基于密切值法的采矿方法选择与优化.pdf

2 ，一， 牛 基于密切值法的采矿方法选择与优化 北京科技大学资源工程 学院 王 亮 - 提要采矿方法选择是一个多属性多 目标的决莆问题． 涉及到矿山的资源效益和经济 效益 。本文 提 出利 用 密切值 法进行选 择 ， 给 出该方 法的具 体操 作 步骤 ． 并 甩实 例进 行评 价 ． 证 明 其适 用性 和 合理性 关键 词密切值法采矿方法 一 一 采矿方法方 案的选 择是 一项 复杂 的 系 统工程， 也许 有诸 多方 案是 可行 的． 但并 不 是最优的。方案的选择合理与 否， 直接影 响 矿山的安全生产和经济效益 。因此 ． 如何合 理 、 科学地选择采矿方 法方 案是 矿床开采 的 关键 问题 之 一。采矿 方法 的选 择 受多种 技 术经济指标的制约． 而各个指标的要求也不 一 样， 所 以． 采矿 方法 的选 择是 一个 多属 性 多 目标决 策 问题。本 文提 出利用 密切值 法 来选择 方案． 该 方法 简单 合理 ， 能 符 合实 际 需 要。 l 密切 值 法的 基本 原 理 该方法 的基 本思路为 先找 出关 于各方 案集的优 点和劣点， 然后找 出尽可能 接近 优 点而远离劣点的决策点， 它就是所要寻求的 最优方 案。 1 1 建立指标矩阵 根据矿体的地质条件、 技术要求和开采 能力等初步选 出 m 种 可行 的采矿 方 法 Mc A。 ， A2 ， ⋯A ． 每 种采 矿方 法 都有 项相 同的评 价指标 MR Sl ， S 2 ． ⋯S ， 则 由 m 种 采矿方法和 n项指标可构成 指标矩 阵 g 弓 崧 化 2 ． ⋯ 其中， a 表 示 第 i种 方 法 的 第 J指 标 值 。 1 、 2 指标矩阵的规范化 在所选 的第 项 指 标 中， 有 的指 标越 大 越好 如产量 、 利润等 ， 称之为优性 指标 ； 有的指标越小越好 如费用、 贫化率等 ， 称 之 为劣性 指标。不 同的指标有不 同的量纲． 为便于分析． 现将劣性指标化为优性指标． 并将 指标值 无量纲化， 即对 指标进行 规范化 处理 。 b 0{ 耋 凳 蒌 时 c - _ 一 2 ∑ 利用 I 、 2 两 式 可 得 规 范 化 矩 阵 R r q ⋯ ． 。 1 ． 3 求备选方案的优点与劣点 在备选 的采矿方 法中． 分别求 出每项 指 标的最优值 r 和最劣值 r ， 即 r 熙 l r ra i n l j1 ， 2 ． ’ ’ ’ n 3 r 、 r 表示j项指标的最优值和最劣 A n ⋯ i 1 ， 2 ． ⋯ m， J1 ． 值 ， 则可得 优点 A 和劣点 A一 为 一 王亮硕士研 究生北京1 0 0 0 8 3 维普资讯 A r 、 r 。 ⋯ r A 一 r 、 r ， ⋯ r 4 1 ． 4求各 采 矿方法 的密 切值 ． 并 由此选 取 最优方案 计算各种可 行 方 案与优 点和 劣点 的欧 氏距离 d 、 d d 一 - ． r 一r ‘ 5 ，d [ 一r ] 计算各方法 的密切值 令 d min { d } 1 ⋯ d一 { d } 则 密 切 值为e 鲁 一 鲁 6 数值 C ． 可反映采矿方法 A 距优点和 劣点的程度， 即为采矿方 法 A ， 的密切值。 C 越 小， 所 对应 的采 矿方 法 A 越好 ； 反 之 越差 ， 所 以 e 的大 小可 排 出采 矿方 法 的优 劣， 从 中选取最 优方 案。 2 应 用 实 l 2 ． 1 矿床的地质及技术条件 某金 矿属 变质一热液 金矿床， 工业 类型 属变 质岩 中蚀变岩 型矿 床， 矿体分 为蚀变岩 型和石英 脉两类 。矿体形态变化大 ， 蚀变 岩 型矿床 为透镜状一似层状， 厚度 为 0 ． 8 ～ R r 5 6 8 m． 走 向长度 为 4 0 ～4 0 0 m． 倾 向长 度 为 2 5 ～ 3 0 0 m， 倾 角 为 3 ～3 5 ， 平均 为 2 1 。 ； 矿 石 与围岩的硬度 系数 f 8～1 0 ， 属 中等 围岩 ， 地表 允许 陷落。主矿体 v1 ～ 占设 计储 量的 6 7 ． 2 8 ％， 走 向长 4 5 0 m， 倾 向长 3 6 5 m， 厚度 为 3 --8 m， 平均 品位 7． 5 z , ／ t ， 矿体形 态复杂 ． 走 向、 倾向的连续 性 差， 向深 部 仍有较 大 延 伸和变厚趋势。 根据矿床开采 的技 术条 件， 初选 出 5种 方案 全 面采矿法 、 A2 普通房柱法 、 分 段空场法、 A 4 底 盘漏斗崩 落法、 尾砂胶 结充填法。