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贾家堡铁矿最终境界与采剥计划整体优化

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摘要

第1章 绪论

1.1 露天矿最终境界和采剥计划

1.2 境界设计与优化方法研究综述

1.2.1 最终境界的设计方法与发展过程

1.2.2 优化方法

1.2.3 优化方法的不足

1.3 采剥计划优化方法研究综述

1.3.1 试错法

1.3.2 数学优化方法

1.3.3 采剥计划优化的不足

1.4 整体优化及其原因

1.5 本文研究内容

第2章 整体优化数学模型与算法

2.1 整体优化基本原理

2.2 地质最优境界

2.3 地质最优境界序列产生算法

2.3.1 最大境界的几何圈定

2.3.2 锥体排除法产生地质最优境界序列

2.4 给定境界内的开采计划优化

2.4.1 地质最优开采体及产生的原理

2.4.2 境界内地质最优开采体序列产生算法

2.4.3 境界内采剥计划优化的动态排序原理

2.5 最终境界与生产计划的整体优化

2.6 本章小结

第3章 贾家堡铁矿数值模型

3.1 贾家堡矿床概况

3.1.1 矿体和地表地形描述

3.2 贾家堡铁矿数值模型

3.2.1 地表标高模型

3.2.2 三维块状品位模型

第4章 贾家堡铁矿境界与采剥计划的整体优化

4.1 候选境界系列

4.2 地质最优开采体序列

4.3 境界中开采计划优化

4.4 灵敏度分析

4.4.1 年成本增长率和年价格增长率对采剥计划优化的影响

第5章 结论

参考文献

附表

致谢

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摘要

最终境界的确定和采剥计划的编制是露天矿设计中十分重要的环节,是矿山生产经营的依据以及获得尽可能多的经济效益的关键。最终境界的确定和采剥计划的编制,需要统筹考虑矿山的资源情况、开采技术条件、矿产品销售价格、矿石开采以及处理成本等多项复杂因素以及它们对总体效果的影响。
  本文运用最终境界和采剥计划整体优化的思想,建立露天开采整体优化模型。在引入地质最优境界定义的基础上,设计了地质最优境界序列产生的算法。首先,根据矿体的埋藏深度、帮坡角和地表界限圈定几何境界。为了减少计算量,在不影响其他矿石模块开采的前提下,删除一些剥采比极大的模块组合,几何境界进一步缩小产生最大剥采比境界。最后,在满足境界矿岩增量和最小境界矿岩量的情况下,逐步排除品位低的模块集,最终产生地质最优境界序列。
  在给定境界内进行开采计划优化,首先,引入了地质最优开采体定义及其产生的原理。根据设定的技术经济参数,在每个境界内产生开采体序列,然后对开采体序列进行动态排序,完成生产计划优化。从最终优化的结果中选取净现值最大的境界即为最优的境界。
  以贾家堡露天矿为例,运用MetalMiner软件以400万吨矿量为境界增量,以2800万吨为最小境界矿量产生一系列候选境界(共16个境界),并在境界序列中进行开采计划优化,进而实现最终境界与开采计划同时优化。之后,在不同的年价格和成本增长率下,分别进行境界-采剥计划整体优化和境界、采剥计划单独进行优化,并将得到的优化结果进行比较,验证整体优化的优越性。通过整体优化的结论,可以给矿山的生产以及重要决策提供更为准确的依据。

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