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.     

基于随机介质理论自然崩落法矿岩流动特性

为准确掌握自然崩落法崩落矿岩流动特性,提出属性块体建模与随机介质理论相结合的方法,进行崩落矿岩流动模拟.建立属性块体模型拟合目标区域,实现目标区域离散化;建立适宜程序实现的颗粒体数据结构和随机介质空位传递模型;提出放出指数和块度指数概念.分别模拟和分析固定目标放矿区域、不同放矿高度以及不同块度条件下的矿岩流动,并在数字矿山软件平台上用C++编程语言予以实现.结果表明:该方法得到了崩落矿岩流动过程中品位变化及形态发育规律.     

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.     

自然崩落法放矿计算机模拟数据模型研究

在融合面向实体的数据模型和网格数据模型的基础上,引入参数化对象,设计了一种参数化、网格化的数据模型(PDENDM)用以模拟自然崩落法放矿过程,解决三维可视化环境下考虑时态和经济因素的放矿管理难题,包括放出体发育过程、多漏口放矿及配矿问题.运用面向对象的思想建立PDENDM模型的主要数据结构.PDENDM采用面向实体的元素描述矿岩体及离散颗粒的实体特征,用网格元素描述系统内部网格的空间拓扑关系,并用参数描述实体轮廓、定位信息和其他属性信息,并结合实例分析PDENDM在自然崩落法放矿模拟中的作用.研究结果表明:该模型能够实现自然崩落法放矿过程的空间分析、时态分析,清晰地描述了不同放矿高度下单漏口放矿放出体形态发育及属性的变化,解决了矿岩颗粒流动及放出体发育等放矿研究中的关键问题,为后续多漏口放矿及配矿问题的解决奠定了良好基础.     

自然崩落法高阶段多漏斗放矿矿岩流动模拟及结构参数优化

为掌握自然崩落法多漏斗放矿属性矿岩流动特性,给出属性随机介质放矿理论基础,从放矿水平布置出发,提炼出高阶段多漏斗放矿仿真模型。采用4块模型、6块模型和9块模型3种概率模型分别考虑不同的放矿端部条件;建立流动颗粒体数据结构和空位传递模型,设计高阶段多漏斗放矿流动数据结构和模拟流程,采用C面向对象语言和hoops可视化工具包开发模拟程序,在三维可视化环境下得到了不同放矿点间距下多漏斗放矿的矿岩流动特性。根据研究结果,确定放矿底部结构优化参数,为放矿控制和放矿优化提供了参考和依据,并可作为后续放矿计划编制的基础。     

采煤工作面初次放顶的技术与管理

在采煤工作面初次放顶期间，通过对各类顶板矿压活动规律的观测，确定初次放顶的各项参数及计算方法。以指导初次放顶工作。采用统计学的方法进行了矿压分析和总结，根据初次放顶顶板情况进行了合理分类。并对矿压观测站的建立、矿压观测和压力显现情况提出了指导性的管理措施。对初次放顶的管理工作提出了具体的技术管理措施，并取得了明显的效果。     

基于未确知测度理论的崩矿步距优选模型

 无底柱分段崩落法的分段高度、进路间距和崩矿步距的不同组合,严重影响放矿损失贫化指标,从而影响了矿山的经济效益。本文运用未确知测度理论和层次分析法,建立单位精矿盈利的评价模型。评价模型综合考虑了影响单位精矿盈利的各种因素,如贫化率、回收率、混入废石的品位和尾矿品位等。利用实测数据建立单指标未确知测度矩阵,然后通过层次分析法（AHP）计算出各指标因素的权重,依照置信度识别准则对单位精矿盈利进行评级,进而对崩矿步距进行优选。实例分析结果显示,大红山铁矿440分层崩矿步距为4.8m时,单位精矿盈利为优,从而确定为最优崩矿步距。     

矿岩散体流动参数物理模拟实验

结合崩落矿岩散体的力学特性,利用随机介质放矿理论,介绍了矿岩散体流动参数测定的物理模拟实验,测定了不受边界约束和端部放矿两种方式下的散体流动参数·研究了矿岩散体的流动形态(放出体形态)·认为采用低贫损开采模式,可有效地降低矿石损失贫化·工业试验表明,对于采用无底柱崩落法的矿山,利用模型实验,测定现场矿岩散体流动形态(参数),优化采场结构参数,可有效地降低矿石损失与贫化,提高矿山整体经济效益·     

无底柱分段崩落法矿石覆盖层回收实验

攀钢兰尖铁矿从露天转入地下后采用无底柱分段崩落法进行开采,并在顶部分段预留了40 m左右的矿石覆盖层以保证下部分段回采的安全.为了探究最佳的回收方式回收预留在采场的这部分矿石覆盖层,设计了无贫化、低贫化、截止品位以及按步距崩矿量100%的比例出矿方式,并进行回收模拟实验.通过对各方案放矿后的回收率、贫化率及放矿后矿岩界面的完整度比较分析得出,采用无贫化放矿方式带来的经济效益最佳并且放矿后矿岩界面相对完整,对下面分段继续回收纯矿石创造了条件,为类似矿山矿石覆盖层回收方案的选择提供参考.     

