露天矿山技术经济参数系统免疫粒子群优化研究

根据露天矿山生产工艺特点,运用自适应模糊推理系统技术建立矿山技术经济参数集成系统模型,应用融合免疫算法、粒子群优化算法的优良性能的免疫粒子群算法优化系统模型参数,并以水泥原料矿山为例,成功实现了露天矿山生产工艺技术经济参数的在线优化问题,为矿山企业数字管理提供了重要参考价值.     

大型复杂露天矿山境界优化方法

 为提高露天矿山的设计效率和经济效益,针对传统手工方法圈定露天境界时存在的准确度低、工作量大等缺点,提出在价值块段模型(Economic Block Value Model,EBVM)基础上运用Lerchs-Grossmann算法求解大型复杂露天矿山境界优化问题的方法。详细阐述了EBVM的构建途径,构造了求解境界优化问题的线性规划数学模型,并从图论学的角度介绍了Lerchs-Grossmann算法的求解步骤。该方法已在DIMINE数字采矿三维平台中得到实现,并应用于实际露天矿山的境界优化和设计中。结果表明,该方法能够快速准确地求解出不同参数条件下的最优开采方案,克服了传统手工方法的弊端,为矿山的设计生产和资源的优化利用提供了依据和保证。     

扁平化管理模式下露天矿山生产调度系统群集拟生态优化研究

根据露天矿山工艺系统特性,构建经营决策层的生产计划系统,过程控制层的穿孔爆破系统、卡车运输调度系统,中间层的制造执行系统的露天矿山生产调度系统三层扁平化管理模式结构.应用自适应模糊推理技术及群集拟生态算法优化生产调度系统,以获得系统参数的全局最优解.     

三维模拟环境下进行露采生产计划编制的研究

目前手工方法编制露天矿山生产计划存在效率低、误差大等缺点,如果能够通过计算机模拟实现露天矿山三维环境下排产及优化生产顺序,实现生产场所和工艺流程的逻辑定义,调整相关参数实现目标函数的优化,通过对生产计划编制结果的对比分析确定最优方案,不仅提高了生产计划编制的精确度,而且提高了工作效率。本文就通过工程实例基于Mine Sched软件进行研究实现上述设想。     

遗传算法在铁矿山卡车运输调度系统中的应用

根据露天矿山运输调度系统的复杂性与非线性特性,建立了实时运输调度系统模型。运用遗传算法,成功地解决了在产量、质量、运费等多因素约束条件下的实时运输调度优化问题。并将其应用于大冶铁矿运输调度系统,降低了矿山运输成本,解决了其调度系统的非线性优化问题。     

我国深凹露天铁矿运输工艺技术发展方向的探讨

作者根据我国露天铁矿开采现状及矿山运输工艺的发展规律与实例，认为以胶带运输机为中心的半连续运输工艺可行，但道氏运输机系统值得跟踪研究．同时指出运输工艺改革的成效有赖于优化矿山管理．     

露天矿半连续运煤系统的优选

本文论述了符合我国实际情况的露天运煤工艺系统．并建立了一套理论新颖、完备、方法先进、有效实用的、完整的优化决策模型．其中包括地质模型、采矿模型和技术经济评价模型，在对霍林河南露天矿的实际应用中取得了满意的结果。对我国其它矿山运煤工艺的决策有重大参考价值。     

改进的露天境界优化几何约束模型及其应用

提出了一种改进的露天境界优化几何约束新模型(improved geometric constraint model,IGCM)。IGCM基于三维块段模型,采用图论的方法将每个块段的多边坡角开采锥抽象为节点与有向边的集合,介绍了利用集合理论对其进行优化的方法,IGCM由优化后的节点与有向边的集合构成。基于IGCM的算法已用于DIMINE数字矿山系统中,并在实际露天矿山的境界优化工程中得到应用。应用表明:IGCM能够准确模拟任意方位、高程上的边坡角变化,适应于任何复杂几何约束条件下的露天矿境界优化问题。     

基于改进粒子群算法的矿山运输调度系统优化

针对露天矿山运输调度系统的优化算法存在流程复杂、收敛速度慢、求解精度低等问题,通过引入随机变异算子对粒子群算法进行改进.用改进的算法对露天矿山运输调度模型优化求解,计算结果表明,相对于常见的几类经典的改进粒子群算法,改进算法具有收敛速度快、精度高的优点,并且解决了标准粒子群算法易早熟和易陷入局部最优的缺点.     

