基于DIMINE软件的地下金属矿山生产计划编制系统

三维可视化技术广泛地应用在矿业软件中,为解决计算机编制地下金属矿山生产计划的问题提供了有效途径.分析了地下金属矿山生产计划的编制要求,指出其关键技术,主要论述了DIMINE矿业软件地下金属矿山生产计划编制模块的功能与原理,并通过工程实例验证系统性能.结果表明,该系统可行、有效,能够将矿山数字建模与生产计划编制真正结合,灵活适应不同矿山的要求.     

地下金属矿山集成化采场安全生产管理系统

针对地下金属矿山安全生产管理需求,规划了包括环境状态安全、人员行为安全、设备运行安全和安全制度保障在内的矿山采场安全管理内容。在此基础上以采场纵投影图为底图,研究开发了基于地理信息系统(GIS)的地下金属矿山集成化采场安全生产管理系统,规划形成了以采场为基本单元的安全生产信息管理功能体系,实现了采场安全生产信息的分散管理和集成展示。     

基于Surpac软件的地下采矿计划MineSched的应用

地下采掘进度计划对矿山建设,均衡生产具有指导作用。编制采掘进度计划是进一步落实矿山生产能力,确定均衡生产采掘比,保证生产人员对生产过程中矿石的数量、质量、生产效率、作业安全等要求。主要论述基于Surpac软件的MineSched功能模块实现地下采掘进度计划编制的应用。     

基于SURPAC的露天矿三维采掘进度计划编制系统

采掘进度计划对矿山建设和均衡生产具有指导作用。编制采掘进度计划的目的是进一步落实矿山生产能力，并确定均衡的生产剥采比和矿岩生产能力，以保证生产者对生产过程中矿石数量、矿石质量、开采技术、经济效益、生产效率、作业安全、矿产资源合理利用等的总体要求。主要论述基于SURPAC软件如何实现三维采掘进度计划编制系统的开发。     

MineSched在紫金山金铜矿采剥计划编制中的应用

为加快数字矿山建设,克服IDS地质管理系统在矿山露天采场采剥计划编制中存在的诸多不足,在引入Surpac矿业软件完成地质建模的基础上,成功地将MineSched应用到了矿山露天采场采剥计划编制中,实现在指定出矿品位、剥采比、选厂处理量等生产参数以后,根据块体模型中的地质信息,快速生成最优生产计划,创建图形结果、甘特图、自定义各期生产图表。MineSched的应用大大提高了采剥编制的工作效率和计划的可执行性,特别是在处理中长期采剥计划与实际执行中存在的一些问题时,表现出很强的灵活性与应对性。     

地下矿多步骤回采中长期计划编制探究

针对中色非矿东南矿体进路充填采矿法两步骤回采计划编制效率低且品位波动大等问题,以Dimine软件创建的块段模型和矿体模型为基础,综合考虑矿山持续生产、出矿品位均衡、资源回收率高、劳动力成本低等因素,采用地下矿生产计划软件iSchedule对年计划进行编制,确定各个采场的相互衔接,保证矿山的持续生产.实践证明,基于iSchedule地下矿生产计划软件编制多步骤采矿计划,具有高效快捷的特点,可以保证矿山的出矿品位相对稳定,达到配矿目的,同时还能大大减少人力成本.     

应用人工神经网络方法划分采场顶板安全等级

矿山采场顶板冒落是地下矿山开采中常见的灾害。本文应用人工神经网络方法，以金属矿山采场顶板等级刊分标准中的各个级别类型作为学习样本，通过自动学习建立ＢＰ网络模型，据此自动识别采场顶板的安全等级。     

CMS辅助金属矿山采空区回采技术研究

金属矿山采空区回采设计传统上使用的是二维的方法,采用空区三维激光精密探测系统(CMS)对金属矿开采形成的采空区进行精密探测,以探测数据为基础运用大型矿床建模软件SURPAC建立与矿山实际坐标完全一致的空区三维模型。在此基础上将建立的空区探测模型与采场设计单元模型复合,并通过模型间的布尔运算,计算出采场的存留矿量、回采总量等指标。用SURPAC对实际探测获得的空区模型进行剖切,并将剖切所获得的剖面与采场施工设计剖面进行对比,分析顶板巷道工程的安全状况,从而为矿山进一步改进采场回采设计和进行安全控制提供第一手资料。     

