基于人工鱼群神经网络进化的露天矿卡车优化调度研究

为提高露天矿生产运输效率,实现生产资源的有效回收和低成本运营,提出基于神经网络代理辅助的多目标露天矿卡车优化调度方法.依据露天矿卡车生产运输的特点,综合考虑卡车运输的各项成本,构建以卡车运输成本最小、卡车总等待时间最短,以及卸矿站品位偏差率最小为目标的多目标组合优化模型.在基本人工鱼群算法基础上,通过引入神经网络代理辅...     

基于采选流程下的露天矿多金属多目标配矿优化模型

多金属配矿的目的是为了保证入选矿石品位的稳定和提高矿石的综合回收率。针对现有多金属配矿模型对选矿影响因素考虑不充分,导致精细化程度不足的问题,在考虑影响选矿回收率的矿石岩性、氧化率、有害物质等配矿指标的情况下,建立了以品位偏差、矿石岩性百分比偏差、总产量偏差和采掘运输成本为优化目标,基于采选流程的多金属多目标配矿优化数学模型。在标准遗传算法的基础上,对算法的变异过程和比较选择过程进行了改进,设计了一种自适应遗传算法对该模型进行求解。以国内某大型钼钨矿为例,将该模型的优化结果与传统模型的优化结果进行对比分析,并采用遗传算法、粒子群算法和所提出的自适应遗传算法分别进行模型求解。研究表明:①该模型在保证采掘运输成本不增加的情况下,对原有配矿模型未考虑的矿石岩性、氧化率、有害物质等影响因素进行了配矿优化,保证了矿石品位的均衡性以及矿石的可选性,从而增加了配矿优化模型的适用性,使得配矿优化模型更符合生产实际;②所提出的自适应遗传算法不仅能够避免陷入局部最优解,而且在计算效率上相比于粒子群算法和遗传算法分别提高了40%和56%,在模型求解精度上提高了10倍左右,表明了改进算法的有效性。     

露天矿双能源卡车架线道路参数优化研究

为了解决双能源卡车运输系统中架线道路参数优化的问题,通过MATLAB软件分析双能源卡车坡道速度变化问题,确定上坡匀速运动的速度节点、单个坡道长度和道路参数优化的设计速度|再从道路参数优化影响因素和意义入手,提出了参数的计算方法,基于双能源卡车运行性能和行驶路面条件对参数进行优化,优化结果可发挥双能源卡车性能优势并保证运行安全。以伊敏三号露天矿为例进行了实证研究,研究结果表明：传统卡车上坡平均速度15.86km/h,单个坡道长度450m。双能源卡车上坡平均速度24.43km/h,增加54.04%,运输效率高|单个坡道长度1050m,增加133.33%,爬坡能力强。但双能源卡车需更大半径保证运输安全性。坡道坡度增大时,双能源卡车速度减小,单个坡道长度减少,凸型竖曲线半径和曲线半径减小。     

基于模糊多目标的石灰石露天矿配矿优化模型

针对石灰石露天矿配矿需求,构建了一种基于模糊多目标的配矿模型.所建模型考虑了石灰石露天矿品位偏差以及生产能耗2个配矿目标,同时引入模糊化概念,对相关性不高的多个目标进行模糊处理,并基于最大最小理论将建立的多目标问题转化为单目标问题.在求解算法方面,采用特定编码方式以及自适应调整交叉变异算子等策略,并利用优化遗传算法对所...     

露天矿内排长远规划模型及其求解方法

不同于以往短期排土规划模型,构建长远排土规划模型能够降低露天矿剥离物总运输费用,避免内排土场高度频繁调整。根据露天矿采排场发展时空关系,提出了排土场动态调整约束条件,并以剥离物总运输费用最小为目标,建立了露天矿内排长远规划模型。此外,定义了模型基础数据,提出了模型的求解方法,给出了排弃阶段坡底位置、坡面切割实体后的质心和体积、排弃高度等的计算方法。以某露天煤矿为例,构建了三维地质模型,计算结果表明:与传统方法设计结果相比,该模型计算结果能够降低剥离物总运输费用17.8亿元,各阶段排弃标高波动较小,有利于排土及后续复垦作业。     

基于神经网络的露天矿爆破参数优化研究

马家塔露天矿爆破效果不理想,大块率较高、炸药单耗偏高、残留根底现象严重。为解决这些问题,基于BP神经网络建立了露天矿爆破参数优化模型。采用该矿的实际爆破参数作为样本数据对模型进行了训练,通过实例数据的检验证明该模型具有较高的预测精度。经过现场试验和模型仿真分析,采用优化后的爆破参数进行了爆破,取得了较好的效果：大块率控制在2%以下,炸药单耗由0.41 kg/m³降为0.37 kg/m³,每延米炮孔爆破量由17 m³/m增加至23 m³/m。     

