采矿方法选择的灰色局势决策.pdf

S e r i No． 2 6 8 0c t o b e r 1 9 9 8 金 属 矿 山 METAI M I NE 总 第2 6 8 期 1 9 9 8 年 第 1 0期 采矿工程 一 i 采 矿方法选择的灰色 局势决策 -／ ．王至 墓 原丕 业 量 翟 墨 监 关 键 词 兰 王 三￡ 苎 芏 啦 孟 兰 ／ Gr e y S t a t e S t r a t e g i c D e c i s i o n f o r t h e S e l e c t i o n o f Mi n i n g Me t h o d s Wa n g J u n y i n g Z h u W e i d o n g Yu a n P i y e Qi n g d a o I n s t i t u t e o fA r c h i t e t u r e E n g i n e e r i n g Ab s t r a c t T o s c i e n t i f i c a l l y s e l e c t t h e mi n i n g me t h o d s I o r u n d e r g r o u n d mi n e s a n d t o e o m p r e h e n s i v e l y c o n s i d e r t h e r is e s i n t h e d e t e r mi n a t i o n o f p a r a me t e r s o f e c o n o mi c b e n e fi t c a l c u l a t i o n a n d t h e s a f e t y f a c t o r s b esi d e s t h e e c o n o mi c b e n e f i t s ． a me t h o d o f g r e y s t a t e s t r a t e g i c d e c is i o n h a s b e e n i n t r o d u c e d i n t o t h e s e l e c t i o n o f mi n i n g me t h od s I o r t h e u n d e r g r o u n d m in s s 。；a s t o q u a n t i t a t i v e l y t r e a t v o u s i n i l u e n c e i a c t o r s i n t h e s e l ec t io n of t h e mi n i n g me t h o d s a n d t o c o mp a r e t h e v a r i o u s a l t e r n a t i v e s Ke y w o r d s Un d e r g r o u n d mi n i n g ， Mi n in g m e t h od ． S t a r e s t r a t e 4 g i c d e c is i o n ． Me a s u r e o f e ff ec t 地下矿 山采矿方 法的选择， 往往受到多种 因素的影 响， 如地 质条 件、 采矿方 法的技 术要 求、 安全等。常用的选 择方 法是采用类 比法确 定经济指标 ． 进行多方案的技术经济比较， 该方 法有 许 多不 足 。 1 参与 比较的采矿方法的经济技术指标 值的选取 ， 主要有两种途径 一是采用类 比法， 二是采用计算机数学模拟方法。 类比法即参考类似矿山或矿块的经济技术 指标来确 定新矿 山或矿块 的各项经济 技术指 标。然而矿床的赋存条件是千变万化 的， 没有 任何 两矿 山矿体的赋存条件完全一致， 同一矿 山不 同矿块往往亦有所不同。因而参考类似矿 山或矿块的经济技术指标很难准确选取新矿山 或矿块 的经济技术指标， 据此计算 的矿块开采 利税额就有一定的 有时是 比较大的 误差。 采用计算机数学模拟 的方法， 针对新 矿山 4 或矿块进行矿块开采及放矿的模拟， 当然是很 具体的， 并且针对性强， 很好地反映了矿山或矿 块开采中采用的各种采矿方法的经济技术指标 高低及所获利税额高低的规律。但它同样存在 两个 问题 首先， 计算机数学模拟的结果， 其 实 质是一期望值 ； 其次， 计算机数学模拟可以不考 虑矿 山的实际管理水平和方案的可操作性 ， 往 往是矿 山管理和控制比较复杂的方案经济技术 指标最好。而这些方案中有的在矿山 目前管理 条件和相应的设备条件 如品位化验等 下是 根 本无法实现的； 有些尽管能够实现 ， 但其经济技 术指标必然大受影响。 2 影 响采矿方法的一些 其它因素， 如安 全程度、 矿块生产能力、 通 风条件等， 并没有在 壬军英 青 岛建筑 工程学院 资源开发与 利矸 ； 研 究所． 工程 师 2 6 6 5 2 0山京省青 岛市薛家岛 维普资讯 王军英等 采矿方法选择的灰 色局势决策 1 9 9 8年第 l O期 采 出矿石总利税额中体现出来。而这些因素同 样也影响矿床开采效果。随着矿体赋存条件和 矿床开采技术条件的变化， 有 时可能转化 为主 要影响因素。 当其它影响因素对采矿方法选择影响很大 时。 往往在采矿初选时 已经考虑， 删除了那些因 受这些因素影响而明显不合理的方案； 在虽后 参与经济 比较的方案 中， 这 些因素对矿床开采 效果 的影响也是不同的， 即同样影响各参与比 较的采矿方法的相对优势 比， 特别当其相对优 势 比整别不大时 实际 中往往如此 ， 更 应予以 综合考虑， 才能得到合理 的结果。 3 矿块 的投 产时 间、 结束时间影 响了资 金的时间价值， 也应予以适当考虑 。 为克服以上存在 的不足。 