第六章双品位指标异步滚动整体优化法.ppt

矿山技术指标整体动态优化法,,1矿山技术指标系统,所谓“矿山技术指标”（或称矿山经营参数）,是指可以人为地加以调整，用以控制矿山的生产，进而影响矿山效益的一些指标，以铁矿为例，如，圈定矿体的品位指标、开采方式、采矿方法、年产规模、采矿损失率、贫化率、入选品位、磨矿细度、选矿回收率、精矿品位、精矿产率、选冶回收率、烧结矿品位、焦比、高炉利用系数、生铁产量等,1矿山技术指标系统,矿山生产已形成一个严密的系统。指标密切联系，相互制约，一个指标的变动，会引起一系列指标的相应变动。如，圈定矿体的品位指标提高，则矿石平均品位高（但矿石储量少）；采出矿石的品位（即入选品位）也高，可提高精矿品位，这是有利的；但同时采出矿石量将减少，精矿产量也可能减少，使矿山成本提高，这又是不利的。再如提高贫化率，似乎不利，但往往可使损失率降低，又是有利的,2矿山技术指标系统的特点,矿床的储量和品位随着品位指标的变化而变化；对于崩落采矿法等，损失率可随着贫化率的变化而变化；贫化率又随着出矿截止品位的变化而变化；入选品位又随着品位指标及贫化率的变化而变化；产率或选比和精矿品位又随着入选品位的变化而变化；这些变化又都将影响整个矿山生产经营的经济效益和资源回收效益。在经济分析中如不考虑这种动态性，而用平均值参加计算分析，就可能得出不可靠的结论,矿山技术指标系统的特点,实行多目标优化决策的必要性经济效益和资源回收效益存在着互相制约的关系，“鱼和熊掌不可得兼”，只能通过多目标优化决策，使两者达到相对的最佳,3矿床某些工业指标,边界品位是划分矿石与非矿石界线的有用组分含量的最低要求，是圈定矿体计算储量的重要依据。是以单个样品的品位作为衡量的标准。工业品位全称为块段最低工业可采平均品位，是划分工业矿体与非工业矿体界线的标准。一般是按单个勘探工程所揭露地段用此指标圈定工业矿体。边际品位是对“选别开采单元”的最低可采平均品位的要求。矿体最小可采厚度一定技术经济条件下，可供开采的矿体的最小厚度。夹石剔除厚度最低工业米百分值矿体真厚度与品位的乘积。级差品位指标是对矿山不同生产准备阶段，按照“扣除前序费用”的理论，通过技术经济分析，变原工业品位指标为生产准备阶段相适应的工业品位指标系列。P84页。,确定工业品位和边界品位的传统方法,价格法确定品位指标的缺点其公式举例如下ScSxC––––––––––;可变换为C1－）PScSx1－）P式中，c-品位指标Sc–采矿成本/吨矿Sx–选矿成本/吨矿–贫化率–选矿回收率P–精矿中吨金属价格从公式可见，价格法的实质是以单位矿石的某种盈亏平衡品位为准，确定品位指标。这种方法较简便，但有以下缺陷,4双品位指标异步滚动整体优化,原则1整体化以系统论为指导,将品位、损失率、贫化率、入选品位与选比、烧结品位等作为一个整体进行优化（2）动态化建立上述各指标间动态联系的数学模型；除静态评价外，还进行动态评价；编制专用软件，供矿山在市场条件变化时实现动态优化。（3）多目标决策选取合理技术指标时，既考虑经济效益决策目标，也考虑资源回收的社会效益，用模糊综合评判的方法，进行多目标决策。（4）数据处理和分析计算的计算机化。,原理和方法,1储量模型的建立思路储量大体积大探矿工程多采样多样长长。统计各品位样品总长，反算体积，反算储量。,①进行矿石品位的频率统计②绘制品位频率分布曲线图，确定品位分布的概率密度函数③对统计数据进行滤波处理,④确定品位分布的概率密度函数,常见的有以下几种函数（a）服从正态分布的函数，其函数式为,,b服从左偏对数正态分布的函数，其函数式为,,σ─lnx-c的均方差；υ─lnx-c的均值,c服从右偏对数正态分布的函数，其函数式为,,σ─lnc-x的均方差；υ─lnc-x的均值,d两个正态分布函数叠加的函数,（5）建立以品位为自变量求矿石体重的数学模型（6）建立以积分法求储量和平均品位的数学模型①积分法求储量的数模为,,,,公式1,公式2,②积分法求平均品位的数模为,（7）通过回归分析建立求储量和平均品位的数学模型建立以边界品位和工业品位为自变量求储量和平均品位的模型,以上（公式1）、（公式2）式虽然已经可以用来计算储量和平均品位，但是不便于进行综合技术经济分析时使用。