矿山资源开发与规划 第5章 矿田开采境界与产量规模的优化.pptVIP

在给定的区域内，井田划分的方案数目为 n 种，每个方案所划分的井田数目为 p 个，则对每个方案皆有 p 个矿井指标集合： 为了对不同的井田划分方案进行比较，需要将方案中p个矿井某项指标的集合x1，x2，…，xp化成一个表达该方案的综合评价指标集合： 其他条件：如外部运输，环境影响 * ②优化矿山生产能力的准则应使矿山投资取得不低于平均利润率的经济效益，即生产规模能保证矿产开采过程中正、负现金流量贴现值平衡，在基准贴现率i0下，净现值大于0 ⑤优化矿山生产能力和服务年限的目标应使矿石储量的终值最大 矿山最优服务年限或生产能力的确定应使其净现值或内部收益率达到最大。 * 如运输提升这个约束条件：工作面刮板运输限制、巷道胶带输送机、箕斗提升 * 总成本=生产经营成本+投资形成的固定资产折旧 * 第五章 矿田开采境界与产量规模的优化 第一节 露天开采境界的优化 露天矿开采境界：露天采场开采结束时的空间轮廓。 境界确定原则：以矿床开采综合经济效益最佳为目标，以经济合理剥采比为准绳。其表达式为： nk≤ ne ， 目标： max{P} 传统方法的缺陷： ① 手工试凑，繁琐，难达最优； ② 误差大； ③ 二维方法。 一、概述 自20世纪60年代前期，国外开始用运筹学原理及计算机技术来解决露天开采境界的优化圈定问题以来，先后提出了移动圆锥模拟法、动态规划法、图论方法、网络流法、参数化方法等。其中发展较为成熟、应用较为广泛的是移动圆锥模拟法和动态规划法。 * 二、移动圆锥模拟法圈定开采境界 1、矿床模型及资料准备 矿床模型的三维矿块矩阵中每一矿块均应赋予下列必要的技术指标： 以经济合理剥采比作为准绳来直接圈定境界：① 矿岩数量指标； ② 矿石质量指标。 以经济效果指标作为准绳时，还需计算出开采每个矿块所能获得的盈利值： 或 * * 所需输入资料主要有： ① 矿区地形资料，结合矿床模型输入； ② 矿床模型中各矿块的技术经济资料； ③ 露天矿最终帮坡角，分岩种及区域给出； ④ 露天矿坑底盘最小尺寸。 * 2．计算逻辑 首先从矿床范围内选取经济有利的块段，建立一个初始圆锥，以揭露矿体，并便于矿山工程进一步发展。 由此初始位置，发展出一系列的圆锥形移动增量。计算每个移动圆锥体范围内的矿岩增量及净利增量，如该净利增量为正值，则圈入境界，否则不予圈入。 逐个圆锥体计算结果，所圈定的境界范围内累计净利值为最大，即获得优化的设计开采境界。 * 移动圆锥计算增量：首先按照一定的底盘位置、底盘尺寸(不小于最小尺寸)及最终帮坡角，得出新扩展的矿岩量范围。锥底方块一般应为矿石方块。当锥体各向帮坡角一致时，某一水平上开采范围可由倒置圆锥台的几何关系得出的圆曲线函数所限定。 移动圆锥范围内净利值可依下式求出： * * 3、对移动圆锥模拟方法的评述 移动圆锥模拟法的优点是：原理易于明了，且便于计算机解题，能适应不同帮坡稳定角的要求，必要时还可采用变化的矿块尺寸。 其缺点是： 由于采用试凑方法，因而计算烦琐，消耗机时多，寻找优化结果困难； 特别是锥间重叠问题如何解决，尚在研究之中； 移动圆锥初始位置及移动程序对于境界的圈定有很大影响。 * 三、动态规划法圈定开采境界 二维动态规划： 动态规划方法，也是以矿块矩阵作为其基本计算单元的。 ① 净利矩阵 * ② 按列累计净利矩阵 * ③ 左侧采场最大累计净利值 -40 ④ 选择 ，圈境界 * * 四、动态综合优化方法圈定开采境界 以上各种圈定境界的优化方法弱点：未考虑价值的时间因素 例1 例2 序号 开采方案特征 总贴现盈利 比较 序号 开采方案特征 总贴现盈利 比较 1 铁道运输，缓帮开采 1982.6 112.99 4 半连续工艺，分二期开采 1933.0 110.14 2 半连续工艺，缓帮开采 1754.7 100 5 半连续工艺，分三期开采 1977.3 112.69 3 半连续工艺，陡帮剥离 1758.3 100.21 不同开采工艺及开采程序下的计算结果 * * 例3 （1）粗圈参考境界 （2）在参考境界内优化开采方案 涉及的主要因素： ①露天开采境界 ②露天矿产量规模； ③剥采工艺及设备选择 ④开采程序及开采参数； ⑤开拓运输系统， ⑥总平面布置等