司家營鐵礦境界優(yōu)化及地表約束的影響分析.pdf

1、在露天礦開采過程中，最終開采境界的確定在整個礦山的生產活動中占有非常重要地位。最終境界是礦山開采設計的重要環(huán)節(jié)，是露天礦生產經(jīng)營決策的重要依據(jù)。在確定最終開采境界時需要綜合多方面因素考慮，如礦山資源總儲量以及礦體賦存狀況、開采技術條件、礦產品的市場價格、礦石生產成本等，而這些因素又都直接影響礦山投資以及生產效益，所以采用高效、實用的設計手段，對最終境界進行優(yōu)化是礦山企業(yè)必然的選擇。
　　本文介紹的最終境界“錐體排除法”是基于給定的

2、經(jīng)濟合理剝采比或經(jīng)濟技術參數(shù)和礦床品位塊狀模型的露天金屬礦境界優(yōu)化實用算法。該方法首先產生一個可能的最大境界，然后從最大境界開始，通過錐體掃描循環(huán)，把不盈利或剝采比大于經(jīng)濟合理剝采比的錐體排除，直到在一次掃描中找不到這樣的錐體為止，就得到了最優(yōu)境界，在排除過程中，必須保證不違反幫坡角的幾何約束，即每次從一個境界里排除一部分后，剩余境界的幫坡角不大于給定的最終幫坡角。該算法可以方便地處理不同方向和區(qū)域具有不同幫坡角的情況，而且可以在不同的

3、標高范圍用不同的臺階高度。選取算法中的高優(yōu)化級別，還可以較好地處理錐體重疊對優(yōu)化結果的不利影響，使得到的結果更加準確?；谶@一優(yōu)化方法需要，文章介紹了最大幾何境界的圈定、錐體的構造方法、錐體排除法思路和算法。
　　本文以司家營鐵礦為例，運用基于最終境界優(yōu)化的“錐體排除法”知識而研發(fā)的MetalMiner軟件，進行實證研究。在最終境界優(yōu)化時，需首先建立好司家營鐵礦的地表標高模型、三維塊狀模型以及臺階模型。司家營鐵礦由于其特殊的地理位

4、置，及其礦山開采的獨特性，使該礦的境界優(yōu)化與通常進行的境界優(yōu)化有較大的不同，本次境界優(yōu)化是對目前已經(jīng)開采形成的兩個采區(qū)同時進行整體優(yōu)化，而由于兩采區(qū)的技術經(jīng)濟參數(shù)不相同，且同種類礦石在不同采區(qū)的品位也有差異，為了與礦山生產現(xiàn)狀最大限度達到一致，本次優(yōu)化過程中使用了技術經(jīng)濟分區(qū)，使不同采區(qū)能夠以各自的技術經(jīng)濟參數(shù)進行經(jīng)濟核算。文中在是否考慮地表建（構）筑物的約束兩種情況下又根據(jù)技術經(jīng)濟參數(shù)的三種（最差、最好、綜合）選取方式細分為六種具體情

5、形進行優(yōu)化和討論比較。優(yōu)化結果表明，不受約束的最佳境界比原設計境界大很多，西幫（上盤）的構筑物對最佳境界的約束“很硬”。文中還通過改變成本、價格來研究分析了境界對這些因素的靈敏度。最后選取綜合指標分析得出，由于受約束條件限制，礦山將大約損失1億噸的礦石量，而且大規(guī)模丟失“掛幫礦石”將出現(xiàn)在第10年之后，礦山受約束條件下的開采壽命約為26年，若移除約束開采這1億噸礦石可為礦山延長5年壽命，按生產成本和精礦價格的年增長率均為3％以及折現(xiàn)率為