地下礦床開(kāi)拓系統(tǒng)空間優(yōu)化的粒子群方法.pdf

1、礦床開(kāi)拓系統(tǒng)是礦山建設(shè)的靈魂，關(guān)系到礦床開(kāi)采運(yùn)輸和主體井巷布置，開(kāi)拓系統(tǒng)的空間狀態(tài)和行為是優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，設(shè)計(jì)必須綜合考慮井巷基建、礦石運(yùn)輸和工程地質(zhì)環(huán)境優(yōu)劣等多重復(fù)雜因素。傳統(tǒng)的礦床開(kāi)拓系統(tǒng)的優(yōu)化多依靠專家經(jīng)驗(yàn)定性分析或復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。為此，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外展開(kāi)了應(yīng)用優(yōu)化理論方法進(jìn)行礦床開(kāi)拓系統(tǒng)的定量評(píng)價(jià)及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。
　　 本研究提出將礦石由各采場(chǎng)采出逆向考慮為礦石物流配送問(wèn)題，轉(zhuǎn)換為車輛路徑問(wèn)題物理模型的研究新思路

2、；基于ARCGIS空間分析平臺(tái)、Matlab算法平臺(tái)實(shí)現(xiàn)演繹的方法模型，可以解決車輛路徑問(wèn)題等復(fù)雜的組合優(yōu)化問(wèn)題，為開(kāi)拓系統(tǒng)優(yōu)化提供技術(shù)支持。
　　 對(duì)已有的初步設(shè)計(jì)中提出的幾套開(kāi)拓系統(tǒng)，對(duì)其投影疊加形成開(kāi)拓系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖，這樣礦石運(yùn)輸在網(wǎng)絡(luò)圖上表現(xiàn)為地表出口至采場(chǎng)配送運(yùn)輸?shù)男袨?，是典型的車輛路徑研究問(wèn)題。開(kāi)拓系統(tǒng)優(yōu)化的目的在于：以開(kāi)拓系統(tǒng)的掘進(jìn)費(fèi)用、支護(hù)費(fèi)用和運(yùn)輸費(fèi)用為評(píng)價(jià)因子，在網(wǎng)絡(luò)圖中尋找滿足礦石配送任務(wù)要求的最優(yōu)路徑組合。<

3、br>　　 定量模型研究方面，車輛路徑問(wèn)題研究包含空間狀態(tài)和行為兩方面，礦床開(kāi)拓問(wèn)題研究中，就是對(duì)開(kāi)拓井巷布置和礦石運(yùn)輸路徑同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，涉及狀態(tài)和行為兩種不同的影響因素，傳統(tǒng)精確算法無(wú)法窮舉求解。本研究采用群智能粒子群算法(PSO)搜索車輛路徑問(wèn)題滿意解，考慮車輛路徑組合時(shí)兩采場(chǎng)間存在多路徑選擇問(wèn)題，引入Dijkstra搜索最短路徑實(shí)現(xiàn)兩采場(chǎng)之間路徑單一化，構(gòu)建解決開(kāi)拓系統(tǒng)優(yōu)化車輛路徑問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型。
　　 技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，在數(shù)

4、學(xué)模型構(gòu)建的基礎(chǔ)上，基于GIS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)拓系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖矢量化的空間表達(dá)，并建立拓?fù)潢P(guān)系，賦予屬性數(shù)據(jù)；依托Matlab平臺(tái)開(kāi)發(fā)PSO和Dijkstra混合算法，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后以數(shù)據(jù)表格式導(dǎo)入Matlab進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算；優(yōu)化結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后反饋至GIS平臺(tái)進(jìn)行空間和屬性表達(dá)。
　　 研究以湖北省某銅礦開(kāi)拓系統(tǒng)為實(shí)例進(jìn)行試驗(yàn)，優(yōu)化得到的井巷布置與礦山當(dāng)前選用設(shè)計(jì)方案空間布局整體一致，證明優(yōu)化結(jié)果符合開(kāi)拓實(shí)際；通過(guò)成本比較，優(yōu)化后開(kāi)拓運(yùn)輸成