应用多目标决策效用函数法选择采矿方法.pdf

3 6 第 1 2 卷 江西冶盘 应用多 目标决策效用函数法选择采矿方法 中南工业大学 里 全 Tp 采矿方法选择属多 目标决策问题。本文通过实倒说明应用多 目标决策效用函数法选择采矿方 法 ， 能够有 效地综 台各 因素 的影响 ， 并实 现对 各参 选方案 的优 劣排序 ， 从 而达 到方 案优选 的 目的 。 关 键 词垒旦篮监董 ，墼旦鱼墼， 墨 采矿 方法选择属 多 目标决策问题 。在方 案选择 时， 通常先 根据 矿床 的开采技术 条 件 初选 若干个 方案 再对 各方案 自 略项 技术 经 济指标进行全面的分析 、 对 比， 对方案进行综 合评价 ， 从中确定 最优 方案。 应用多 目标决 策 效用 函数的方法 ， 能够 有效 地综合 各指标 因 素的影响 ， 并 实现对各方案 的优 劣排序 ， 从 而 选 出最优方 案 。 一 、多 目标决策效 用函数方法 及 运 用 1 ． 设有 m个参 选方案 ， 每 个参选 方案有 几个指标因素 。 若参选 方案 l ， 2 ， ⋯ ， m 的第 个指标因素 S j j 1 ， 2 r” ， 的数值 为 d ”则用矩 阵表示 为 ⋯ n 1 ’ D 一{如 】 2z⋯ d 2 n l 一 d ij 【 ． ⋯ J 称为指 标矩 阵。 r 2 ． 根据指 标矩 阵 ， 分别选 取 第 J个指标 因素的最 大值 与最 小值 z 。 一 ” { 正 玎 ， ‘ 』 一 l ， 2 ， ⋯ ， 。 z 1 一 删 { 哲} ， 收稿 日期 l 9 9 2 0 5 3 0 3 ． 求各指标因素的效用函数值 。 由于指 标因素存 在越 大越优 与越小 越优 两种类 型 ， 对 于越大越 优型的指标因素采用如下形式求 效用 函数 d ,j ／ z ， i 1 ． 2， ⋯ ， ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 1 对于越小越优型 的指 标因素则采用如下 形式求效用函数 一 l z ／ ． - _1 ， 2． ⋯ ， m。 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-⋯- 2 于是 此 m个 参选 方 案 的几 个指 标 因 素 的效用函数值构成矩阵 l t x ⋯ “l U 2 L 一 l 一 ， ⋯ I ⋯ I 称为效用 矩阵 4 ． 根据各指标 因素对决策影响的重要程 度给定权重 向量 。各个 指标 困素的权重 向量 为 H 一 ff J I ， “ ’ 2 ， ⋯ ， 要 求 ≥0 ， J 一 1 2． ． ， ． ∑“ ， 一1 5 ． 根据 效用函数值与权重 向量值计 算各 方案 的效能 量化值并 对方 案进 行优 劣排序参 选方案 A i 的教能量化 值为 臂 期 第 年 2 鲫 维普资讯 1 9 9 2年第 4期 江西冶金 第 J 2卷3 7 n 一 J l J 一 1 ， 2， ⋯ ， m。 ⋯ ⋯ 3 J L 应 用式 3 分 别 装算 出各 方 案的效 能量 化值 历 一1 ， 2 ， ⋯ ， m ， 并根据其大 小对各方 案进 行优 劣排序 ， 即若 E , L ≥ E i 2 o o ≥ 臣 ． 则方 案排 序 为 ． ≥ ． z ≥ ⋯ 这 里 i l ． 理， ⋯， 是 1 ， 2 ， ⋯ ． m 的 一 个 全 排 列 。 二 、 应用实例 某铜矿 东部 矿体 ． 