东乡铜矿V矿体采矿方法模糊优选.pdf

J 口 一心 第 卷 第 ’ 期 南方冶金学院学报 V 。 ， № - [ 9 9 4 年 3 月 J O UR NA L O F S OU T H E R N I NS T I T U T E O F ME T A L L UR G Y M a r ．； 1 9 94 东 乡铜矿V矿体采矿方法模糊优选 饶 运 章 矿 业 系 - 7 “ 6 工一 f 摘 要 用 多 目标决策法对 东乡铜矿 即将开采的V矿 体的采矿法进行模糊优选，并用徐 罗曹李法和极小解正规路径递归筛选法解决了权重难以分配问题．得出了对东乡铜 矿 及其它矿床采矿法选择具有 实用价值和普遍意义的科学结论 ． 关键词多 目标决策法，综合评判 ，采矿 方法，模糊优选 与 同z V善 于 铸 ， ’ 1 东乡铜矿V矿体地质条件 V矿 体 是 东 乡铜矿 规模最大的原生硫化铜矿体 ，矿量l 6 万多吨，占全矿总矿量的5 I ． 矿 体走 向E w ，倾 向S E，倾 角4 0 。 ～5 0 。 ， 一走 向长 l 2 0 0 m，埋 藏标高0～一4 5 0 m，平 均厚 l 4． 6 9 m． 主要 有用元素有Cu．Co ．B i ．Ag ．Au 等 ． 平均品位 C u I ． 3 3 、Ag 3 1 ． 3 g ／ t 、 Au 0 ． 1 g ／ t ． 矿 石 类 型 以黄铜黄铁矿为主 ，其中胶状 黄铁矿占3 0 4 0 ，且分布广，有 自燃 性 ， 预 计 自燃 采 场最高温度6 0 ～7 0 ℃． 矿体受Ft 、F 破碎 带控制 ，部分矿岩较破碎，节 理 ，裂隙较发育 ． 矿石稳固性 中稳偏差 ，普氏系数， 3 8 ， 自然安息角3 8 。 ． 上盘围岩主要有 硅化岩、粉砂岩 、破碎花岗斑岩等 ，f 3 ～1 0 j下盘围岩主要有牯土岩、粉砂岩，石英砂岩 等 ，， 2 ～5 深部最大值 1 5 ． 地表有数百亩 良田、一条矿山外运铁路专线和一条四季常流的 农 灌河 淘 ． 2 多目标决策法选择采矿法原理 采 矿 方法 是 矿床开采成败的关键 ，直接影响到矿山企业的经济效益 ， 采矿法选择得正确 与否，取决于其决策方法 ． 目前 ．选择采矿法的决 策方法主要有传统法和数值优化法 层次分 析法、价值工程法 。多 目标决策法等 ． 本研究 用的是多 目标决策法选择V矿体采矿法 ， 多 目标 决 策 法 选择采矿法步骤⋯ 首先，根据矿床的地质条件和开采技术条件，提出若 干备 选 采 矿 法组 成 备选集 ．并以待设计矿床为固定样本，计算各备选采矿法的模糊贴近度 相似序号 ，初选出一组可供采用的采矿法 其次．通过求解模糊关系方程 ，得到各参考矿 山的权值 ，并推测出各初选采矿法的技经指标 最后，用综台评判原则优选出待设计矿床的 采矿法及其技经指标 ． 选择中用计算机完成全部 汁算过程 ，这不仅免去 繁 杂数据 的手工处理，而且实现 了 ， 选 择 指 标，评判指标的量化，计算采用 自编的F OR r R AN程序．在Gw一 0 5 2 0 H机上调试通过 ． 徜 期 9 9 3 一 日 6 0 9 车文作者讲师 维普资讯 第l s 卷第1 期 饶运章 东乡铜矿V 矿体采矿方法模糊优选 程序框 图见附图 输入备选采矿法和待设计矿床的地质、开 采条件 ，计算相似优先 比矩 阵R和各备选 采矿法的模糊贴近度，得初选采矿法 输入参考矿 山的地质、开采条件和技经指 标，求解模糊关系方程得参考矿山权值 ， l经模糊变换得初选采矿法技经指标 l 【 一 l综合评判，优选出最佳采矿法及技经指标l i 一 l 结束 l 附图计算程序框 图 3 V旷体采矿法模糊优选 3 ． 1 用相似优先 比法柳选采矿法方案 据 文 献【 2 3 ] 并结合V矿体地质、开采条件 ，本文仅选列三种非常适用且用传统法难分 选 优 劣 的采矿 法 分段空场事后一次充填法 ， 、上向分层充填法 t 和下向分层胶结充 填 法 Aa 组 成备选 集，对那些明显不适用的采矿法 如崩落法类 不列入备选集，各备选 采 矿 法 的 主要 九种 地质、开采条件 用 Ct 、Cz 、⋯⋯ c ． 