基于模糊灰色理论的采矿方法选择.pdf

I S S N 1 6 7 l一2 9 o o CN 431 3 4 7 ／TD 采矿技术第 l O卷第 2期 Mi n i n g Te c h n o l o g y，Vo 1 ．1 0， No． 2 2 0 1 0年 3月 Ma r ．2 01 0 基 于 模 糊 灰 色 理 论 的 采 矿 方 法 选 择 罗传 兴 广西华锡集团铜坑矿 ， 广西 河池市5 4 7 2 0 5 摘要 利用模糊灰色方案决策理论对采矿方法进行选择 ， 能够避免采矿方法选择的主观 性。针对铜坑矿 9 2号矿体的开采技术条件 ， 初选确定了深孔房柱法、 无底柱分段崩落法 和垂直连续采矿法 3种方案 ， 利用模糊灰色理论， 选择 了 1 1个技术指标综合比对 3种采 矿方法， 确定了在该矿选用垂直深孔连续采矿法开采。 关键词 灰色方案 ； 采矿方法选择 ； 技 术指标 采矿方法选择 的传统方法对各影响因素只做定 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。为克服传统 选择方法的不足 ， 本文采用模糊灰色方案决策分析 法对大厂铜坑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 、 合理地作出决策。 1 采矿方法选择的影响因素 采矿方法 的选择主要依据矿山具体的矿体赋存 条件和技术经济条件 ， 其 中矿床 的地质条件是采矿 方法选择 的主要影 响因素。主要 的地质因素有 矿 石和围岩 的稳 固性 ； 矿石和围岩的自燃性 ， 结块性和 氧化性 ； 矿体产状。而影响采矿方 法选择的技术经 济条件因素主要有 地 表崩落 的可能性 ； 加工部 门 选矿 、 冶炼 对矿石 的技术要求 ； 设备及 材料的供 应情况 ； 企业的规模及管理水平等。 从我国矿山建设 的经验来看 ， 在初步设计 中正 确选择采矿方法对矿山企业能否按时达产 ， 起着决 定性的作用。所选的采矿方法应满足以下几点基本 要 求 1 生产安全 ， 环保 ， 劳动条件好 ； 2 选矿对矿石的要求 ； 3 市场对矿石量的要求 ； 4 机械化程度高， 生产能力大， 劳动效率高； 5 回采工艺简单 ， 矿石损失率和贫化率低 ； 6 采矿成本低 ， 材料消耗少 ， 经济效益好 ； 7 管理方便 ， 合理充分地利用矿产资源 。 2 模糊灰色理论 模糊灰色方案决策是将方案 的多个 目标值通过 目标效果测度化为单一 目标值来实现方案的综合效 果测度 ， 对于 目标定性描述的采用模糊理论作定量 化处理 ， 从定量的角度进行方案优化。 设事件 。 ， 对 策 b 1 ， 二元组合 口 ， b 为方案 。 若事件 Ⅱ ， 0 ， n 3 ⋯口 ， 有对策 b ， b ， b ⋯b ， 则对 于 同一事件 n ， 可用 b ， b ， b ， ⋯b 等 m个对策应对 ， 构 成 n i ， b ， 口 ， b ⋯ o ， b 等 m个方案矩阵 u 12 U ln 】 1 。 ⋯ j 则 M⋯称为决策矩阵。 对 U ， 进行无量纲化计算出效果测度 r ， 。 堋测度 瓦U Zm in L u i ≥ i T N g g 将 式 2 代 入 式 1 得 效 果 测 度决 策 矩 阵 M 1 ， ㈤ f ⋯ 1 c 3 对对策 b i 进行效果测度处理， 形成综合测度 卜∑ 4 式中， c 为效果测度权值 ， 表示各效果测度对对策 6 的重要度 ， 由专家系统或层次分析法等确定 。 各方案综合效果测度构成决策矩阵 M 厂 ∑ ∑ ∑] M ∑ I ⋯ I 5 L r ∑ r ∑ r ∑ J 8 采矿技术 其 中 最 大 的 综 合 效 果 测 度 m a x 对 应 的 第 种对策即为最优对策。 3 采矿方法决策模型 铜坑锡矿床由细脉带 、 9 l号矿体和 9 2号矿体 立体组成。