某铜矿厚大矿体采矿方法优选研究.pdf

第 7 卷第 6 期 2 0 0 9年 1 2月 矿 业 工 程 M i n i ng En g i ne e r i n g 1 5 矿物开采 某铜矿厚大矿体采矿方法优选研究 林 景 福建 省金 宇工 程 建设有 限公 司 ，福 建 漳平 3 6 4 4 0 0 摘 要 分析 、研究 了多属性和模糊多属性决 策模 型 ，并对各 模型进行 比较 ，创 建了适合采 矿方法 优化 的决策模 型 ；该决 策模型用于铜矿开采方案优选 ，结 果表明该方法科学 、简便 。 关键词 采矿方 法 ；改进 AHP法 ；模糊 多属性决 策 中 图分 类 号 TD 8 6 2 ． 1 文 献标 识 码 A 文 章 编 号 1 6 7 1 8 5 5 0 2 0 0 9 0 6 0 0 1 5 0 3 。引 言 该 方 法 在 进 行 采 矿 方 法 优 选 中 体 现 出 一 目前 采矿方 法 选择 常用 的有 理想 解法 、简 单线 性加权 法 及模糊 综 合评 判法 等 ，但是 针对 具体 的 矿 山 ，特别 是复 杂矿 山 的采矿 方法 选择 上有 一定 的局 限性 。 因此 ，必 须 找到 一种 合适 的方 法并 加 以改进 才能对 采 矿方法 实 现优 化选 择 。模 糊 综合 评判 法是 利用模 糊 数学 中模 糊 变 换 原 理 和 最 大隶 属度 原 则 ， 针对 采矿 方案 系统 所具 有 的层 次结构 ，从 底层 即指 标层 到高 层 即总 目标层进 行 层层 判别 ，最 终形 成对 各方 案 的综合 判断 ，然 后根 据最 大隶 属度 原则 进 行 收稿 日期 2 0 0 9 0 3 3 1 修 回 日期 2 0 0 9 0 6 0 8 作者简介 林景 1 9 7 6 一 ，男 汉族 ，福建龙岩人 ，福建省金 宇工程建设 有限公 司行洛坑项 目部 副经理 ，采矿工程师 ，二级建造 师 矿山类 ，注册安 全工程 师 ，主要 从 事岩 土工程 、爆破 工程 、 采矿工程等方面的施工、设计及研究 。 1 采矿方法选择 的模糊多属性决策 采 矿方 法选 择属 于 复杂 的多属 性决 策 问题 ，而 模糊 集 理论 在处 理不 确定 性 因素方 面表 现 出强大 的 优势，它与多属性决策方法结合 ，并形成了一系列 模 糊决 策分 析技 术 。该方 法 与常用 的模 糊综 合评 判 方 法 比较 ，具有 数学 理论 严谨 、物理概 念清 晰 、评 价 结果 避免 均化 等特 点[ 1 ] 。 1 ． 1 模 糊 多属 性决 策指 标体 系 指 标体 系类 型有 经 济性 、社会 性 、技术 性和 政 策 性 指标 等 ] 。主 要 有 采 切 比 、炸 药 单 耗 、 大 块 率 、生 产能 力 、损失 率 、贫化 率 、通风 条件 、安 全 情 况 、劳 动 强 度 、技 术 水 平 、 支 护 成 本 、材 料 消 耗 、凿岩效 率 、出矿效 率 、采矿 成本 等 。 E a ] 钱鸣高，刘 听成 ．矿 山压力 及其 控制 E M]．北京 煤 炭工 第六次 全 面岩 石力 学 与工 程学 术 大 会论 文 集 ． 2 0 0 0 1 0 业出版社 ，2 0 0 5 ． 3 1 O ～3 1 3 ． [ 4 ] 许家林 ．层状岩体 移动 与控制 的关键词 理论研究 与应 用E J ]． Re a s o ns f o r s h i f t ＆da m a g e o f i r o n o r e b o d y ’ S o v e r b u r d e n r o c k S UN Ho ng - z h o u ， HONG So ng 一， LUAN Do ng - pe ng 1 ． She ng da M i ni ng Compa n y Lt d， La i z ho u 2 61 43 9； 2 ．Chi n gq i n g Uni v e r s i t y，Cho ng qi ng 40 00 44， Chi n a Ab s t r a c t Un d e r g r o u n d s u b l e v e l c a v i n g o f me t a l o r e mi n e o f t e n c a u s e s s h i f t o r e v e n d a m a g e o f t o p r o c k ． Th e a n a l y s i s o f O v e r b u r d e n r o c k i s o f g r e a t i m p o r t a n c e f o r p r e v e n t i o n o f o v e r b u r d e n s u b s i d e n c e o r c o l l a p s e ． Th e mo d e l s o f o v e r b u r d e n r o