用灰色关联分析法选择采矿方法.pdf

Q一} | L 9 9 5年 7月 第 4期 湖南冶金 9 用灰色关联分析法选择采矿方法 簋 彗 盐 ／ 长 沙 矿 山 研 究 院 摘 要 提出丁采矿方法优劣评判的灰色 关联分析法 关键词 采 冒 法 灰 色 理论 灰 色 关 联 分析 法 ～k二二二 1 前言 2 采矿方法选择一般是根据设计矿 山的地 质及开采技术条件 ，参照类似矿 山，提出技 井姑 音 大 厂铜坑 矿 9 1号 矿体 进行 了宴 关矿 方 法 中的灰 色关联分 析 詹 灰色理论 中的关联分析法 ，是一种 因素 术上可行的几个方案 ， 进行技术经济分 析 ， 从 中选 出最优者 ，此即 习惯上所称的综合分析 法 。当所 比较的方案难 以取台时 ，便选 出几 个有关 的经济指标综合 比较 ， 选 出最优方案 。 由于影响采矿的因素根 多 ，参与 比较 的技术 经挤 指标也难 以有 很好 的代 表性 ，因而难免 所选 择的采矿方法有 片面性 。为了克服传统 采矿方法选 择的不 足 ，近年来 ，国 内外 采矿 工作者 采用现代数学 方法 ，如模糊 数学 、价 值 工程等⋯ ， 对 采矿方法选择进行 了探 讨 ， 有 的 已用于实际生产中 然而采矿是 一个 受多 种 因素影 响和制约 的问题 ，有的 已知道 如 矿体 产状 、储量 、矿俸走向 、 倾 向、倾角 、人 员 、设备 、投资等 ，有的未知 如爆 破中的 大 块率 ，岩庠的节理 裂隙、断 层发育程 度及 采矿过 程中的岩体稳定性等 ， 可见采矿方法 选 择具 有灰色性r r ，即信 息部分 明确又部 分 不 明确 。近几年 ，灰色理论在控制和预测方 面虽取得了很大 发展 ，但在采矿领域还应 用不多。笔者 对灰 色理 论中的关 联分析法 用 于采矿方法的选 择作了研究，并结合 实例进 行了验证 ，现将其简介如下 。 收穑 日期1 9 9 5年 5月 2日 分析法 2 ． 1 关联度的定义 关 联度是事物之 间、因素之 间关联性 的 量度 。 关联度是 根据曲线相似 程度来判断的 ， 如图 1 ， 曲线 1 、 2间的相似 程度大 于 曲线 1 、 3和 曲线 2 、3问的相似程度 ， 因此认为 曲线 1 、 2间关联度大 ，而 曲线 1 、3和 2 、3问关 联 度 小 。 图 1曲 线 关联 度 2 ． 2 灰 色关联度性质 设有 因数数列 { } ， 1 ， 2 ’ ． ． 一 ， ， 且 ．r ． { l 1 ，fl 2 ， ⋯ ， l ” { ．r 2 } ． r 1 ，f} 2 ， ⋯ ，z} ， 1 } 维普资讯 l 0 湖南冶金 第 4期 为其 中两数列 的关联度 ， 则有 自反性 { - r R{ - r ； 对称性 { -r 晨 -r { ‘ 五 -r ； 传递 性 - r } 五{ ‘ ， - r 五 而一 - r 五{ - r _ 以上 蠢定 义为一种关 系。 根 据 关 联 度 的 大 小 ， 可 以确 定 { _ r 与 - r } 之间 的相对优 、劣关系 2 ． 3 求解灰色关联 度 设有参 考序 列 为 -r 。 }，被 比较序 列 为 哥 ， i一 1 ， 2 ， ⋯ ， 则称 ⋯ 蒜苷 1 为序列 { -r o 与 { t} 在第 k点的关 联 系数 。 式 中 l 。 量 一 _ r f 矗 l 为第 k点的 _ r 。 与 { 而 的差的绝对 值 ；mi nI _ r 。 ～ 而 I 为第 k 点 -r 。 }与 丑绝 对差 的 最小值 } ma xl - r 。 一 而 I 为第 点 -r o } 与 五 绝对差的最大 值 ；P为分 辨率 ， 一般取 0 ． 5 综 合各 点关 联 系数 ， 得整个序列 o 与 { 0的关联度 一 三 } o ． 2 ． 4 采矿方法选择的关联分析法 在采矿方法选择中 ， 对于提 出的诸 方案 ， 通常人 们要综合考虑技术 、经济和社会效益 等来论证 。因而提出一系列的技 术经济指标 以评价各方案的优劣 但是这些 经济 指标之 间是不可 比的 ，是互补的 ，而且 可能还有许 多非量 化的灰数 基于分析 的方 案评 判，首 先要构成诸方案的技术经济指标数列 ，如 _r I 一 { _r 】 1 ，_r 1 2 ，⋯ ，_r 1 _r 一 _ r 2 1 ，_ r 2 2 ，⋯ ，_r 2 ” _r 一 _r 1 ，_r 2 ，⋯ ，j 其 中 。 ， ， ⋯， -r 分男 IJ 表示 1 到 m 的 方 案 方案评 判的关键之一 ，是确定最优参考 序列 ，其原 则是 ，从诸 方案技术经济 指标数 据里选 出最佳 组成 ，即参考序列 { - r 。 为 { _r 。 一{ _ r 0 1 ，_ r 0 2 ，⋯ ，_r 。 ， _r 1 ， 2 ，⋯ ，_r j “ i ， J ， ∈ [ 1 ， m]的 自然数 然后根据各方案与参考序列关联度大小 ，确 定方 案的优 劣，进而确定 采矿方法 3 实例 验证 大 厂铜 坑矿 9 1号矿体为似 层状 细脉浸 染状矿体 ，赋存于条 带灰质岩 、矽质岩及上 盘接触面附近 ，呈似层状产 出 矿岩 坚固 ， ， 一 1 4 ～ l 8， 矿体倾角 1 8 左右 ， 为贵 金属矿 体 ，矿体厚度 8 ～5 0 m，其上部 为细脉矿体 ， 下部 为 9 2号大 型 矿体 经 论证 ，9 l号矿体 中 ，厚度大 于 2 5 m 的部分 宜采用 大孔空场 法 ，8 ～ 2 5 m 的部分 则不宜采用此法 。现 2 5 m 以上 的矿体矿房所剩不多 ，而充填又严重 欠帐 ，为了保持矿 山生产的连续性 ，使矿 山 取得 良好的经济效益 ，必 须安全有效地 回采 8 ～2 5 m 的 中厚矿体 ，因而有必要对其采矿 方 法作出选 择。根据 矿体赋存条件及铜 坑矿 现有开采技 术条件 ，初步选 出的采 矿方 法方 案 如 下 1 底盘漏斗 中深 L 崩 矿分段 空场法 ； 2 平底中深孔崩矿分段空场法 } 3 单巷采准深孔空场法 ； 、 4 预 切顶 空场 法 ； 5 双巷采准深孔空场法 。 上述各方案经济指标见表 1 第一步 将非量化 的技 术经济指标进行 白化处理 。 如表 l方案 l中的矿块生产能力 1 5 O ～2 0 0 t ／ d ，白化 后为 1 7 5 t ／ d 整理及归 一 化处理后的各方案技术经济指标见表 2 。 第二步 确定最优参考序列 _r 。 一 1 ，0 ． 3 8 6 ，0 ． 6 6 7，0 ． 8 3 ，1 第三步 计 算各方 案指标 数 列对于 最优 参考序列的关联度 。 l z． }一 0 ． 7 7 7 ，l ，l ，0 ． 8 3 ，O ． 7 5 维普资讯 第 4期 傅鹤林 ； 甩灰色关联分析法选择采矿方法 l l ‘ 矿块生 产电力／ t ． d 一 采切 } 匕 ／ m3 ． k t 掼 失率／ 苗 化率／ ， ； 苗 岩效率 ／ m． 台班一 80 l 2 l 0 3 0 6l 8 1 0 30 3l 8 l 0 3 0 2 8 l0 30 35 0 ． 7 6l 0 3 8 6 0 ． 9O 0 0． 4 3 8 0 ． 6 67 0 ．6 6 7 0 ． 66 7 0 ． 6 6 7 40 0 ． 7 5 0 ．7 5 0． 7 5 0 ．7 5 { T n ，0 ． 7 6 l ，0 ． 6 6 7．0 ． 8 3， 0 ． 7 5 { -r }一 1 。0 ． 3 86 ，0 ． 6 6 7 ，0 ． 8 3．0 ． 7 5 { -r }一 { 1 ．0 ． 9 0 0．0 ． 6 6 7，0 ． 8 3．0 ． 7 5 { -r } 1 ，0 ． 4 3 8，0 ． 6 6 7 。l，l } 将上述序列分别代入 1 式 ， 得 ． 一 { 0 ． 5 8 0，0 ． 3 3 3，0 ． 4 7 0，l ， 0 ． 5 5I 2 { l ，0 ． 3 3 3 ．1 ，l ，0 ． 3 9 9 n ，1 ．1，1 ．0 ． 3 3 3 } n ，0 ． 3 3 3 ，l，l ，0 ． 5 0 6 } { l ，0 ． 3 3 3 ，l。0 ．6 7 9，1 L 0．5 87，7 o 2 0．7 64．7 o 3 0 ．86 7． 0 ． 7 6 7 ， 。 0 ． 8 0 2 。可 见 。 5 ，即方案 3可行 ． 故选择该方 案 ， 其采矿方法 见图 2。 4 结 语 1 实践表明 ，应用灰色关联分 析法 选 择采矿方法 ，可 以做到定量 比。整个计算过 程简 单 ，易 为 人 们所 掌 握 。 2 非定量化 的指 标进行 白化处理 ，处 理方法 多种 多样 ， 但必须根据实际情况确定 。 蘧 L I 一． ． ～ ． ～ ．t L - 一 -- 一 - ． 图 2采矿 方 法 方 案 国 l 一切割 、通 风、 充填 天井 i 2 一 回采炮 孔 f 3 一 回采界线 4 一 凿昔、装矿着谨 I 5 一 矿石溜 井 f 6 一充 填律 3 考虑 的影响因素越 多 ，采矿 方法 选 择越能做到最优 ， 这是 常规 方法 无法 比拟 的， 有利于反映采矿方法 的全 面性 。 参考文献 l 刘 智超． 武设钢 铁学院 学报 ．1 9 8 9 F z 3 2 ～4 0 2 傅 鹅林． 矿业研 究与开 发 t l 9 9 4i 1 l 5 ～ 2 0 3邓 聚龙灰 色两 测与决 策 ， 武设 华中 理工大 学出版 社 ， l 98 7 l0 ， 9 ～ l 0 O 维普资讯