露天矿行车事故预测方法及应用

为有效解决露天矿山行车事故预测模型建模时,易受小样本数据、离群数据规模影响,导致模型精度损失、算法抗噪容差能力及收敛速度下降等问题,提出一种基于二次惩罚项修正(PTS)的改进支持向量回归机模型(WLSSVR)。根据训练样本的数据分布特性,研究了服从露天矿山现实应用场景的二次惩罚项,进一步提高回归机模型的抗噪容差能力;考虑非线性预测模型影响因子选择困难的问题,研究了数据降维及因子分析方法,并将主成分分析方法引入到输入数据预处理算法中,以保证算法可得到理想的输入;针对传统回归机模型易受核参数选择影响,易导致模型早熟和收敛速度慢等问题,研究了粒子群惯性因子、学习因子的自适应迭代形式,提出了一种应用改进粒子群算法优化回归机模型核参数的方法。以露天矿行车事故频次预测为例,进行了预测和对比实验。实验结果表明:引入PTS模型的测试集预测结果明显优于不采用PTS策略的预测结果。这说明,应用文中提出的二次惩罚策略和参数优化算法对复杂系统的事故预测问题研究是可行且有效的。     

矿山开采的生态成本

以生态足迹基本方法为基础,构建生态成本计算模型,并应用该模型以某露天矿和地下矿为例估算了2011~2020年的生态成本.研究结果表明,直接经济价值损失和能耗生态成本占矿山总生态成本的比例很大;露天矿山的生态成本远远高于地下矿山,露天矿山单位原矿的生态成本大约是地下矿山单位原矿的生态成本的两倍,主要是露天矿山的直接经济价值损失和复垦成本远远高于地下矿山.对矿山生态成本进行研究与核算,有利于矿山企业加强对生态成本的控制,促使企业更好地履行社会责任,使矿山企业自身的发展与社会的可持续发展结合起来.     

自动优化露天矿短期进度计划的渐进细化法

分析了露天矿生产计划技术现状,提出计算机辅助设计法与数学规划法有机结合是制定露天生产进度计划的最佳手段.针对整数规划和具有前后时段顺序的0-1整数规划在露天矿生产进度计划应用中存在的问题,提出了渐进细化的生产进度计划优化方法,论述了渐进细化过程,建立了相应的0-1整数规划模型.在VC++环境下通过调用LindoAPI实现模型求解,该细化0-1整数规划方法,较前后时段0-1整数规划方法提高了计算速度,满足设计细化需要.     

基于Multi-Agent技术的露天矿山生产调度系统框架的构建

针对于露天矿山生产调度系统的复杂非线性、工艺点多面广等特性,引进具有分布式管理特性的多智能体技术,建立基于多智能体技术的露天矿山生产调度系统.在系统中将生产调度分为任务Agent、生产调度Agent、爆破Agent、运输Agent、破碎Agent以及资源Agent六个单智能体.运用具有较强非线性拟合能力的自适应神经模糊推理系统(ANFIS)进行局部与整体的建模,并利用粒子群优化算法对模型进行优化,得出最优化生产调度方案.对矿山实际生产调度方案的制定具有一定的参考价值.     

露天矿点云数据中台阶线提取

台阶线信息对于露天开采具有重要价值，现有获取台阶线的方法工作量大、效率低、精度差，降低了矿山的生产效率和验收精度.因此，本文基于序列无人机影像生成的露天矿密集点云数据，研究并提出了一种自动提取露天矿台阶线的方法.该方法利用渐进形态学滤波算法对点云进行预处理，提出一种顾及邻域几何属性的三维边缘检测与曲率指数加权方法提取出台阶线特征点，并使用移动最小二乘法精确拟合出台阶线.实验结果表明该算法可以自动、高效、精确地提取出露天矿台阶线，生成露天开采现状图，对于露天矿生产和安全具有重要的应用价值.     

