露天煤矿开采计划的整体动态优化

针对新建或扩建露天煤矿,给出了一个能够同时求得最佳生产能力、采剥顺序和生产寿命的动态优化方法.该方法首先对所研究的矿床建立煤层数字模型,基于这一模型,在最终境界内产生一个“地质最优开采体”序列,然后把序列中的开采体作为状态建立动态规划排序模型,对所有可行的子序列进行经济评价,得出总净现值最大的子序列,这一最佳子序列同时给出了每年的煤炭开采量和剥离量、采剥推进位置与生产寿命.     

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。     

某铁矿露天开采境界的优化

随着露天矿山生产的推进,剥采比变大成为露天矿山急需解决的问题。为了保证矿山的长期发展,需要对矿山露天开采境界优化以提高安全性和经济效益。基于露天境界优化的安全性和经济性,运用精矿成本比较法确定经济合理剥采比8.42,根据矿体赋存条件等确定露天境界要素,计算露天底部宽度,运用3DMine,Design-Expert软件剥采比稳定性系数作为指标研究最优采深和最终帮坡角,通过剥采比和稳定性系数等势线图上最接近边坡稳定系数1.2和经济合理剥采比8.42的公共点确定优化后的边坡角和采深,通过境界剥采比进行验证,从而建立优化后的矿体露天境界图,为矿山的生产提供技术依据。     

金属露天矿境界和采剥计划同时优化研究

针对露天矿境界和采剥计划单独优化得到的不是全局最优解问题,提出了境界和采剥计划同时优化方法。通过给定地表约束、帮坡角约束、采剥总量、境界增量等条件构建了一系列地质最优候选境界,对每个候选境界做采剥计划优化,以净现值最大为目标函数,得到了境界和采剥计划同时优化的最优境界。通过建立地表标高模型和矿床数值模型,以及设置帮坡角和技术经济参数约束条件,对某露天铁矿分别采用境界、采剥计划单独优化和境界、采剥计划同时优化的方法进行优化,得到单独优化时最优境界净现值为25.8亿元,同时优化时最优境界净现值为45.7亿元,实现利润净现值增加19.9亿元。结果表明:境界、采剥计划同时优化方法优于境界、采剥计划单独优化方法,能够为露天矿生产决策者提供有利的手段和可靠的参考。     

露天矿生产规模优化的经济动态评估方法

为实现经济动态评估、采剥总量均衡的露天矿生产规模优化,将露天境界优化与生产规模相结合,建立矿床地质数据库、矿床三维地质实体模型和块段品位模型,综合考虑矿床品位分布不均、资金时间及矿石价格的可变性等因素对境界优化和生产规模的影响,借助境界动态优化分析软件Whittle的Milawa算法,快速生成高质量批量的露天境界,并计算出不同境界方案下的矿山动态经济指标,选择出最优境界,模拟矿山经济运营情况,从技术经济角度优化出矿山生产规模和采剥顺序;在项目依托矿山包钢白云鄂博东介勒格勒铁矿的应用结果表明：该矿山最优生产规模为130万t/a,但在当前的市场环境下,投资收益率为7.58%,矿山开采经济风险很大。为矿山企业的决策提供了科学依据。     

露天矿生产规模优化的经济动态评估方法——以白云鄂博东介勒格勒铁矿为例

为实现经济动态评估、采剥总量均衡的露天矿生产规模优化,将露天境界优化与生产规模相结合,建立矿床地质数据库、矿床三维地质实体模型和块段品位模型,综合考虑矿床品位分布不均、资金时间及矿石价格的可变性等因素对境界优化和生产规模的影响,借助境界动态优化分析软件Whittle的Milawa算法,快速生成高质量批量的露天境界,并计算出不同境界方案下的矿山动态经济指标,选择出最优境界,模拟矿山经济运营情况,从技术经济角度优化出矿山生产规模和采剥顺序;在项目依托矿山包钢白云鄂博东介勒格勒铁矿的应用结果表明:该矿山最优生产规模为130万t/a,但在当前的市场环境下,投资收益率为7.58%,矿山开采经济风险很大。为矿山企业的决策提供了科学依据。     

