采矿方法优化选择的灰色方案决策分析.pdf

第 4卷 第 2 期 2 0 0 6年 4月 矿 业 工 程 M i n i ng Eng i n e e r i ng 2 7 采矿方法优化选择的灰色方案决策分析 罗华军 陈林隆。 廖德兴 1 ．江西铜业公司永平铜矿，江西 铅山 3 3 4 5 0 6 ； 2 ．浙江宏途交通建设有限公司，浙江 杭州 3 i 0 0 0 0 摘要地下采矿方法选择是一个多 目标多属性的决策问题，采用灰色方案决策方法对蒙阴戴蒙金刚石 矿采矿方法选择 的各影 响因素进行定量分析 ，合理地 确定 出各方案 的相对优势 比，决 策结果 表明 了该方 法 的可靠性和实用性 。 关键词 采矿方法 ；优化选择 ；方案决策 }效果测度 0 引言 中图分类号 T D 8 7 4 ． 1 文献标识码 A 文章编 号 在矿山开采过程 中，采矿 方法选 择 的合理与 否直接 影 响到开采投资、生产效率 、回收率和安全运行。传统选择 方法⋯对各影响因素 只做 了定性分 析 ，由于选择 的复 杂性 和人 们认 识的多样性 、主观性 ，所做 出 的评 价不 可能 完全 一 致 。因此 ，为克服 传统选择 方法 的不 足 ，本文采 用灰 色 方案决策分析法对蒙阴戴蒙金刚石矿进行采矿方法优化选 择 ，使定性与定量 分析相 结合 ，从 而科 学、合理地 做 出决 策 。 1 地 质条件 1 ． 1 矿 山概 况 蒙阴戴蒙金刚石矿是我 国第一 座原 生金刚 石矿 ，也 是 我国最大的天然金刚石采选联合企业。其储量和年产量均 约占全国的 5 O 。该 矿 1 9 7 0年 7月 投 产开 采红 旗 1 脉 ， 采用 地下 开采方法，设 计生产 能力 2万克拉／ a 。1 9 7 2年筹 建开采胜利 1 岩管，采用露天开采方法，开采深度1 0 0 r n ， 最终开采标高1 7 0 r n ，范围长约1 3 6 r n 。宽约4 6 r n ，边坡 角4 5 。 。目前露天开采已完毕，正转入地下开采基建。 1 ． 2 地质条件 矿床地质。矿床 由大 、小岩管和 2 脉组成 ，三者 于一4 0 n l 处合 并。大岩 管水平 断 面为 似椭 圆形，长 轴 1 0 0 r n ，短轴5 0 r n ，向下至l 1 O 、6 0 r n 中段，标高其长 轴 7 o ～7 5 r n ，短轴 3 O ～3 5 n l 。长轴 走 向约 3 0 0 。 ，倾 角 8 5 。 以上 ，倾 向不定 ，总 体形状为 管状 ，而且 向深部延 深 管状 由大 变小。小 岩管在 平面上距大岩管 1 5 ～2 0 IT I ，地表形 态 似一向北伏卧的尾瘦体肥头尖的 “ 鸽子” ，受控矿构造形态 所制 约 ，矿体边 界显示了追踪裂隙延 展 的特 点 ，矿体 长 8 O ～ 9 0 I T I ，宽从 3 O ～1 5 IT I 至尖灭 2 脉在空间上和小岩管 实为一体，是超基性岩管边部侧列的裂隙中而形成的矿脉， 由尖灭侧若干个 自然小脉体组成 ，矿脉走向 2 5 。 ，倾 向为南 东 。大 、小岩管及岩脉的围岩均为片麻岩 ，稳固性 较好。 水文与工程地质 。矿 区地表 水 系不发 育 ，由露 天 收稿 日期 ；2 0 0 5 1 0 2 9 作者简介 罗华军 1 9 7 7 一 ，男 汉族 ，江西瑞昌人，江西铜业 公司永平铜矿 ，主要从事采矿技术工作 ，初级职称 转入地下开采后，坑内涌水主要来源是降雨渗漏和基岩裂 隙水 。部分地段受 构造影 响地下水 有承 压现 象。矿体 的南 部有破碎带，钻孔有坍塌掉块现象，在矿体与围岩交界处 裂隙 、破碎带 十分 发育。 2 灰色方案决策[ 叫] 灰色方案决策的核心是 多 目标 决策 的单 目标化 ，即将 方案的多个 目标值通过目标效果测度化为单一 目标值，即 方 案的综 合效 果测 度，从定量 的角度 进行方 案优化 。 设事 件为 “ ，对 策为 6 ， ，其 二元 组 合 嘶，6 ， 称 为 方案。若有事件 ，n ，⋯，‰。有对策 b ， ，b ，⋯，6 ， 则对 于同一事 件 0 ，可 以用 b ，6 ，⋯，6 等 17 1 个对策去 应对 ，于是构成 n ，6 ， n ， ，b 2 ．