發(fā)布時間：2020-11-07 12:42

　　 在露天礦開采過程中,最終開采境界的確定在整個礦山的生產活動中占有非常重要地位。最終境界是礦山開采設計的重要環(huán)節(jié),是露天礦生產經營決策的重要依據(jù)。在確定最終開采境界時需要綜合多方面因素考慮,如礦山資源總儲量以及礦體賦存狀況、開采技術條件、礦產品的市場價格、礦石生產成本等,而這些因素又都直接影響礦山投資以及生產效益,所以采用高效、實用的設計手段,對最終境界進行優(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”是基于給定的經濟合理剝采比或經濟技術參數(shù)和礦床品位塊狀模型的露天金屬礦境界優(yōu)化實用算法。該方法首先產生一個可能的最大境界,然后從最大境界開始,通過錐體掃描循環(huán),把不盈利或剝采比大于經濟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,在排除過程中,必須保證不違反幫坡角的幾何約束,即每次從一個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高范圍用不同的臺階高度。選取算法中的高優(yōu)化級別,還可以較好地處理錐體重疊對優(yōu)化結果的不利影響,使得到的結果更加準確�；�于這一優(yōu)化方法需要,文章介紹了最大幾何境界的圈定、錐體的構造方法、錐體排除法思路和算法。本文以司家營鐵礦為例,運用基于最終境界優(yōu)化的“錐體排除法”知識而研發(fā)的MetalMiner軟件,進行實證研究。在最終境界優(yōu)化時,需首先建立好司家營鐵礦的地表標高模型、三維塊狀模型以及臺階模型。司家營鐵礦由于其特殊的地理位置,及其礦山開采的獨特性,使該礦的境界優(yōu)化與通常進行的境界優(yōu)化有較大的不同,本次境界優(yōu)化是對目前已經開采形成的兩個采區(qū)同時進行整體優(yōu)化,而由于兩采區(qū)的技術經濟參數(shù)不相同,且同種類礦石在不同采區(qū)的品位也有差異,為了與礦山生產現(xiàn)狀最大限度達到一致,本次優(yōu)化過程中使用了技術經濟分區(qū),使不同采區(qū)能夠以各自的技術經濟參數(shù)進行經濟核算。文中在是否考慮地表建(構)筑物的約束兩種情況下又根據(jù)技術經濟參數(shù)的三種(最差、最好、綜合)選取方式細分為六種具體情形進行優(yōu)化和討論比較。優(yōu)化結果表明,不受約束的最佳境界比原設計境界大很多,西幫(上盤)的構筑物對最佳境界的約束“很硬”。文中還通過改變成本、價格來研究分析了境界對這些因素的靈敏度。最后選取綜合指標分析得出,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5年壽命,按生產成本和精礦價格的年增長率均為3%以及折現(xiàn)率為7%計算,這1億噸礦石當前的價值(即現(xiàn)值)約為23.8億元,若同時能夠得到移除目前約束條件所需要的費用,在比較二者大小后,礦山企業(yè)可以做出是否值得花費額外代價移動相關地表建(構)筑物,開采這部分“被壓”礦石的決策。
【學位單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2014
【中圖分類】：TD854
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 境界優(yōu)化的內容及意義
    1.2 境界優(yōu)化的方法評述
        1.2.1 最終境界的設計方法與發(fā)展過程
        1.2.2 境界優(yōu)化方法
    1.3 司家營礦開采現(xiàn)狀概述
    1.4 司家營礦境界優(yōu)化問題
    1.5 論文研究內容
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 錐體排除法產生最優(yōu)境界
        2.2.1 錐體的構造方法
        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
第3章 司家營鐵礦數(shù)值模型
    3.1 礦床概況
    3.2 地表標高模型建立
    3.3 三維塊狀品位模型
    3.4 本章小結
第4章 司家營鐵礦最終開采境界優(yōu)化
    4.1 輸入的基本技術經濟參數(shù)描述
    4.2 最終境界優(yōu)化結果
    4.3 最終境界靈敏度分析
        4.3.1 成本發(fā)生改變對最終境界的影響
        4.3.2 價格發(fā)生改變對最終境界的影響
    4.4 礦體受約束線影響水平分析
    4.5 本章小結
第5章 結論
參考文獻
附錄
致謝
個人簡歷

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本文編號：2873963