基于NPV Scheduler软件的国外某铅锌矿露天境界优化

基于地质块体模型,采用NPV Scheduler软件对国外某铅锌矿露天境界进行优化,得到了该矿山的最优境界和采剥进度计划,为矿山露天开采和投资提供了技术方案和决策依据。     

露天开采环状推进采剥计划自动编制方法

针对露天矿开采计划编制存在的计算过程复杂、操作繁琐和实时性不高,从而导致配矿品质波动难以控制、开采量不合理、剥采比失衡等问题,提出了一种露天开采环状推进采剥计划自动编制方法。结合矿山开采现状,通过设置环状推进采剥开采计划目标、指定推进起始点位置,建立环状推进采剥模式下的开采计划自动编制数学模型,通过解算模型得到最优计划编制结果。该方法满足环状推进采剥模式下露天矿开采计划自动编制要求,实现在时间、空间、工艺约束下环状推进采剥计划的有序展开。计划编制结果同时满足矿石品质波动、采矿量和剥采比控制要求,保障了露天矿持续均衡生产和高效经济运营。     

团结沟露天采场采剥关系控制

团结沟露天采场在30多a的生产实践中,遵循露天矿采剥作业客观规律,通过采剥量的合理分配、采剥技术指标的超前控制,使日常生产中采剥关系得到了很好的控制。同时紧紧抓住生产剥采比的调整和均衡、采剥进度计划的编制、新水平的延深和准备等关键环节,处理好采剥工程发展的时空关系,使现场作业各台阶都能协调推进,避免了采剥关系的失调。团结沟露天采场的上述成功经验,可为其他类似矿山更好地开展露天采剥技术管理工作提供参考。     

基于Whittle的露天境界动态优化研究

开采境界圈定是露天矿山开采设计的基础，境界优化结果的优劣直接制约着矿山的整体发展效益。露天开采过程中面对的是复杂多变的地质岩体、无序的品位分布、多变的经济参数等一系列非线性动态问题，现有的主流境界优化方法未能有效考虑该类问题。为实现对露天矿山境界优化的经济动态评估以及矿山剥采均衡，将露天境界优化与地质品位、矿体赋存状态相结合，根据地质数据库采用SURPAC软件建立了矿体三维实体模型和块段品位模型。借助境界动态优化分析软件Whittle，并根据某矿山实际情况，将浮动圆锥法和LG图论法相结合，在一定的技术、经济指标条件下，生成了一系列不同价格对应的露天境界优化方案。根据矿山设计生产规模，对各个境界方案进行进度计划排产，同时考虑了资金的时间价值，引入贴现率指标，获得了各个方案的最大净现值，确定净现值最大的方案为最优方案。研究表明：该方案的提出，实现了动态条件下该矿山露天境界的高效动态优化，为露天矿山开采境界优化提供了新思路。     

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。     

白音诺尔铅锌矿Ⅰ号露天矿的建设经验

白音诺尔铅锌矿Ⅰ号露天矿 1992年开始自营建设 ,由于露天采矿成本高于地下采矿成本 ,于 1995年改为人工小境界露天开采。 1999年矿山采取对外公开招标的方式恢复该露天矿的建设和生产 ,经过施工单位一年半的建设 ,Ⅰ号露天矿达产 ,采剥成本大幅度下降 ,彻底解决了该露天矿严重剥采失调和采剥成本过高的问题 ,给我国偏远地区小型露天矿的建设提供了宝贵的经验     

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。     

基于3DMine的露天采矿设计

采矿设计是矿山建设和运营的一个关键环节。采矿设计需要综合考虑矿山资源状况、开采技术条件、矿产品销售价格、矿石开采及处理成本等多种因素,以实现经济效益最大化。目前三维矿床模型和采矿三维设计方法的完美结合使采矿设计更为简化,并可获得良好的动态效果。以利比里亚某铁矿为例,利用3Dmine三维矿业软件,建立了地表地形、矿体实体和块体模型。在此基础上进行了露天开采境界优化、开拓运输系统布置、采剥进度计划编制等采矿设计。结果直观反映了采矿设计方案及数据变化关系。同时讨论了不同矿石价格及不同台阶对露天境界的影响,分析了不同条件下剥采比的变化情况。在实际生产中,可根据不同情况适时调整露天开采境界,以实现最优的矿山经济效益。     

