多金属地下矿山生产计划动态优化

为了实现多金属地下矿山生产计划编制的动态性和科学有效性,以开采过程中技术经济要求和空间序列关系为约束条件,以利润最大化为目标构建多金属地下矿山生产计划动态优化模型.模型将采准、切割、爆破、回采和充填过程抽象为基本作业单元并加以模型化处理,将地下开采的均衡性要求和接续性问题转化为空间约束条件,以开采状态作为决策变量,构建生产计划优化的0-1整数规划模型,并给出基于人工蜂群模型的求解算法.以西藏某铜钼矿的生产计划动态编制为应用案例,优化解算出矿山未来3年的生产计划,并给出矿床开采时序的三维可视化展示.优化结果表明,通过开采区域的动态调整,在有效保证生产连续性的同时,提升了矿山开采的经济效益.     

露天矿最终境界的经济-生态一体化优化

基于规则块体品位模型和地表模型,使用锥体排除法产生地质最优境界序列和地质最优开采体序列.建立动态排序模型,对每个境界的地质最优开采体序列进行动态排序,使用动态规划方法以净现值最大为目标函数,找出最佳开采路径作为最优开采方案.根据每一个地质最优境界的最优生产计划选出净现值最大的境界作为最优境界,该境界的最佳开采路径作为最优生产计划,实现境界与生产计划同时优化.基于生态足迹理论构建矿山生态成本模型,结合各候选境界生产计划计算矿山生态成本,并纳入到露天矿境界中,使外生成本内生化,实现矿山项目评价和设计方案的“经济-生态一体化”优化.应用表明,生态成本对最终境界及矿山投资回报有重要影响.     

基于混合整数规划法的地下矿采掘计划编制

矿山采掘计划编制对企业总体经济效益具有深远的影响,手动编制技术已难以满足矿山的需求.为有效提高计划编制的高效性和合理性,通过对无底柱分段崩落法的研究分析,建立了以出矿品位波动最小为目标函数的混合整数规划(MIP)模型.模型包含了生产开采的全过程,以保证井下各工序的合理衔接.对北洺河铁矿采掘计划编制的试验结果表明,该方法具有编制时间短、工序衔接更合理、计划结果较手动方法更优越的特点.研究表明采用该方法能有效提高计划的合理性,使企业获得更大经济效益.     

基于混合整数规划法的自然崩落法放矿计划优化

放矿计划是自然崩落法矿山生产过程中最重要的环节.针对传统手工编制放矿计划随意性大及出矿品位不均衡,在对其进行科学系统的分析基础上,本文运用混合整数规划法解决自然崩落法放矿计划优化问题.以计划期内与目标品位偏差最小为目标函数,综合考虑矿量、品位、放矿速率、崩落指数、排产指数等约束条件,构建放矿计划优化的混合整数规划模型,并在MATLAB环境下用YALMIP编写模型语言调用CPLEX求解器进行求解,使品位波动降低18％,进而得到最优短期放矿计划方案.经实例验证,此方法科学可行,对充分发挥自然崩落法的优越性和提高矿产资源的回收率具有重要的理论和现实意义.     

露天煤矿生产计划优化

基于浮锥排除法原理以及柱状煤层模型,在已知境界中产生地质最优采场序列.建立动态排序模型,以净现值最大为目标函数,用动态规划方法找出最优开采路径作为最优开采方案,实现开采顺序、生产能力及开采寿命三大要素的同时优化.将上述方法应用于某露天煤矿得出,该矿山开采时间为39年,年生产能力为1649万t,不考虑基建投资的生产净现值为33998亿;同时给出了每年岩石及表土剥离量和具体的开采位置,为矿山生产决策者提供了有力手段.     