基于Whittle的露天矿开采境界优化应用研究

Whittle软件是当前国际上矿山境界优化的最佳软件之一,借助Whittle软件对某矿山露天开采境界进行优化应用研究,通过建立地质模型,确定露天采场边坡参数,结合采选成本、采矿贫化率和损失率、选矿回收率、金属价格和采矿生产能力等技术经济参数进行开采境界的计算分析,选取NPV值最大的优化境界作为最优开采境界,实现了增加矿石量和减少剥离量的目的,满足了矿山生产需求。     

露天矿新能源纯电动卡车的智能调度优化及应用

随着我国“双碳”战略的提出,在绿色矿山建设背景下,新能源纯电动卡车在露天矿生产中的应用越来越广泛。为了提高新能源纯电动卡车的运输效率,降低矿山生产成本,从卡车的碳排放成本和矿山生产指标角度出发,综合考虑电池电量、车铲生产能力以及矿石品位等多种影响因素,构建了基于碳排放成本的露天矿新能源纯电动卡车多目标调度优化模型,并采用非支配邻域免疫算法(NNIA)对模型进行了求解。通过国内某露天矿的生产数据进行仿真分析发现,所建立的多目标优化模型求得的调度方案,提高了设备利用效率9.5%,增加了11.29%的矿石运输量,同时有效减少了电能消耗所带来的碳排放成本。     

安家岭露天矿原煤运输系统改造优化研究

在详细分析目前原煤运输系统存在运煤卡车运距高差大、占用内排空间、原煤运输成本逐年上升等问题的基础上,结合露天矿生产实际,提出了3种可行的原煤运输系统改造方案。全面分析了各方案在投资、建设工期、系统可靠性、内排空间释放、原煤运营成本等方面优缺点,通过综合技术经济比较分析,最终推荐采用南端帮方案作为原煤运输系统改造方案。     

露天矿多目标配矿模型与优化算法研究

针对露天矿的多金属多目标短期配矿问题,提出了基于自适应粒子群算法的露天矿配矿优化方法。首先,结合矿山配矿实际生产要求和指标,构建了以运输功和配矿品位偏差最小为目标函数的多目标短期配矿模型。其次,在基本粒子群算法的基础上,采用Kent映射产生初始种群,使种群分布更加均匀;并将自适应概率引入到粒子群算法,提高了种群的多样性和算法的全局搜索能力。最后,以一个算例和三道庄露天矿配矿的实际数据为例,进行仿真验证,仿真结果表明:该优化方法适用于解决露天矿多金属多目标的配矿问题,可以有效降低配矿过程中的运输功和品位偏差。     

基于ISSA-XGBoost模型的多特征融合露天矿卡车行程时间预测

针对露天矿运输系统卡车行程时间预测问题,提出了一种基于特征选择及改进麻雀算法优化XGBoost的露天矿卡车行程时间预测模型。模型充分考虑了卡车特征、道路特征、气象特征以及时间特征对卡车行程时间的影响,并使用皮尔逊系数法深入分析影响因素的贡献度。针对麻雀算法中全局搜索能力薄弱的问题引入反向学习和螺旋搜索策略,以提高算法的收敛性能。最后,使用改进的麻雀算法对XGBoost的关键参数进行寻优,进而构建露天矿卡车行程时间预测模型。选取国内某大型露天矿卡车调度系统采集的数据进行仿真模拟,并将所提出模型与SVM、BP、RBF和RF等其他机器学习模型进行对比。结果表明：所提出模型的预测误差均低于其他模型,相关系数可达0.981 9。开发的模型和分析结果可以极大地帮助决策者规划、运营和管理更高效的露天矿运输系统。     

基于HGSVMA模型的露天矿卡车行程时间动态预测研究

针对露天矿卡车在车流规划中的行驶时间预测问题,提出一种基于遗传算法优化SVM参数方法,并考虑卡车状态、速度、载重量以及路面类型、坡度等9个影响因子,构建了基于HGSVMA模型的露天矿卡车行程时间预测模型.实验选取某大型露天矿卡车调度系统所采集的卡车行程时间进行仿真模拟,并将HGSVMA模型与GS-SVM模型、PSO-S...     