根据矿山具体条件 ， 选出 6种技 术经济指标 S 1采 场 生产 能 力 t ／ d 、 s 2贫 化率 ％ 、 s 3损 失 率 ％ 、 s }采 准 工 程 量 r r dk t 、 采 矿工 效 t ／ 工 班 、 S 6 采 矿 直接 成本 元／ t ． 如表 1所示。 表 1 采矿方法各项指 标 待评 方案 A【 A A‘ 2 ． 2 建立指标矩 阵 根据表 l 建 立指标矩 阵。 2 ． 3 指标矩 阵规范 化 利用 1 2 两 式， 建 立 规 范 化矩 阵如 下 0 ． 1 4 60 ． 2 8 3 0 ． 1 8 0 0 ． 2 8 7 0 ． 1 5 0 0 ． 5 3 5 q 0． 3 9 2 0． 3 1 4 0． 4 6 8 0． 2 3 9 0． 1 8 0 0． 3 4 7l 0 7 3 4 0． 5 0 3 0 5 7 6 0． 2 6 3 0． 3 6 8 0． 4 1 0l 0． 5 1 4 0． 7 2 3 0． 5 4 0 0． 6 7 9 0． 8 2 0 0． 2 5 1 1 0 ． 1 4 6 0． 2 2 0 0 ． 3 6 0 0 ． 5 7 4 0 2 4 0 0 ． 6 0 1 ／ 2 ． 4 计算优点和劣点 根据 3 4 两式 ， 得到优 点和劣点为 A 0 ． 7 3 4 ，一0 2 2 0，一0， 1 8 0，一0 2 3 9 0． 8 2 0 ， 一0 ． 3 4 7 ； , A 一 O． 1 4 6 ，一0． 7 2 3 ，一0． 5 7 6，～0 6 7 9 。 0． 1 5 0 ，一0． 6 01 2 5 计算各方法的密切值 由 5 6 两 式可得 d 0 ． 7 8 4 ， d一 0． 8 4 1 各方法的密切值 为 C l 0 ． 3 1 8 、 C 2 0 0 9、 C3 0． 3 4 6、 C40． 1 5 、 C 5 0 3 4 7 。 由以上可看 出， 密 切值 的 排序 为 c C4 C1 C3 C5 ， 所 以， 最 优 的采 矿方 法 应选方案 2普通房柱法， 这与文献 [ 2 ] 的结 熹 耵 维普资讯 1 4 果 一致 。 3采矿 方法 的 综合 评 价 采矿方法的综合评价应是安全适用 、 低 贫损 、 高 生产率、 低成本 、 技术可行的采矿方 法。方法的选择 应适 应具 体 的矿 床地质 条 件和开采技术条件． 确保方法的可靠性。一 个矿 山的采矿方法并不是一成 不变 的， 随着 对地质状况认识的深入和开采深度 的增 加， 髓着科学技术的发展和新工艺、 新设备的不 断出现， 要不断改进 采 矿方法 ， 以 提高 矿 山 的经济效益。 高效率的采 矿方 法 应在安 全 生产 的前 提下， 努力 提高劳 动 生产率 ． 降低 矿石 的损 失与贫化 。矿石 的损 失 与贫 化是 反映 采矿 方法 的适应性 、 工艺技术水平和管理水平的 一 项综合指标。设计采矿方法时， 应将矿石 的损失与贫化作为一项主要指标来衡量， 最 终实现与地质条件相适应的安 全、 低贫损、 高生产率 、 低成本 的优选采 矿方 法。 4结 语 1 采矿方法 的选择是一个 受多种因素 影响制 约的 问题， 利用密 切值法计算过程简 单 ． 易于 掌握 。 2 用理 论 上 的方法所 得 出的结 果， 可 以作为实践的判据之一， 具体到矿山实际情 况 ， 还 要考 虑 国家 和社 会 的需 要等 诸 多 因 素 。 、 参考文献 L 王登濂多 目标决 策方 案优 选 的密 切值 法 系统 工程 ， 1 9 8 9 ． 1 2 周 科 平 地 下 采 矿 方 法 的 多属 性 决 策 ． 金 属 矿 山． 1 9 7 7 ． 2 3 谢 贤平 等采矿 方法 设计 方 案的评 价与 选择 黄 金 ， 1 9 9 6 ， 6 4 魏 一鸣 等 ． 基 于 神 经 网络 的 采 矿 方 法 选 择 专家 系统的研制 计算机应用与软件， 1 9 9 5 ． 5 f 上接第 1 9页 理难度很大． 但真正管好了， 效益十分明显。 5 充分依靠群众是加强成本管理 的力 量源泉。加强成本管理， 不仅要靠领导、 靠 制度、 靠管理， 还要靠广大职工群众。柿竹 固矿十年成本 管 理的 经验教 训也 充分 证 明 了这一点。比如． 1 9 9 0年该矿通过职代会 将该年 定为“ 管理年” ， 在矿 山掀起 了群众性 的齐抓共管 降成本 的热潮 。全 矿职工 提 出 很 多挖潜 降耗 合理化建议 ． 自觉为降低成李 作贡献 ． 促进 了矿 山降低成 本 。这 就说 明， 降低成本的活力在群众之中， 群众发动得越 广泛、 越深入 ， 成本的 降低越有保证 。因此， 一 定要 对职工进 行成 本意识教育 。 增强职工 当家理财的自觉性 。发动群众， 组织群众为 降低成本 ， 提 高效 益． 为矿 山的繁荣 发 展贡 献智慧和力量。 毋 毋 毋 毋 蠹 维普资讯