分析采矿方法选择中模糊数学的应用.pdf

2 Q 1 Q 工 C h i n a N e w T e c h n o l o g i e s a n d P r o d u c t s 工 业 技 术 分析采矿方法选择中模糊数学的应用 张 磊 山西平朔集 团井工一矿 综采队 ， 山西 朔州0 3 6 0 0 6 摘要 本文详细论述了采矿方法的选择原理以及在决定采矿方法中模糊数学的具体运用 ， 给 出了用模糊数学原理来优选 采矿方法的理论计算和实际操作的具体步骤。 关键词 模糊数 学； 采矿方法； 选择 中图分类号 T D 8 5 文献标识码 A 1采矿方法选择原理 在决定矿山方案的选择 中， 我们先要 根据矿山开采 的适宜条件， 并依据相似优 先 比选出几种适合的方案 ， 然后运用模糊 数学的相关知识 ， 通过科学 、 具体 、 严密的 运算从中选出最佳的开采方案。 在运用模 糊数学进行分析过程 中， 我们需要认真分 析运算中的每一个参数 ， 比如矿山的相对 权系数 、 经济指标权系数等。在分析过程 中， 我们还要认真对待权系数矩阵。系数 矩阵带有一定的随机性 ， 为此我们通常 的 做法是利用层次分析来确定权系数矩阵 ， 这就在一定程 度上提高 了权系数矩阵 的 精确度， 进而增大 了运用模糊上学来选择 采矿方案的准确率。 同时我们还要尽量精 确地计算隶属度矩阵 ， 隶属度矩阵精确与 否体现着预测经济指标的合理与否 。 2应用模糊数学的采矿方法选择步骤 在实际应用中， 采矿选择方法分两步 进行 1 在技术方案中初选。 2 应用模 糊数学终选。 2 ． 1 技术方案中初选的具体步骤 在实际的采矿方法确定过程中 ， 往往 事先确定几个 与开采条件相适宜技术 方 案。然后在这几个方案中选 出最佳 的一 个。为此， 我们首先对采矿 中的一些 目标 做出数学上的假设 。如以 目标矿山定为 U 。 ， 我们做 出的方案分别记作 U ， U ， U 3 u ， u 5 ， u 6 ， u 7 ， u 8 ， u 9 ⋯⋯ ， 它们与 u 0 的相似程度 可用海明距离来进行描述 o≤ 【 I1 一 U o 】 其 中 i 1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 5 ， 6 ， 7 ， 8 ， 9⋯⋯ ， d m 为第 i 个方案与 目标矿山的海明距离。 由此 ， 我们可以得 出相似优先 比得数学表 达式 一 dj o 进而， 我们得出模糊数学矩阵 R 其元素 r ii 0 ≤r ii ≤l 然后我们根据模糊数学 的有 关知识 和相似优先 比原理 ， 初步确定 出 3至 5个 在技术上 比较可行的采矿方案。 2 ． 2运用模糊数学对上述采矿方案进 行终选 首先 ， 我们要分析各个方案的经济指 标。 综合考虑采矿的经济条件 、 技术条件 、 管理条件 ， 并根据初选所确定的几个方案 一 1 3 2 - 中国新技术新产品 与 目标矿山的相似程度来预测 目标矿 山 的经济指标。其计算公式为 n ∑cq y li 公式 中， ∞； 是矿 山所对应的权 系数 ； Y 为类似矿山的经济指标； y为目标矿山 的经济指标 。然后我们运 用模糊数学 知 识 ， 推导出模糊关系方程 A B B 。 式中， A 是 目标矿山的隶属度矩阵 ； B为类似矿山 权 系数隶属度矩阵； B是类似矿山开采技 术条件隶属度矩 阵。在计算经济指标时， 若此方程的解集为空集 ， 则 我们需删 除某 一 备选方案， 直到该方程有解为止。 接下来我们用模糊数学进行综合评 判 ， 所用到的方程为 CW R 式中， R代表隶属度矩阵； C代表各方 案的相对优选度矩 阵； w 代表各指标的权 系数矩 阵。