基于最小二乘法组合赋权-TOPSIS法的采矿方法优选

合理的采矿方法是实现地下矿山安全高效生产的前提，如何确定最优采矿方法是一个非常复杂的决策性难题。在G1法和熵值法及ATAN函数组合赋权基本理论的基础上，建立了基于最小二乘法组合赋权-TOPSIS法的综合评价模型。以某铁矿为工程背景，根据相关工程实践并结合矿体开采条件，初步确定了3种采矿方法：阶段空场嗣后充填采矿法(方法1)、分层充填采矿法(方法2)、分段空场嗣后充填采矿法(方法3);将经济效益、技术水平和安全保障作为一级层次结构模型，将由经济效益成本、生产技术水平和安全保障条件细分出的12个指标因素作为二级层次结构模型，据此构建采矿方法评价指标体系；采用G1法和熵值法分别计算3种采矿方法的主客观权重，进一步计算出组合主客观权重和相对贴近度，结果表明：3种采矿方法的相对贴近度分别为0.458 1、0.826 6和0.369 5,根据相对贴近度越大方案越优的原则，确定方法2即分层充填采矿法为该矿的最优采矿方法。现场工业试验结果表明，分层充填采矿法工艺简单且能保证回采安全，既降低了采场的损失贫化，又能实现生产目标，验证了该优选模型的合理性和可行性。     

基于熵权-理想点法的矿山生产规模优选研究

矿山生产规模的确定影响矿山的投资成本和开采设计方案,为了达到矿山的经济最大化,利用理想点法原理与熵权法赋值,得到了基于熵权-理想点法的矿山生产规模优选的数学模型。以某金属矿为研究对象,应用所建立的优选模型优化矿山生产规模,经模型计算得出该矿山最佳生产规模为47.5万t/a,本优选模型及优选结果可为同类矿山生产规模的优选提供借鉴。     

充填体覆盖层块度分布对无底柱分段崩落法矿石回收的影响

某矿山在下向分层胶结充填法转无底柱分段崩落法的过程中,冒落的胶结充填体形成了崩落法开采所需的散体覆盖层,由于充填体强度较低,在后续开采过程中受移动、挤压、摩擦等因素影响,其块度会变小,该现象对矿石回收效果的影响有待研究。根据实际采场分段高度、进路间距等参数按1∶100的相似比设计试验模型,以白云岩为矿石、铁矿石为充填物料,针对两种级配的充填体覆盖层共设计3组试验,其中试验1、3、5采用的充填物料级配与初始冒落块度分布相同,试验2、4、6采用的充填物料级配与二次破碎后块度分布相同,试验采用的矿石级配均与现场矿石块度分布相同,分别在1 595、1 580、1 565、1 546 m分段开展了放矿试验,结果表明：采用无贫化放矿时,充填体块度变小后矿石回收率、贫化率基本不变;采用低贫化放矿,当增大出矿量使贫化率升至7.6%时,充填体块度变小未对矿石回收效果产生明显影响;而在增大出矿量使贫化率超过10%时,小块充填体的增加对矿石回收效果的劣化影响明显。该结论可为类似矿山在开采过程中控制矿石的贫损提供借鉴。     

基于Visual Modflow对某尾矿PRB设计的参数优化

渗透反应墙(PRB)的设计是在水文地质数据充分的情况下建立水动力模型进行试验来确定的。由于水文条件随季节变化给PRB设计参数造成了误差。以某尾矿为例,在获得模拟区域整体水文地质数据之后,通过Visual Modflow建立了合理的数值模型。在验证模型合理的情况下,结合不同补给排泄条件下的模拟结果,合理预测了渗透反应墙安装位置、走向以及上部埋深。得出在尾矿库南部南偏东9°方向548 m以内安装渗透反应墙为适宜,且走向垂直于粒子追踪路径。渗透反应墙上部埋深范围取91.11 mh87.60 m。通过与传统方案参数在成本及修复作用作对比研究,得知基于Visual Modflow选取的渗透反应墙上部埋深及位置优于传统方案所取,两种方案的走向偏差较小,对地下水的修复及成本影响相差不大。所以基于Visual Modflow选取的PRB参数比传统方案参数更优,可为PRB设计的参数选择提供依据。     

基于模糊物元模型的中深孔爆破布孔优化研究

针对目前单一爆破布孔参数优化方法的主观性带来的误差或不合理等问题，提出了一种基于模糊物元模型与数值模拟相结合的中深孔爆破布孔参数优化综合评价方法。根据某矿实际条件确定出不同中深孔爆破布孔优化方案，利用ANSYS/LS-DYNA模拟研究了不同方案的岩石爆破效果，分析其爆炸应力波与爆炸裂纹的扩展规律；结合数值模拟结果，采用模糊物元模型对爆破方案进行优选，最终确定平均有效应力峰值、大块比例、粉矿比例、钻孔量、装药量、进路顶板拉应力6个评价指标，优选结果表明：扇形炮孔数目为9孔时，关联度最大，为0.746,该方案爆破效果最佳。     

地应力效应下某矿中深孔爆破参数优化研究

合理的爆破参数是取得良好爆破效果的保证，是实现无底柱分段崩落法安全、高效开采的前提与基础。针对目前无底柱分段崩落法首采进路的首排炮孔中深孔爆破参数设计均未考虑地应力的影响，进而造成爆破块度分布不均匀以及眉线破坏的问题，以扇形炮孔中间的3个特征炮孔为研究对象，首先分析了无底柱分段崩落法开采过程中的围岩应力变化情况，随后利用ANSYS/LS-DYNA模拟了不同围岩地应力条件下的岩石爆破效果，结果表明：随着水平构造应力增加，扇形炮孔之间的矿岩爆破有效应力减小，而自由面附近的矿岩爆破有效应力逐渐增加。无地应力荷载下的孔底距取值为2.2～2.4 m,最小抵抗线取值为1.5 m,当地应力荷载逐渐增大到原岩构造应力时，此时孔底距取值为2.2～2.3 m,最小抵抗线可以取到1.5～1.8 m。在此基础上，对首采进路/首排炮孔爆破参数进行优化，并在某矿山1580中段23^#进路前几排炮孔进行了现场应用，结果表明，崩落矿体爆堆集中，崩落矿石块度较均匀，眉线破坏情况得到改善。研究结果可为类似矿山中深孔爆破参数优化提供参考依据。