地下礦床開拓系統(tǒng)空間優(yōu)化的粒子群方法.pdf

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

2、；基于ARCGIS空間分析平臺、Matlab算法平臺實現(xiàn)演繹的方法模型，可以解決車輛路徑問題等復(fù)雜的組合優(yōu)化問題，為開拓系統(tǒng)優(yōu)化提供技術(shù)支持。
　　 對已有的初步設(shè)計中提出的幾套開拓系統(tǒng)，對其投影疊加形成開拓系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖，這樣礦石運輸在網(wǎng)絡(luò)圖上表現(xiàn)為地表出口至采場配送運輸?shù)男袨?，是典型的車輛路徑研究問題。開拓系統(tǒng)優(yōu)化的目的在于：以開拓系統(tǒng)的掘進費用、支護費用和運輸費用為評價因子，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，車輛路徑問題研究包含空間狀態(tài)和行為兩方面，礦床開拓問題研究中，就是對開拓井巷布置和礦石運輸路徑同時進行優(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)搜索車輛路徑問題滿意解，考慮車輛路徑組合時兩采場間存在多路徑選擇問題，引入Dijkstra搜索最短路徑實現(xiàn)兩采場之間路徑單一化，構(gòu)建解決開拓系統(tǒng)優(yōu)化車輛路徑問題的數(shù)學(xué)模型。
　　 技術(shù)實現(xiàn)上，在數(shù)

4、學(xué)模型構(gòu)建的基礎(chǔ)上，基于GIS平臺實現(xiàn)開拓系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖矢量化的空間表達，并建立拓撲關(guān)系，賦予屬性數(shù)據(jù)；依托Matlab平臺開發(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進行優(yōu)化計算；優(yōu)化結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后反饋至GIS平臺進行空間和屬性表達。
　　 研究以湖北省某銅礦開拓系統(tǒng)為實例進行試驗，優(yōu)化得到的井巷布置與礦山當(dāng)前選用設(shè)計方案空間布局整體一致，證明優(yōu)化結(jié)果符合開拓實際；通過成本比較，優(yōu)化后開拓運輸成