一种露天矿山优选配矿方法与流程

本发明涉及一种露天矿山优选配矿方法，属于采矿技术领域。

背景技术：

目前，国内外在配矿的理论研究方面差距不大，多是利用计算机相关技术建立配矿模型，如线性规划、0-1整数规划等，避免了传统手工计算的复杂性和人为因素过多的不准确性。然而这些理论模型要在露天矿生产配矿中真正使用起来，达到指导生产的目的，还是有不少困难，如矿石质量波动较大，采场出矿部位受限、实际供矿品位达不到标准，配矿计划编制不合理等。

技术实现要素：

针对本领域存在的不足之处，本发明旨在提供一种新的配矿方法，能够实现数学模型与现场技术人员生产经验的完美结合，避免上述干扰因素，制定合理的、实际的、优选的生产配矿方案。

实现本发明的技术方案为：

一种露天矿山优选配矿方法，包括步骤：

1、参与配矿的爆堆数据的采集。考虑到矿体的整体特征，结合地质勘探资料和探采工程数据，利用3dmine三维建模软件建立矿体块体模型及采场现状三维模型，以便实时更新、获取爆堆数据，提供基础配矿参数。

2、开采单元确定。结合配矿计划当天的采场现状模型，考虑供矿位置的实际地形条件，划分爆区当天具备开采条件的开采单元；然后根据设备型号、产量要求及现场作业情况，确定最小开采单元(矿块)尺寸。

3、设立约束条件。按照需求设置出矿量和出矿品位限制。考虑采场布局及采矿计划等原因，进行出矿爆堆个数及优先出矿设置。最终根据这些约束条件建立双因素规划求解配矿数学模型求解。

4、求得配矿方案、输出结果。将可行的配矿方案以表格的形式列出，并按照方案的优劣进行排序。

步骤1中所述矿体块体模型为用现有技术3dmine三维矿业工程软件制作的三维模型，每个矿块单元都有各自所对应的岩性、品位、体重等信息，估值时采用距离幂次反比法，以进入参估区域的参估点数作为控制基准来控制参估半径，参估点不少于8-10个。

步骤2中所述需要划分开采单元是因为一个爆区的矿量常是日供矿量的2-3倍，甚至更大，在品位变化不大的爆区平均品位有代表意义，能表征此出矿点矿石品位，但在品位变化较大的爆区，平均品位并不能真正反映此供矿位置当天供矿的矿石品位，因此有必要将其划分为更小的配矿单元。

步骤2中所述开采单元的划分原则是一个小矿块包括若干个炮孔(不少于一个)，配矿技术人员综合考虑铲装设备型号、作业能力、炮孔间距及地质品位波动等因素，具体确定最小配矿单元尺寸。

步骤3中，建立双因素规划求解配矿数学模型并获得方程组如下：

参数：

xj：第j出矿点(电铲)计划出矿量，吨；

aj：第j出矿点能够挖掘的最高矿石量，吨；

qj：第j出矿点必需挖掘的最低矿石量，吨，由计划部门指定；

qr：破碎站的破碎能力，吨/天；

qmin：采场需保证的最低出矿量，吨/天；

gmax：入选全铁品位最高值；

gmin：入选全铁品位最低值；

kmax：入选亚铁品位最高值；

kmin：入选亚铁品位最低值；

pj：第j出矿点的优先出矿权重；

gj：第j出矿点的全铁品位；

g：全铁理想出矿品位；

kj：第j出矿点的亚铁品位；

k：亚铁理想出矿品位。

目标函数：取配矿后的品位偏差为最小

约束条件：

qj≤xj≤aj(j＝1,2,......,n)(1)

pj＝2≥pj+1＝1(8)

以上的是满足目标函数的约束条件，其中式(1)表示每个出矿点的采出矿量要满足出矿点最大和最小的生产能力。式(2)和(3)表示每天总的出矿量小于破碎站的破碎能力，大于采场每天需保证的最低出矿量。式(4)和(5)表示对出矿点全铁品位的约束。式(6)和(7)表示对出矿点亚铁品位的约束。式(8)表示第j出矿点的权重高于第j+1出矿点。

为了保证配矿计划的合理性，对配矿条件进行了多个约束，如出矿点选取、出矿点生产能力范围、品位范围、破碎站日最大处理能力等，最终根据这些约束条件建立数学模型求解。

执行配矿时，可指定计划天数，在考虑电铲铲装顺序、矿块矿量等因素的基础上，进行多日配矿计划编制。

本发明方法具有以下优点：

1、利用现有技术对爆堆进行微分估值，得到比较准确的结果，为配矿提供基础数据。

2、受采区现状的限制，通过划分开采单元、指定推进方向，保证生产作业可以依据地形限制作业，得到切实可行的方案。

3、配矿结果是以天为单位的，依据当前经济效益严格控制每日的矿量与出矿品位，得出生产配矿计划表，辅助生产，提高效益。

4、用正交组合法列出所有的配矿方案并依次进行计算，对计算结果进行排序，确保无方案遗漏，实现配矿方案的优中选优。

5、在本方法中引入整数比转换思想，即会将数学模型求解结果中小数点以后的数进行整数折算，保证结果都是整数，便于现场实际配矿操作。

附图说明

图1为爆区开采单元划分示意图。

图中：台阶线1；开采单元分界线2；参与配矿爆堆轮廓线3；划分的最小单元块4，可以显示单元块名称、矿量、全铁亚铁品位信息。

图2为多爆区多矿块规划求解配矿流程图。

具体实施方式

以下示例用于说明本发明，但不用来限制本发明的适用范围。

除非特别说明，本发明所采用的技术手段，为本领域常规的技术手段。

一种露天矿山优选配矿方法，包括步骤：

1、爆堆数据的采集：确定爆区范围、炮孔信息并建立炮孔数据库、根据炮孔数据修正矿体形态及产状、建立爆区三维实体、块体模型。块体尺寸划分时约束条件包括台阶高度、推进方向、采掘方向，采掘宽度，估值采用距离幂次反比法，得到每个网格的矿量及品位，从而知道爆区的可开采量及品位分布情况。

2、开采单元确定：结合配矿计划当天的采场现状模型，考虑供矿位置的实际地形条件，划分爆区当天具备开采条件的开采单元；然后根据设备型号、产量要求及现场作业情况，确定最小开采单元(矿块)尺寸，得到图1，每一个闭合线框为一个开采单元。

3、按照需求设置出矿量和出矿品位限制，设立约束条件，见示例表1，配矿天数为1天，供矿量单位为吨，供此次配矿的爆堆为-80m台阶高度1号、2号和-67m台阶高度3号爆堆，电铲规格为10m³。目标品位要求为：全铁品位27％，亚铁品位5％，根据实际可用的生产设备指定出矿爆堆个数限制，列出线性方程组(1)～(8)，满足目标函数的约束条件，首先采用正交组合方法计算有多少种配矿方法，然后采用“后退冒泡法”完成排列组合。每完成一个组合即规划求解一次，如图2。

4、求得开采的生产配矿方案，当计算结果含有小数时，会再进行一次整数比转换，例如在满足约束条件的情况下，将出矿量5868.28吨转化为按6000吨进行计算，保证计算结果均为整数，利于现场组织生产操作。最后输出结果表，对所有组合的求解结果按目标函数值大小进行排列，这样各个方案的规划求解结果优劣直观、一目了然，即表2。

表1爆区各矿块质量信息

表2配矿方案排列表

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