霍林河露天矿卡车调度决策方法及模型的研究

针对霍林河露天矿生产系统的特点,对定铲配车条件下的卡车调度决策方法进行了探讨,提出了“煤岩货流量分配”与计算机模拟相结合的调度决策方法,并建立了相应的卡车调度模型。这是一种在露天矿不具备卡车自动化实时调度条件下实用的卡车调度决策方法。     

露天矿破碎站移设位置优化研究

根据露天矿单斗+卡车+半移动破碎站+带式输送机半连续工艺的特点,构建了破碎站移设位置优化模型的目标函数和约束条件。归纳了不同破碎站布设水平时运矿卡车运费、破碎站及运矿胶带系统布设水平所产生的上部土岩内排通道受阻而改变运输通道所增加的运输费用、不同水平布设破碎站发生的带式输送机投资等各模型分项求解计算公式,并将建立的模型应用于某油页岩露天矿进行实证研究,证明本文构建的露天矿破碎站移设位置优化模型具有实际的可操作性,其具有一定的理论及现实意义,同时本文的研究思路及方法对露天矿其他优化问题也具有一定的参考价值。     

露天矿矿界调整与开采优化方案研究

平朔矿区经30 a开发后,出现了生产成本高、征地困难、过小煤窑采空区、新技术应用等诸多问题。通过对东露天矿和安太堡露天矿采剥现状分析,就两矿矿界调整、采区互换、工作线长度优化等问题进行了研究,并对矿界方案进行了优化,有效确保了两矿未来稳定、高效、低成本开采。     

复杂环境露天矿爆破参数优化研究

由于LK矿区采场涌水较大,排水设备不便拆卸,矿石裂隙孔洞发育,原设计参数在爆破过程中产生的飞石易对排水管道、电缆及设备造成损伤,并且爆破块度不均匀。因此,开展了LK矿区露天台阶爆破参数优化,提出了将矩形布孔方式调整为梅花形布孔方式,孔距、排距调整为5 m,并在相邻排的4个炮孔中间增加1个浅孔的爆破参数方案。开展了优化前后方案的LS-DYNA仿真分析,通过最终爆破云图可知:优化后的方案通过增大排间距与排间设置浅孔的方式,使爆破效果较好。开展了优化前后的现场爆破试验,通过矿石块度、爆堆形态与飞石距离,证明了优化方案的优越性。     

基于轻量化图注意力机制的露天矿卡车调度优化算法

有效地管理和调度露天矿卡车,有助于大幅提升运输效率、降低矿山运营成本。现有研究聚焦于利用深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)构建学习模型求解路径优化问题,然而,该模型针对Transformer架构的参数训练时,会产生大量参数冗余。为此,提出了一种轻量化图注意力机制的露天矿卡车调度优化算法。将微分方程数值解法——阿当姆斯(Adams)法用于Transformer模型的权重学习中,通过Adams的残差训练方法,可提高网络后期的优化精度,进一步压缩模型的规模,高效求解露天矿卡车调度优化问题。研究表明:该方法在降低最优间隙的同时将源模型的参数量压缩1/2,减少了对GPU设备的训练依赖。采用随机生成的露天矿卡数据集算例对该算法性能进行了验证,反映出采用Adams-Transformer模型有助于提升露天矿卡车调度效率。     

基于Surpac不同算法的露天矿境界优化研究

随着数字矿山的提出,各种矿业软件不断应用于矿体三维可视化和露天开采境界优化。借助Surpac矿业系统软件对某磷矿进行研究,建立了矿体三维实体模型以及地表模型。在不同矿石销售价格和边坡角的条件下,分别用L-G图论法和浮动圆锥法对矿体进行了境界优化,并对优化结果进行了比较分析。最后应用L-G图论法和浮动圆锥法结合的改进算法对矿体进行境界优化,其优化效率明显高于L-G图论法。     

平朔东露天矿剥离综合工艺优化研究

根据平朔东露天矿地形地质特征、岩层、煤层的赋存特点和气候条件等,分别针对上部松散层(黄土层)、4号煤层以上岩石层、煤层间岩石层提出可能选用的开采工艺方案,并对备选方案进行定性的分析和定量的对比,确定各开采层位的可行工艺方案。通过各层位可行工艺进行组合,得出平朔东露天全部可行的综合工艺方案集合。通过与开采工艺直接相关的露天矿经济指标对比分析,最终确定东露天矿采用半连续综合工艺,即松散层采用"挖掘机+卡车"剥离工艺、4煤顶板30m以上采用3套自移式破碎机半连续工艺系统、其余剥离采用"单斗+卡车"间断工艺。