基于灰色系统理论的高效采矿方法优选.pdf

黄金 GoL D 2 0 1 0年第 1 2期／ 第 3 l 卷 基于灰 色系统理论的高效 采矿 方法优选 张海波 ， 宋卫 东 ， 许 英 霞 1 ． 北京科技 大学 ； 2 ． 河北理工大学 摘要 概述 了灰色系统理论特征 ， 运用灰色理论建立 了矿 山采矿方法优选灰色模型， 利用灰 色 系统理论模型对初选采矿方法进行灰关联分析 ， 从而确定最优采矿方案， 为高效采矿方法的优选提 供 了科学、 合理的模式。 关键词灰色系统； 灰 色模型； 灰关联分析； 采矿方法优选 中图分 类号 T D 8 5 2 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 11 2 7 7 2 0 1 0 1 2 0 o 2 8 0 4 采矿方法选择合理与否将直接关 系到矿山生产 的前途， 对矿山经济效益产生极大的影响 ， 它对矿 山 生产能力、 采矿损失率、 矿石 贫化率、 劳动生产率 、 采 矿成本及安全等都有重要影响。采矿方法选择涉及 技术 、 经济 、 安全生产等诸方 面， 是一个多 目标 、 多 因 素的决策问题， 而传统的选择方法多数依赖于设计人 员的经验和判断 ， 工作量很大， 且带有较大的主观性。 随着灰色系统理论的产生与发展， 一些数值决策法相 继应用于采矿方法的选择， 如模糊决策法、 多 目标决 策法等优化方法 ， 使得采矿方法的选择更具科学性 ， 本文就是 运用灰 色系统理论 来探讨 采矿方法优 选 问题 。 1 灰色系统理论特征及建模原理 1 ． 1 灰色系统理论特征 灰色系统理论是一种研究某些既含有已知信息 又含有未知信息的系统理论和方法 。灰色理论以 “ 部分已知信息， 部分信息未知” 的“ 小样本” 、 “ 贫信 息” 不确定性系统为研究对象 ， 主要是通过“ 部分” 已 知信息的筛选、 加工 、 延伸和扩展 ， 提取有 价值 的信 息 ， 实现对系统运行行为、 演化规律 的正确描述和有 效监控 。 灰色系统 中灰 的含义是指信息不完全性 部 分 性 和非唯一性 ， 其中的“ 非唯一性” 是灰色系统的重 要特征 J ， 非唯一性原理在决策上 的体现是灰靶 思 想 ， 即体现的是决策多目标途径 ， 处理态度灵活机动 ； 在分析上体现的是关联序 ， 关联度的大小并不重要 ， 重要的是关联序 ， 在求解 的过程中体现的是定性与定 量相结合 ， 面对许多可能解 ， 需要通过信息补充 ， 定性 分析 ， 以确定一个或几个满意解 ， 因此灰关联分析模 型不是 函数模型 ， 是序关系模 型， 其技术 内涵为获取 序列间的差异信息 ， 建立差异信息空 间， 建立和计算 差异信息比较测度 ， 建立因子间的序关系。 1 ． 2 灰色系统模型的建立 灰色系统建模原理就是依据灰色系统理论中的 灰色关联分析方法 ， 对灰色系统动态过程发展态势的 量化比较分析 ， 依据空 间理论的数学基础 ， 按照规范 性 、 偶对称性 、 整体性 和接近性的原则 ， 确定参考序列 和若干比较序列之间的关联系数和关联度， 为系统预 测、 决策、 控制提供有用信息和比较可靠的依据 。 灰色关联度分析是通过 比较数据序列的曲线几 何形状的接近程度来判断其联 系紧密程度 。灰色关 联度分析方法是通过计算关联因素变量的数据序列 和系统特征变量数据序列的灰色关联度， 进行优势分 析 ， 得出分析结果 。 设采矿方法方案集为 S{ Js ， ， 5 ， ⋯， ．