鑫汇金矿缓倾斜中厚复杂矿体采矿方法的优选.pdf

I S S N l 6 7 12 9 o o C N 4 3一l 3 4 7 ／ T D 采矿技 术第 6卷第 1 期 Mi n i n g T e c h n o l o g y，Vo 1 ． 6， No ． 1 2 0 0 6年 3月 Ma r ． 2 o o 6 鑫 汇 金 矿 缓 倾 斜 中 厚 复 杂 矿 体 采 矿 方 法 的 优 选 白复锌 ， 周罗中 1 ． 山东黄金集团青岛有限公司鑫汇金矿 ， 山东 平度市2 6 6 7 1 5 ； 2 ． 长沙矿山研究院， 湖南 长沙4 1 0 0 1 2 ； 3 ． 国家金属采矿工程技术研究中心， 湖南 长沙4 1 0 0 1 2 摘要 鑫汇金矿矿体赋存条件复杂， 影响采矿方法选择的因素较多， 各因素对采矿方法 的影响程度不一， 用简单对比方法难于作出正确判断。通过引入模糊数学理论和分析方 法， 针对各因素对总事件的影响权重， 分别计算出各方案与理想方案问的海明距 离， 以此 作为综合评判采矿方法方案优劣的特征参数。 关键词 采矿方法； 优选； 模糊数学； 海明距离 鑫汇金矿开采的 I 号矿体位于矿区南部， 严格 受P 号构造破碎蚀变带的控制。矿体顶、 底板围岩 大都为黑云变粒岩、 斜长角闪片麻岩、 基性脉岩、 绢 云母碎裂岩、 绢云母化硅化碎裂岩、 硅化混合岩化角 闪黑云斜长片麻岩， 岩性整体性好， 裂隙不发育， 硬 度系数f 8 ～1 O 。矿体产状与岩层基本一致， 但矿 体形态变化较大， 与围岩接触不规则。矿体倾角一 般为 1 5 。 一 4 O 。 ， 平均厚度为 5 ． 9 I ll ， 厚度变化系数 大， 矿岩分界不明显。矿石品位高， 矿化不均匀， 平 均品位为4～ 5 g ／ t ， 品位变化系数为 3 2 ％。 1 采矿方法选择的基本原则及方案初选 根据鑫汇金矿 I 号矿体的赋存条件及矿山生 产、 开拓现状、 要求采矿方法满足如下条件。 1 采场生产能力大。由于中段内能同时布置 的回采采场数量有限， 因此， 尽可能选择生产能力大 的采矿方法， 以满足矿山8 0 0 t／ d 生产能力的需要。 2 采矿工效、 机械化程度高。降低工人劳动 强度、 提高采矿效率， 是降低采矿成本的重要途径。 3 采矿损失率低。矿石品位高 ， 减少矿石回 采损失， 提高矿石回采率， 对矿山具有重要意义。 4 采矿贫化率低。为降低选矿费用及提高回 收指标， 在采矿中尽量避免和减少废石的混入。 5 采矿成本低 。 6 作业安全性好。 7 保护地表， 避免岩层大规模移动。鑫汇金 矿矿体埋深较浅， 上部是建筑物、 农田和尾矿库， 不 允许地表陷落， 也不允许地表产生较大沉降。 8 采矿工艺和设备简单， 投资少 ． 9 对矿体边界变化的适应性强， 灵活性大。 上述原则中， 第 3 、 7 、 9 等 3 条原则是鑫 汇金矿采矿方法选择中应重点考虑的因素。 根据鑫汇金矿矿床的赋存条件和确定的采矿方 法选择原则， 结合矿山现有生产技术装备、 工人劳动 技能及生产管理水平 ， 按 回采工艺与空 区充填方式 的不同组合， 提出下述方案作为该矿床采矿方法的 候选方案 。 1 预切顶中深孑 L 落矿胶结充填房柱法； 2 浅孑 L 落矿胶结矿柱房柱法； 3 嗣后充填房柱采矿法 5 底盘漏斗采矿法； 6 电耙 出矿上向分层连续采矿法。 2 模糊数学优化模型的建立 设 为全体 ／／7, 个设计指标组成的论域 { 1 ， 2 ， 3 ， ⋯⋯， } 为集合中的指标， 1 ， 2 ， 3 ， ⋯⋯， ／／7, 。 A为全体设计方案组成的方案集 A{ A 1 ， A 2 ， ⋯⋯， A } A 为集合中的方案且为 上的模糊子集JI ， 2， ⋯ ⋯ ， n o G为 上的模糊最优子集， 则 d ， c _ _Elw w I以 - g c i I 称为对 加权 后， 方案 A ， 相对最优方案 C的 海明距离。