用灰色关联分析法选择采矿方法(1).pdf

一 f g 1 9 9 5 年第 4 期 有 色 矿 冶 1 5 用灰色关联分析法选择采矿方法 摘要 长 沙矿 山研 究院傅鹤 椿 近 年齐 ．衣 色理 论在挂 捌和 弧穗 方面 取得了很 大发 晨 ．但在采矿镬域 直 用不 多 ．本文将 灰色 理论 中 的关 联 分析莹用 于采矿方 酝携 ．提 出了采 矿方 莹忧劣 评判 的藏 色关 联分 析岳 ，井结台 实戗分 折 ．试 瞳为采矿方 { 击 词 她 1 前 言 种 筒簟 ．可行 的分析方法 苎 皇 苎 壁 坌 j l 蓬 一 采 矿 方 法 选 择 一 般 是 根 据 设 计 矿 山 的 地 质条 件和 开采 技 术 条 件 ，参 照 类 似 的矿 山 ．提 出技 术 上 可行 的 几 十 采矿 方 法 ，进 行技 术 经 挤 分 析 ，从 中选 出最 优 方案 ． 习惯 上 常 称 之 为综 合 分 析法 当 比较 的 方 案 难 以取 合 时 ，便 选 择 几 十 有 关 的经 跻 指 标 ．最 后综 合 分 析 比较 ．选 择最 优 方 案 。 由于髟 响 采矿 的 因素 很 多 ，参 与 比较 的技 术 经挤 指标 也 难 以有 很 好 的 代 表 性 ．势必 选 择 的采 矿 方法 具 有 片 面 性 众 所 周 知 ．正 确 盎 择采 矿 方 法 必 须 满 足 如下 要求 ④ 安 全 和 良好 的 工作 条 件 ；② 充 分 合 理 地 开 采 地下 矿 产 资蠲[ ；． 生产 能 力丈 ， 劳 动生 产 率 高 ； ④生 产 成 本低 ， 效益 高 。 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 朔 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 十受多种 因素影响和 制约的问题 。 有 的 人 们 已 知 道 的 ， 如 矿 捧 产 状 ，储 量 ．矿 体 走 向 ．倾 向、倾角 、 人员 、设 备 投资等 ．有 的未知 如爆破中的丈 块 率 ，岩 体 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 。 即信 息部 分 明 确 又部 分 不 明确 ， 因此 ．本 文用 灰色 系 7 D f N q 统理 论 中 的关 联 分 析法 用 于 采 矿方 法 的 选择 ．并结合 实例进行 验证。 2采矿 方法 的综合评价 采 矿 方 法 的综 合 评 价 应 该 是 安 全适 用 、低 贫 损 ．高生 产 效 率 、 低 成 率。 技 术上 可 行 的 采 矿方 法 ，必 须 保 证作 业 人 员 和设 备的 充 分 安 全 ，遵 与采 矿 方 法 的 工 艺 和 璜板 管理 密 切 相关 。 因此 使 选 用 的 采 矿方 法 适 应 具体 的矿 床地 质 条 件 和 开 采技 术 条 件 ，保 证 方法 的 可靠。 设 计 采 矿方 法 时 ，除保 证 高生 产教 辜 同时 ， 应特 贫 化 损 失作 为 一 项 重 要 指 标 来 衡 量 ．最 终 实 现 与 矿床 地质 条 件 相道 应 的 安 全 、 低 贫损 、高 生 产 率 ，低 成本 的统 一 ．高 效率 的采矿方 法。 3 采 矿 方 法 中 的 灰 色 关 联 分 析 法 灰 色系 统理 论 中的 关联 分 析法 ． 是 一 种 因素分析法。 3 ． 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 圈1 ，曲线 、t 2 间 相似 程度大 于t 1 、 3 和t 2 、 3 间相 似 程 度 ． 