安家岭露天煤矿转向期剥采比优化研究.pdf

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1、露天采矿技术2012年增刊·3l·安家岭露天煤矿转向期剥采比优化研究贺昌斌，邓有燃，刘如成，史灵杰，张小东(1．中煤平朔煤业有限责任公司安家岭露天矿，山西朔州036006；2．中煤平朔煤业有限责任公司总工程师办公室，山西朔州036006)摘要：系统研究动态规划原理，考虑多方面矿山生产的影响因素，在动态规划原理的基础上，确定最优剥采优化策略。综合分析系统工程理论，采用系统工程控制论的方法，控制剥采比的均衡。重点研究动态规划原理与矿山生产实际相结合，建立了适合安家岭露天矿分区开采动态规划数学模型，降低剥离洪峰，均衡剥采比，减少投

2、资费用，提高矿山生产。关键词：露天煤矿；剥采比；优化；动态规划中图分类号：TD824．1文献标识码：B文章编号：1671—9816(2012)S1—0031—03安家岭露天矿田，位于平朔矿区的中南部，其行法。露天开采恰好是一个多阶段决策问题：一个阶段cⅧ政隶属山西省朔州市平鲁区。矿区范围由29点坐标(计划时段)的决策影响其后各阶段的决策。对矿石连线圈定，矿田东西宽7．842km，南北长6．556km，开采能力和岩石剥离能力进行优化。该方法以计划面积28．8832km2，划出南部西易煤矿2．4959km，时段为阶段变量，以最终

3、界中未开采的模块集合为东易矿4．3855km，矿田面积为22．0018km2。状态变量，在满足给定的矿、岩生产能力和其他约束安家岭露天煤矿划分3个采区开采，分别为首条件下，求净现值最大的开采顺序。采区、二采区、三采区。首采区于1997年11月开始图1曲线ABC表示某露天矿优化前的剥离量基本建设，2003年达到设计产量10．0Mt／a。为扩大变化情况，曲线DEF表示优化后剥离量变化情况。产能，自2005年11月开始向南扩工作帮，使工作线若矿山要按ABC曲线发展，不但要加大设备的投长度达1500m，改扩建后的产能达20．0Mt／

4、a。预计资，而且有关的投资不能充分利用；若按DEF曲线2016-2017年首采区上部剥离台阶将逐步到界，首生产追求均衡剥离，必然加大早期的基建投资，导致采区将转向二采区作业。由首采区向二采区转向过资源浪费。在这两者之间存在最优决策。在DEF曲渡是一项复杂的剥采工程接续过程，转向过渡需要线上HK是年最佳剥离量，GK为临界剥岩量，为一段较长的时间。由于二采区开采是从地表开始，存设计中规定的最少剥岩量，一般根据矿山实际，按照在较大的“基建剥离量”，给整个过渡期生产带来极规范，通过一定的方法得到。GH为提前剥离量，HGJ大地不便。如

5、果过渡期剥采工程进度计划安排不当，区域为t年累计提前剥离量。将会导致露天矿采煤接续不上，或煤炭产量急剧下▲250l降，年剥离量大增，生产剥采比过大甚至超出经济合B一理剥采比，使露天矿经济效益下滑，甚至出现亏损。因此，对安家岭露天矿转向过渡期剥采比优化进行研究是十分必要的。1l23456r1生产剥采比动态规划时同，年图1优化前后的剥离量对比图1．1生产剥采比动态规划基本原理动态规划法是求解多阶段决策问题的有效方临界剥岩量是由曲线=，()插值求出。提前收稿日期：2011-12—28剥离量是通过动态规划法计算得到的。利用动态规作者

6、简介：贺昌斌(1973一)，男，陕西合阳人，高级工程划法，求出每年的最优剥离量，得到最优生产剥采师，工程硕士，1996年毕业于中国矿业大学采矿工程系露天比，从而正确指导矿山生产，能减少基建投资，提高开采专业，现任中煤平朔安家岭露天矿总工程师，从生产技机械设备利用率，获得最佳经济效益。术、经营管理等工作。1．2优化数学模型·32·露天采矿技术2012年增刊1)状态转移方程。第t年提前采出的矿石量和2．2安家岭露天矿过渡期间生产剥采比优化提前剥离的岩石量为：安家岭露天矿分区开采动态优化模型如下：z~p(t)=p(t)一D(t)1

7、)阶段变量与状态变量。在三维矿山模型基础AV(t)=V(t)一X(t)上进行量表和地质分析，结合一系列技术参数，进行△P(t)、AV(t)一分别为第t年提前采出矿石量地质模块划分，利用动态规划法，通过动态分析，以和提前剥离的岩石量；P(t)、v(t)一分别为第t年实时间为阶段变量，单位为年，阶段变量为：际采出的矿石量和实际剥离的岩石量；D()、x(t)J=1，2，3⋯k，⋯。一分别为第t年临界矿石量和临界岩石量。每一年的工程位置为状态变量，第年整个采2)约束范围与边界条件。区的状态集合为：={Alj,A}1(￡)≤V(t)≤

8、V2(￡)P(1)=0、V(1)=0V(t)一为某状态下第t年内累计临界剥离岩首采区、二采区第年的状态分别为：石量；V(t)一为某状态下第t年内累计极限剥离岩Al：{AlJ(1)，AlJ(2】，⋯}、A2J={J~2j(t)，A2j(2)，⋯}石量；n一为矿【JJ开采年限。2)决策变量。首