海明距离最小， 采矿方案与最佳方案最 接近。 2 ． 1 隶属度的确定 维普资讯 白复锌， 等 鑫汇金矿缓倾斜中厚复杂矿体采矿方法的优选 5 定量指标的隶属度由隶属函数法确定， 非定量 指标采用相对二元比对法确定。 1 隶属函数法。设有 In ． 个评价指标组成全 体 个方案的评判用指标的特征量表示， 矩阵为 Y Yl 1 Y1 2 Y 2 1 Y 2 2 Y n 1 Y ． 2 1， 2， ⋯ ⋯ ， I n ． 1， 2， ⋯ ⋯ n 式中Y 为第 个方案的第 个评价因素的指标特征 向量。 对于越大越优的指标有 1 Y g ， ， - y／ 0 Y ， ， iP≥ ， ≥ ， { r 3 ‘ 式中 r 方案 f 指标的隶属度； ， 指标的上限； ， 广 指标的下限。 Y 和Y {r 为设计规范或文件要求的上、 下限指标 值。对无固定最大和最小值的指标， 取方案的相对 最大最小值。根据 2 、 3 两式， 可将指标特征矩 阵 1 式转换为指标隶属度矩阵 R 阵 ， 要求满足 表 1 非定量指标赋值 二元对比分值 8 k 二元对比 分值 8 k 很好 1 ． 0 差0 ． 3 好0 ． 9 稍差0 ． 1 稍好0 ． 7 很差0 相同0 ． 5 r O≤ k≤ l k≠J { 8 j 0 ． 5 6 ● t 8 8 k j 1 若 8 jk ≤8 jL ， 则 8 k L ≥8 L k 。 两个方案对定性指标优的比较是相对的， 则 f j／ k { ／ 8 当 8 ≤ 8 7 f k ／ j 1 8 jk 8 k j 8 由此构造相及矩阵 1 1 2 ／ 8 2 l ⋯ l 1／ 8 1 2 I ⋯ 1 ／ 8 ／ 1 ，I2 ／ 2 ⋯ 1 9 对矩阵 9 每一行取小 ， 得 ／ 7 , 个项 目就定性指 标i 关于优的隶属度向量。 2 ． 2 权向量的确定 指标的权向量大小可 由相对二元对 比法确定。 设m个指标对于重要性和隶属度向量为 ， ， ⋯⋯， 对于上式归一化后得到 m个指标的权向量 W l ， ， ⋯⋯ ／ 玉 ， ／ ， ⋯⋯ 偶 1 O 4 2 ． 3 最优方案的确定 最优方案m个指标的隶属度分别取全体方案相 2 相对二元对比法。对每一指标的 ，1 个方案 进行两两模糊比较， 其模糊语言按表 l 转换为分值。 由此建立项目集关于优的二元对比矩阵 占 l 1 1 2 1 2 1 ， I 2 5 5 式中 为某一指标 方案与后 方案的比较 分值。 二元对比矩阵 5 为／7, ／7, 阶方阵， 且为模糊矩 应指标隶属度的最大值。 以向量表示的表达式为 G r 1 1 1 2 V ⋯ ， 1 “2 I V ⋯ ， ⋯ ，r V ⋯ g 1 ， g 2 ， ⋯⋯ ， g 1 1 式中 V 为取大运算符。 2 ． 4计算海明距离 第 个方案可用向量式表示为 弓 r v ， ， ⋯⋯， 第 个方案与最优方案的优距离用海明距离为 m D ， ．g 一r f 1 2 ． ‰ ‰ ～ 一 一一 O ％一 ～ ● ● ● ● ． 一 ■ ● ● ● 维普资讯 6 采矿技术 2 0 0 6 ， 6 1 3 采矿方法模糊数学优选 3 ． 1 隶属度矩阵的确定 采矿方法隶属度矩阵按采矿方法选择原则的9 个影响因素构造， 其中5个为定量指标 因素 ， 4 个 为非定量指标 因素 。 1 定量指标的各特征向量按表2选取。 表 2 采矿方法定量特征向量 将上述特征向量组合成特征向量矩阵为 Y1 5 1 0 0 6 0 5 8 1 6 0 9 0 4 0 7 ． 3 7 6 ． 3 6 ． 5 5 2 0 l 2 5 7 9 l 8 4 2 0 4 l 5 1 4 1 0 4 2 5 4 3 0 ． 2 0 3 3 ． 0 9 2 5 ． 5 6 2 2． 0 5 2 6 ． 2 0 3 0 ， 5 0 标据表 l 和式 5 确定， 非定量指标的隶属度矩阵 采用相对二元对比法的专家模糊语言分值法构造。 