矿山技术指标整体动态优化软件

基于品位指标整体动态优化的原理和方法,开发了一款矿山技术指标优化的软件。该软件以边界品位、工业品位、贫化率为决策变量,在构建反映储量、地质平均品位——采出矿量、采出品位——入选矿量、入选品位——精矿量、精矿品位间动态关系的数学模型的基础上,以精矿量和利润为决策目标,应用模糊综合评判的方法,从众多方案中选出最优方案。通过某地下铁矿山技术指标优化的实例验证,表明优化后可提高矿山经济效益。     

基于混合整数规划法的多步骤采场生产计划优化及应用研究

谦比希铜矿东南矿区属缓倾斜厚大矿体,采用分条空场嗣后充填采矿法。由于同时生产的采场数量多、品位波动较大、采场不规则,采用传统方法编制生产计划存在效率低、随意性大的问题,仅凭个人经验不能编制出最优生产计划。为此,研究运用计算机人工智能手段,以周期内贴现值最大和品位波动最小为目标函数,结合矿量、采场约束、回采逻辑、空间开采顺序等多个约束条件,在Visual Studio环境下利用C++语言调用CPLEX求解器进行混合整数规划求解,得到了回采金属量最大、出矿品位波动小的最优生产计划。研究结果表明:该方法能够快速的优化多步骤地下矿山的生产计划,实现了资源的科学开采,创造了良好的经济价值,对类似矿山有重要的借鉴意义。     

露天矿山单台设备的更新计划优化

目前国内矿山对于设备的使用仍然是本着技术寿命原则,忽略了设备的工作效率和运营成本与使用寿命之间的关系。为了尽可能降低矿山的运营成本,提高矿山的经济效益,基于动态规划的原理,建立给定矿山生产计划的单台设备的更新策略优化模型与算法,得出单台设备的最优更新策略。并以南芬露天矿电铲设备为例,运用已建立的模型算法,得出该矿山在具体的生产计划下单台设备的最优更新策略,为矿山运营过程中设备的更新提供借鉴。     

区域矿山集约化运输系统优化模型

针对区域矿山矿床开采分散、运输系统网络复杂、运输成本难以控制等特征,构建了基于复杂网络规划的区域矿山运输系统优化模型,对区域开采条件下的集约化运输系统进行综合规划,实现区域矿山运输系统的高效、经济与科学有效性。通过分析运输技术经济指标、空间地理位置关系以及明确系统优化原则,建立了系统网络图,以综合运输成本最低为目标,考虑采场分布、运输方式、转运环节以及其他影响因素,运用计算机技术和网络流理论,得到区域矿山运输系统全局最优方案。以国内某金属矿山为案例进行了模型的有效性验证,解算出矿山最优的区域运输路线,并得出最低运输成本费用。结果表明:模型满足运输系统的管理综合性和规模集约化要求,可以有效保证矿山运输系统的安全、经济、高效运转。     

Long Term Production Scheduling Optimisation for a Surface Mining Operation: An Application of MineMax™ Scheduling Software

Since long term production scheduling deals with movement of ore and waste during the life of a mine, it has a significant effect on the cash flow of a mining operation. Therefore, mine planners often seek to optimise the production schedule with respect to a given criterion. The most commonly used criterion in long term scheduling optimisation is to maximise net present value (NPV). The process involves sequencing of ore blocks or parcels to be mined in each period over the life of the mine subject to precedence and other physical constraints imposed by the mining system. The complexity of mine production scheduling in practice entails a computer solution using mathematical programming as the optimisation technique. Linear and mixed integer programming techniques have been used to optimise long term production schedules but most of the computer programs based on these make overly simplifying assumptions and lack the flexibility to handle practical considerations of mine scheduling. MineMax? scheduling software is applied to long term scheduling for a multielement surface mining operation. MineMax uses mixed integer programming with the branch and bound algorithm as solution strategy. The system allows the planner to generate a mine production schedule in the same manner as manual scheduling, but making use of the interactivity in planning data input, in-built optimisation algorithm and the speed of the personal computer. This study involves investigation into the effects of reblocking and grade intervals on the mining schedule, specifically, the material movement, milling grade and the cash flow over the life of the mine.     