s } ； 评价 指标集为 G{ G ， ， G 2 ， ⋯， G } ， 方案 5 i 对指标 G 的 取值为 X i 1 ， 2 ， ⋯， m 1 ， 2， ⋯， n ， 则可得方案 指标 矩 阵 I l l 2⋯ 1 2 l 2 2⋯ 1 m2 ⋯ 毛 1 为了进行关联分析 ， 以对各方案进行综合 比较 ， 按灰色理论原理构造参考 目标数列 。针对采矿方法 的选择 ， 我们按 以下原则构造“ 理想 目标” 集作为 比 较 的基础。 1 若要求其决策 目标越大越理想， 则可以取 m a x { l i l ， 2 ， ⋯ ， n z } J 1 ， 2 ， ⋯ ， 。 2 若要 求其 决策 目标越 小越 理 想 ， 则 可 以取 X o j mi n{ l i 1 ， 2， ⋯， m} 1 ， 2， ⋯， ／ ／ , 。 3 若要求其决策目标为适中值， 则可以取 收稿 日期 2 0 1 0 0 9 2 8 基金项 目 唐山市科技局资助项 目 0 9 1 4 0 2 0 1 A一1 3 作者简介 张海波 1 9 7 8 一 ， 男 ， 河北磁县人 ， 讲师 ， 博士研究生 ， 主要从事采 矿工程、 安全技术方面 的研究 工作 ； 河北省唐 山市新华西道 4 6号 ， 河 北理工大学 ， 0 6 3 0 0 9 2 0 1 0年第 1 2期／ 第 3 1卷 1 ， 2 ， ⋯， n ， 其中 为指定的适中值。 通过比较， 选择较理想 的“ 理想 目标” 集为 X o { ， ， ⋯， } ， 这样 与 组成参数矩阵 C So | X 。 Xo 2 ⋯ l 2⋯ 1 ⋯ Xm 2 ⋯ c m ， 凡 c 2 由于决策过程中涉及 的各指标 的物理意义可能 不同， 数据的量纲也不同 ， 故需要进行无量纲化处理。 常用的处理方法有初值化、 均值化 、 区间相对值比、 极 差化等 ， 本文采用的是均值化无量纲化处理 ] ， 即 ． X d 一 h 0 ， 1 ， 2 ， ⋯， m 1 ， 2 ， ⋯， n 。 ／ m1 经无量纲化处理后的参数矩阵为 C 01 02⋯ 0 I 】 X 1 2 ⋯ X l 21 2 2⋯ 2 ； ； i 1 J ， I 2⋯ 。 c m n c 3 则 与 。 的近似程度用关联系数来表示 ， 灰关 联分析的一般过程为 1 收集关联数据 包括量化和半量化指标 进行 白化处理。 2 对 白化处理后 的原始数据进行数据变换 ， 均 值化处理数据。 3 求差序列 m ．a x I X o k 一 l i 1 ， 2 ， ⋯； |j} 1 ， 2 ， ⋯ 。 4 两极最大差与最小差 △ ma xm ．a x I 0 Ii} - X I ， △ Ⅱ n H n 1 X 。 ．i} 一 JI} I 。 5 计算关联系数 A m i n p A m 式 中 P为分辨系数 ， 取值范围 0r o 4 r o l ， 关联序表明 ， 分段空场嗣后 胶结充填采矿法 的 各项技术经济指标与理想指标接 近， 所 以确定方案 x 为最优 。 3 结语 1 本论文概述 了灰色 系统理论特点 ， 并 采用灰 色系统和灰色关联分析理论 ， 建立了优选采矿方法的 灰色理论模型 ， 为高效采矿方法的优选提供 了合理、 科学的模式。 2 通过对上述某矿 山进行采矿方法 的灰色关联 程度分析 ， 最后确定分段空场嗣后充填采矿法的各项 技术经济指标较为理想， 说明分段空场嗣后充填采矿 法优于其他方案 。实践证明， 方案 易于管理 ， 矿块 生产能力大 、 效率高、 底 部结构 出矿作业安 全； 方案 无底柱分段崩落采矿法 影响边坡稳定 ， 有可能 造成局部边坡失稳 ； 而方案 咒 上向水平分层胶结充 啪 啪 Ⅲ m L m m 瑚 弼 玑 吼 L }3 9 兮 兮兮豫 L L L 乱 i 3 9 兮晒 窖 9 L L L m 瑚 瑚 瑚 瑚 m L L m 蝴 m L m m 饥 L m m Ⅲ 湖 猫 咖 m m 眦 珈 伽 m L L m m 伽 n n ‰ 2 0 1 0年第 1 2期／ 第 3 l 卷 填采矿法 在暴露顶板下作业 ， 安全性相对较差。 