采矿方法选择中的工程判断.pdf

- ． 二 第 1 j卷 第 1 期 1 9 9 5年 3月 矿 业研 究 开发 MI NI ；R ＆ D Vo1 1 jNo ．1 M a r c h 1 9 9 5 ／ 弓 一 采矿方法选 择中的工程判断 刘 城东 长 沙矿山研究院 3 s弓 要由于 采矿方法选择 受诸 多因素影响 和制约 ，难 于建 立一个用数 学或力学模 型的方法加 以处理 。 实践证 明 ，在 采矿 方法选择 中用工程 判 断 比 精 确 计 算 更 为实 用 。本 文 通 过 实 例 ，说 明 采矿 方 法 选 择 中 I 程 判 断 ，壬 墨 专 家 桌 体 判 断 辑 矽 关 键 词墨 芏 法 ． ．壬 墨 割 虹专 家 桌 体 判 断， d ，干 ， Z矽 矽 ／ 在地下矿床的开 采中 ，选择正 确的采矿方法 ，在很大程 度上决定着整 个矿山的经济效 益 ，采矿方法选择不 当也将给 国家造成 损失 。但是 ，由于采 矿方 法的选择 受到诸多因素的 影响和制约 ，如开 采的地质条件 、资源 回收利 用、生产规模 、矿石 品位 、设备 选用 、地表 维护及生态环境保护 等 。因此 ，地 下矿山的最优采矿方法是 一个不 易确定 的问题 。 一 般地说 ，在诸 多影 响因素 中 ，开采 的地 质和技术条件 是主要影 响因素 。最优采矿方 法必须在满 足这 个主要因素的 同时能够统筹兼顾 。矿体 赋存 条件 的特殊性决 定了开采时的 _ 不同的采矿方法 ，就 是在两个 赋存条件相似 的矿体 开采中 ，同一种采矿方 法的应用也会各 有其特 点。我们看到 ，开 采的地 质和技术条件 本身就是 一个复杂 的集 合体 ，它包括矿体赋 存状况 ，采矿过 程中地下情况 的变化 ，岩体 的各种 力学性质 和它 的破 坏机 理 ，大量崩矿的 爆破 及 出矿 ，充填方 法 及充填体 作用 ，采 场支 护及空场的形 成和 处理 ，地表水对开采的影 响等等 。由于各种 因索交互影响 ， 很难建 立 一个简 单的模 型用数学或力学的方法 加以处理 。 实践证 明，在采矿方法选 择中正确的工 程判断往往 比精确的计算 更为重要 。 采 矿方 法选 择 中传统 的方法是经验类 比法 ，近年发展起 来的数值法在弥补经验类 比法 的不 足方面起到 了一 定的作用 ， 而采 用室 内相 似模 型选 择采矿方法 则在 国内外均 属鲜见 。 本 文通过 实例 说明 ，在 采矿方法选择 中工程 判断起着决定性作 用 。 1 工程判断的应用 采矿方法选择 中的工程判断是指 人们主要 根据 自己的经 验 ，同时借鉴别 人的经验 如 资料对所研究 的对象 一个地下矿体 的开采 作 出的采矿方法选择设计 。 1 ． 1 经验 类比 法中的工程判断 经验类 比法选择 采矿方法是 长期 沿用 的主 要方法 。其基本过程是根据 矿 1奉的开采条件 以及所要求达到 的生 产规模 ，参 照类 似矿体 的开 采经验 ，初选 出几 个方 案 ，最后 由技 术经 济分 析来决 定其舍取 这种凭 借直接和 间接经验作 出的采矿方 法选 择就是工程 判断 的结 果 。 在这 里 ，从 多个方 案的初选到最 终一 个方 案的确定都离不开设计 人 员的判断 ，其中包括各 回采参数的确定和 主要技术经济 指标的选取 。 摘 维普资讯 1 4 矿业研究与开发 第 1 5卷 用经验 类 比法选 择采矿方法 ， 设 计人 员要做 大量 的资料查 阅 、 方案 比较 工作 然而 ，尽 管如 此 ，人们发现 所选 的采矿方 案有时仍有 失误 ，这 主要是个 人经验的局限性和 主观 因素 过多 带来 的片面性 造成 的 1 ． 2 数值 优化 法中的工程 判断 鉴于采矿方法选 择的不 易确定性 ，也 为克 服经验类 比法 的主观 片面性 ，近年来人们作 了许 多有益 的探讨 ，开拓 了一系 列数值 方 法 ，希望 能够把各种 不确 定因素用数学方法定量 地加 以比较 ，从而 在采矿方法选 择中作 出最 优的抉择 。如价值工 程法 、层次分析法 、多 目 标决策法等。我们看到，数值法在采矿方法选择中虽然发挥了一定的作用，但还远不能取 代经验类比法。