运用实体模型和勒奇斯-格罗斯曼算法优化露天矿境界(一)

本文评述了露天矿境界优化理论与勒奇斯一格罗斯曼(Lerchs-Grossman)算法,讨论了块段模型算法,并将这个思路扩展到实体模型。设想把矿体分割成对采矿工程师具有意义的、在几何学上可以描述的(例如不规则多面体)和给出其价值的单元体。必须设计一种确定覆盖层的几何方法,就此,运用圆锥形边坡准则给出了一种搜索凸多面体覆盖层的算法。如果能够确定覆盖层的形状、价值和它们之间的关系,则可利用勒奇斯-格罗斯曼算法得出优化露天矿境界所需的全部信息。     

露天金属矿境界优化实用算法

给出一个基于经济合理剥采比和品位块状模型的露天金属矿境界优化实用算法。该算法通过浮锥扫描与排除,在几何定界得到的最大境界范围内,剥去那些境界剥采比大于给定经济合理剥采比的部分,得到最优境界。该算法可以方便地处理不同方向和区域具有不同帮坡角的情况,而且可以在不同的标高范围用不同的台阶高度。应用表明,算法的计算效率高,适应和实用性强。     

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。     

露天矿矿体计算机模型的建立

露天矿矿体计算机模型的建立是进行矿床开采境界优化及制定矿山生产计划的基础。为实现矿山生产现代化管理，德兴铜矿建立了大型露天矿山矿体计算机模型，并获得成功应用，对类似矿山具有参考意义。     

基于Surpac的某珍珠岩矿三维建模与露天境界圈定

以某珍珠岩矿为研究对象,基于三维可视化矿床建模技术,利用Surpac软件构建该矿床的地质数据库和三维地质体模型,在此基础上确定最终开采境界,并对开采境界内矿体进行品位估算和储量计算,为合理开采矿山资源提供了科学依据.     

考虑生态成本的南芬露天矿最终境界优化

依据矿山生态足迹定义,基于生态足迹模型,建立了生态成本分配模型,将生态成本分摊到某露天矿的开采成本中,从生态的角度出发,将外生成本内生化进行最终境界的设计,进行境界优化迭代,得到考虑生态成本下的最终境界,并分析了生态成本对最终境界的影响。优化结果表明：考虑生态成本下圈定的矿山最终境界缩小了11.29%;开采出的矿岩量较未考虑生态成本下圈定的最终境界的矿岩量少,矿石量减少15.38%,岩石量减少了30.45%;将矿山生态成本内生化圈定的境界得到的净利润,比未考虑生态成本圈定的境界,并以该境界核算出对应的生态成本进而得到的矿山综合利润多出了13.46%,生态成本内生化对最终境界优化有很大影响。     

珲春曙光金铜矿地表约束对优化结果的影响分析

在露天矿境界优化中,优化参数的变化对最终境界会产生很大影响。其中地表约束是极其重要的优化条件,通过分析地表约束对境界优化的影响,可以确定最终境界范围的合理性,达到追求效益最大化的目标。以曙光金铜矿为例,根据最终边坡分区和边坡优化结果将矿山划分为不同区域,并根据该露天矿的矿床地质勘探资料和实际生产数据,使用克里金法对矿体品位进行估值,建立模型。在此基础上基于L-G图论法对露天矿境界进行优化,包括有地表约束和无地表约束2种情况。对优化结果进行分析和比较,结果表明:无地表约束境界比有地表约束境界多采2 867万t矿;当价格较低时,地表约束影响不明显;地表约束对Ⅳ区影响是最大的,若要开采Ⅳ区则需要使得征矿权、林权等其他费用小于1.6亿元。     

八叉树矿体块状模型及其在三道庄露天矿的应用

矿体块状模型广泛应用于品位、储量计算,也可用于露天矿最终开采境界优化和开采计划优化。在研究了八叉树存储结构和基于分离轴的OBB相交测试理论的基础上,提出首先应用八叉树对矿体三维空间进行块状划分,将矿体用一系列的小单元块来逼近,然后利用OBB理论检测单元块与矿体边界的空间关系,对相交单元块进行细分,利用点在多面体内外判断确保块状模型约束在表面模型内,从而以最佳状态逼近矿体边界。最后运用该方法建立了三道庄露天矿矿体块状模型。该方法快速有效,能够满足矿山生产设计需求。     

基于3DMine的露天矿境界优化及生产规模研究

确定露天境界及合理的生产规模是露天矿山规划前期一项重要的工作,直接决定矿山企业的经济效益。依据某硫铁矿的地质报告等资料,通过对钻孔数据信息的整理,采用3DMine矿业软件,建立了矿山的地质数据库、地形模型、块体模型和品位模型。在矿体三维模型的基础上,分析矿石价格、采选成本、边坡角和底部位置等因素对最优境界的影响,并综合考虑矿山经济效益的同时兼顾资源的回收,确定当前技术经济条件下最优境界。根据规模经济原理,通过对不同生产规模的矿山投资、成本估算,并计算净现值、投资利润率、内部收益率等财务指标,最终确定在当前的技术经济条件下的合理生产规模。     

