地质最优开采体在露天矿采剥计划优化中的应用

发布时间：2020-05-03 17:03

【摘要】：介绍了地质最优开采体的定义、产生的原理,并应用动态规划法对地质最优开采体进行动态经济评价,从而制定采剥计划。以某露天矿为实例进行了采剥计划优化,得到了矿区每年的开采区域(采矿量、剥离量、金属量)及每年的净现值,验证了地质最优开采体模型及其动态经济评价在采剥计划优化中的实用性。
【图文】：

地质图,境界,地质

1.1地质最优开采体定义对于一个露天矿境界P，如果一个采剥量为T、满足工作帮坡角α约束的区段，所含有的有用矿物量是所有采剥量相同且满足工作帮坡角α约束的区段中的最大者，则该区段称为境界P中对应于T和α的“地质最优开采体”［1］，如图1所示。图1终了境界及其地质最优开采体示意Fig．1Ultimatepitandtheoptimalmininggeologicalbody1.2地质最优开采体的生成如果一个露天矿山的年生产能力等于该露天矿终了境界内的所有矿岩量，则整个露天矿境界就是一个地质最优开采体。当然，实际情况下不会出现这种情况，因此，要将露天矿境界根据生产时期(可以是年、季度、月或者周)分解为多个地质最优开采体。地质最优开采体的生成以三维矿床的块体模型为基矗从最大的开采体P*n(露天矿终了境界)开始，在满足开采体的帮坡角不大于最大允许工作帮坡角的前提下，从境界内包含的所有块体中剔除等于设定的开采体增量且所含有用矿物量最低的块体集，得到倒数第二个开采体P*n－1。然后从新得到的开采体P*n－1中再次剔除等于设定的开采体增量且所含有用矿物量最低的块体集，得到地质最优开采体P*n－2。重复上述步骤，直到境界内剩余的矿岩量不大于所设定的最小采剥总量，此时境界内剩余的矿岩量就组成了最小开采体P*1。最终得到地质最优开采体序列{P*n，n=1，2，3，…}，即开采体P*1、P*2、…、P*n－1、P*n。由于每次剔除的块体集都是所设定的采剥量中的有用矿物量最低的区域，即品位最低的块体集合，所以每次剔除完成后得到的开采体必定是在同等条件下含有用矿物量最大的区域。2地质最优开采体的动态经济评价地质最优开采体的生成，对于采剥计划的优化，只解决了在露天?

序列,经济评价,地质,阶段

大［7-9］。通过上述方法产生了地质最优开采体序列{P*}n，设m为露天矿山的最佳开采寿命，采剥计划优化问题转变成了在最优开采体序列{P*}n中寻找最优子序列{P*m，m=1，2，3，…}(m≤n)的问题。设开采体i为阶段(生产时期)，j为阶段i上的某个状态。最优子序列中第i(i=1，2，3，…，m)个开采体就是第i个生产时期末露天采场的最佳推进位置和形态，第i－1和i个开采体之间的矿岩量即为第i个生产时期的最佳生产能力。将产生的地质最优开采体P*1、P*2、…、P*n－1、P*n置于图2所示的动态经济评价网络中。横轴代表阶段i(露天矿的生产时期)，纵轴代表采场每个阶段可能的状态j(开采现状，地质最优开采体)，圆圈表示每一个开采体，圆圈的大小反映开采体的大小，，箭头代表相邻2个生产时期可能的采场状态转移(变化)。图2地质最优开采体动态经济评价网络Fig．2Dynamicprogrammingformulationoftheoptimalmininggeologicalbody那么阶段i－1上的状态k(i－1≤k≤j－1)转移到阶段i上的状态j上的利润Pi，j(i－1，k)为\［1\］Pi，j(i－1，k)=mi，j(i－1，k)rmrpgpPi－qi，j(i－1，k)rm(1+y)(cm+cp)－ωi，j(i－1，k)cw，(1)式中，rm为矿石回采率，rp为选矿金属回收率，gp为精矿品位，Pi为阶段i的精矿售价，y为废石混入率，cm为采矿单位成本，cp为选矿单位成本，cw为剥岩单位成本，mi，j(i－1，k)、qi，j(i－1，k)、ωi，j(i－1，k)分别为阶段i－1上的状态k(i－1≤k≤j－1)转移到阶段i上的状态j上金属量、矿量、岩量。假设矿山生产能力和选矿能力完全匹配，则状态转移方程为\［1\］ti，j(

【参考文献】