基于Surpac的铜陵新桥矿床露天开采境界优化.pdf

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1、第22卷第3期安徽地质VoI．22No．32012年9月GeologyofAnhuiSeptember2012文章编号：1005—6157(2012)03～178—5基Surpac的铜陵新桥矿床露天开采境界优化崔灿，袁峰，李晓晖，张明明，贾蔡，周涛发(合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥230009)摘要：矿床的境界优化就是要设计一个最为接近理想状态的模型，使矿山企业利润最大化，在满足经济和边坡角几何约束的条件下，设计一个最终开采境界。基于三维地质矿业软件，可以将三维可视化技术与矿床的后期开采、生产进度编排进行紧密的结合

2、，完成矿体形态与工程实体的衔接，其不同于传统境界优化的方法。可以在三维空间内进行境界优化的应用和研究。本研究选取SURPAC三维地质矿业软件系统，结合铜陵新桥矿床的实际需求，基于三维数字矿山模型，使用L-G算法规范的数学逻辑结构对露天采场进行境界优化。其结果可以为扩大经济效益提供详实的数据基础，并为新桥矿床开展更为合理的开采生产安排提出合理化建议。关键词：L—G法；Surpac软件；三维建模；境界优化；露天采矿中国分类号：TD80．9文献标识码：A终实现矿山效益的最大化。0引言确定露天开采境界的方法，主要分为人工法和基从2O

3、世纪60年代起，以寻求最大经济效益为目于数学模型的优化方法。的的露天采矿境界优化就成为一个被广泛关注的课1．1人工法题。到如今已经涌现出基于手工操作和计算机技术人工法实质上是一种试错法。是根据矿床地质的多种研究方法，但随着地矿行业技术的持续快速条件、选矿试验指标、采矿初步选定的技术参数、发展，矿山数字化和信息化的建设已经成为行业发展经济指标，计算出经济合理剥采比，在剖面图上绘的重心，因此以现代计算机技术为基础的露天采矿制并计算不同开采深度的境界剥采比，并用境界剥境界优化办法已经成为行业现代化发展的代表以及采比等于经济合理剥采

4、比的原则，确定各剖面的开趋势。采深度，经调整后，再根据选定的参数进行露天境三维地质矿山软件采用三维可视化建模等技术界的平面圈定。这种传统圈定露天开采境界的方法实现矿山生产的完全图形化，提高了工作效率并且存在以下主要问题：大幅度降低了人工成本，显著提高矿山企业的经济(1)由于境界圈定是在二维空间进行操作，精效”。由澳大利亚GEMCOM公司开发Surpac三维地度较差，如两个剖面间地形起伏变化或所切到的剖质矿业软件系统，在世界各国的矿业领域得到了广面在地形低凹或凸起处，会产生较大误差；在端部泛的应用”。本文采用Surpac软件，

5、以新桥硫铁矿用面积比代替体积比误差很大，特别是对短轴状矿床为例，基于三维地质模型利用采用图论学的L—G体两端部的剥离量占很大比重，且露天端帮在很大算法对露天开采境界优化问题进行研究，以期为更一个范围内很难精确定位-z。合理设计露天开采计划，提高经济效益提供帮助。(2)圈定矿体是通过一次次反复的试圈过程来实现的，对于一些品位变化大，形态复杂，组分繁l露天境界优化算法多的矿体来说，工作量非常之大，会消耗大量的人露天采矿大体分为4个步骤：境界优化、开采力和时间。设计、进度计划和品位控制Ⅲ。其中，境界优化是极因此，传统手工圈定境界基

6、本难以实现境界最其重要的一步，合理的境界设计可以节约成本，最优化的目标。人工法在国外矿业生产中已经基本被收稿日期：2012—02-12作者简介：崔灿(1987一)，男，硕士研究生，研究方向为资源评价与预测。第22卷第3期崔灿，等：基=f：Surpac的铜陵新桥矿床露天开采境界优化179淘汰，在国内有些单位还在使用。来。1．2基于数学模型的境界优化方法(5)在模型中将虚拟根与各个块段连接起来。1．2．1准优化方法这些箭头被称作树图，因为它必须是由虚拟根发出准优化是指没有严格的数学逻辑证明，但有其的枝条，因此不应含有回路。极强的

7、实用性。最为熟知的是浮动圆锥法。浮动圆(6)与边坡具有相同走向的弧称为“正”弧。锥法基本思路是先找到若干个净价值为正的块段，开始时全部弧都是正弧。如果它们向下逆向边坡以边坡角为倾角，以正值块段为顶点构造圆锥，通图，则被称为负弧。过落在圆锥内块段价值的正负来判断是否进行开(7)一个块段或节点“支持”的价值等于它和采，然后再将顶点移动到下一个正值块段再次进行它的“枝叶方向”块段的价值或质量的总和。程序判断。重复这一搜索过程得到最终的开采境界。运行初时，除虚拟根以外，全体块段只支持自身的1．2．2L—G图论法境界优化方法重量。L—

8、G图论法是HelmutLerchs和IngoF．Grossman(8)如果树图中的一个弧是正弧且支持正质量最初在1965年的论文“露天开采优化设计”中提出的正弧或者支持负质量的负弧，则称作强弧。否则，的--，是具有严格数学逻辑的最终境界优化方法，为弱弧。在强弧的枝条方向末端的节点被称作强节