3 在进行采矿方法优选模式 中， 分析指标类型 的全面性和灰数 白化的合理性对采矿方法的优选起 关键作用 ， 所以应该研究采矿方法指标类型因素和其 影响程度 ， 广泛征集经验数据 ， 做到科学量化 主要技 术经济指标 因素 。 [ 参 考 文 献] [ 1 ] 赵静波 ， 李莉 ， 高谦． 边坡变形预测的灰 色理论研究与应用[ J ]． 岩土力学 与工程学报 ， 2 0 0 5 ， 2 4 2 5 8 0 05 8 0 2 ． [ 2 ] 林跃忠 ， 王铁成 ， 王来 ， 等． 三峡 工程高边 坡 的稳 定性分析 [ J ] ． 天津大学学报 ， 2 0 0 5， 3 8 1 O 9 3 6 9 3 7 ． 『 3 ] 肖新平 ， 宋 中民， 李峰． 灰技术 基础及其应 用 『 M] ． 北京 科 学出 版社 ， 2 0 0 5 89 ． [ 4] 罗庆成 ， 徐 国新． 灰 色关联 分析 与应用 [ M] ． 南京 江苏科学 技 术 出版社 ， 1 9 8 9 22 5 ． [ 5 ] 郭明． 爆破块度主要影响因素的灰色关联分析 [ J ] ． 矿业研究 与 开发 ， 2 0 0 0， 2 0 6 4 14 2 ． [ 6] 郭德勇 ， 李念友 ， 裴 大文 ， 等． 煤与瓦斯 突 出预 测灰色理论 一神 经 网络方法 [ J ] ．北京科技大学学报 ， 2 0 0 7， 2 9 4 3 5 4 3 5 5 ． [ 7 ] 伍爱友 ， 肖红飞 ， 王 从陆 ， 等． 煤与 瓦斯 突 出控 制因素 加权灰 色 关联模型的建立与应用 [ J ] ．煤炭学报 ， 2 0 0 5 ， 3 0 1 5 8 5 9 ． [ 8 ] 胡新华 ， 杨旭升． 基于灰色关 联分析 的爆破效 果综合评 价 [ J ] ． 辽宁工程技术大学学报 自然科学版 ， 2 0 0 8 ， 2 7 1 4 21 4 3 ． [ 9 ] 陈新 民 ， 罗 国煜． 基 于 经验 的边 坡稳 定 性灰 色 系统分 析 与评 价[ J ] ． 岩土工程学报 ， 1 9 9 9， 2 1 5 6 3 8 6 3 9 ． Op t i ma l s e l e c t i o n o f e f f i c i e nt mi n i n g me t ho d ba s e d o n t he t he o r y o f g r e y s y s t e m Zha n g Ha i b o ，S o n g W e i d o n g ，Xu Yi n g x i a 1 ． B e ij i n g U n i v e i t y o fS c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ； 2 ．H e b e i P o l y t e c h n i c U n i v e r s i t y Abs t r ac t Th e pa p e r s u mma r i z e s t h e c h a r a c t e r s o f t he g r e y s y s t e m t he o r y a n d b u i l d s a mo d e l o f g r e y s y s t e m t h e o ry f o r t h e o p t i ma l s e l e c t i o n o f mi n i n g me t h o d s ．