基于地质数据库的复杂矿体三维建模关键技术研究

以凤凰山铜矿为例,基于DATAMINE三维建模软件,通过分析研究钻探数据,建立钻孔模型并进行地质解译,对同一条勘探线上所有钻孔所揭露含Cu孔段进行分析并最终圈定二维矿体轮廓线,结合地质学知识,分析和解决了复杂矿体三维建模中的重叠、交叉、不封闭问题,依据矿体轮廓线建立了凤凰山铜矿4个主矿体及零星矿体三维模型,实现了铜矿复杂矿体的三维可视化。     

露天矿矿体边界类型与贫化损失的计算

本文对露采矿山台阶剖面上的矿体边界线进行了分析,提出直线型、凸型和凹型等三大矿体边界类型,并结合其与铲装方向及矿体铲状特征等关系,进一步作了详细的划分。从而对露采矿山贫化损失计算的直接法进行了改进,实现了快速、准确的电算化。     

矿体空间形态计算机三维几何模型的研究

采用边界模型表示矿体空间几何形态,用 Bezier 曲面块构造矿体边界表面,给出了几何模型透视图的消隐算法和绘图方法,编制的程序能够绘制矿体任何方位的三维透视图。     

镜铁山矿倾斜矿体上盘边角矿回采方案研究

镜铁山矿Ⅰ#矿体向下延伸时倾角由急倾斜变为倾斜,若继续按照急倾斜矿体的回采方式布置采切工程,将会在矿体上盘或者下盘处残留三角形边角矿,进而导致矿石损失率增大。为有效解决因矿体倾角缓化出现的三角区域矿体难以回收的问题,首先提出了脉内布置分段沿脉巷和沿矿岩边界布置分段沿脉巷两类回采方案,其中脉内布置分段沿脉巷回采方案设计了15°、30°、45° 3种不同中深孔边孔角布置方案;然后分别从中深孔施孔精度要求、中深孔施工适应性、对矿体条件适应性、生产效率等4个方面定性分析了不同回采方案的优劣性;最后整合生产效率、施工适应性、通风效果、井巷工程量、工期和成本等12个指标组成优选评价体系,采用层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）构建了倾斜矿体上盘边角矿回采方案层次分析优选模型。计算得到3种脉内布置分段沿脉巷与沿矿岩边界布置回采方案的最终评价值分别为0.213、0.201、0.198和0.388,结果表明：沿矿岩边界布置分段沿脉巷为最优回采方案。实践表明：优选出的方案在实践中取得了理想效果,经济效益显著,可满足该矿倾斜矿体上盘边角矿回采需求。研究结果可为类似开采条件矿山的边角矿回采提供有益参考。     

白云鄂博东矿境界外资源的开采方案研究

白云鄂博东矿如果可以合理开发利用境界外资源,将延续矿山的生命周期。本文从技术可行性和经济合理性两方面对东矿境界外资源开采方案进行了分析,研究得到:东矿境界外资源开采采用地下开采是唯一选择。在应用Dimine数字矿山软件建立东矿三维地质模型的基础上,根据露天境界外矿体的形态、资源分布情况以及与露天采场的相对位置,研究了地下开采分区。为实现东矿露天转地下不停产衔接,南部境界外挂帮矿采用露天采场内平硐开拓并率先实施,北东境界外挂帮矿开采随后实施,露天坑底境界外开采最后实施。露天矿境界外挂帮矿体的回采不仅充分回收了国家矿产资源,还为露天矿山可持续发展提供了新的途径。     

德兴铜矿远景地质资源开拓的研究

从矿体边界、矿体变化和矿体内夹石研究等入手介绍了德兴铜矿远景资源开发的做法和成效。     

蚁群算法在原料矿粉混匀优化中的应用

建立了钢铁原料矿粉混匀数学模型,采用MATLAB语言,分别用蚁群算法和改进型算法编制仿真计算程序,对原料矿混匀配比进行了优化计算。仿真结果表明,改进型蚁群算法比基本型算法的寻优能力强,而且优化计算结果可以直接用于生产,为钢铁原料矿粉混匀优化提供了定量依据。蚁群算法为钢铁原料矿粉混匀配料问题的优化求解提供了新的思路。     

某石英砂矿地下开采保安矿柱稳定性分析

某石英砂矿由于受到产品销售问题及周围环境条件的限制,决定采用地下开采方式。矿体南西部已经靠近矿界,为了保证矿体开采过程中的安全,需要在靠近矿界的矿段预留保安矿柱。因此,采用FLAC3D数值模拟软件,对矿体开采留设不同厚度的保安矿柱进行安全稳定性分析及比较,最终确定留设保安矿柱的合理尺寸。     

大西沟超贫磁铁矿开采境界设计流程

根据矿山地质地形条件、矿体赋存状态、矿山现有矿山设施,确定大西沟超贫磁铁矿开采方式为露天开采。通过矿山边坡稳定性计算和极限平衡分析初步确定边坡角,采用浮动圆锥法确定最终开采境界。南采场封闭圈标高550m,北采场封闭圈标高670m,最终边坡角为48°~50°,平均剥采比为1.15,技术经济效果良好。该设计流程在当前矿山设计中具有一定的借鉴意义。