c k s h i f t a n d k e y l a y e r d a ma g e a r e e s t a b l i s h e d ． By u s i n g t h e s e mo d e l s a n d t h e t h e o r i e s o f“ Th r e e To p La y e r s ” c o l l a p s e l a y e r ， c r a c k l a y e r ， b e n d l a y e r a n d“ Ke y La y e r S t r e n g t h ”，i t i s f o u n d o u t t h a t t h e z o n e s o u t h t O 1 e x p l o r a t i o n l i n e i s s t a b l e wh i l e t h e z o n e n o r t h t o t h e l i n e i S u n s t a b l e ． Th u s ， t h e Ri s k Cl a s s o f c o l l a p s e d a n g e r z o n e s i S d i v i d e d ． Ke y wo r d s o ve r bu r d e n r oc k；Thr e e Top La ye r s； Ke y La y e r 1 6 矿 业 工 程 第7 卷第6 期 1 ． 2 相对 隶属度 的计算 设多属性决策系统有 个方案组成决策集M M M M 1 ， M 2 ， ⋯ ，M 其 中 Mi i 一1 ，2 ，⋯ ，m 为 系统 决 策 集 中 待 决策方案 ，m 为待决 策方案 总数 。假 定待 决策 的 m个 方案 由 个共 维属性 指标来衡 量其 优劣 其 中 有 个定量 指 标 ，” 个 定 性指 标 ，这样 个 方 案 、 个共 维属性 指标组 成决策 矩 阵 D r ⋯ 1 ] D E d o ] 一l l l d 】 ⋯ J 式 中 指 标 、方 案 i 的 特征 值 ，i 1 ，2 ， ⋯ ， 7 z ， 一 l n2 。 为 了消 除各指标 量纲不 同带来 的影 响 ，并统 一 衡 量各 指标对方 案 的影 响 ，需 要计算 出各指 标 的混 合相对隶属 度矩 阵 y [- yl 1 ⋯ 1 ] j j y F Y 0 ] 一 ； ；f ⋯ ， 删j 式 中Y 方 案 M 指标 的相 对隶属 度 。 1 ． 3 定 量指标 相对隶 属度计 算方法 假定 指标特 征值决 策矩 阵 D一 ， ，经过 标 准化处理 后得到 相对 隶属 度矩 阵 y一 ， 用线 性 比例转 化法公 式计算 相对隶 属度 Y d ／ 2 效 益 型 指 标 ， Y 一∑ d ， ／ r ，I n ≠i 成 本型指标 1 ． 4 定性指标相对隶属度计算方法 设决策集 M 中的待决策方案M 与 M 就指标 J进行优 越性 的二元 对 比 ，规 定表 示优 越 性 的定 性 排序标 度， e “ 在 0 、0 ． 5 、1中取值 1 若 M 比M 优越 ，取， e 一 1 ， e 一 0 ；2 若 比 M 优 越 ， 取 一 0 ， P 一 1 ；3 若 M 与 M 同 样 优 越 ， 取 ， P 一0 ． 5 ， ， P 0 ． 5 。 显然 ，有 P P 一1 ， g 一 P 一0 ． 5 ，其 中 k 一 1， 2， ⋯ ， 2 ； Z 一 1， 2， ⋯ ， 2。 于是 ， 矩 阵， E一 i e E 为决 策集 D 关 于指 标 J对 优越 性 作 二元 比较 的 定性 排序标 度矩 阵 。 1 ． 5 权重 确定 目前确定指标权重的方法较多 ，但根据计算权 重 时原 始数 据 的来 源不 同 ，可将 这些 方法大致 分为 两大类 ，即主观和 客观赋 权法 ] 。 1 ． 5 ． 1 改 进 AHP 法 确 定 主 观 权 重 设多 目标 决 策 问 题 有 I T 1个 方 案 ，记 为 M { 1 ，2 ，⋯ ，m ，有 个 指 标 ，记 为 { 1 ，2 ， ⋯ ， f。 权 重系数 叫 ， ∑ 』一 1 矩 阵最大特 征根 、一 [ c ] A| 】 】 a x一厶 7 _ 一 J一 1 n W J 式 中 常数 ，一般 取 C 一9 ；S 级差 ，S S ⋯ ～ S ⋯ ；S ⋯ 一 ma x { S 1 ，S 2 ，⋯ ，s } ，S i 一mi n { 5 - I ， 2 ， ⋯ ，S } 。 S 一 ∑n c一 c ⋯ ，面 ， N I IC ，一 l ，l 对 于计算 量大 的公式 可借用 计算机 软件 MA T L AB工具 辅助计 算 。 1 ． 5 ． 2客观 赋权 法确定权 重 设有 m 个方 案 ；r／ 个 指标 组 成 的决 策 矩 阵 D一 ， 利用熵 技术确 定各 指标 的权 重系 数 ，第 J个 指 标 的权 重为 g 3 ／ Egi 式 中 g ， 1 一P ， ，g 一一是 ∑P l n P。 ，P 一 ／ ∑ Y ，Y ；其中 i 一1 ，2 ，⋯， ；J 一1 ， 2， ⋯ ， ， z ； k一 1 n m 。 1 ． 5 ． 3 改进 AHP法和客观赋权法相结合确定权 重 在 此引进 更科 学 的加权 平均 的概念 ，使 主观和 客 观权重 相互修 正 ，从 而更 趋合理 ，达 到主客观 的 统一。修正公式为 ⅥJ 一Ⅵ J i ／ ∑ J W | 2 模糊 多属性决策模型的建立 由加 权标准 化矩 阵 R R 一 r 』J m S n 一 叫 Y r l i rl 2 F2 1 ／ 2 2 ● ● r r 2 2 0 0 9 年第 6 期 林 景 某铜矿厚 大矿体 采矿 方法优选研究 1 7 方 案 i 与理想 、负 理想 方案 广义 距 离分别 为 一 ∑ r ． 一 ； d 一 ∑ 一 ． ； 理想 与 负理想 方 案 的广 义距 离 为 d g6 一 ∑ r ．厂 ． ； 方案 优属 度 一 蕊 决策 的原 则是 优 属度 大者 为优 ，反之亦 然 。 表 1 采矿方法 技术经济指标综合分析 3 模糊多属性决策模 型应 用 某 铜 矿 床 有 铜 金 属 量 1 4 6 ． 5万 t 、平 均 品 位 0 ． 6 3 ，是典型的储量大、品位低矿床。根据该矿 所采用 的采矿方法及各项指标值 见表 1 ，进行 两 个方 案 的优 属 度 比较 ，即 分 段 凿 岩 阶段 矿 房 法 M1 和大 直径 垂直 平行 深孔 阶段 矿房 法 M2 。 应 用模 糊 多属性 决 策模 型 ，得 到各 方案 的优 属 度 地 一 一 。 ． “ 0 3，“ z 一 一 o ． 8 2 卯 故 方案 M 为最 优方 案 ，即该 铜 矿 地下 矿 房 采 矿 方案 采用 大直 径 垂 直 平 行 深孔 阶段 矿 房 采 矿 法 ， 对 比结 果与 实 际生产 相符 。 4 结语 模糊 多 属性 决策 方法 是一 种对难 以定 量 的多 因 素 体系作 出定量评 价 的方 法 ，它可将 定 性 的问题 以 及人 们对 该 问 题 的 主 观 判 断 用 数 量 的 形 式 表 达 出 来 ，并进 行模 糊运 算 处理 ，它 在一定 程 度上 能减少 人 的主 观错 误 ，使评 价更 加 全 面 、客 观 、科 学 化 。 采 用模 糊多 属性 决策 方法 对采 矿方 法选 择进 行优 化 选 择具 有一 定 的现实 意义 。 参考文 献 [ 1 ] 李栋祥 ．模糊 多属性 决 策分 析法 在矿 产资 源开 发 中的 应用 E D ]．武汉 武汉理工大学 ，2 0 0 4 ． [ 2 ] 林齐 宁 ．决 策 分 析[ M] ．北 京 北京 邮 电大 学 出版 社 ， 2 0 0 3 ． [ 3 ] 李文秀 ． F u z z y理 论在 采 矿及 岩土 工程 中 的应用[ M]．北 京 冶金工业出版社 ，1 9 9 8 6 8 ～7 3 ． [ 4 ] 宋光兴 ．多属 性决 策 理论 、方 法 及其 在矿 业 中的应 用研 究 r D]．昆明昆明理工大学 ，2 0 0 1 ． Opt i m i z a t i o n o f m i n i ng m e t ho d s f o r t hi c k ＆ g r e a t c o pp e r o r e b o d y LI N J i n g J i n y u P r o j e c t Co n s t r u c t i o n C o mp a n y Lt d ， Ab s t r a c t M ul t i a t t r i bu t e a n d f u z z y mul t i a t t r i bu t e d e c i s i on mo de l s a r e s t u di e d a nd a na l yz e d． Di f f er e nt mod e l s a r e c om pa r e d ． On t hi s b a s i s， a de c i s i o n mo de l t ha t i s v e r y s ui t a bl e f or op t i m i z a t i o n of mi ni ng me t h od s i s c r e a t e d ． The a p pl i c a t i o n of t hi s mod e 1 s ho ws i t s r at i o na l i t y an d s i mpl i c i t y ． Ke y wo r d s mi n i n g me t h o d； mo d i f i e d A HP me t h o d； f u z z y m u l t i a t t r i b u t e d e c i s i o n