产 于凝 灰岩中 ， 直接 顶 板 和底板 与含矿 岩石均 为 同一层 凝灰 岩， 但 顶板岩 石 ， 一4 ～6 ， 底板岩 石 ， 一6 ～8 矿体 与 围岩 产状 基本 一致 ， 走 向长度 5 0 0 r n ， 斜深 4 5 0 m厚 度 2 0 ～4 0 m， 倾 角大于 0 。 。矿体形 态 规 整 ， 储 量 大 ， 品 位 高 ， 平 均 含 铜 品 位 2． 02 。 根据矿 床开 采技术 条 件 ． 初选 3个参选 方案 ； 1 端部放矿分段崩落法 ； 2 水平分 层 尾砂胶 结 充填法 水平分 层尾 砂胶结 充填 回 采矿房及水平分层尾砂充填 回采 间柱 ； 3 分 段 空场事后充填法 。 技术 经济指标见表 1 ， 各方案技 术经 济指标 数值 表 表 ＆ 方鬟 采场 生产能 力 掌子 面工技 矿石 损失率 矿石 贫化率 采 准 比 原矿成 本 t ／ d t ／ 工班 m／ k t 元／ t f1 3 6 0 2 5 3 D 1 2 1 0 0 1 0 3 2 4 0 1 5 1 5 j 5． 5 1 8 求各 指 标 因素 的最 大值 与 最 小值 ， 结 果 见表 2 。 各 指标 因素的 最大 值与 最小 值 表 2 指 标 8 、 岛 为越大 越 优型 指 标 因素 ， 用 式 1 计 算其 效 用函数 值 ， 而 指标 S s 、 、 、 S 为越 小越 优 型指 标 因 素， 则 用式 2 计 算 其效 用函数值 。计算结果 见表 3 各方案指 标 因素的 效 用函数 值 表 3 给定各指 标因素的权重向量 一 0 ． 2． 0 ．1 3， O ． 2 2． 0 ． 2， 0 ．1 ， 0 ． 1 5 由 式 3 计算 各 方 案的效 能量 化值 ， 如 方案 1 的效能量 化值 为 E L O ． 2 I O ．】 3 1 O ． 2 2 0 ．5 2 0 ．2 O ．4O O ．1 0 ．1 7 0．1 5 l O． 6 9 同理计 算得 方 案 2 E z 一0 ． 7 2 ， 方案 3 如 一 O ．7 3。 z ， 方 案排 序为 方 案 3 方案 2 方案 1 ． 方案 3 最优 。 参考文献 [ 1 ]胡 毓进．实 用多 目标 最优 化 ． 上 海 科学 技 术 出版 维普资讯 3 8- 第 l 2 卷 江西冶盘 1 9 9 2年第 d期 社 ， 1 9 9 o [ 2 李 占明． 多 目标决策 的鼓 用函 数方法 ． 系统 工程 1 9 8 9． 5 [ s 一张 志礼． 竹 值工 程方 案 评价 法在 采矿 技 术经 济分 析 中的 应 用． 有色 金属 矿 山部分 ， 】 9 8 7 ， 1 粘贴瓷块综合技术通过鉴定 宝 钢研 制成 功 的风 机 粘 贴 陶瓷 块 综合 技术 近 日 通 过冶金 部鉴 定 ， 专 家们认 为 ， 该 技术 为 国 内外 首创 ． 具有广 泛的推广 价值 与传统技术相} 仁 ． 进项新技术卿 i 了三十突破 改最 易破碎 的风机 进风 端陶瓷 块为 耐磨 舍金 f 研 制 的 高 强度 胶 粘 剂 剪切 强 度 比国外 产 品高 6 0 ％ ； 改进 陶 瓷块单体与爱盖层总体设计． 从而使陶瓷块剥藩率指 标低 于 国 际先进 水 平 ． 宝 钢 l号高 炉 3台 一 次 除尘 风机应用这项新技术， 风机整机寿命比引进设备提高 3 ～5倍 ， 每年可创经济效益近 3 0 0 万元。 据专家称， 该新技术可用于除尘风机 、 排烟气机 等 设 备 上 ， 推 广 后 可 收 到 明显 的经 济 效 益和 社 会 效 益 。 