本文 采用灰 色局 势决策来进行采矿方法的选择， 以避免传统选 择方法的误选风险。 l 采矿方法选择 的灰色局势分析 对于参与 比较 的各采矿方案， 将各影 响因 素对矿床或矿块开采的影响合理量化其中的定 性因素。由各项评价指标 事件，a 和采矿方 案 对策， b 组成局势， 将每个评价采矿方案的 指标值排列成如下矩阵 l uh ， ui 2 ， ⋯⋯， ui l M ㈤1 ⋯ ⋯I L U I ，L ， 2 ， ⋯ ⋯，L j 由于矩阵中的采矿方法选择 的指标 U； 量纲是不同的， 应进行无量纲化。 由下式进行无 量纲化得到局势的效果测度 r r r ， 1 U 一 ， 2 式中 某方案某指标的一局势效果值 ； u 【 。 分别是 L 中的最大值和 最小值。 当效果值 【 越大， 效果 测度值 r 亦 越大时 即效果越好 ， 用 1 式计算 ； 当效 果值 越小， 而效果测度值 r 越大时， 用 2 式计算。 对矩 阵 M㈨ 各数据处理， 构成 目标的局势 决策矩阵 M㈤ r r i l ， ， ⋯⋯， ] I I M c l⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 1 ． L r 1 ， r 2 ， ⋯⋯ ， r m j 然后应把各采矿 方法方案 对策， b 相关 的效 果 冽 度 r ； 综 合 起 来，形 成 综 台测 度 [ J ] ， 由于各效果测度 r 对 目标的综合测 度影响程度不同， 因而采用下式计算 r ∑ c r ， 式中 C ， 各效果测度的权重值， 表示 各效 果测度对方案选 择的重要性程度。 权重值 对方 案选择 评价有 举足轻 重的作 用， 如是人为确定， 往往会带 有主观随意性， 影 响客观地选择采矿方法， 应采用专家系统的方 法 确定 。 由各方案的综合效果测度构成多 目标的局 势决策矩阵 [ M ， ] M 】 [ r ， r ， ⋯ 一 ， r ， ]． 其中虽大的综合效果测度 m a x r z 对应的采 矿方法方案 第 种对策即为虽优方案， 且各 对策优势 比为 r r ． - ⋯ r 对事件 技术经济指标等， a ． 的选取， 应对 影响采矿 方法选 择的 各技 术经 济指 标综合分 析． 这包括 1 指标要完全， 即能全面地反 映采 矿方 法对矿块开采的影响， 包括安全等因素 ； 2 对于相互有影响且有的内涵相互包含 的指标， 应选取主要指标， 如“ 矿石回收率” 、 “ 矿 石贫化率” 等指标最 终影响 了采 出矿石总利税 额指标后， “ 矿石损失贫化” 指标就不宜再选取 ； 3 “ 采出矿石总利税额” 是影响采矿方法 的主要 因素， 在采矿方法选择 中， 即对事件的选 取中， 必须选择此因素， 才能保证采矿方法选择 - 5 - 维普资讯 总 第2 6 8期 金 属 矿 山 1 9 9 8年 第 1 0期 的合理性和科学性。 2实例分析 某铁矿山 一1 6 0 m 西 区 6 6 2 5矿块， 矿体 厚度 7 ～ 1 3 m、 倾角 7 2 。 ～ 9 O 。 ， 矿石和围岩 中 等稳固， 矿石含铁 6 O ． 6 5 ％． 围岩含铁 l 1 ％。经 过采矿方法初选 后， 参 与经济 比较的三种采矿 方法为 有底柱阶段崩落法 、 无底柱分段崩落法 和这两种方法的联合 以下称“ 联合法” 。三种 采矿方法 的主要技术经济指标如表 1 。 采用的事件、 对策和局势的效果等见表 2 。 表 1 三 种采 矿方法的主要技术经济指标 项 瓣 台 法 注 表中技术数据为计算机模拟结果 经济指标为矿山内部指标 表 2 选择采矿方法 的局势效果 计算求得局势对策 1 ～ 4目标的决策矩砗 分 别 如下 M⋯ [ r { r i { r ] [ 1 0 0 0 0 0 ． 7 2 0 2 O 9 1 3 4 ] M 2 1[ r r ； r 舞 ] [ 0 9 5 1 0 ． 9 7 ] M 3 1 [ r r r ’ ] [ 1 O 9 0 0 ． 9 6 ] M[ 4 1[ r 4 r 2 r 器 ’ ] [ 0 ． 7 4 5 8 1 0 ． 8 8 0 0 ] 采用专家系统分析方法， 确定 C ， 0 5 4 7 O 1 5 6 0 ， 1 1 4 0 1 8 3 则局 势对 4个 目标的 决策矩 阵 中各元 素分 别为 4 r ∑c r I 0 ． 9 4 5 7 。 i l 4 r ∑ ’ 0 ． 8 3 5 5 一 J l 4 r ∑ 0 9 2 1 4 1 l 局势对 4个 目标的矩阵如下 M{ [ 堰} ，r r ] [ O ． 9 5 7 O 0 ． 8 3 5 5 0 ． 9 2 1 4 ] 使用这两种选择方法得出的三种采矿方法 的相对优势如表 3所示。 表 3 三种采矿方法的相对优势 选 择 方 法 阶段崩落法 无底柱分段崩落法联台法 因而， 选择有底柱阶段崩落法是合理的， 并 且三 种 采 矿 方 法 合 理 的 相 对 优 势 比 应 是 1 0． 8 8 3 5 0． 9 7 4 3 。 3结论 通过 以上论述， 我们得到如下结论 1 采出方法选择中， 采出矿石的总利税额 是必须要考虑的最重要的因素， 但各不同采矿方 法的相对优势还受到许多其它因素的影响； 【 2 应定量 比较各因素对不同采矿方法 的 相对优势影响， 特别在矿块开采利税额接近时． 应将各影响因素量化 比较 ； 3 采矿 方法选择 应采用 系统工 程的方 法， 量化定性因素， 进行定量综合分析 比较， 全 面科学地反映各采矿方法方案的相对优势 比， 正确选择采矿方法， 避免了误选的风险。 参考文献 1 邓聚龙灰色 系统 理 论教 程 ．武 _慢 华 中理 工大 学 出版 社． 1 9 8 5 2李富乎改进有 色关联 分析 法选择 采矿方 法 ．末北大学 学报 I 9 9 2 ． 2 收稿 E I 期 1 9 9 8 0 6 一 O 2 维普资讯