岩溶堆积型铝土矿系统开采优化研究

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1、分类号UDC博士学位论文密级岩溶堆积型铝土矿系统开采优化研究OptimizationResearchonsystemminingofKarstAccumulatedBauxiteDeposit作者姓名：学科专业：学院(系、所)：指导教师：杨珊采矿工程资源与安全工程学院陈建宏教授论文答辩日期型兰：!三：』答辩委员会主中南大学2012年9月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过

2、的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：拉堑日期：丝年旦月三日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众

3、提供信息服务。弛吼丝年竺月互日中南大学博士学位论文摘要平果铝土矿是目前世界上最早开发成功的岩溶堆积型铝土矿，矿石分布点多面广，储量多，经济价值巨大。平果岩溶堆积型铝土矿床不但规模大，而且矿石品位质量变化大，其铝硅比值分布从3．92到33．93。中国铝业广西分公司氧化铝生产采用的是纯拜尔法生产工艺，铝硅比低于7的矿石不适合做为氧化铝生产的原材料。为保证铝土矿资源的可持续利用，必须对岩溶堆积型铝土矿进行系统开采研究，实现开采的整体最优化。本文就是在资源可持续性利用的理念基础上，采用系统工程、灰色系统理论、

4、多目标决策以及物流规划等科学方法理论，对岩溶堆积型铝土矿整个生产工艺系统开展模型化和最优化研究。文中首先对岩溶堆积型铝土矿资源以及开采条件进行系统分析，接着采用灰色层次分析法优选主要的开采工艺，同时利用灰色模糊综合决策模型优选适合其开采工艺的剥采设备；然后构建基于灰参数的O．1整数规划模型，将厂址选择与配矿优化有机结合起来，并利用先进的运筹学优化软件FICOMP．Xpress展开计算与优化研究，从而得到堆积型铝土矿的最佳厂址以及长远生产规划方案；最后在长远规划的基础上对堆积型铝土矿采场与堆场联合配矿系

5、统进行相应分析，运用灰色目标规划理论构建堆积型铝土矿的采场与堆场配矿的数学模型，从而保证铝土矿资源的综合利用，给氧化铝厂提供长期稳定的供矿品位。论文的主要研究成果如下：(1)对平果堆积型铝土矿三期太平南矿段的矿体进行勘探及现场地质调查研究，分析开采范围内堆积型铝土矿的赋存条件、矿区区域地质、矿床地质特征以及水文地质条件，获得铝土矿石的储量以及工业指标。对太平矿区南段的供矿能力和供矿质量进行研究，同时对其资源条件、开采技术条件和外部建设条件进行分析，结果表明设计开采范围内的矿体具有较高的经济开采价值，能

6、满足中国铝业公司的生产要求。(2)结合岩溶堆积型铝土矿的主要特点，提出了灰色层次综合评价模型来进行岩溶堆积型铝土矿开采工艺的优选。首先对工艺选择的主要影响因素进行分析，再采用系统工程、灰色系统理论和科学决策的方法优选出满足工程需要的开采方式及采矿工艺流程，然后对堆中南大学博士学位论文摘要积型铝土矿的露天境界进行相应分析，研究其境界参数，最后确定规划开采区的生产规模以及生产服务年限。(3)针对平果堆积型铝土矿矿床地质特征、地质水文特征、现有采矿机械装备、采矿工艺、氧化铝厂的矿石质量要求，结合矿体、围岩介

7、质相关的物理力学性质，参照国内外类似矿山开采技术条件，按照堆积型铝土矿开采设备选择的原则，综合利用灰色系统理论、模糊数学理论以及运筹学等系统科学方法建立堆积型铝土矿开采设备灰色模糊综合决策模型，遴选出适合矿区资源开采的主要技术装备。(4)岩溶堆积型铝土矿的厂址选择问题实际上就是一个矿山物流优化问题，是一个厂址选择、运输、生产和氧化铝厂工艺需求的综合匹配问题。而矿山开采系统实际上是一个典型的灰色系统。本文引入灰色规划的方法体系，建立基于灰参数的厂址选择与配矿综合优化模型，然后利用先进的运筹学优化软件FI

8、COXpress．MP进行优化计算，得到最佳厂址以及铝土矿开采长远规划，同时保证了矿山开发的经济性和矿石供应的稳定持久性。(5)提出岩溶堆积型铝土矿采场配矿和堆场配矿联合技术体系，对配矿联合作用模式下采场配矿计划功效以及堆场配矿的缓冲调节功效进行分析。同时利用FICOXpress．MP构建岩溶堆积型铝土矿采场配矿灰色多目标规划数学模型和堆场配矿数学模型，从而实现了岩溶堆积型铝土矿配矿优化的体系化和模型化。关键词：岩溶堆积型铝土矿；系统开采；开采工艺；厂址