动车所调车作业计划优化模型与算法

本文在分析动车组一级修作业流程特点的基础上,将动车所调车作业计划优化问题构建为整数规划模型并设计了融合"股道均衡分配规则""股道无效占用时间最小化规则""冲突消解策略"的启发式算法对问题进行求解,以动车所实际案例为背景验证了模型和算法的有效性。结果表明,所提出优化模型和算法是有效的;所提启发式算法相比三类常见的调度方法具有明显的优越性。     

炼钢－连铸最优炉次计划模型与算法

对钢铁厂炼钢－连铸计划与调度中的炉次计划建立了一个最优炉次计划混合整数规划模型．为了用遗传算法求解这一带约束条件的混合整数规划模型，提出了一种染色体的构造策略和交叉、变异方法，解决了迭代过程中满足可行性要求的问题，经用实际数据进行计算，表明所给模型和算法是有效的．     

基于市场的地下金属矿山生产计划优化

针对地下金属矿山生产和经营特点,首先采用商业智能和组合预测的理论和方法,建立矿产品市场需求计划模型;然后根据矿产品市场需求计划模型提供的分析结果,采用多目标规划、专家系统、时间价格Petri网的理论和方法,对采掘作业流程进行建模,提出了求解流程最小成本的计算方法.某地下金属矿山的实例计算表明,该模型能够有效地优化企业的生产计划,提高企业的市场竞争力,降低企业的运营成本.     

炼钢—连铸最优浇次（CAST）计划

研究了钢铁厂ＣＩＭＳ中炼钢－连铸计划与调度中的浇次计算编制方法，建立了最优浇次计划的０－１整数规划模型，提出了求解这一带约束的０－１规划模型的遗传算法的构造和求解方法，用实际数据仿真计算结果表明，所建立的模型和求解方法是有效的。     

基于三维仿真和动态评估的露天矿采剥顺序优化

矿石品位分布无序,导致矿山不同采剥顺序所得经济效益差别很大,为获得优越的矿山排产方案,提出了基于三维仿真和动态评估的露天矿开采顺序优化方法.利用三维仿真技术实现复杂露天矿山矿岩多层次约束的动态开挖,获得每年矿岩采剥量及出矿品位.根据矿山总图布置、采剥位置和发展方式计算矿岩运距,进行矿山设备选型,进而估算矿山基建投资,在矿产品预测售价基础上计算各方案净现值,经比较确定最优开采顺序.以某大型钼矿为例,在矿业软件Surpac中创建了地质块体模型并进行品位估算和价值参数赋值,然后通过矿石售价折扣方式获得系列嵌套境界方案,根据矿山实际条件,借助MineSched软件通过多种约束手段对采剥方案进行排产,运用经济动态评估方法确定了最优采剥方案.     

地下采掘机械优化配置的方法研究

在矿山生产中,采掘机械的数量多少与性能好坏直接影响到矿山的生产规模与生产效率的提高。如何以尽可能少的设备,通过优化配置来实现矿山的设计生产能力,这无论是对已开采的矿山还是对新建矿山,都是一个值得深入研究的问题。本文着重研究地下采掘机械优化配置的方法问题,并以一实例给出了分析的方法和步骤。     

改进遗传算法及其在矿山生产调度中的应用

基于多目标生产调度的特点和不足,从采掘运输成本和矿石品位两个角度出发,考虑矿石种类、铲位出矿量及卡车调度等因素,构建了多目标矿山生产调度模型.结合遗传算法解决多目标优化问题的优势,提出了基于改进遗传算法的矿山生产调度策略以及实现过程,并将改进前后遗传算法对模型的求解进行对比.模拟实验结果表明,运用改进遗传算法对矿山资源...     