目前， 9 2号矿体为主要开采对象， 其完 整性受 9 1 号矿体开采影响， 其直接顶板为开采 9 l 号矿体时的胶结或者非胶结的空区充填体 ， 甚至是 未充填的采空区。目前采用的采矿方法为留连续矿 柱空场法 非重叠区 和组合式崩落法 重叠区 ， 这 两种采矿方法都存在着矿柱不能安全高效回收 ， 资 源损失大， 采空区处理技术难度大、 成本高， 采场顶 板控制困难 ， 易诱发大规模地压等一系列问题。 针对 9 2号矿体的开采技术条件， 有必要创新传 统的采矿技术与工艺 ， 提高资源 回收率和生产效率。 以无轨设备中深孔房柱法 、 无底柱分段崩落法、 垂直 深孔连续采矿法为研究 目标 ， 建立模糊灰色决策方 案， 开展采矿方法的优选研究 ， 3种采矿方法的各项 技术经济决策指标参数值见表 1 。 3 ． 2 模糊定量化 对影响采矿方法选择的定性 因素指标 ， 利用模 应用效果测度公式， 对决策矩阵M㈤各数据处 厂0 ． 5 0 ． 9 6 6 0． 7 71 0． 4 2 9 0． 4 2 9 ㈤ l 0 ． 2 5 0 ． 9 4 2 0 ． 6 3 1 0 ． 4 2 9 1 L 1 1 1 1 1 采用模糊层次分析法确定各参数的权值 C 0 ． 1 0 9 1 ， 0 ． 0 8 3 9 ， 0 ． 0 6 1 4， 0 ． 0 6 1 4 ， 0 ． 0 6 1 2 ， 0 ． 0 4 9 0 利用矩阵 ㈤， 按式 5 计算各方案的综合效 果测度， 并排列成多 目标方案决策矩阵 ， ， ， ] [ 0 ． 6 5 7 8 0 ． 7 4 7 0 0 ． 9 5 5 2 ] 8 得最大综合效果测度 r ’ ma xr ’0 ． 9 5 5 2 ， 即垂直深孔连续采矿法为最优方案。 糊数学的灰度定义进行量化取值 ， 见表 2 。将 因素 指标分成 5个等级 ， 给出量化的评定值 ， 当定性描述 的因素指标介于两个等级之间时， 取其中间值。 表 1 3种采矿方案各项指标对比 表 2 模糊 参数 的赋值标准 3 ． 3 模糊灰色决策模型 将定性指标量化后， 由各项评价指标 事件， 口 和开采方案 对策 ， b j 组成多 目标决策方案， 构成决 策矩阵 肘⋯ 2 3 ． 2 6 0 ． 4 9 4 小 高 较简单1 1 9 ． 5 4 0 ． 4 3 大 较高 简单 f 6 2 2 ． 7 8 0 ． 3 5 较小较高 简单 - 『 理， 构成 目标的方案决策矩阵 ㈤ 0． 6 7 7 0 ． 8 4 0 0． 7 08 1 0． 6 6 7 1 - } l l 0 ． 8 1 4 0 ． 4 2 9 l 0 ． 6 7 7 I 7 l 0 ． 8 5 8 1 0 ． 7 5 0 1 0 ． 8 J [ 2 ] 杨殿． 金属矿床地下开采 [ M] ． 长沙 中南工业大学出版社 ， l 9 9 9． [ 3 ] 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 ， 4 2 1 2 5 ． [ 4 ] 王新民， 赵彬， 张钦礼． 基于层次分析和模糊数学的采矿方 法选择 [ J ] ． 中南 大学学报 自然科学 版 ， 2 o o 8 ， 5 8 7 5～ 8 8 0 ． [ 5 ] 郭宏利 ， 陈琪 ， 赵德伟． 马连金矿沿走 向布置分段 空场采矿 方法的应用[ J ] ． 采矿技术 ， 2 o 0 7 ， 4 8 9 ． [ 6 ] 田金华 ， 李栋祥 ， 徐建荣 ． 开拓 系统优化选择的灰色局势决策 [ J ] ． 矿业研究与开发 ， 2 o o 3 ， 2 3 5 2 0～ 2 2 ． 收稿 日期 2 o o 9一 o 9 0 2 作 者简介 罗传 兴 1 9 6 9一 ， 男， 广西 南丹人 ， 工程 师， 硕 士 研 究生， 主要从 事采矿技 术与矿 山安全生产管理工作。