对于安全程度， 可得其特征向量矩阵为 Y6 0 ． 5 0． 7 0 ， 9 0 ． 3 0． 1 0 ． 4 0． 3 0． 5 0． 7 0． 3 0． 1 0． 7 0 ． 1 0． 3 0 ． 5 0． 1 0． 1 0 ． 9 0 ． 9 0． 7 l 0 ． 5 0． 3 0 ． 8 0． 8 0． 7 l 0． 8 0． 5 0． 5 0 ． 5 0． 8 0． 7 0． 9 0． 6 0 ． 5 据式 7 、 8 得相及矩阵， 几个影响因素的隶 属度如下 作业安全程度 r 6 0 ． 1 2 5， 0 ， 3 0 ， 0 ． 1 ， 0 ． 3 8 ， 0 ． 8 3 ， 0 ． 7 8 ； 施工简易程度 r ， 0 ． 1 1 ， 0 ． 5， 1 ， 0 ． 1 l ， 0 ． 1 4， 0 ． 6 0 ； 环保与岩移 r 8 0 ． 4 3 ， 0 ． 4 3 ， 0 ． 1 3 ， 1 ， 0 ． 1 1 ， 0 ． 2 6 ； 矿体适应性 r 9 0 ． 4， 0 ． 3， 0 ． 5 ， l ， 0 ． 1 ， 0 ． 3 5 。 将最大最小处理后， 得到 6种候选采矿方法的 9个评价指标的综合隶属度矩阵为 根据式 2 和式 3 处理后转换为定量指标的 隶属度矩阵为 rI_ 5 0． 5 0．1 7 0．1 5 l 0． 4 2 0 0． 1 6 0 ． 0 9 0 ． 1 0 l 0 ． 4 7 0 0 ． 8 l 0 ． 5 2 0 ． 7 l l 0 1 0 ． 4 8 0 。 5 2 0 ． 7 l l 0 1 0 ． 2 6 0 0 ． 6 8 l 0 ． 6 2 0． 2 3 2 非定量指标隶属度矩阵的构造。非定量指 0． 5 0．1 7 0． 1 5 1 ． 0 0． 4 2 0 0．1 6 0． 0 9 0． 1 0 1 ． 0 0， 4 7 0 0 ． 8 l 0 ． 6 9 0． 1 4 1 ． 0 0 1 ． 0 0． 4 8 0． 5 2 0， 7l 1 ． 0 0 1 ． 0 0． 2 6 0 0． 68 1 ． 0 0． 6 2 0． 2 3 0． 1 2 5 0． 3 0 0． 1 0 0． 28 0． 3 0． 78 0．1 l 0． 5 0 1 ． 0 0． 1l 0． 1 4 0． 6 0 0． 4 3 0． 43 0． 1 3 1 ． 0 0． 1 l 0． 2 6 0． 4 0 0． 3 0 0． 5 0 1 ． 0 0． 1 0 0． 3 5 3 ． 2 权属特征矩阵的确定 根据专家模糊语言统计的相对二元对比法确定 各指标的权向量， 从而得出权重矩阵为 0． 5 0， 8 0， 7 0， 3 0． 2 5 0． 6 0． 8 0． 7 0． 1 0 ． 3 0 ， 5 0 ， 4 0 ． 7 0 ． 1 0 ． 6 0 ． 9 0 ． 8 0． 2 0 ． 4 0 ． 6 0 ． 5 0 ． 3 0 ． 1 5 0 ． 4 0 ． 8 0 ． 7 0 ． 1 5 0 ． 3 O． 6 0 ． 4 5 0 ． 5 0 ． 3 0 ． 4 0 ． 9 0 ． 8 0． 1 0 ． 5 5 0． 7 0． 6 0 ． 7 0 ． 5 O ． 5 5 0 ． 9 0 ． 8 0． 9 O ． 7 O． 6 5 O ． 5 5 O ． 8 O ． 3 O ． 5 O． 6 5 O ． 6 0． 9 0． 2 0． 3 5 0． 3 0． 1 5 0． 4 5 0． 2 5 O． 5 0． 4 0．1 O ． 2 0 ． 4 0 ． 3 0 ． 1 5 0 ． 3 O ． 2 5 O ． 7 O ． 5 0． 9 0 ． 6 0 ． 8 0 ． 7 0 ． 6 0 ． 1 O ． 6 5 l 0． 9 0 ． 