表示 见表 1 ，为计算机运算方便 ， 用一些特殊数 字表示各种条件 ，含义如下 裹1 备选采矿法、V矿体地质开采条件及麓值 维普资讯 南方 冶金 学院学报 1 9 9 4 年3 月 1 9 0 0 一 表示 矿岩极稳固、急倾 、极厚、高品位 、无 自燃矿体及充填类采矿法 ；5 0 0 一 表 示矿岩 中等稳 固、倾斜、中厚 、中等品位矿体及空场类采矿法 ；1 0 0 一 表示矿岩极不稳固、水 平 微倾 、极薄、低品位、 自燃性矿体及 崩落类采矿法 ． 2 对适应条件 不限 的采矿法 ，视具体情况赋予与 固定样本相 同或相近的值 ． 以V矿 体 为 固定 样本 轧 ．计算各备选采矿法每一条件的相似优先 比矩阵R及其模糊贴 近度 见表2 ． 表2 备选采矿法每一条件相似序号及序号总和 R 一 m3 ，备选采矿法 个数 一 f 1 ， 2 - 3 d “ A - d - j 1 ，2 ， 3 ．⋯． 9 1 一 d l 墨 一五 l 产l 墨 一x 式中 固定样本的某一地质开采条件 1 2 a 2 b 3 3 b 五 第f 种采矿法相应 的地质开采条件 x， 第』 种采矿法相应的地质开采条件 将 各 备 选 采 矿法每一条件对应 的序号相 加，得各备选采矿法 的综合相似程度 序号总 和 ． 选取 阈值 为1 7 ，从而初选出二种可供选用的采矿法 分段空场事后一次充填法 l J 和 上向分层充 填法 A ． 由于 充填 法 含胶结充填和水砂充填方案 ，充填法 回采矿块时又有矿房和矿柱之分 ． 所以 V矿体回采时可供选 用的采矿法有如表3 所列的四个方案组合 表3 V矿体的回采方 案 3 ． 2 求解模糊关系方程推测方案的技经指标 、 V矿 体 的 回采 虽 然采用表3 某种方案．但其技经指标要从 类似 条件的参考矿山的统计 资料 中优选 ． 优选的方法是 ； 对各参考矿山的技经指标加权计算． 权值的大小取决于各参考矿 一 维普资讯 第1 5 卷第l 期 饶运章 东乡铜矿V 矿体采矿方法模糊优选 1 3 山地质开采条件与V矿体地质开采条件的相似程度 ． 为此 ，本文对 四种 方案分 别选取三 个参 考矿 山、七个地质 开采条件并赋 予相应 的数值 赋值原则同表1 ．此处略 ，构成 由地质开采条件组成的模糊关 系方程 B wo A 4 式 中 B一 b m，这表示V矿体地质开采条件 n 一1 ，2 ，⋯．7 y ； W。 ，这表示参 考矿 山权值 m一1 ，2 ，3 ； A 一 ，这表示 由参考矿山地质开采条件组成的模糊相关矩阵 ． 用镲罗曹李法“ 和极小解正规路径递归筛选法 求解方程 4 ，得到各参考矿山相应的权值W ． 表 4 ． 表4 各方案参考矿山的技经指标及权值 取 各参 考矿 山 的主 要 七个技经指标 表4 作为各方寰的技经指标 ．用 5 式进行模糊变 换 ．从而得到各方案的推测技经指标 见表5 ． 3 一 W 。 五r 5 l l 式 中 方案的技经指标 Z 1 ，2 ，⋯7 ； W 参考矿 山的权值 由 4 解得 见表4 j _z 参 考矿 山的技经指标 1 ，2 ，3 3 ． 3 用 多目标决策法进行方案终选 用多 目标决策法进行综合评判时，为使不同类型的指标具有可 比性 ．同类型指标用相对 偏差S． 表示 s 孚 6 维普资讯 1 4 南方冶空学院学报 1 9 9 4 年3 月 式中 基准值 ．ma x f 。 ， 方 案的指标 因素 ． 至此 ，用综合评判原则 的加权均方根法 7 式 ．便 可进行方案的最终优选 K 一 、 ／ ／ ，c ／ r I l 式 中 置广 - 一 各方案的综合评判值 ； r一 赋予各指标因素的权重 见表s J 广归一化权重， c 一 ／ 1 1 7 ．指标因素个数 ． 】一 I 由 7 式 计 算各方 案的综合评 判结果是 K r 一0 ． 4 9；K 0 ． 7 0 ；K。 0 ． 