⋯ 。 “ ，b 等 个 方案 ，将这些方 案构成如下矩 阵 F UI l Uj ⋯Uj ， ] M l i l l L ， U ⋯UII, { 则 M 称为决策矩阵。 由于各种 目标 U 的量纲 不 同 ， 应进行 无量 纲 化。由 式 i 、 2 进行无 量纲化得到方案的效果测度 r 上限效果测度 即决策目标越大越好 r r 一 L ≤u 1 下限效果测度 即决策 目标越小越好 r ‘一 u ≥u 2 u 对矩 阵 帆 各数据处理构成 目标方案决策矩阵 Ⅵ， r j z⋯ 一 ．J ] l I n I ； ； ；l 。 ⋯ J 然后把对策 6 ， 相关的效果测度 r ；， 综合起来， 形成综合测度 [ r f ≥ ] 。由于在多目标决策中，各效果测度 一对目标的综合测度影响程度不同，即 r 一∑ ； ， 3 式中C i 各效果测度的权重值。表示各效果测度对对 策 6 ， 的重要性 程 度 。权重 值 的确定 存在 不确 定性 ，其 方法有多种 ，如专 家系统 和层次分 析法等。 由各 方 案 综 合 效 果 测 度 构 成 多 目标 方 案 决 策 矩 阵 维普资讯 2 8 矿 业 工 程 第4 卷 第2 期 M ∑ M z r ， r ， ⋯， r ] 4 其中最大的综合效果测度 ma x r 董 ；对应的第 种 对策即为最优对策 ，且优势 比为 r -r A r ， 5 3 采矿方法的灰色方案决策分析 本次设计 为开采该矿 区1 7 O ～一4 0 m范 围内矿体 ，设 计年产金刚石 1 o万克拉。矿 体为不规则的 3部 分组成 ，形 状复杂，倾角为急倾斜，厚度变化大，有黏结性，要求 回 收率高 ，贫化率低 且 该矿 为露天 转地 下开采 ，须尽 可能 连续过渡，因此推荐采用两种采矿方法，即无底柱分段崩 落法和分层胶结充填法。其各项指标对比见表 1 。 对于该设计提出来的两种采矿方法方案，将各影响因 素 即各项指标对采矿 方法选择 的影 响量化 其 中的定性 指标。定性指标定量化时，可将因素指标分成 5个等级， 并由表 2所列赋值标准给出评定值 ，当因素指标介于两个 等级之间时 ，评定值取这两个等级评定值之 间的值 。 将定性指标定量化后，由各项评价指标 事件，n 。 和开拓方案 对策 ，b 组成方案 ，构成决策矩 阵 叫 9,5 。7 7 3 3 4 3】 。 广 1 1 0 ．9 91 1 1 0． 931 Ⅵ “ 一 L- o ． 6 6 7 o ． 9 4 8 1 o ． 9 3 8 o ． 9 4 1 1 采用模糊层次分析法确定 a f 一 0 ． 1 1 6 1 ， o ． 1 0 6 5 ， 0 ． 0 8 4 0， 0 ． 0 9 6 9 ， 0 ． 0 9 0 4， 0 ． 1 0 6 5 ， 0． 07 09， 0． 07 75， 0． 061 0， 0 ．06 1 0， 0． 05 06， 0．0 35 4， 0 ．0 43 3 利用矩阵 M ，按式 3 计算出各方案的综合效果 测度，并将计算结果排列成多目标方案决策矩阵 M [ r 至 ； ． ，r ] [ o ． 9 0 2 1 ，0 ． 8 6 4 8 ] 从上述多 目标方案决策矩阵 M E 可知 ，最 大综合效 果 测度 r ． ⋯ r { o ． 9 0 2 1 ，即斜井对角式开拓方案为 最优方案 ，且两种方 案相 对优势比为 1 ． 0 0 0 0 ． 9 5 9 。 综上分析，该矿选择无底柱分段崩落法开采。 4 结语 通过对传统采矿 方法 选择 只做定 性分 析 的缺 陷，采用 灰色方案决策分析法对蒙阴戴蒙金刚石矿采矿方法进行 了 表 1 两种方案各项指标对 比 应用效 果测 度公式 ，对决 策矩阵 M 各数 据处理 ，构 成 目 标的方案决策矩阵 M， c 『 0 ．％ 3 0．4 2 9 l 0 ．5 1 0．6 67 l 1． 1 1 0 ． 5 7 1 1 0 ． 4 2 9 1 0 ． 4 2 9 l 优化选择，使定性与定量分析相结合，结果表明了方法的 可靠性和实用性 。