当数值计算中各比较方案的主要数据是人们根据经验给定的时 ，数值法只 能作为经验类比法的补充和说明，并不能纠正它的失误。其次，数值计算过程中各影响因 素 基本上是单独 作用的 ，很难顾 及它们之 间的交互 影响 ，这表 明了数值 法的不成熟 。 在某矿的采矿方法可行性研究中 ，作为一种辅助手段，用价值工程法对初选方案进行 了评 价 见附表 ，积分高者为忧 。这 种集专家的经验作 出的抉 择有较大 的可靠性 。它的不 足是 各指标 选取的正确性对方 案选择有较大 的影响。 毋 庸置疑 ，今后的数值研 究的发展将 使采矿方法选择建立在更 为科学的基础之上 。 附表韧选方 案的1 f } 值 工程 评1 f } 注 1 5分制评分 } 2 接 。 1 强制功 能值 比因素最高评分置投； 3 周豪评分精果与 札 强制功彘值均为专家平均 值； 4 得分 评分 权周 子 1 ． 3 相似模拟 中的工程判断 用相似模拟选择 采矿方法与 工程 判断 的关 系不密切 ，但它可 以把 经过上述二 种方 法选 定的采矿方法再经相 似模拟试验加 以论证 ，亦 即把工程 判断 的结果加 以论证 。 维普资讯 第 1期 划城 为 求 J 浩 选 拌 r 0 削 惭 用相似模拟选 择采矿 方法 有可能避免 失误 ， 但是 采矿方法 的相似模 拟应是立体模拟 ， 要 求把 复杂的开采 地质条件 都考 虑进 去是一 个难 以解决 的问题 ， 这是几何 相似 力学相似、 运 动相似均不能做 到 的。其 次 ，模型的制作难度 大 ，费用高 ，时 间长 。所 以 ，在国 内还 没有 用相似模拟选 择采矿方法 的先例 ，国外也 是鲜 见的 。 应该指 出，立体相似模型 对于一种新采矿方法的应用是有价值的，因为人们还没有用 这种方法采矿 的经验 ，经过相似模拟 可以指导 现场采矿 。我院制作的武钢金 山店铁矿矿块 自然 铺落法 室 内立体 模拟 为此作 出了有益 的探 索 。 2 工程判 断的完善 综上所述 ，在 采矿 方法选择中工程 判断起着 主 导作用。运 用经 验类 比法的过程就是 一 个判断过程 ，数值 法也 是依据人们的判断进行计 算优化 的。所 以 ，工程判断在采矿方法选 择中有着 一定的实 际意义 ，需要进 一步 加以完善 。如前述 ，强调工程判断 的重要 ，就是 因 为它能够对影 响采 矿方 法选择的诸多因 素予 以综 合考虑 ，统筹 兼顾 ，从而作 出 比较符合实 际的抉择 。显然 ，判断的正确决定 了所 选采矿方祛 的 正确。工程判断强调经验 的重要 ，正 确的 判断依赖于 丰富的经 验 因此 ，在 采矿 方法选择 中应特别加强专家的 判断 ，在此基础 上完 善数值 优化法 一 般 ，我们 可把采矿方法选择 中的工程 判断分为 二个阶段 ，初 选方案 阶段设计 人员 的 判断和最终 确定方 案阶段 专家的判断 评 价 。 在初选 阶段 ．可能出现判断失误的情况有 三种 1 韧选 的几个方 案是可行 的，但经 技术经济分析后得到的并不是其中最优方案，这里 的判断失误在于技术经济分析中一些难 以定量 的指 标上 ； 2 初选方案 中有不可行 的 ，而 技术 经济 分析后 选定了这个方案 ，这主 要是主 观片面性 的影响所致 ； 3 最优方 案根 本未 入初选 方案之中 ，开采的地质条件和技 术条件 十分复 杂以致于很难 寻找一种理 想的采 矿方 法将是 判断失误的重要 原 因。这三种可 能 的失误必须得 到纠正 ，否则带到矿 山生产中去将造成 经济 损失 作 为探讨 ．我们举一个例子 。某金矿 ， 矿石 品位和 矿体形状变化很大 ， 矿体 急倾 斜 ， 矿 岩 很不 稳固 ，平 均品位小 于 g ／ t ，平 均厚度小 于 3 m，地表允许崩落 ，雨季大水渗入采场 会使 矿岩泥化 ，要求生 产能 力为 1 5 0 t ／ a ．初选 采矿 方 案三 个 干式充填法 、小分段 自然崩 落法 、分 层崩 落法 。初选推荐小分段 自然崩落法 为试验方 案 。 地下采矿是 一项集诸多单项工程 爆破工 程 、支 护工 程、地面 保护 工程等 于一体 的 综合 工程 ，个 人经 验的局限性 ，数值法 的局限性 ，主 观因素多带来 的片面性均有可能使初 选 阶段 出现判 断失误 。