司家营铁矿不同开拓系统下的最终境界与开采计划优化

发布时间：2020-06-17 09:04

【摘要】：司家营铁矿西帮岩石较为稳定,东帮不稳定,如果采用公路开拓,开拓坑线需要布置在西帮。然而,西帮有高压电线与胶带运输走廊的限制,开拓坑线布置在西帮使最终帮坡角变换,由于高压电线与皮带运输走廊的限制不能外扩,就得提高境界坑底,降低露天开采量。因此原来的境界设计方案是:上部几个台阶的开采用东帮的运输线路,采到一定水平后改用斜井胶带运输,这样,既不需要在西帮布置运输坑线,又不需要长期维护东帮运输坑线的稳定。然而,现在已经开采到原设计中改用斜井胶带运输的水平以下,上部几个台阶在西帮即将靠帮,东帮由于岩体稳定性问题难以满足运输要求且出口距离卸载点远,原设计的斜井还不存在,矿山生产即将陷入困境,现在需要进行运输坑线的重新规划和境界优化。在境界优化过程中,需要得到实际的相关地质技术参数,然后经过分析处理建立好软件需要运行的地表标高模型、台阶模型、品位模型等。由于受到西帮有高压电线与胶带运输走廊的限制,这就要求分别建立好有约束和无约束品位的模型。开拓坑线布置在西帮使最终帮坡角放缓7度,因此这里也建立了两套不同的帮坡角进行优化分析。由于司家营铁矿有两个采区,而且两个采区的技术经济参数不相同,所以引进了技术经济分区线,这样让两个采区分别按各自的技术经济参数进行同时优化。论文以“锥体排除法”为理论基础,运用OpMetalMiner软件对境界进行优化分析。论文详细介绍了锥体排除法产生最优境界的基本思路。首先确定一个可能的最大境界,然后从最大境界开始,通过反复锥体扫描,排除不盈利的锥体,直到在一次扫描中找不到这样的锥体为止,在排除过程中,剩余境界的帮坡角不大于给定的最终帮坡角。为了给矿山提供不同的开拓方案选择依据,本论文设计三种方案进行境界优化和生产计划优化分析:方案Ⅰ,把运输坑线布置在西帮且不抬高境界坑底,如果需要就移动高压电线与胶带运输走廊;方案Ⅱ,把运输坑线布置在西帮且不移动高压电线与胶带运输走廊,受限时抬高坑底;方案Ⅲ,采用斜井胶带运输,不移动高压电线与胶带运输走廊。基于三种方案的境界优化结果表明:由于受地表构筑物影响,方案Ⅱ境界内矿石量比方案Ⅰ少1亿2千万吨左右;方案Ⅱ在西帮布置运输坑线,其境界内矿石量比方案Ⅲ少4200万吨左右,境界总利润减少约17.6亿元。在受地表约束的条件下,西帮布置运输坑线会比不布置运输坑线境界变小,从境界等高线可知,西帮布置开拓坑线会使境界坑底抬高了一个台阶。在优化得到的境界进行采剥计划优化,以250万吨作为年采矿量分辨率,产生开采体序列,对地质最优采场序列进行动态排序,进行采剥计划优化。对三个方案的采剥计划进行了初步优化,得到三个方案的利润现值,可供矿山决策参考。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD861.1
【图文】：

锥壳,锥体,模板

Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｔｌｉｒｃｅ邋ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ邋ｃｏｎｅ邋ａｎｄ邋ｃｏｎｉｃａｌ邋ｓｈｅｌｌ邋ｔｅｍｐｌａｔｅ逡逑一个便于计算机编程且能够处理变化帮坡角的发法，是“预制”一个足够大逡逑的“锥壳模板”，这样可以大大提高算法的运算效率。如图２．邋ｌｂ所示，三维锥壳逡逑在Ｘ－Ｙ面上的投影被离散化为与品位模型中模块的Ｘ、Ｙ方向上尺寸相等的二维逡逑模块，每一模块的属性是锥壳在该模块中心的Ｘ、Ｙ坐标处相对于锥体顶点的垂逡逑

示意图,定界,示意图,境界

Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ邋ｄｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ逡逑一个境界用块状模型表示，就是把每一个与境界帮坡相交的模块柱的底部标逡逑高设置为该模块柱中心处境界帮坡的标高，如图２．邋２中第１７模块柱处的标示；逡逑同理，每一个模块柱的顶部标高设置为该模块柱中心处的地表标高。这样，所有逡逑模块柱的底部与顶部之间的模块就组成了境界。显然，在模块柱的底部和顶部会逡逑出现“非整块”的模块（一个模块的一部分）。在模块柱顶、底端使用非整模块，逡逑可以准确使以块状模型表述的境界的帮坡角和地表地形与实际帮坡角和地表地逡逑形达到最大限度的一致。逡逑在几何最大境界内的下部的若千个台阶有可能没有矿，图２．２中标高Ｚｍｉｎ以逡逑下根本没有矿体，可以把境界的这部分去掉。最后得到的最大境界如图２．３逡逑所示。这个境界对该矿床来说是可能的最大境界，比它大的境界没有任何考虑价逡逑值。逡逑－１８邋－逡逑

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