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露天矿境界优化研究 露天矿境界优化研究 中南大学数字矿山研究中心 中南大学数字矿山研究中心 长沙迪迈信息科技有限公司 长沙迪迈信息科技有限公司 冯 兴 隆 博士 冯 兴 隆 博士 2013年1月10日 2013年1月10日 露天矿境界优化研究现状 露天矿境界优化研究现状 露天采矿分为4个步骤:境界优化、开采 设计、进度计划和品位控制。确定最优露 天开采境界是露天矿设计的一个重要步骤, 它的目标是实现矿山生产利润最大化。而 露天矿优化设计的目的就是如何确定能够 产生最大经济效益的露天坑。 露天矿境界优化研究现状 露天矿境界优化研究现状 最终开采境界的设计在方法与手段上经 历了三个阶段： （1）手工设计阶段：这一阶段的设计以 经济合理剥采比为基本准则，在垂直剖面 图和分层平面图上进行手工设计和计算。 手工方法在西方国家已经成为历史，在我 国矿山和设计院仍在用。 露天矿境界优化研究现状 露天矿境界优化研究现状 ⑵计算机辅助设计阶段：这一阶段在原 理上与手工阶段基本相同，以计算机为手 段，设计过程在计算机屏幕或数字化仪上 进行，设计结果在屏幕上显示或用绘图仪 生成图纸。在发达国家，计算机辅助境界 设计在时间上大约对应于70年代中期到80 年代中期，如今主要用于境界优化结果的 后处理；计算机辅助境界设计在我国始于 80年代中期，现已得到一定的应用。 露天矿境界优化研究现状 露天矿境界优化研究现状 ⑶优化设计阶段：最终境界优化设计的研 究在国际上始于60年代初，但在实践中得到了 较广泛的应用，则是在计算机的存储容量和速 度达到一定水平以后，在时间上大体始于80年 代中期。30多年的研究使许多优化方法问世。 如二维动态规划法和三维图论法、浮动圆锥 法、三维动态规划法、网络最大流法、正锥删 除法等等。 在实践中应用最广泛的优化方法是图论法 和浮动圆锥法。 露天矿境界优化方法 露天矿境界优化方法 LG 图论法 LG(Lerchs-Grossmann)法是Helmut Lerchs and Ingo F. Grossman最初在1965年的论文“露天开采优 化设计” 中提出的，是具有严格数学逻辑的最终境界 优化方法，只要给定价值模型，在任何情况下都可 以求出总价值最大的最终开采境界。 露天矿境界优化方法 露天矿境界优化方法 在地质块段模型中，每个单元块是根据地质统计 学原理估算出来，它内含的属性一般为矿床空间该 位置品位特性或者地质岩性特征。 价值模型中每个单元块的特征值则是开采后能带 来的经济净价值。单元块的净价值是根据单元块中 所含可利用矿物的品位、开采与处理中各道工序的 成本及产品价格来进行计算。因此，当矿床类型不 同，矿山企业经营体制、成本管理制度不同的时 候，计算净价值的参数就不同。 露天矿境界优化方法 露天矿境界优化方法 价值模型中一般参数包括： 矿物参数，包括矿石品位、采矿回收率、选矿回 收率、粗冶回收率、精冶回收率等； 成本参数，包括开采成本、穿孔、爆破、装载、 运输、排土、排水、管理费用； 选矿成本，包括矿石二次装运、选矿、精矿运 输、与选矿相关的管理费用； 冶炼成本，包括粗冶、与粗冶相关管理费用、运 输费用、精冶； 销售成本； 金属价格等及其它参数。