避免和纠正 失误 昂好 办法是专 家的对初选方 案作出客观 的评价 。即 使初 选方 案 正确 ，羟专家 的评 价可使其 更趋完善 。专 家评 价是必不可少的一环 ，最终确定 的采 矿方 法是 专家们综合 判断 的结果 。 就判断而 言 ，首先是对采矿方法技 术上是否 可行 作 出判断 ，不仅如此 ，一种采 矿方 法 在生产 中可能 产生的经济效益 的好 坏也 是可 以作出定性判断的 。最优采矿方法 衡量 的标 准 是在生 产中能取 得最好的效益 ，即 以最低 的成 本最大 限度的采出矿物 技术上不行的方法 谈不上 会有好 的效 益 ，适应性强 的方法未 必效益就 最好 ，但效益好的方法则 一定是适 应性 强 的 。 维普资讯 矿业研究与开发 第 l 5卷 在采矿方法选择中，计算也是必不可少的 。抓住主要问题进行计算和分析，往往可以 给正 确的判断 以充实和说明 ，甚至可 以纠正错误 的判断 。但是 ，如果 判断 错了 ，而计算 又 未抓住关键问题 ，则这种计算再精确也无济于事 我国曾在二个矿山试验过混凝土假顶下 向分层空场法。由于假顶不能对围岩提供有效的支撑 ，围岩垮塌导致试验中止。这里判断 失误表现在对假顶的作用估计过高以及对围 岩的力学性质和破坏机理认识不足 从而使 得对混凝土假顶强度的设计和计算显得毫无意义。 曾有人指出，设计师的职责并不在于精确的计算 ，而在于正确的判断。探索一种把专 家评价与数值计算相结合的方法 ， 建议专家评价系统并使之不断完善， 以简化判断程序， 优 化 判断过程 ，使工 程判断 建立在更科学 ，更完 美的基础 之上 ，应是采矿 方法选择 的发展方 向。 ●考文献 十 L H o c k 岩石地下工程 ． 连志升等译 ． 北京；冶金工业出版杜 ，1 9 8 6年 2月 AN ENGI NEERI NG J UDGEM ENT I N S ELECTI ON OF M I N I NG M ETH0D Li u Ch e n g do n g Ch a n g s h a I n s t i t u t e o f M i n i n g Re s e a r c h ABS TRACT I t i s d i f f i c u l t t o e s t a bl i s h a s i mp l e mo d e l whi c h t h e ma t h e ma t i c o r mec h a n i c a l me t h o d c a n b e u s e d i n t h e s e l e c t i o n I f m i n i n g me t h o d，d u e t o ma n y i n f l u e n c e a n d C O n - s t r a i n t f a c t o r s ，Th e pr a c t i c e h a s s h o wn t h a t t h e u s e o f e n g i n e e r i n g j u d g e me n t i n t h e s e l e c t i o n o f mi n i n g me t h o d i s mo r e i np o r t a n t t h a n t h a t o f a c c u r a t e c a l c u l a t i o n． Th e e x a mp l e p r e s e n t e d i n t hi s p a p e r d e mo n s t r a t e s t h e i mp o r t a n c e a n d ne c e s s i t y of e ng i n g g r i n g j u d g e me n t i n t h e s e l e c t i o n o f mi n i n g me t h o d． KE Y WOR DS Mi n i n g me t h o d，E n g i n e e r i n g j u d g e me n t ，Ex p d r t g r o u p j u d g e n e n t 维普资讯