發(fā)布時(shí)間：2020-11-07 12:42

　　 在露天礦開采過(guò)程中,最終開采境界的確定在整個(gè)礦山的生產(chǎn)活動(dòng)中占有非常重要地位。最終境界是礦山開采設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié),是露天礦生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策的重要依據(jù)。在確定最終開采境界時(shí)需要綜合多方面因素考慮,如礦山資源總儲(chǔ)量以及礦體賦存狀況、開采技術(shù)條件、礦產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格、礦石生產(chǎn)成本等,而這些因素又都直接影響礦山投資以及生產(chǎn)效益,所以采用高效、實(shí)用的設(shè)計(jì)手段,對(duì)最終境界進(jìn)行優(yōu)化是礦山企業(yè)必然的選擇。本文介紹的最終境界“錐體排除法”是基于給定的經(jīng)濟(jì)合理剝采比或經(jīng)濟(jì)技術(shù)參數(shù)和礦床品位塊狀模型的露天金屬礦境界優(yōu)化實(shí)用算法。該方法首先產(chǎn)生一個(gè)可能的最大境界,然后從最大境界開始,通過(guò)錐體掃描循環(huán),把不盈利或剝采比大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的錐體排除,直到在一次掃描中找不到這樣的錐體為止,就得到了最優(yōu)境界,在排除過(guò)程中,必須保證不違反幫坡角的幾何約束,即每次從一個(gè)境界里排除一部分后,剩余境界的幫坡角不大于給定的最終幫坡角。該算法可以方便地處理不同方向和區(qū)域具有不同幫坡角的情況,而且可以在不同的標(biāo)高范圍用不同的臺(tái)階高度。選取算法中的高優(yōu)化級(jí)別,還可以較好地處理錐體重疊對(duì)優(yōu)化結(jié)果的不利影響,使得到的結(jié)果更加準(zhǔn)確。基于這一優(yōu)化方法需要,文章介紹了最大幾何境界的圈定、錐體的構(gòu)造方法、錐體排除法思路和算法。本文以司家營(yíng)鐵礦為例,運(yùn)用基于最終境界優(yōu)化的“錐體排除法”知識(shí)而研發(fā)的MetalMiner軟件,進(jìn)行實(shí)證研究。在最終境界優(yōu)化時(shí),需首先建立好司家營(yíng)鐵礦的地表標(biāo)高模型、三維塊狀模型以及臺(tái)階模型。司家營(yíng)鐵礦由于其特殊的地理位置,及其礦山開采的獨(dú)特性,使該礦的境界優(yōu)化與通常進(jìn)行的境界優(yōu)化有較大的不同,本次境界優(yōu)化是對(duì)目前已經(jīng)開采形成的兩個(gè)采區(qū)同時(shí)進(jìn)行整體優(yōu)化,而由于兩采區(qū)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)不相同,且同種類礦石在不同采區(qū)的品位也有差異,為了與礦山生產(chǎn)現(xiàn)狀最大限度達(dá)到一致,本次優(yōu)化過(guò)程中使用了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分區(qū),使不同采區(qū)能夠以各自的技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算。文中在是否考慮地表建(構(gòu))筑物的約束兩種情況下又根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)的三種(最差、最好、綜合)選取方式細(xì)分為六種具體情形進(jìn)行優(yōu)化和討論比較。優(yōu)化結(jié)果表明,不受約束的最佳境界比原設(shè)計(jì)境界大很多,西幫(上盤)的構(gòu)筑物對(duì)最佳境界的約束“很硬”。文中還通過(guò)改變成本、價(jià)格來(lái)研究分析了境界對(duì)這些因素的靈敏度。最后選取綜合指標(biāo)分析得出,由于受約束條件限制,礦山將大約損失1億噸的礦石量,而且大規(guī)模丟失“掛幫礦石”將出現(xiàn)在第10年之后,礦山受約束條件下的開采壽命約為26年,若移除約束開采這1億噸礦石可為礦山延長(zhǎng)5年壽命,按生產(chǎn)成本和精礦價(jià)格的年增長(zhǎng)率均為3%以及折現(xiàn)率為7%計(jì)算,這1億噸礦石當(dāng)前的價(jià)值(即現(xiàn)值)約為23.8億元,若同時(shí)能夠得到移除目前約束條件所需要的費(fèi)用,在比較二者大小后,礦山企業(yè)可以做出是否值得花費(fèi)額外代價(jià)移動(dòng)相關(guān)地表建(構(gòu))筑物,開采這部分“被壓”礦石的決策。
【學(xué)位單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：TD854
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 境界優(yōu)化的內(nèi)容及意義
    1.2 境界優(yōu)化的方法評(píng)述
        1.2.1 最終境界的設(shè)計(jì)方法與發(fā)展過(guò)程
        1.2.2 境界優(yōu)化方法
    1.3 司家營(yíng)礦開采現(xiàn)狀概述
    1.4 司家營(yíng)礦境界優(yōu)化問題
    1.5 論文研究?jī)?nèi)容
第2章 境界優(yōu)化的錐體排除算法
    2.1 最大境界的幾何圈定
    2.2 錐體排除法產(chǎn)生最優(yōu)境界
        2.2.1 錐體的構(gòu)造方法
        2.2.2 錐體排除法基本原理
        2.2.3 錐體排除算法
    2.3 本章小結(jié)
第3章 司家營(yíng)鐵礦數(shù)值模型
    3.1 礦床概況
    3.2 地表標(biāo)高模型建立
    3.3 三維塊狀品位模型
    3.4 本章小結(jié)
第4章 司家營(yíng)鐵礦最終開采境界優(yōu)化
    4.1 輸入的基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)描述
    4.2 最終境界優(yōu)化結(jié)果
    4.3 最終境界靈敏度分析
        4.3.1 成本發(fā)生改變對(duì)最終境界的影響
        4.3.2 價(jià)格發(fā)生改變對(duì)最終境界的影響
    4.4 礦體受約束線影響水平分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷

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本文編號(hào)：2873963