地下金属矿山采掘作业计划优化模型

为了实现地下金属矿山采掘作业计划编制的实时准确与科学有效性,针对矿山作业地点分散、生产组织复杂、矿石质量难以控制等特征,构建了基于0-1整数规划的作业计划优化模型.通过分析开采技术经济指标及空间逻辑关系,以最小品位偏差为目标,将产量均衡、出矿能力以及品位高低结合开采等转化为约束条件,考虑各采场作业工序、回采顺序、生产能力以及其他生产要素等,运用计算机技术和整数规划方法,得出地下矿山采掘作业计划最优方案.以国内某大型金矿为案例进行了模型的有效性验证,解算出矿山最优的采掘作业计划,并得出作业计划甘特图.结果表明,模型能够指导完成生产作业任务,且满足作业计划连续性和均衡性要求.      

金属地下矿山深部转产过程中的产能接续优化

为了实现金属地下矿山开采由浅部转向深部过程中产能平稳接续，以三山岛金矿为研究对象，结合矿山多区段联合开采的复杂生产格局，综合考虑产能均衡、品位均衡与各项生产系统能力限制等约束，构建以多矿区资源综合开采价值最大为目标的产能接续规划优化模型，在Python和Gurobi环境下实现优化模型构建与解算。优化结果表明，通过对矿山深部转产过程中的产能接续进行规划优化，得到的最佳产能接续与生产任务分配方案可以在有效保证多矿区协同开采、产能均衡稳定的同时，提升矿山开采的综合经济效益。      

基于金属价格不确定性的地下矿生产计划风险分析

针对采用无底柱分段崩落法生产的地下金属矿山的生产计划编制问题,通过构建以净现值（NPV）最大为目标函数并满足生产能力及空间顺序等约束条件的混合整数规划模型,用于确定各个采场之间开采的先后顺序,其中金属价格的变化不仅影响计划编制结果而且使计划的风险显著增大。根据金属历史价格分布,运用几何布朗运动（GBM）模型预测15条金属价格走势曲线,通过求解生产计划的混合整数规划模型,得到不同价格走势下的生产计划结果,然后根据GBM模型预测更多金属价格走势曲线并分析不同计划结果下的净现值、上涨潜力、风险下限、条件风险价值（CVaR）和风险价值（VaR）,最终运用熵值法确定金属价格不确定条件下收益高且风险小的生产计划。经实例验证,此方法科学可行,减少了传统手工方法编制生产计划时受到的价格风险的影响,实现资源低风险高效开采,对指导矿山的实际生产具有重要的意义。     

地下矿山生产接续与设备调度集成优化模型

为了实现地下金属矿山生产接续的紧凑性、科学高效地调度生产设备,针对矿山开采工序复杂、设备资源有限、生产任务量大等特点,以最短工序时间间隔和最短总完成时间为共同优化目标构建了地下矿山生产接续与设备调度集成优化模型.通过分析地下矿山生产循环顺序、作业设备类型和生产能力等生产要素,考虑工序闲置期间采场的安全隐患问题,运用改进遗传算法对最优解进行主-从两步骤搜索,得到地下矿山生产接续和设备调度最佳方案.以国内某大型金矿为案例进行了模型的有效性验证,解算出矿山最优的设备调度计划.验证结果表明,与传统的单一目标优化相比,模型在保证完成指定任务的同时,有效缩短工序时间间隔,并且保证了作业的安全要求.      

地下矿水灾场一体化构模及可视化仿真技术

针对地下矿突水三维可视化仿真,基于矿山复合场理论,通过对水灾漫延过程中各场量参数的空间几何性、分布性、矢量性和时序性进行分析,给出属性空间的拓扑关系,构建了地下矿突水仿真的一体化动态模型,提出了相关属性的可视化仿真方法.通过对空间场量进行体素化和场量化处理,以时间为步长,实现了水灾漫延过程的动态可视化表达.以某典型地下矿山为例,通过对相关数据进行整理分析,实现了水灾漫延过程的动态可视化仿真,验证了地下矿突水一体化模型的可行性和有效性.      