无底柱分段崩落法崩矿步距的优化

基于分段高度、进路间距和崩矿步距的不同组合,对放矿损失贫化指标具有重要影响,研究结构参数优化的方法,在利用端部放矿理论贫化损失指标的计算公式确定崩矿步距的基础上,建立单位工业储量盈利最大化和单位精矿盈利最大化为目标函数的数学模型。研究结果表明:该方法改变了传统的仅考虑贫化损失指标最佳确定结构参数的方法,开辟了从保障矿床开采整体经济效益最大化确定结构参数的新途径。     

采场结构参数过渡分段放矿优化

随着采矿设备的大型化,无底柱分段崩落法的发展趋势也是增大采场结构参数,因此现行许多矿山都存在如何使采场结构参数从普通问距向大闻距过渡的问题。以板石矿业公司上青矿4、5、6矿组为例,针对参数过渡分段出现的放矿问题,以无底柱分段崩落法无贫化放矿理论为指导思想,提出综合考虑多分段的优化放矿方式,得出与之相匹配的崩矿步距,并在此基础上,提出实现最优放矿的措施,即爆破优化,放矿管理及截止出矿矿石占有率的控制。     

基于目标规划的露天矿多元素配矿优化

针对爆堆品位分布不均时,露天矿多元素多卸矿点配矿而造成配矿时间长、配矿结果粗略等问题,提出了基于目标规划的露天矿自动化配矿优化方法.将爆堆离散化为若干规则单元块,采用地质统计学方法,以岩粉取样数据为基础,实现对爆堆品位的精细化预测;考虑元素配矿优先级的同时,以品位偏差最小为目标函数,建立基于目标规划的露天矿配矿优化模型;用C++语言编程并调用LPSlove求解器求解,输出露天矿配矿优化方案并自动圈定爆堆采掘范围.该方法应用于内蒙古某大型多金属露天矿,配矿解算快速,其配矿结果在品位指标允许的误差范围之内,极大提高了配矿效率.     

多放矿口间的矿岩颗粒均匀流与应力演化规律

针对当前多口放矿研究中存在的放矿口间距阈值和应力分布等问题,基于刚性块体模型开展不同放矿口间距和放矿方式条件下的放矿数值试验,对多放矿口间的矿岩颗粒均匀流与应力演化规律进行量化研究.研究结果表明:多口放矿条件下能够产生矿岩颗粒均匀流的放矿口间距阈值介于1.0~1.25倍的松动体最大宽度.矿岩颗粒流动体系内存在明显的应力拱效应,放矿过程中松动体上方的垂直应力会逐渐向两侧非松动区域转移.在所研究的取值范围内,采场底部最大垂直应力已接近初始垂直应力的1.8倍.放矿过程中采场内非松动区域的配位数约为8~9,且空间高度越低其配位数越大;在松动区域内越接近放矿口的位置,其矿岩颗粒越松散且运移与接触变化的无序程度越高.     

无底柱分段崩落法进路宽度的优化确定

进路宽度是反映无底柱分段崩落法技术经济效益的重要技术指标,为确定无底柱分段崩落法最优进路宽度,以新疆某铁矿为工程背景,基于随机介质放矿理论、wilson弹塑性理论、FLAC3D数值模型,通过矿柱稳定性分析提出了进路极限宽度公式,并得到该矿的进路极限宽度为7m。结合技术经济分析,采用最高积分法对7种进路宽度进行优化。优化结果表明,最优进路宽度为6.6m,除了可获得良好的放矿效果外,还可使每一进路增加60万元收益。该进路宽度综合考虑了安全、技术、经济等因素,既保证了采场的安全性、掘支技术的可行性,又降低了矿石的贫损指标,提高了回采的经济效益,研究成果对矿山生产具有实际指导意义。     

微观管理过程仿真与人工心理应用研究

针对大规模微观管理过程仿真系统的真实性问题, 以兵棋推演过程为研究和应用背景, 给出了人工心理在管理仿真中的应用模型以及数据处理流程;提出了以时间片和事件结合为基础的管理过程驱动机制, 保证了虚拟对象与管理过程的同步;同时给出基于对象的人工心理存储器模型及其处理流程相关的实例, 保证了多仿真主体对象的总体一致性和协同不确定性。实验结果证明, 人工心理的引入, 不但使微观管理过程仿真更加逼真, 而且从一定程度上提高了仿真效率。     

临钢二峰山铁矿试验采区技术经济分析

通过试验采区与几个主要采区矿石回收率、贫化率、采出矿石品位的分析,说明了对于一个采区无论地质品位,矿石回收率、贫化率如何变化,采出矿石品位始终趋近于一个恒定的指标,此时,采区矿石回收率和贫化率是正比关系;地质品位变化,采区矿石回收率相应有些变化,但波动不大,否则需加强放矿管理。通过经济效益分析,说明提高矿石回收率,降低贫化率,是矿山挖潜、增产节约、增加企业经济收入,提高经济效益的重要途径。     

火炮零部件设计计算绘图一体化研究

分析了火炮ＣＡＤ发展现状,探讨了在火炮设计过程中,通过在Ｉ－ＤＥＡＳ软件上进行了二次开发,建立零部件的三维对数化模型,根据设计计算程序的输出自动实现零部件不同结构类型三维实体的输出的问题,提出了火炮零部件设计,计算,绘图一体化方案,详细介绍了方案中各组成部分的功能及实现方法,结合身管设计实例介绍了整个方案的设计思想,该方案的提出将进步一提高火炮设计的效率和质量,为实现火炮总体结构的参数化,系列化和     

垂直分区与组合放矿在倾斜中厚矿体中的应用

针对无底柱分段崩落法应用于倾斜中厚矿体时易出现矿石贫损大的问题,提出了垂直分区与组合放矿方案.通过物理模型进行了三组放矿实验方案,方案一采取截止品位放矿,方案二和方案三采取组合放矿.方案二与方案三的不同之处是方案三增大了下盘区段的贫化率.实验结果表明,方案一回收率最高(η=86.3%),对应的岩石混入率也最高(ρ=29.5%),方案二和方案三的回收率均达到了80%以上,但方案二的岩石混入率(ρ=18.2%)比方案一下降了11.3%.对三组实验结果进行经济评价,得出方案二为最优方案.通过采区试验,进一步验证了该方案的可行性及优越性.