朝国露天矿动态复垦模式研究

为更好地改善和恢复朝国露天矿开采破坏的矿区生态环境,结合矿区的自然条件、开采技术条件和生态环境破坏预测,提出一种动态复垦模式。该动态复垦模式将矿区复垦工作动态地贯穿于采矿整个生命周期中,在采矿的设计、施工生产和闭坑不同阶段分别对采场、排土场、运输公路和工业场地进行复垦规划、动态复垦推进和剩余复垦,并在初期复垦结束后进行复垦效果评价与补充复垦。特别是在采场采剥期间,采用喷播绿化技术和覆土播种方法对采场台阶进行动态复垦,形成了边采矿边复垦的作业模式。针对目前矿区复垦存在的问题,进行了该动态复垦模式和采后复垦模式下的矿区复垦比较,结果表明该动态复垦模式可提前完成矿区复垦,且采场复垦效果好。建议矿区从现阶段开始依据该动态复垦模式进行复垦。     

露天矿区景观恢复与整治措施探讨

露天采矿破坏植被、土壤和上覆岩层,形成露天采场、排土场、尾矿库、工业场地等类型的景观混乱与破坏,如何有效治理和恢复矿区景观是亟待解决的问题。通过分析露天矿区重点景观受损区的类型、特点,及其对土地与生态环境的影响,探讨了露天矿区景观恢复原则与技术思路,并从地质环境综合治理和露天矿景观功能分区恢复2方面提出恢复的技术措施,为露天矿区景观恢复提供依据。     

露天转地下开采境界顶柱安全厚度研究

境界顶柱是露天开采和地下开采有序进行的保证,其合理的厚度对露天转地下具有重要意义。为确定新桥矿露天转地下境界顶柱安全厚度,运用厚跨比法、荷载传递线交汇法和结构力学方法对境界顶柱安全厚度进行理论分析与计算,并用ANSYS对不同跨度和不同境界顶柱厚度进行数值模拟。通过对理论计算和数值模拟结果的分析,得到了不同采空区跨度下的境界顶柱安全厚度。根据分析结果可以有效地确定矿山的境界顶柱厚度,为露天转地下安全生产提供可靠的指导。根据矿山30 m的实际开采跨度,推荐新桥矿的境界顶柱安全厚度为24 m。     

滦平县宝财铁矿地质环境评估及恢复治理研究

燕山山脉作为京津翼地区重要的生态屏障,生态战略意义重大。滦平县宝财铁矿的无序开采,矿区内采坑、残丘遍布,忽视了对矿山地质环境的保护,干旱季节,扬尘四起,已经构成沙尘暴及雾霾物质来源,对人民群众的生产生活和区域可持续发展造成了严重影响。通过现场调查评估,矿区内现存3处露天采场、2处残丘堆积、2处工业场地及矿区道路,总占地面积为111 114 m²,存在极大的地质灾害隐患和地貌景观破坏、土地资源压占损毁问题,生态修复已刻不容缓。故因地制宜,采取有效的工程手段,对遗留的采坑、高陡边坡、弃渣堆积、植被破坏等矿山地质环境问题进行了治理和修复,最大限度地对露天采场、料堆、矿区道路进行综合整治,治理后形成较大面积的可利用土地资源,共恢复坡面绿化面积184 221 m²。     

基于距离的开采区域规整性测度及其几点性质

基于距离的开采区域规整性测度是评价露天矿开采区域连续规整程度的一种指标,将其加入到一般的露天矿生产调度模型当中,可获得现实可行的露天矿生产调度方案。用定理的方式证明了这种开采区域规整性测度具有3点性质。即方形优先性、可平移性和可旋转性,从而从另一个角度证明了它的合理性,并为它的应用奠定了数理基础。