9 2 ；K 一 1 ． 6 1 ． 说 明 I 方案最优 ． 4 采矿方法 案 多目标决策选择法评价 1 用 多 目标决策法 籍助计算机运算 作为选择采矿方法 案 的决策方法 ，使选择过程 中的许多定性 因素变成定量因素 ，实现 了定性 向定量的转变 ；把计算过程编成计算机程序 ． 实 现 了传 统手算 向现 代计 算手段的 飞跃 ． 计 算手段的现 代化 ．又使 得同时参 与 比较的方 法 案 可以很多 ，从而为采矿方法 案 及其技经指标 的选择提供 了更为宽广 的选择范围 ． 2 采 矿方法 案 的综合评判，是参与 比较的全部因素和指标 的综合评价 ．这就避免了 传统作法 中某一、二个指标 主宰方案选择的弊端 ．也摆脱了传统作法中方案选择受设计者知 识水平、经验能力甚至主观意断等的制约，使采矿方法 案 的选择更具科学性、准确性 ． 参考文献 1 云庆夏 黄光球．张永高 ． 化工矿山技术． 1 9 8 6 5 ； 2 5 2 采 矿手册编 委舍编 ． 采矿 手册 ． 北京 冶金 工业 出版社 ， 1 9 9 0 ． 1 3 0 ～2 8 6 3 事运埋，周曩主编 ． 矿床采矿方法型谱 ． 长沙； 湖南省冶金工业厅．1 9 8 5 ． 9 6 1 1 0 ，1 7 6 ～2 O 9 4 贺忡雄编 ． 模糊数学厦其应用． 天津 天津科学技术出版社．1 9 8 3 ． 2 1 1 ～2 1 5 5 北师大散学系编 ． 模糊数学讲义． 北京 北京师范大学出版社．1 9 8 6 ． 9 2 1 2 3 ■ 骘 婴 维普资讯 t l ● I - 第l s 卷第1 期 饶运章 东乡铜矿V矿体采矿方法模糊优选 l 5 Fuz z y Op t i n mm Se e k i n g f o r M i n i ng M e t ho d o f Don gXi a ng Co p pe r M i n e V Or e b od y Ra o Yu n z ha n g f De p a r t me n t o f M i n i ng Abs t r a c t I n t hi s p a p e r ，t he mi ni n g me t hod o f Do ng Xi a ng Co p p e r M i ne V Or e b od y i s Fuz z i l y o p t i m i z e d wi t h mul t i p u r p o s e d e c i s i o n me t ho d ． Th e d i ffi c ul t Pr o b l e m o f we i g ht d i s t r i b u t i o n is s o l v e d wi t h Xu La0 Ch a o - Li me t h o d a nd t h e r e c u r r e n c e s c r e e ni ng me t ho d o f t h e l o we s t s o l u t i o n r e g u l a r wa y s ，A c o nc l u s i o n wi t h p r a c t i c a l v a l u e a n d uni v e r s a l s i g n i fic a nc e i s d r a wn o n t he mi n i n g me t ho d s e l e c t i o n i n Do ng Xi a n g Co p pe r M i ne a n d o t he r mi ne s ． Ke y wo l N mu l t i p u r p o s e d e c isi o n me t h o d ， c o mp r e h e n s i v ei u d g me n t ， mi n i g me t h o d ， f u zzy o p t i mu m s e e k i ng 维普资讯