为此，可通过回归分析，在保证回归精度的前提下，进一步建立以边界品位和工业品位为自变量求矿体储量和平均品位的数学模型。具体方法是先用（公式1）、（公式2）式计算出若干个（如40～60个，视使用时的需要而定）可能出现的边界品位和工业品位方案下的矿体储量和平均品位，这样每个方案即可形成一个数据组，对这些数据组进行回归分析即可得到所需要的模型。,2建立以边品和工品为自变量求开采损失率和贫化率的数学模型3建立以入选品位为自变量求选比和精矿品位的数学模型4建立综合技术经济分析模型5进行多目标优化决策,,μXij第i方案对第j目标的隶属程度，即模糊隶属度；Xij第i方案下第j个决策目标的计算值；Xjmin所有方案中第j个决策目标的最小值；Xjmax所有方案中第j个决策目标的最大值。,对诸如总利润、净现值、资源回收总量等取值越大，对总目标的贡献也越大的目标，可选择以下隶属函数,对诸如能耗之类的取值越大，对总目标贡献越小的目标，则可选择如下的隶属函数,,用以上隶属函数计算各品位指标方案下各个决策目标值的隶属度以后，计算它们的加权平均值，对第i个具体的决策方案，其综合隶属度的计算如下式所示,,案例1酒钢技术经济指标优化,背景材料矿山地质情况有二个矿区,镜铁山矿桦树沟矿区共有七个矿带，黑沟矿区有二个矿带，矿石主要由镜铁矿（地表部分氧化为褐铁矿）、菱铁矿、碧玉与重晶石组成，多为混合矿石，除地表风化破碎外，均较稳定，矿石体重3.5-3.8t/m3，岩石体重2.9t/m3，矿石松散系数1.53，矿石自然安息角4013，矿石具有中贫、高硫，成份复杂，颗粒好及坚硬等特点，矿床平均TFe含量为37.86-37.31,矿山现行品位指标和储量,黑沟矿区和桦树沟矿区现行边界品位为20，工业品位为25，今后10年内黑沟消耗储量3580万吨，采出矿量2350万吨；桦树沟消耗储量5230.8万吨，采出矿量3140万吨。今后10年内各矿体表内矿、表外矿储量及品位见表,,,矿山开采工艺,桦树沟无底柱分段崩落法采矿，设计能力500万吨/年，2008年计划产量280万吨，井下原矿经粗、中破筛分后，50mm以上的矿石直接进入保温矿仓或露天矿仓装火车运至选厂，-50mm以下的矿石经过预选后入保温矿仓装火车运至选厂。黑沟区露采，设计能力300万吨/年，2008年计划产量150万吨，开拓方案为3400m水平以上采用采区溜井一窄轨平硐运输方案，以下采用主溜井一斜井胶带运输方案，矿石由采场汽车运输至采区溜井下放至3400主运输水平，经粗破后通过主溜井一斜井胶带，再经中破-胶带运输至保温矿仓装火车运至选厂。矿山至选厂运距76公里。,,,选矿工艺,酒钢选矿厂的生产工艺过程分块矿竖炉焙烧弱磁选阳离子反浮选和粉矿强磁选两大系统，主要有矿石筛分，磁化焙烧，磨矿分级，选别，脱水等作业。目前弱磁精矿品位可以达到60左右，强磁精矿品位49左右，综合精矿品位55％左右，尾矿品位20左右。自产的精矿全部用作烧结矿。,,,炼铁工艺,酒钢炼铁主要工艺流程是铁料和焦炭经料车从炉顶装入高炉，热电鼓风机冷风经热风炉加热从风口鼓入高炉，原煤经磨煤机加工成煤粉后由风口喷入。这样铁料、焦炭和热风在炉内逆向运动，经过一系列物理化学反应，最终生成铁水、炉渣、煤气。铁水和炉渣由铁口排出分别装入铁水罐和渣罐送炼钢和渣场。煤气经炉顶煤气管道通过动力厂净化处理后进入煤气总管。酒钢本部现有1800m3、1000m3高炉各一座，450m3高炉4座，2006年1800m3高炉利用系数为2.129t/m3.d，入炉焦比430Kg/t，喷煤比132.05Kg/t，综合焦比535.5Kg/t；1000m3高炉利用系数达到了2.591t/m3.d，入炉焦比416.55Kg/t，喷煤比170.641Kg/t，综合焦比553Kg/t；450m3高炉利用系数为3.01t/m3d，入炉焦比465Kg/t，喷煤比125Kg/t，综合焦比565Kg/t。,优化任务,两个矿区生产技术指标是否合理对两矿区生产技术指标优化,优化目标,本系统设置精矿金属量和生铁利润两个优化目标。选取这两个决策目标，既考虑了经济效益，也考虑矿产资源回收效益。由于有多个优化目标，对技术指标进行优化决策时，采用了模糊综合评判法进行多目标决策。权重设置为精矿金属量0.4生铁利润0.6,,,储量模型的建立,,