因 此 认 为1 、 2】 间关 联 度 大 1 、 3 和 2 、 3 问关联 度小 。 维普资讯 l 6 有 色 矿 冶 l 9 9 5 年 第 4 期 曩 1 ●蛾相骰毫 麈 3 ． 2灰色关罐魔豹性质 设有 因数救列为x t 。 i 1 。 2 ， ⋯ ， N I 且 X1 t X1 f1。 X1 2， ⋯ ． Xi n J X1 { Xl 1． Xt ‘2， ⋯ 。 X1 n r ”为其中两数列 的关联度 。 刚有 1 自反性 t x ． 裒{ x ． I 2 对称 性 t x ． t x ． 一 c Ⅱ{ x - J 3 传递 性 { x ． Ⅱ{ 】 【 | ， { x ． 暮 x 1 一 { x - Ⅱl X{ I 以上夏 定义为一种关系。 根 据 关 联 度 的 大 小 ．可 以确 定 ‘ x - l 与 t x 的相对 优 、 劣 关系。 3 3 求解灰色美囊度 设有 参考 序列 为x o ， 被 比较序列X I ， f 1 ， 2， ⋯， N ． 刚称 r ． ； m l n X o 1 - X i I P m a x X o 1 - X l I f 1 ’‘ x o ‘ ‘ 】 一 x i E l - a x l x o ‘ 一 x i f E I 为序刊x o 与xi 在第x 点 的关联 系数 ． 上 式 中 1 f x D 一 xi l k f △ “ 称 为第t 点 与 x i 的绝 对 差 ； 2 mi n； x o 一 xi k i 称 为 第k 点 X 4 与Xi 绝对差 的最小值 ； 3 m a xI x D k - x i k l 称 为第k 点 x 与Xi 绝对差 的最大值 综 合 各 点 关 联 系 数 ．得 整 个 序 列 xi 与x o 的关联度 t i 】 n fi ∑e i k “ t。1 3． 4 采矿 方法选择 的灰 色美联分 折法 在 采矿方法 选 择 中，对 于提 出的诸种 方 案 ．通 常人们 要综 合考 虑技 术、经 济和 社会诸方面的效盏来论证。 因而提 出的一 系列的技 术经 济指标 加 以评 价诸 方 案的优 劣 ，从 中择 优。 但是 ．这 些经 济指标 相互 闻是不可 比的，是互 补 的 ．而且可 能还 有 许多非量化的灰敷。基于关联分析的方案 评判，首先要构戚诸方案的技术经济指标 敦 列 ， 如 { x1 I { 1 1， xl 2， ⋯ ⋯ xl n】} { x 2 t x2 1， x2 f 2。 ⋯ ⋯ x2 n} { x t x- 1， x- 2。 ⋯ X． t n} 其 中x l 。 x 2 ， ⋯ x ． 分别 表 示 l 到m 的方 案 。 其次 ．对 非 量亿 的技 术经 济指 标作 自 化 处理 ．处理 的方法 视具体性 质确定。 方案 评判舶 关量 之一 ．是确定最 优参 考序列 确定参考序列的原则是 从诸方 案 技 术 餐 薪 指 标 叛 据 刊 里 选 出最 佳 组 成 的，即参考序列 { x o 为 { x t x0 1， XO 2， ⋯ ⋯ Xo n I xi 1 ， x】 f 2 ⋯ ⋯ xI {n i 。 j ． k ∈【 1 ， m 】 的 自然数。 根据备 方 案与参 考序列 关联 度大 小 ， 确定 方案 的优 劣 ，确定栗矿方 法。 4 用 灰 色 关联 分 析 法 对 某 种 采 矿 方法选择 某 矿9 1 号 矿体 为似层状 细脉漫染 状矿 体 。赋存 于条 带灰 质 岩、矽 质岩 及其接 触 面 附 近 ．呈 似 屡 状 产 出 。