W i t h t h e g r e y mo d e l ，gre y a s s o c i a t i o n a n a l y s i s i s c a r r i e d o u t o n t he pr e l i mi n a r y s e l e c t e d mi ni ng me t ho d s S O a s t o d e t e r mi ne t h e b e s t me t h o d a n d ma k e t h e e s t i ma t i o n r e s u l t mo r e s c i e n t i f i c a n d r a t i o n a 1 ． Ke y wo r ds gre y s y s t em ；gre y mo de l ；gre y a s s o c mt i o n a n a l y s i s ；o p t i ma l s e l e c t i o n o f mi n i ng me t h o d 编辑 邢万芳 中金 国际在港交所主板挂牌上市 2 0 1 0年 1 2月 1日， 由中国黄金集团公司控股的中国黄金国际资源有限公司 下称中金国际 在香港联合交易所主板挂牌上 市。作为集团公司进行海外资源重组整合、 融资的唯一海外平台， 中金国际此前已在加拿大多伦多证券交易所上市。这次在港 交所的成功上市， 使集团公司实施国际化战略再迈出重要一步。 国家安全生产监督管理总局副局长王德学， 西藏 自治区政府副主席白玛才旺， 中国有色金属工业协会会长康义， 中国黄金集 团公司总经理、 中金国际董事长孙兆学等领导出席上市仪式。 据悉 ， 中金国际此次公开发行 5 3 6 6万股普通股， 占公司发行后总股本的 1 3 ． 5 5％。发行价为4 J 4 ． 6 8港元／ 股， 接近4 J4 ． 9 6港 元／ 股的上限定价 ， 共募集资金近2 4亿港元。在 2 0 1 0年 1 1 月 1 7 2 3 13中金国际招股期间得到市场的热烈追捧， 香港公开发行 超额认购超过 2 3倍 ， 国际配售超额认购超过 2 4倍 。 这次新股发行所得的募集资金主要用于海外黄金和有色金属资源的收购， 西藏甲玛矿区进一步开发建设的资本开支， 甲玛 矿区和长山壕矿区进一步探矿增储 ， 偿还部分债务以优化资产负债结构以及补充公司流动资金等方面。 集团公司总经理、 中金国际董事长孙兆学表示， 中金国际作为中国黄金的唯一海外旗舰公司， 将继续秉承注重内部增长与外 部并购并重的发展理念， 不断为股东创造价值。中金国际未来几年内仍然会集中精力运营并进一步开发现有的长山壕金矿和甲 玛铜金多金属矿 。这两座 矿山均有很大 的产能扩张和探矿增储潜力 ， 会为公 司未来 的业 务快速增长提供 有力 的保证 。其 中 ， 甲 玛矿区目前已探明并利用的储量更是仅 占甲玛矿区潜在资源总量的--d , 部分， 未来资源量升级、 探矿增储的潜力巨大。同时， 依 靠中国黄金集团公司的有力支持， 中金国际未来将在实现现有矿山快速增长的同时， 积极在全球范围内获取和开发高质量的、 以 黄金为主的矿产资源， 通过稳健的收购实现可持续的高速增长。 ’ 据介绍， 这次中金国际在香港主板市场成功上市在香港市场具有里程碑的意义， 创造了多项“ 第一” 。中金国际是第一家在 香港上市的由中央企业控股的黄金企业 ； 是第一家在加拿大多伦多和中国香港两地上市的央企控股的红筹矿业公司； 是香港上 市的黄金公司中首次发行规模最大的公司； 同时中金国际的本次发行具有创新性的交易结构， 将香港发行上市和收购资产同步 窨 下转第 3 4页