考虑外委的露天矿剥岩计划的优化研究

针对“剥岩高峰”对矿山生产带来的不利影响，研究了设备配置更新策略与露天开采外委剥离的优化问题.基于铲运设备的运营成本与生产能力随设备役龄变化的关系，建立了决策单台设备退役时间的动态经济寿命计算模型，并根据此模型给出了具体的设备配置算法步骤.设置一系列不同的矿山自剥离量与外委剥离量的分界水平，计算各分界水平条件下的外委单价可行区间，然后在区间内确定外委商谈价格并分析得出与之对应的总成本净现值最低的外委方案.实例计算证明，采用该方法减少设备投资的成本要高于外委岩石剥离成本.     

基于层次分析法的复合煤层露天矿初始拉沟位置确定

 露天矿合理拉沟位置的确定对露天矿生产接续、剥采比控制具有重要影响.本文应用层次分析的基本决策理论,建立露天矿拉沟位置方案综合评价分析模型,结合内蒙古宝日希勒露天煤矿煤层赋存情况及开采现状,分析了三采区上部煤层采空区重新拉沟、开采下部煤层的可行性及必要性.依据露天矿拉沟位置的选择原则以及该矿的特殊地质地形条件,设计两个拉沟位置方案,分别分析各因素对下部煤层拉沟位置选择的影响.利用层次分析法,分析比较各方案的优缺点,最终确定出最合理的拉沟位置方案.结果表明,层次分析法的评价结果符合实际情况,且计算简单,具有较强的实用性.     

基于支持向量机的露天转地下开采边坡变形模型

提出了一种基于支持向量机的露天转地下开采边坡变形模型,有效表达了地下开采扰动引起露天矿边坡变形的非线性变化关系.采用RBF核函数学习现场监测数据,利用交叉验证选择模型参数,通过学习捕捉支持向量,建立模型预测未来变化趋势.将该模型应用于露天转地下开采的杏山铁矿.结果表明,支持向量机对学习样本的拟合精度极高,其预测精度也很高.采用捕捉的支持向量进行预测,便捷快速且有较强泛化能力.     

基于非煤露天矿山的安全评价方法

为了解决非煤露天矿山安全评价得问题,从一个异于传统研究方法的角度出发,利用最近的露天铁矿预先危险性安全评价分析理论,研究了预先危险性分析方法的特征,通过对阜新金兰铁矿大量实验数据的分析,可以较好的解决非煤露天矿山安全评价存在问题,提出相关结论及安全技术对策措施,并结合铁矿实例给出了使用评价模型进行非煤露天矿山安全评价的目的和程序,辨识出该矿存在的主要危险、有害因素分析,应用这种有效方法得出了该铁矿的安全技术对策措施,有较好的应用前景.     

深凹露天矿坑回填工艺

 国内早期开发的露天煤矿多为倾斜煤层深凹露天矿,不能实现内排,开采结束后形成一个巨大的矿坑,露天矿停产后对边坡、地下水等不再进行维护,随着时间推移将会产生严重的地质环境灾害。回填露天矿坑是解决地质环境灾害的有效措施,利用正在生产的相 邻露天矿的剥离物作为回填物料,采用溜井或溜槽工艺进行回填,可充分利用物料重力进行运输,可极大地降低运输成本。以抚顺西露天矿坑回填工艺为例进行研究,提出了合理的回填工艺。     

基于极限平衡法和FLAC3D软件的高陡边坡稳定性分析

某露天矿山设计终了边坡高度278～350m,坡角42～48°,属于典型高陡边坡。开采过程中出现了出现裂缝、下挫等现象。为了确保该矿山的安全生产,结合其地质资料及边坡的现状,本次选取了6个典型剖面,采用极限平衡法和FLAC~(3D)数值模拟软件,对该露天边坡进行稳定性分析,为后续边坡安全管理提供建议。