一种新的用于编制露天矿生产计划开采模型

用混合整数规划法求解露天矿生产计划编制问题(OMPSP),其算法的时间复杂度为指数阶。提出一种基于成本流的露天矿开采锥模型(CFCM)。采用图论的方法将矿床块段模型抽象为节点的集合,用有向边表示成本流,将所有正价值节点与其开采锥内负价值节点相连形成初始CFCM。研究采用线性规划的方法对成本流进行合理分配而形成最终CFCM的方法,并应用于实际露天矿山的计划编制工程中。研究结果表明:CFCM能极大地减少用混合整数规划法求解OMPSP时的整数变量个数,适应于复杂的实际OMPSP,其计算结果与工程实际结果较吻合,为解决实际OMPSP提供了一种新的有效方法。     

面向光伏消纳的光伏-废弃矿井抽蓄-蓄电池联合发电系统优化调度策略

 为提高光伏消纳能力,构建了一种含废弃矿井抽蓄-蓄电池混合储能的联合发电系统。针对联合发电系统,分别研究了光伏、废弃矿井抽蓄电站及蓄电池的数学模型,引入弃光成本,提出了以联合发电系统总运行成本最低和光伏消纳量最大为目标的优化调度模型,结合功率平衡约束、废弃矿井抽蓄电站运行约束、电池储能运行等约束,利用CPLEX优化工具实现调度模型最优解求取。通过算例,对系统在光伏-废弃矿井抽蓄、光伏-电池储能和光伏-废弃矿井抽蓄-电池储能3种不同调度方式下的光伏消纳效果进行对比,结果表明,本调度策略可以达到系统运行成本最优、降低弃光的效果。     

具有深凹特征的改进挂帮矿诱导冒落开采方法

大孤山铁矿为大型深凹露天铁矿山,在露天转地下过渡期中,采用诱导冒落法开采挂帮矿的新型露天转地下过渡模式.对大孤山铁矿现存挂帮矿进行三维建模分析,依据过渡模式的露天地下协同开采的安全要求,选择南帮挂帮矿作为过渡期第一阶段露天地下协同开采区域,通过采用合理的回采顺序控制边坡上塌陷坑范围和塌陷坑容积,使滑移体全部滑入塌陷坑.开采东帮挂帮矿为露天转地下第二阶段,利用露天原有运输系统迅速提高地下产能,并采用合理方式控制东帮边坡滑移岩体.最后采用该方法对大孤山铁矿露天转地下进行方案设计和验证.     

Fuzzy linear model for production optimization of mining systems with multiple entities

Planning and production optimization within multiple mines or several work sites (entities) mining systems by using fuzzy linear programming (LP) was studied. LP is the most commonly used operations research methods in mining engineering. After the introductory review of properties and limitations of applying LP, short reviews of the general settings of deterministic and fuzzy LP models are presented. With the purpose of comparative analysis, the application of both LP models is presented using the example of the Bauxite Basin Niksic with five mines. After the assessment, LP is an efficient mathematical modeling tool in production planning and solving many other single-criteria optimization problems of mining engineering. After the comparison of advantages and deficiencies of both deterministic and fuzzy LP models, the conclusion presents benefits of the fuzzy LP model but is also stating that seeking the optimal plan of production means to accomplish the overall analysis that will encompass the LP model approaches.     

基于矿井地下水库的煤矿采空区地下空间利用模式与关键技术

 利用煤矿采空区建设矿井地下水库对实现矿井采空区地下空间及矿井水资源化、能源化利用,促进矿区环境生态保护意义重大。综合国内外典型案例,论述了基于矿井地下水库的矿井地下空间及水资源的3种利用模式：矿井地下储滤水库、抽水蓄能电站及矿井地热开发利用。与国外传统地下水库以井巷为主要存储空间相比,目前国内构建的地下水库主要以矿井采空区垮落带为存储空间,这使得矿井地下水库的容量大幅度提升,且垮落带内的煤矸石对矿井水还具有过滤作用。在此基础上,凝练了中国煤矿地下水库2个关键科学问题：矿井地下水库库容能力和矿井地下水库稳定性控制。探讨了库容能力和坝体稳定性控制的影响因素和现阶段主要研究手段,提出了在产矿井和资源枯竭型矿井建设地下水库的后续研究方向。