多金属露天矿多目标生产计划优化问题建模及求解算法

针对多金属露天矿山生产计划优化问题难以建模、求解复杂等问题，从多种金属元素、采掘运输成本以及矿石品位三个角度出发，综合考虑矿石产量、品位波动、矿石资源利用率、开采和处理能力以及回采率等多种影响因素，构建了一个多金属露天矿多目标生产计划模型。受粒子群算法启发，提出一种改进狼群算法（IGWO）对模型进行求解，并引入反向学习策略和非线性收敛策略来提高算法的求解效率。以国内某露天矿的实际生产为例，分别利用粒子群算法（PSO）、灰狼算法（GWO）和IGWO算法对模型进行求解对比。结果表明：该生产计划模型更加符合露天矿多种矿产资源综合开采利用的实际需求，IGWO算法较PSO算法运行速度上提高了71%，在求解精度上提高16%。该生产计划方案对多金属露天矿山矿产资源综合利用及精细化排产具有重要的指导意义，可促进企业可持续发展。     

基于Agent的金属矿地下开采工艺动态仿真系统

为了改善金属地下矿生产计划手段，便于多方案对比、优化开采工艺过程和预演地下矿开采运行状态，运用面向对象的设计思想，给出了金属矿地下开采工艺的逻辑表征方法，提出了金属矿地下开采流程及环节仿真系统的调度与执行技术，建立了以效率最大化为目标的开采任务调度算法模型和基于Agent的采矿工艺过程仿真模型，包括状态表征、流程控制、实体活动及相互协作等方面。最后基于Eclipse开发环境，运用Java语言及Jade、 JFreeChart、JGraph等工具，开发了金属矿地下开采工艺仿真调度与执行模型的系统原型，为深入研究金属矿地下开采工艺流程及环节的整体仿真奠定了基础。     

A robust mixed integer linear programming framework for underground cut-and-fill mining production scheduling

ABSTRACT

A review of general optimization studies that have been proposed for underground mining shows that previous works lack flexibility, operability and practicality in relation to cut-and-fill mining production scheduling. This paper presents a robust mixed integer linear programming (MILP) formulation for underground cut-and-fill mining. The objective function of the model is to maximize the net present value (NPV) of the operation while meeting all mining and processing operational and technical constraints. The MILP model features stope development and extraction sequencing constraints, mining and processing tonnage fluctuation constraints, and extraction duration and active levels control constraints. These features make the model more practical and expandable. The MILP model is verified and validated with two case studies from an existing mine and the results are compared with the actual mining strategy. The comparison shows a 9% to 17% improved NPV in both case studies resulting from mining higher grades and processing less tonnes thereby generating a better cash flow.     

基于Surpac露天矿采剥进度计划系统开发

针对矿山传统采剥进度计划编制方式存在工作量大、效率低的缺点,在Surpac平台下利用Tcl/Scl语言开发了适用于露天矿的采剥进度计划系统,采用人机交互方式,输入开采参数制定采剥进度计划,效率高,能灵活地调整采剥计划方案;利用生产炮孔数据建立地质-采矿模型,提高了矿岩量及品位的计算精度,适用于各种类型的金属露天矿山开采。     

地质最优开采体在露天矿采剥计划优化中的应用

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。     

露天矿采矿作业计划的二元整数规划数学模型

在同时考虑边界品位优化和开采顺序优化情况下，为了实现最大化净现值，提出了一种新的基于二元整数规划的露天矿作业计划模型。该模型包含3个部分：①实际经济损失；②概率分布和平均品位；③预期经济损失。通过物理约束将一个矿块的经济损失评估与概率集成在一个二元整数规划模型中。该模型基于最佳加工决策来确定每个时期的最优开采顺序。为了验证提出模型的适用性，对某金矿案例进行了研究分析。结果表明：使用提出模型获取到的开采顺序是切实可行的，该模型可以在合理的时间内得到较高的最优净现值。     

Stochastic optimization for strategic mine planning: A decade of developments

Conventional approaches to estimating reserves, optimizing mine planning, and production forecasting result in single, and often biased, forecasts. This is largely due to the non-linear propagation of errors in understanding orebodies throughout the chain of mining. A new mine planning paradigm is considered herein, integrating two elements: stochastic simulation and stochastic optimization. These elements provide an extended mathematical framework that allows modeling and direct integration of orebody uncertainty to mine design, production planning, and valuation of mining projects and operations. This stochastic framework increases the value of production schedules by 25%. Case studies also show that stochastic optimal pit limits (i) can be about 15% larger in terms of total tonnage when compared to the conventional optimal pit limits, while (ii) adding about 10% of net present value to that reported above for stochastic production scheduling within the conventionally optimal pit limits. Results suggest a potential new contribution to the sustainable utilization of natural resources.