模糊数学和数值模拟在优选某铀矿矿体方案中的应用.pdf

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1、第34卷第3期铀矿冶Vo1．34NO．32015年8月URANIUMMININGANDMETALLURGYAug．2015模糊数学和数值模拟在优选某铀矿矿体方案中的应用王泽江，李秦，郭元，宋丽霞，张春晖(核工业北京化工冶金研究院，北京IOI149)摘要：根据江西某铀矿井试验采场可备选矿体的定性和定量参数，采用数值拟合和模糊数学的方法，对指标多、不确定性高的多种复杂方案进行量化分析和处理，最终确定方案2为优选方案。关键词：方案优化；数值拟合；模糊数学；量化分析中图分类号：TD853；TD868文献标志码：A文章编号：1000—8063(2015)03—0157—04doi：10．1342

2、6／j．cnki．yky．2015．03．006为满足某工程需要，需在江西某铀矿山选定最深处为地下460In，水文地质条件简单。预选1个试验采场。根据现场多次勘察调研，符合采方案中的4个铀矿体均为倾斜薄矿体，平均倾角场试验要求的矿体共有4个。这些矿体受到多种为42。，平均厚度为0．7In。因素制约，从中确定最终的试验采场具有很大的1．2采矿方法模糊性和不可预测性。用全面采矿法_8]对4个预选矿体开采。矿块沿模糊数学理论是用“模糊集合”作为表现模糊走向布置，尺寸为50m×50rtl，相邻矿块之间留2～事物的数学模型[1]，这种数学理论对指标多、随机3In间柱；在采场必要位置中选择品位低的

3、矿体留性强、模糊程度高的方案可进行定量的描述和处不规则矿柱支撑采空区；在每个矿块底部的下盘布理，因此在很多领域的综合评价中都有应用口]。置沿脉运输巷道，由运输巷道起，在每个矿块边界位笔者将模糊数学理论与数值模拟相结合，分置开凿切割上山；在底柱中，每隔6in开漏斗口，在析计算出各矿体预选方案的量化评价指标，确定运输巷道漏斗对侧每隔2OITI布置1个电耙硐室。了方案的优选顺序。这2种方法的结合，使方案回采工作由切割上山，沿矿体走向一侧推进。的评价和选择更加科学合理、实用性强，可为铀矿1．3矿体预选方法山复杂系统优化决策提供理论和实践指导。将每个预选矿体作为一种备选方案，选定6个定量指标和4

4、个定性指标作为预选矿体的评判1预选背景指标(具体见表1)。根据初步拟定的采矿方法，1．1矿井地质概况可确定定量指标的参数值和定量指标的评价标江西某铀矿为花岗岩型铀矿，矿体多呈脉状，准，从而得到各方案的隶属度矩阵，然后以模糊数分支复合、尖灭再现现象严重。已开采的大部分学理论与数值拟合相结合的方法，计算出各方案矿体连续性较差，矿脉薄，厚度变化大。矿井开拓的量化结果，通过比较得到最优方案。表1预选矿体的评判指标收稿日期：2015-01-22作者简介：王泽江(1986一)，男，河北省张家口市人，助理工程师，从事铀矿采矿技术研究工作。158铀矿冶第34卷方方方案案案23421148∞0弘踮很高较

5、低较易很高OOO∞很差较高较难较高较差很高较易较低000注：由于保密需要，表中部分数据已做处理。¨9692模糊数学计算方法的9E==2．1定量指标对于某个待优化系统，有／7／个方案，每个方案有个定量指标，其组成的目标特征值矩阵(i，J===l，2，3，⋯，)。(y)公式为对E中各行求和，并对结果由大到小排列顺Y1l1Y1n序，便可得到目标集中关于重要性的排序。将语y21y2Yzn气算子与相对隶属度关系进行曲线拟合J7。，根Y==：●据拟合的曲线函数可换算出各定性指标的相对优ym1ymymn属度向量(R)。(i一1，2，3，⋯，m；—l，2，3，⋯，)。2．3综合优化定量指标第i行相对优

6、属度(r)越大越优、综合以上定性、定量指标可得综合隶属度矩越小越优指标的计算公式为阵(S)，再次运用相对二元比较法可得所有指标的权重矩阵(w)，通过代人语气算子与相对隶属一南，(2)度拟合函数得到权重向量()，对其作归一化处r一。(3)理即得标准权重向量()。最后，由式(6)求得各u方案的综合化向量(U)。2．2定性指标U一∞·S，(6)采用相对二元比较法进行确定定性指标的相其中，U为各方案的综合优化向量；W为所有指对隶属度矩阵。设系统有待进行重要性比较的目标的权重矩阵；为标准权重向量。各方案对应标集合(P)公式为的【，越大，则该方案越优等。P一{P，P2，P。，⋯，P}，(4)其中，

7、P为P中第i个目标。根据目标重要性进3铀矿体预选方案的优化行二元对比定性排序，排序方法为：目标集中的指3．1定量指标计算标项P与P作二元对比：若P比P重要，令排由表1和式(1)可得矿体预选各方案的定量序标度e一1，e一0；若二者同样重要，令e一e指标特征向量矩阵(y一)为一0．5；若Pz比P^重要，令e一0，e===1(愚一1，2，⋯，；Z一1，2，⋯，)。由此可知：e仅在{0，0．5，1}当中取值；e+g一1；e一e=：=0．5，并得出目标集