经济 技术 信息 1 4 镁碳质可 更换转炉 出钢 口 在 包钢研制 成功 转炉出钢 口工作条件恶劣 ， 寿命短及频繁的维护 工作 不但破坏 了生 产连续性 ， 而且 还要 占甩大 量 的辅 助作业 时 间 ， 急剧变 化的 出钢 口形 状 给炼 钢终 点 的控 制带来了很大困难 为提高出钢 口的寿命， 包钢冶金 研 究所 和包 钢炼 钢 厂在 5 0 t 转 炉上 采用 了分 节 组装 的镁碳出钢口来取代传统 的出钢 口， 先后进行了 3 3 改试验 ， 使转炉出钢口的寿命 由不到 1 5炉提高到 5 2 炉。 分 节组 装的 镁碳 出钢 口不仅 极 大地 缩 短 了 出钢 口维护所 占用 的转炉辅 助作 业 时间 ， 也 为 开展转 炉挡 着 出钢 ． 减 少 二扶氧 化 ， 提 高 f 炉锕 质 量 创 造 ，良好 的条件。这一试验研制成果 已在包钢炼钢 一 全面推 广 ， 经 计 算 所 节 约 的辅 助 作 业 时 间可 多产 钢 2 ． 3万 吨． 节约材料费 4万元。 节能 信息 l 9 9 2 9 电弧 炉泡 沫渣埋弧 工艺 经济效益好 电弧 炉泡 沫渣 埋弧工 艺在 日本 等 国 已得 到应 用 ， 并取 得 良好 的经 济效益 我 国上 钢 三 厂、 广西 柳 州 钢铁 厂 、 上海 钢 铁 工艺 研究 所 ． 广西 摘金研 究所 等单 位也 曾进 行了 _ - 系列的 开发 和试验 ． 并取 得 了明显 的效果 。 柳 钢 采 用 这 项 新 工 艺 后 ， 升 温 速 度 由 以 往 的 3 ． 5C／ mi n提 高 到 9 ． 3 C／ rai n ． 最 高可 达 到 1 4 ． 3 ／ mi n ； 在 改善 钢质 量 方 面 ， 可 使 钢 中 H下 降 2 5 ． 4 ， N 下 降 l 6 ． 7 ， 非 金属 夹杂物 下 降 3 4 6 ； 在经 济效 益 上 ， 取 得 了节 电 l 1 6 ． 3 k Wh ／ t ， 省 时 1 7 mi n ／ 炉 的 效 果， 生产效率提高了 9 ． 4 ， 炉龄寿命提高了 6 4 ． 9 ， 锕的生产成本下降了 3 1 ． O 8元／ 上钢 三 厂 与上 海钢 铁 工 艺研 究 所 所做 的 试验 表 明 ， 采用 该工 艺后 的热 效 率 比原工 艺提 高 3 4 ． 对 节 电有 明显效 果 ； 冶炼 时间 比大生 产每 炉缩 短 3 1 分 钟 ， 生产 效 率 提高 了 1 4 ． 6 ， 吨钢 成 本 下 降 4 9 2 元 } 如 果该 工艺 全面 推广 ， 按 年产 低碳钢 、 低 合金钢 5 ． 0万 t 计 算 ， 卿 J 全 年可 节电 2 8 0 0 MWh ． 年效 益这 2 4 ． 6万元 。 节 能信 息 1 9 9 2 9 改善烧结质量的一项新成果 武钢钢研所和烧培厂合作开发了使用 C a C I 溶 藏处理 烧结 矿产 品 、 提 高烧 结矿 冶金性 能 的一项新 工 艺 ， 并取得 了显 著效果 武 钢烧结 厂试 验结 果表 明 ， 采 用 3 浓 度的 C a C I z 深藏 处理 烧结 矿 产 品与未 处理 的 烧结矿相 比， 低温还原粉化率降低率为 2 3 ～3 8 ， 而还 原率 只有稍 许 下降 。 该 厂 3号 高炉 和 4号高 炉分 别 使 用 了 3 3 和 5 6 的 这 种烧 结 矿 后 ， 3号 高炉 产 量增 加 了 7 ． 9 4 ， 焦 比率 降低 2 ． 3 6 k g ／ t 铁 4 号 高炉 产量增 加 5 ． 1 9 ， 焦 比降 低 1 ． 3 1 k g ／ t 铁 。 目前， 武钢 已决定在烧结厂推广该戒果。预计该 项目推广实施后 t 炼铁、 烧结两厂每年可获直接经济 效益 3 0 0 万 元 。 经济 技术信 息 l 9 9 2 j 6 维普资讯