0 5 根据式 7 及 8 得相及矩阵为 下转第 1 3页 维普资讯 李志 综采工作面爬上山开采技术实践 I 3 1 采煤机向上割透端头煤壁后 ， 从下向上推 续推溜移架至机头。 溜移架完毕， 凋换两个滚筒的上下位置， 向下进刀通 6 调换两个滚筒的上下位置， 向下割透三角 过 1 5 m的弯曲段到 2 5 m处， 使得采煤机达到正常 煤后， 调换两个滚筒的上下位置向上进入正常割煤 截割深度。 状态， 紧跟采煤机由下向上推溜移架。 2 调换两个滚筒的上下位置， 向上割三角煤 ， ， 、 至割透上端头煤壁。 。 ～ 3 割完三角煤以后， 将两个滚筒的上下位置 采用以上方法后 ， 1 0 3 2工作面实现了爬上山安 调换， 采煤机空机返回， 进入正常割煤状态。 全回采。调整人-r _ q l 采角度、 工作面打折、 改变采煤 4 采煤机向下割过仰采角度较大处， 停止割 工艺在防止设备下滑和应对仰采的过程中起到了主 煤， 从煤机向上推溜移架至上端头， 并回收点柱。 导作用， 为起伏较大的缓倾斜煤层开采积累了宝贵 5 采煤机向下正常割煤， 同时紧跟煤机推溜 经验， 拓宽了综合机械化采煤的应用空间。 移架至机头2 5 m处停止推溜移架。煤机向下割透 作者简 介 李志 1 9 7 7 一 ， 男， 安徽蒙 城人， 工程师， 主要从 下端头煤壁， 空机上返到2 5 m处， 停止割煤， 向下继事．掘 进技术管 理工 作。 ⋯～⋯一⋯⋯一⋯一⋯．-．⋯．_．⋯一- ⋯一⋯一⋯一一一一．-．⋯．-．⋯一。 上接 第 6页 卢 每一行取小， 得其隶属度向量 r 0 ． 1 7 ， 0 ． 1 4 ， 0 ． 2 1 ， 0 ． 1 7， 1 ， 0 ． 5 5 ， 0 ． I ， 0 ． 1 9 ， 0 ． 1 1 对上式向量归一化后得权重 0 ． 0 6 4， 0 ． 0 5 3 ， 0 ． 0 8 2， 0 ． 0 6 4 ， 0 ． 3 7 9 ， 0 ． 2 0 8 ， 0 ． 0 3 8 ， 0 ． 0 7 2 ， 0 ． 0 4 2 3 ． 3 采矿方法最优方案的确定 对上述综合隶属度矩阵中每一行取大， 得隶属 度最优矩阵 G 1 ， 1 ， l ， l ， 1 ， 1 ， 1 ， 1 ， 1 用计算机解算以上模型， 得各采矿方法与最优 方案的海明距离分别为 作 Dl0 ． 6 8 7 9； D2 0 ． 7 71 5；D3 0 ． 5 8 3 3； D4 0 ． 1 6 2 8； D5 0 ． 5 2 5 2；D6 0 ． 5 5 0 4。 按照模糊数学理论， 各选择方案与最优方案的 海明距离最小者， 为最佳方案。由此得出诸方案的 最优排序为 盘区机械化上向分层连续采矿法； 底盘 漏斗采矿法； 电耙出矿上向分层连续采矿法； 嗣后充 填房柱采矿法； 预切顶中深孔落矿胶结充填房柱法； 浅孔落矿胶结矿柱房柱法。因此， 盘区机械化上向 分层连续采矿法为最佳方案。 收稿 日期 2 0 0 51 1 2 8 作者简介 白复锌 1 9 6 0一 ， 男， 采矿工程师， 山东黄金集团 青岛有限公司鑫汇金矿矿长助理， 主管矿山生产和技术。 在 片 麻 岩 结 构 中 岩 体 结 构 参 数 对 TBM 工 作 性 能 的 影 响 本文分析 了在高强度和低强度片麻岩结构体 中开挖 隧道 时， 岩体质量对盾构机械工 性能的影响。通过对岩体条件的观察 ， 一项关于岩体揭露面的地质力学性能调 查随之 开。数据统计分析展示了盾构机 的穿透速率与经微小改动后 的 R MR指数的匹配关系 好 。 “ “ ●● ●● 0 7 i l l l 5 l。 l 0 乃 ● ● 强 c ；c ；c ；0 c ； M ∞ 强 c ； c ； c ； c ； c ； 0 c ； c ； 7 ， 9 ●● ●●● r 、 ● 0 c ； 8 3 l l l l l l 3 4 l c ； ●● ●● ● 0 c ； c ； 0 。 。。。 。 c ； c ； 展 较 、■‘ ● 7 维普资讯