矿 岩 坚 固 ． 1 d一1 8．矿体 顿角 1 8 度 左 右 。 为贵 金 属 矿体 ，矿体 厚度 为85 O m，其上部 为绷 脉 带 矿 体 ，下 部 为92 号 大 型 矿 体 。 经 论 证 9 1 号 矿体 中 ，厚 度大 于2 5 m 宜 采用大 孔 空 场法 回栗 ，82 5 m 的不 宜采用大孔空 场法 圃采。 为 了维持 矿 山生 产 的连 续性 ．保持 矿 山良好 经济 效 益 ，必须安 全 有效地 回采 82 5 m 的 矿体 ．因 而必须对 采矿方法作 出 选 择 。 维普资讯 1 9 9 5 年第4 期 有色 矿 冶 1 7 表 1 主妻技术经济指 标 指 标名 称 方橐1 方案2 方案3 方案‘ 方案5 ， 块生产 1 5 0 ～ 2 0 0 2 O O ～ 2 5 0 2 0 O ～ 2 5 0 2 0 O ～ 2 5 0 2 0 0 -- 2 5 0 麓 力 ／ d ’ 果 龆 比 8 O B 1 3 1 7 2 3 5 E mI／‘ t 损 失事 ‘ ， 1 2 8 。 8 8 黄化 辜 ‘ ， l O l o ， 1 O 1 0 膏 岩教 辜 3 0 3 O 3 0 3 0 4 0 E -／ 班 裹2 整理后 的鲁 方囊 技术叠济指 标 指 标名 称 方素1 方案 2 方案3 方案‘ 方案5 r 块生产 1 7 5 2 2 ,5 22 5 2 25 2 25 蕾 力 ／ d ， - 果 龆 比 ～ 8 0 B 1 3 1 7 2 3 ,5 E m 3／kt， l 失事‘ 1 2 8 8 8 B 黄 化辜 t ， 1 O 1 O l 0 1 O l 0 膏 岩教 辜 3 O 3 O 3 O 3 0 4 O ‘m ／班 表 3 归一化 处 曩后鲁项技 术经济指标 指标名称 糠1 方寨2 棘3 b- J m 4 方橐5 | - 安生产麓力 O ． 7 7 7 ／ ／ ／ ／ 采船 比 0 ． B 3 O ． 船 B O ． 口 0 ． 4 船 损失事 0 ． 6 6 7 0 ． 6 盯 0 ． 6 6 7 0 ． B 6 7 贫化章 ／ ／ ／ ， 凿岩教辜 ， 0 ． 7 5 0 ． 7 5 0 ． O ． 7 5 ／ { 根据 矿床 的开采 技术 条件 ，初步选出 的采 矿 方法 方 案 如 下 方 案 一 底 盘 漏 斗 中 深孔 崩矿 分段 空 场 法 方案二 平底 中深孔崩矿 分段空 场法 方案三 单巷采 准深孔 空场法 方 案 四 预 切 顶 奎 场 ．； 去 方案五 双巷 采准裸孔空 场准 上 述各 方案经 济指标列于 表1 内 第一 步 对非 量 化 的 技 术 经 济 指 标 项 ，进 行 白化处理 如 方 案 一 中的 矿 块 生 产 能 力 1 5 0 2 5 0 t ／ d ， 白化 后 为 1 7 5 t ／ d 。将 整理后 的 各 方案技 术 经挤 指 标 列 于表2 ．进 行规 一 维普资讯 舟， 2 I 1 8 青 色 矿 冶 1 9 9 6 年 第 4 矿物破碎颗粒表面分形结构的研究 东 北大学 三 垦茎 旦 堡圭 P 5 7 2 摘 要 本文考察了九种常见罩 ． 物破碎颗粒的衰面形志，发现其具有统计t义上 。 的 自相 似性。 采用 圆规 莹进 行实捌 后 ．证 宴 矿暂 破碎 颗粒 衰 面具有有 限 层秩 的分形 结构 ，其 衰面 分维 鼓D s 射有 效堆反 映 了r 暂颗粒 衰面的形 态 特 征 。 美1 t 词 些 前 言 矿物颗粒 的表面形态是影 响矿勒加 工 ．