基于遗传算法的地下溶浸金属开采钻井参数优化

地下溶浸金属钻井过程是一个多参数、复杂的非线性动态过程。随着科学技术的发展,尤其是地下溶浸金属开采钻井技术和采油技术的高速发展,优化地下溶浸金属开采钻井参数的研究及应用越来越受到广泛的重视,并且对其优化的能效性要求也越来越高。在钻井过程中,以转速和钻压为研究对象,结合遗传算法,根据实际情况引入约束条件,建立多元钻井参数组合的非线性最优化数学模型。本文采用模拟自然进化过程搜索全局最优解的遗传算法,通过选择、交叉和变异操作,实现以最低单位钻井成本情况下的最优转速和最优钻压的组合。     

地下矿中长期计划多目标优化及应用研究

针对地下矿生产计划传统手工编制复杂繁琐、图表展示困难的问题,采用多目标规划的理论和方法,以净现值、品位和金属量为目标建立多目标规划模型,快速准确地求解出可行的生产计划方案,避免了普通线性规划的局限性,并采用三维可视化技术清晰地展示地下各种工程在空间上的分布及其相互之间的逻辑关系。提供了一套可行的生产计划编制流程,简化了生产计划的工作,并以某铁矿的实例计算证明,该方法能够有效地优化矿山的生产计划,为矿山经营决策提供依据。     

基于3Dmine矿业软件的露天矿山采剥计划的数值模拟

为研究露天矿山采剥计划年矿岩总量和矿石量,以某露天金属矿为研究背景,依据锥体排除法生成最优地质开采体,运用动态规划理论对最优开采体进行经济评价,以3Dmine为载体建立采剥计划模型对矿山生产进行数值模拟,并与矿山6年的实际生产数据进行对比分析。研究表明:模拟结果与矿山的实际生产数据基本吻合,运用该模型为矿山预测未来5年的采剥计划。模型得到的采剥计划对该矿山的生产有一定的参考价值,并对其他矿山有借鉴意义。     

金属地下矿山采矿作业计划优化

运用多目标线性规划理论，对金属地下矿山采矿作业计划建立线性目标规划优化模型，开发出具有生产数据管理、计划优化编制、报表自动生成等主要功能的微机应用软件，实现了采矿作业计划编制的优化、简便和高效。     

地下矿复合场的一体化构模及三维可视化

从矿山工程数字化及可视化的角度,将地下矿山看作是一包含多种几何量、属性量、参数量和状态量的动态量场,称之为地下矿复合场.通过分析各类空间场量的几何特性、分布特性、矢量特性和时空顺序特性,给出了各类空间场量及其相互关系的表征方法,进而提出了基于体素的一体化数字模型.经空间场量体素化、定量化、场量化及一体化处理,形成了地下矿复合场的一体化模型构建技术.以国内某典型矿山的实际数据为例,实现了地表地形、断层和井巷工程等几何特性、矿石品位的空间分布特性、井下通风系统的矢量特性的三维可视化仿真及火灾蔓延的动态仿真,进而验证了地下矿复合场一体化模型的可行性与有效性.      

不同市场条件下金属露天矿分期方案动态优化

不同市场条件下金属露天矿分期方案动态优化有关于金属露天矿分期方案动态优化的整体方案的设计与实施,是结合采选联合优化的一部分内容,针对地下采选一体化实现的露天金属矿采选联合优化,露天金属矿采选联合优化也是与金属露天矿分期方案动态优化相关,对于采选联合优化的选矿过程都是存有金属露天矿分期方案动态优化的内容,这就需要施工人员和设计者在涉及到井下的内部转化以及其他金属露天矿分期方案动态优化部分的过程中能够对于一些采选联合优化的内涵做出详尽的了解和分析。比如地下采矿中通常采用一体化设计,但是这种设计的缺点就是难以进行露天金属矿采选联合优化,但是对于矿山开展的试验性研究工作还是有利的,能够实现按空间位置的一体化是采选联合优化的内涵及发展历程的关键。     

