露天礦開采境界動態(tài)優(yōu)化研究及應(yīng)用.pdf

1、采礦工業(yè)為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。在固體礦床開采中露天開采所占比重最大，開采境界的圈定是露天礦山開采設(shè)計的基礎(chǔ)，也是礦床經(jīng)濟(jì)、安全、高效開發(fā)的前提。長期以來，各國礦業(yè)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者對開采境界優(yōu)化問題做了持續(xù)的研究和探索，獲得了眾多研究成果。然而，由于露采礦山面對的是復(fù)雜多變的地質(zhì)巖體、無序的品位分布以及多變的經(jīng)濟(jì)參數(shù)等一系列非線性動態(tài)問題，最優(yōu)境界的確定顯得尤其困難。本文針對露天礦山境界優(yōu)化所面對的關(guān)鍵問題，提出了境界動態(tài)綜合優(yōu)

2、化的課題。在分析大量調(diào)查數(shù)據(jù)及工程實(shí)例的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計、人工智能、數(shù)值模擬、圖論學(xué)、三維仿真及經(jīng)濟(jì)效益動態(tài)評價等方法和手段，開展露天礦山經(jīng)濟(jì)、安全開采境界的動態(tài)優(yōu)化方法研究。
　　 主要研究內(nèi)容有:在總結(jié)前人所做工作的基礎(chǔ)上，分析研究露天礦山開采境界的動態(tài)特征;以產(chǎn)品歷史售價數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)原理探索經(jīng)濟(jì)參數(shù)的有效預(yù)測方法;在分析影響礦山穩(wěn)定最終邊坡角的主要指標(biāo)基礎(chǔ)上，運(yùn)用人工智能方法實(shí)現(xiàn)對礦山最終合理邊坡角的預(yù)測

3、;研究礦山系列境界的快速形成方法，并借助計算機(jī)三維仿真技術(shù)進(jìn)行礦山排產(chǎn)方案的可視化快速制定;運(yùn)用經(jīng)濟(jì)效果的動態(tài)評估理論，研究形成礦山最終開采境界的動態(tài)確定方法。
　　 研究取得的主要成果如下:
　　 (1)揭示了資金的時間價值因素對露天礦山最終境界的影響，形成了露天礦山最終境界動態(tài)評價的指標(biāo)體系及礦山最終凈現(xiàn)值的計算方法，豐富了最終境界動態(tài)優(yōu)化分析方法的基本理論體系，為該方法的進(jìn)一步研究和應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

4、>　　 (2)運(yùn)用時間序列預(yù)測理論，在分析整理了LME歷年銅售價的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建了銅金屬售價預(yù)測的求和自回歸移動平均模型，實(shí)現(xiàn)了銅售價的動態(tài)預(yù)測，首次將時間序列動態(tài)預(yù)測方法運(yùn)用到礦山境界優(yōu)化中的金屬售價參數(shù)獲取過程。
　　 (3)運(yùn)用改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，構(gòu)建了露天礦山穩(wěn)定邊坡角的預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)了礦山穩(wěn)定最終邊坡角的預(yù)測。在此基礎(chǔ)上，采用Surpac、Madis與Flac3D多工具組合的方法創(chuàng)建了礦山邊坡穩(wěn)定數(shù)值計算模型，驗(yàn)證

5、了BP網(wǎng)絡(luò)模型對露天礦山穩(wěn)定最終邊坡角預(yù)測結(jié)果的可靠性。
　　 (4)分析總結(jié)了系列境界形成所需礦床模型的創(chuàng)建技術(shù)，提出了系列境界生成所需基本經(jīng)濟(jì)參數(shù)的初選方法，分析了系列境界對各參數(shù)的誤差要求，形成了解決境界缺口問題的具體技術(shù)方案和基于權(quán)值參數(shù)分析的系列境界生成方法，實(shí)現(xiàn)了露天礦山的系列境界快速生成。
　　 (5)運(yùn)用計算機(jī)三維仿真模擬技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了露天礦山生產(chǎn)進(jìn)度計劃的高效可視化編制。
　　 (6)針對某大型銅

6、礦山工程實(shí)際，分別采用多手段組合的方法和集成優(yōu)化方法對礦山采剝順序和最終境界進(jìn)行了動態(tài)優(yōu)化，并對兩種優(yōu)化方法和優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了對比分析，結(jié)果表明，多手段組合法具有優(yōu)化精度高、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，較適于詳細(xì)的設(shè)計方案優(yōu)化及礦山生產(chǎn)規(guī)劃階段;集成優(yōu)化方法具有高效、快捷的優(yōu)點(diǎn)，但優(yōu)化結(jié)果略顯粗糙，故較適于礦山前期方案規(guī)劃階段。
　　 本文針對工程實(shí)際，立足于發(fā)展前沿，運(yùn)用多學(xué)科的理論和方法，對露天礦最終境界動態(tài)優(yōu)化方法進(jìn)行了系統(tǒng)和深入的研