其 中 w 的计算方法采用几何 平均法。 据此， 我们构造判断矩阵 x 式中， x 。 ． 表示 x 。 对 x j 的重要程度 X 1 1 X 1 2 ⋯Xl n X2 l X 2 2 ⋯X 2 n X H l X 2 ⋯ X ， H 构造判断矩阵后 ， 我们可以根据 r i⋯一 x i f r ] [ ij t ,2 ，3 ⋯ ， n V 得到权系数 。 3应用案例 3 ． 1 工程背景 本案例所研究矿体 的各项具体参数 为 南西西 一北东东走 向， 倾 向j E 北西方 向，其倾角经过计算在 8 。一2 0 0 。范围 内， 其平均值在 1 0 o ～1 1 。之间， 有着相 对稳定的厚度，其理论估计值为 3 ． 7 4 k m 。 走向 1 4 k m， 宽 4 ～6 k m， 面积 6 0 k m， 底板为 石英砂岩， 顶板为砂岩、 页岩、 泥灰岩； 稳 定性较好。 结合采矿企业 自身的经济技术 条件以及该矿体实际条件， 初步考虑采用 房柱法 、 液压支护法 、 充填 法等 三种方案 来进行开采。 3 ．2指标权系数计算 根据不同采矿方法的指标体系我们 建立层次结构模型， 利用层次分析法确定 各影响因素的权重。并由此推断出三种方 案的经济指标 1 房柱法 ， 生产能力 t／ d 为 2 8 ， 采矿工效 t ／ 工班 为 3 ， 损 失率为 8 ％， 贫化率为 1 5 ％， 采切 比 m ／ k t 为 1 5 ； 2 液压支护法 ， 生产能力 t ／ d 为 4 5 ， 采矿 工效 t ／ 工班 为 1 0 ， 损失率为 1 8 ％， 贫化 率为 2 5 ％， 采切 比 m ／ k t 为 1 4 ， 根据三种 方案 的经济指标我们可 以进行权 系数计 算 ； 3 充填法 ， 生产能 力 t ／ a 为 2 5 ， 采矿 工效 t ， 工班 为 2 ， 损失率为 1 0 ％， 贫化率 为 2 0 ％， 采切 I t m ／ k t 为 2 0 。 3 ． 3 隶属度矩阵计算 隶属度矩阵是根据采切 比、生产能 力 、 贫化率 、 采矿工效 、 损失率等五个定性 指标计算 出来的。 l 【 】 o 5 o 5 0 o o 0 5 O o ． 5 o ． 5 o l O ． 5 1 3 ． 4 根据模糊数学 的运算结果。我们 得出相对选择率结果 C u 0 O ． 7 0 9 ， 0 ． 6 0 5 ， 0 ． 5 9 6 根据上述结果 ， 我们可 以明显看出方 案 1 的优选度大于方案 2与方案 3的优 选度。故根据最大隶属度原则 ， 我们决定 采用方案一 即房柱法进行矿山开采。 结语 运用数学原理去解决企业 中的决策 、 管理问题已经成为现代社会发展的必然趋 势 ， 尤其是今年来 ， 模糊数学在采矿方法选 择上的应用成为了现代采矿企业 的热潮 。 鉴于此种情况 ， 本文详细论述了当代采矿 企业选择采矿方法的原理 ，选择采矿方法 的具体操作步骤 ，并着重分析了模糊数学 在其中的运用 ，推导并论证了模糊数学在 其中原理作用，最后通过实际生产中的例 子， 加以具体说明， 使得模糊数学更加通俗 易懂， 以期模糊数学的广泛应用。 参考文献 ⋯赵彬 ， 王新民 ， 张钦礼 ． 新桥硫铁矿采矿 方法模糊选择[ J ] ． 安徽理工大学学报 自然 科 学版 ． 2 0 0 8 0 4 ． f 2 1 ． 1 智超． 模 糊数 学在采矿 方法选择 上的 应用f J 1 ．金属矿 山， 1 9 8 6 0 3 ． 【 3 】 杨铴林 ， 蔡海涛．模糊数 学在采矿方法选 择中的应用[ J ] ． 湖南有色金属， 1 9 8 6 o 6 ．