该方 法也适 用 于其它 矿 山采 矿方 法选择 的决 策分 析 参考 文献 [ 1 ] 解世俊 ． 矿床开采理论与实践 [ M]．北京冶金工业出版 社 ，1 9 9 0 ． [ 2 ] 邓聚龙 ．灰色决策与拓扑空 间 [ A]．灰色 系统与农 业论 文 集 [ c J ，l 9 8 4 1 2 ． [ 3 ] 傅立 灰色系统理论及其 应用 [ M]．北 京 科学技 术文 献出版社 ，l 9 9 l 2 9 6 ～3 i 0 ． [ 4 ] 邓聚龙 ．灰色理论教程 [ M]．武汉 华 中理工大学出版社， 1 9 8 5 ． [ 5 ] 谭跃进 ．系统工程原 理 [ M]．长 沙国防科技 大学 ，1 9 9 9 一 l 1 ． [ 6 ] 林锦 国 ． AHP中 O ，2 EM 法与 1 ／ 9 ，9 E M 法 的比较 研究 [ J ] 系统 工程理论 与实践 ，1 9 9 4 5 6 4 6 9 ． App l i c a t i o n o f g r a y s c he m e d e c i s i o n me t h o d i n s e l e c t i o n o p t i mi z a t i o n o f mi n i n g a l t e r n a t i v e s L U O Hu a - j f i n ‘ ，C HE N L i n l o n g 2 ，L I A O D e - x i n g 2 1 ． Yo n g p i n g Co p p e r Mi n e o f J i a n g x i C op p e r Mi n i n g Co ． Lt d ．，Qi a n s h a n 3 3 4 5 0 6 ； 2 ． Z h e j i a n g Ho n g t u T r a f f i c C o n s t r u c t i o n C o ． L t d ． ，Ha n g z h o u 3 1 0 0 0 0 。C h i n a Ab s t r a c t Th e s e l e c t i o n o f mi n i n g a l t e r n a t i v e s i s a n d e c i s i o n i s s u e c o n c e r n i n g m u l t i p l e t a r g e t s a n d a t t r i b u t e s ．Th e q u a n t i t a t i v e a n a l y s i s o f f a c t o r s i n f l u e n c i n g s e l e c t i o n o f mi n i n g a l t e r n a t i v e s f o r Da i me n g Di a mo n d M i n e i s ma d e u s i n g Gr a y S c h e me De c i s i o n M e t h o d ． Th r o u g h t h i s me t h o d， t h e a d v a n t a g e s o f d i f f e r e n t mi n i n g a l t e r n a t i v e s a r e r e a s o n a b l y c o m p a r e d ．Th e f i n a l d e c i s i o n s h o ws t h a t t h e me t h o d i s r e l i a b l e a n d p r a c t i c a b l e ． Ke y wo r d s mi n i n g a l t e r n a t i v e s ；o p t i mi z a t i o n＆ s e l e c t i o n t d e c i s i o n - ma k i n g o f s c h e ma ；me a s u r i n g o f e f f e c t i v e n e s s 维普资讯