大空区下连续开采方案研究

柿竹园多金属矿井下采空区已达240万 m^3,矿柱矿量1 400万 t,品位高.如果不采矿柱矿山经济效益将急剧滑坡.因此,寻求安全、经济、合理、有效的地下连续开采矿柱与空区处理的方案是柿竹园多金属采矿可持续发展的关键.研究得出：柿竹园多金属矿的开采宜采用地下开采方式进行,近、中期开采范围为Ⅲ矿带的富矿段（大部分为矿柱）.采矿方法为490 m水平以上采用连续阶段崩落法回收矿柱和进行采空区处理,490 m水平以下采用盘区连续阶段崩落法回采富矿段,服务年限为36 a,之后转入露天开采.     

基于GSO-GPR算法的岩层移动角预测模型及其应用

为快速准确获取金属矿地下开采岩层移动角，提出基于群搜索优化（GSO）算法的改进高斯过程回归（GPR）理论。以矿体上下盘围岩性质、上下盘围岩稳固程度、地下水情况、矿体走向长度、矿体倾角、开采厚度及深度9个影响因素作为判别指标，结合35组实测数据建立金属矿充填开采岩层移动角学习预测模型。将该模型应用于三山岛金矿岩层移动角预测，利用UDEC数值模拟结果进行对比验证，同时分析三山岛金矿海下开采对上盘竖井的影响。研究结果表明：（1）GSO-GPR预测模型对地下开采岩层移动角的预测效果良好，预测精度在5%以内；（2）三山岛金矿上、下盘岩层移动角分别为72°和68°；（3）当前矿山开采未对竖井造成影响，但随着开采深入至-658 m水平，竖井将进入塌陷范围。     

论Surpac在地下采矿巷道建模中的应用

传统的CAD巷道图只能将巷道抽象显示成双线,这种显示方式不能直观的确定井下巷道的空间位置关系以及巷道与周边岩体的空间位置关系,而在同时进行露采和地采的矿山,地采巷道与与露采工作面的动态空间位置关系尤其重要。利用Surpac大型矿山软件自带的地下开采设计模块,建立地下开采三维模型,实现了广西大新锰矿巷道二维表达向三维空间可视化的转化,为打造矿山数字化,提高矿山生产管理水平奠定了基础。     

基于相对差异函数的金属矿采空区危险性识别

为了经济合理地治理金属矿采空区,建立了相对差异函数的采空区危险性识别模型。首先建立含14个指标的采空区危险性识别指标体系,并采用相对差异函数确定评价指标对评价级别的相对隶属度和熵权法、层次分析法（AHP）确定评价指标的组合权重;然后计算采空区危险性对评价级别的综合相对隶属度和级别特征值;最后根据级别特征值的平均值确定采空区的危险性级别。将该模型运用于某锡矿山8个采空区的危险性评价识别中,确定了各采空区的危险性级别,识别结果与未确知测度理论法识别结果相一致,符合现场实际。研究结果表明：该模型可通过自身参数的4种组合来提高采空区危险性识别结果的可靠性,为采空区危险性识别提供了一种新的方法。     

基于蒙特卡洛模拟的有色多金属矿山边界品位动态优化管理

为了充分利用矿产资源,提高多金属共伴生矿企业的经济和社会效益,提出了运用蒙特卡洛模拟数学方法,结合计算机技术进行边界品位测算的新方法,并简述了实现过程。通过系统地研究矿山生产投入参数,建立相关数学模型,最后利用SQL Server 2008数据库软件和.NET 4.0软件开发平台,研发了一套多金属矿边界品位动态优化管理系统。通过在某多金属矿的应用,该系统实现了矿山技术经济指标和生产成本的动态管理,并得出了最优边界品位。