley & Sons; 2006.

17 Sturk L, Olsson L, Johansson J. Risk and decision analysis for large underground projects, as applied to the Stockholm ring road tunnels. Tunnelling and Underground Space Technology. 1996;11(2):157-164.

18 Domínguez CR, Martínez IV, Piñón Peña PM, Rodríguez Ochoa A. Analysis and evaluation of risks in underground mining using the decision matrix risk-assessment (DMRA) technique, in Guanajuato, Mexico. Journal of Sustainable Mining. 2019;18(1):52-59.

19 Vargas JP, Koppe JC, Pérez S. Monte Carlo simulation as a tool for tunneling planning. Tunnelling and Underground Space Technology. 2014;40:203-209.

20 Zhang J, Huang HW. Risk assessment of slope failure considering multiple slip surfaces. Computers and Geotechnics. 2016;74:188-195.

21 Cardin MA, De Neufville R, Kazakidis V. Process to improve expected value of mining operations. Mining Technology. 2008;117(2):65-70.

22 Wei J, Jian Z, Jianglan L. Mining investment risk analysis based on Monte Carlo simulation. In: 2011 Fifth International Conference on Management of e-Commerce and e-Government. New York: IEEE; 2011. p. 72-75.

23 Petter RA. A técnica de análise de risco econômico aplicada a diferentes cenários de investimentos: minas de elementos terras raras: reciclagem de rejeitos de material de demolição e construção civil [dissertação]. Porto Alegre: Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia; 2015.

24 Souza GS. Análise de risco econômico aplicada a uma jazida de feldspato [dissertação]. Porto Alegre: Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia; 2017.

25 Assis AAA, Petter CO, de Souza JC. Economic viability of a mineral water industry: a risk analysis study. Tecnologica em Metalurgia, Materiais e Mineração. 2019;16(3):421-425.

26 Collins JH. Principles of metal mining. New York: G. P. Putnam’s; 1874.

27 Tatiya RR. Surface and underground excavations: methods, techniques and equipment. Boca Raton: CRC Press; 2005.

28 Hamrin H, Hustrulid W, Bullock R. Underground mining methods and applications. In: Hustrulid W, Bullock R, editors. Underground mining methods: Engineering fundamentals and international case studies. Littleton: Society for Mining, Metallurgy, and Exploration; 2001. p. 3-14.

29 Long KR. A test and re-estimation of Taylor’s empirical capacity–reserve relationship. Natural Resources Research. 2009;18(1):57-63.

30 Ruhmer WT. Handbook on the estimation of metallurgical process costs. Randburg: Mintek; 1996.

31 Rudenno V. The mining valuation handbook: mining and energy valuation for investors and management. 4th ed. Hoboken: John Wiley & Sons; 2012.


Submetido em:
04/05/2022

Aceito em:
26/09/2022

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