提 取 和 综 合 利 用等 工 艺过 穗 的重 要 因 素 ， 因 而对 于 矿 物 颗粒 表面 形 态 的正 确 描述 和 把 握 ， 是深 入研究 矿 粒 表 面形 态与 矿 物 加 工 工 艺 之 间关 系的基 础 和依 据 。 然 而 ．对 矿 物 颗 粒 复杂 多 变 的不 规 则 形状 进 行 定量 描 述 却是 程 困难 的 。在 去 的理 论 研 究 中 ．矿 物 颗 粒 常 常 被 习 惯 地模 拟 为立 方 体 、球 体 等 筒 单 的 欧 氏 几 何体 ， 甚 至 形 状 系数 也 是将 不 规 则 物 体与 规 雕 物 体 相 比较 来 定 义 的 ， 如 岩 石 破 碎 学 中 由 s dell 最 旱 定 义 的 球 形 度 等 。 髓着 矿 物 加 工 和 综 合 利 用技 术 的发 展 ． 要 求对 矿 物 颗 粒 的 复 杂 形 态进 行更 滚 刻细 微 的 描 述 时 ．矿粒 表 面 的 明显 凸就不 能再加 以忽 略 了。 本 文 对 矿 物 破 碎 颗 粒 的 表 面 形 态 进 化 处 理 后 见 袁 3 。 第 二步 ，确定最 优参考序 列。 { x O f 1． 0 3 8 6． 0． 6 6 7． 1 】 第 三 步 ．计 算 各 个 方 案 指 标 数 列 于 最优 参考 序列的 关联度。 一 1 c 0．777．1，1，1， 0． 75 { x2 f l， 0 76 3，0． 6 67， 1， 0． 75 f x f 1． 0 386． 0．667． 1． 0 75 c x● 1，0．9， 0 667。 1。 0．75J x 6 c 1 ， 0 ． 4 3 8， 0 6 6 7， 1． 1 将 上 述 序列 分 别 代 入 式 1 ，式 1 中P取 0 5 得 C】 c 0 5 8 0． 0． 3 33。 0． 4 7 0． 1． 0 55 1 C 1． 0 3 3 3， 1， 1 ， 0 ． 3 9 9 f 3 f l。 1． 1， 1． 0 3 3 3 J e‘ { 1， 0． 3 3 3， 1。 1 ， 0 50 6 5 c 1、 0 3 3 3， 1 ，1 。 1 ， h 由 f I f￡ i 得r i 0 ． 5 8 7 r 2 一￡-】 0 ． 7 4 6 3 0 8 6 7 0． 7 6 7 5 0 86 7 可 见 3 r 5 ‘ r 2 】 ， 即 方 案 三 和 方 案 五 ．都 比较 可行 。但 考 虑 到 方 案 五 相 比方 案三 ，铲运 机装 矿视野差 ．采场底 板 无 法 平 整 ．故 面 会 影 响生 产 能 力 ，故 选 择方案 三 ，而放弃 方案五 。 5结语 1 上述 应用 实 践表 明 ．应用 灰 色关 联 分 析法 选 择 采 矿 方 法 ．可 以定 量 化地 进 行考 虑 。 整 个 计 算 过 程 筒 单 、可 行 ， 荔于 为人们 所掌 握。 2 非定 量化 的指 标进 行 白化处 理 ． 如 对 矿 抉 生 产 能 力 为[ ， 进 行 处理 时 c c2，进行归一化处理x I k r处理 方法 多种多 样 -但 一 定 要根 据实 际情 掘进 行确定 3 考 虑的影 响 因素 越多 ， 采矿方 法 的选 择越 能做 到最优 ，这是常规方法所 无法 比拟 的 ．有 利 于反 映 采 矿 方 法 的 全 面 性 。 参 考文献 [ 1 ] 刘 智超． 武汉 钢馁学 院学报 ． 1989， 2 32-40 [ 2 ] 邓聚龙 ． 灰 色预测与 决策 ，华 中理 工 大 学 出版 社 ，武 汉 1 9 8 7， 1 0 [3]傅 鹤 林 矿 业 研 究 与 开 发 ， 1 99 4． 1 1 5 - 2 0 维普资讯