OPTIMIZATION OF CUT-OFF GRADE IN OPEN-PIT BASED ON CONTROL THEORY

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露天矿地下水控制技术及对边坡稳定性的影响

我国富水露天矿多且涌水量大,若矿山地下水或边坡处治不当,将面临着“水患难止、边坡难固、有矿难采”的窘境。为解决露天矿遇到的水患和边坡失稳的问题,基于我国露天矿先后发展的垂直疏水孔、水平疏水孔、坑下大口径疏水孔和井群疏水等抽排方式,坑底泄水巷、基坑降水和辐射井疏干等疏放方式以及钻孔注浆帷幕、地下混凝土连续墙帷幕、钻孔咬合桩帷幕、防渗膜帷幕等截水帷幕和地层回灌水帷幕等多种地下水控制技术;开展了不同露天矿地下水控制技术对地下水位、端帮边坡岩土体力学性质变化、坡体应力变化和边坡稳定性系数影响的研究,分析了截水帷幕作用下地下水位抬升与边坡稳定性变化规律。研究结果表明:通过抽排方式、疏放方式将露天矿山地下水疏干或疏降可有效降低地下水位,减少边坡岩土体含水率,提高边坡岩土体黏聚力和内摩擦角,减小坡体的静水压力和水平推力,整体提高边坡稳定性系数,但大量疏排地下水又造成水资源的浪费和污染;截水帷幕能够解决疏排降水造成的地下水位下降幅度太大、疏排水量巨大、水资源浪费和污染的问题;在截水帷幕作用下,露天矿截水帷幕外侧水位不断抬升,引起截水帷幕外侧边坡岩土体含水率增加、黏聚力和内摩擦角减小、坡体的静水压力和水平推力增大,而截水帷幕内侧边坡岩土体含水率减小、黏聚力和内摩擦角增大、坡体的静水压力和水平推力减小,从而引起露天矿边坡稳定性系数略有降低;通过截水帷幕可以控制露天矿边坡地下水位,进而保持边坡岩土体力学参数在合理范围,维持边坡稳定性系数在安全区间,实现露天矿地下水资源保护与边坡安全的平衡。

高陡露天矿山基建高效施工方法的实践

针对露天矿山在基建中面临地形陡峭、削顶高度大、红线控制、施工进度、安全管理、绿色环保等要求,提出采用具有针对性的矿山基建道路、削顶施工方法,即“分层分区、控制爆破、开挖顺序、安全防护”的施工方法,达到安全可控、进度超前、节约成本及周边环境影响小等成效。

某红土型镍矿品位控制的研究与讨论

红土型镍矿与硫化型镍矿共同支撑着世界范围内经济发展的镍矿需求,其中红土型镍矿的产量占比为60%,硫化型镍矿的产量占比为40%。近年来,随着硫化型镍矿开采速度的加快、勘探工作的放缓,红土型镍矿凭借其成熟的冶炼技术和开采工艺逐渐扩大市场。东南亚地区作为全球红土型镍矿储量最丰富的地区,吸引了大量的镍矿开发商及冶炼厂投资落地。以印尼马鲁古岛东南部某红土型镍矿为研究对象,详细研究了该矿区镍矿的采选配矿品位控制工艺,探讨了造成镍矿品位贫化的原因,对红土型镍矿品位控制进行了研究与讨论,旨在为镍矿开采提效降本提供一定的思路。

城市建成区密贴既有线深大基坑施工周边环境变形控制

随着城市地铁建设的发展,在城市建成区采用十字换乘的密贴既有线建设方案逐渐增多。面对乘客及运营管理单位对运营质量的高标准要求,如何在新建车站顺利建设的同时高标准实现周边环境的变形控制,也成为城市轨道交通发展必须要面对的问题。依托北京地铁13号线扩能提升工程中密贴既有地铁车站新建某十字换乘明挖车站工程,从基坑围护结构和支护结构的设计与施工角度,指出该工程依照既有类似工程案例提出的初始方案存在的问题,而后结合该工程的特点总结凝练优化后实际采用的方案,通过方案优化前后的对比,结合数值模拟、建设过程中现场实际监测数据等证明优化后的方案切实可行,并在既有车站等周边环境变形控制方面取得了良好效果,对类似城市建成区密贴既有线深大基坑施工具有一定的实际参考价值。

钢支撑伺服系统在海域人工岛中明挖基坑施工中的应用

针对海域人工岛环境下基坑开挖时既有结构变形控制难度大的问题,结合深中(深圳—中山)通道东人工岛工程,基于现场监测数据对基坑变形规律以及钢支撑伺服系统的变形控制效果展开了研究。结果表明:围护结构水平变形随深度增加由向坑外变形逐渐过渡为向基坑内侧鼓肚式变形,采用钢支撑伺服系统可降低35.05%的水平位移,最大水平位移为开挖深度的0.06%~0.24%;支撑伺服系统的位移收敛作用较为明显,在下部伺服支撑轴力施加后可适当减小上部轴力以维持整体受力平衡;基坑中部软土开挖时卸荷效应更加明显,使既有桥墩产生的变形增量约占最大变形的65.52%,整个施工阶段其累计水平变形在-2.8~2.9 mm。

深基坑明挖施工工艺及质量与安全管理措施探讨

文章以某一地铁换乘站深基坑明挖施工为例,系统阐述深基坑明挖工程施工原则,对包括石方开挖、边坡防护及施工防排水这三项关键施工工艺进行分析,对施工质量和安全管理措施进行探讨,以确保施工效率和工程品质,并为其他深基坑施工提供示范引领和借鉴。

运营地铁隧道上方近距离明挖施工技术研究

新建明挖基坑上跨运营地铁隧道时,区间隧道会产生上浮变形,影响地铁运营安全。结合工程实例,采取双排桩围护+两道混凝土支撑、地层分区加固、基坑分区分层开挖等施工措施,经数值模拟分析及现场量测验证,施工结果满足既有隧道运营安全要求,可为类似工程提供借鉴。

露天矿山开采境界动态优化圈定

按不同边界品位对矿床模型进行优化参数属性赋值,形成一系列静态价值模型,运用动锥法及L-G法进行初步优化,获得一系列静态境界方案,通过编排进度计划等方式将时间属性植入矿床块体模型,计算不同境界方案的年现金流,经贴现获得净现值(NPV),综合比较各方案NPV及资源回收情况确定最终方案。以某大型露天铜矿为例,利用矿业软件Surpac及进度计划软件Min-esched实现了最终境界的动态优化圈定,结果显示,原静态最优方案为不可行方案,而动态优化最终方案在经济效益上占绝对优势。

露天开采境界边界品位的合理确定

以计算机实现移动圆锥的境界优化方法为基础,计算不同边界品位条件下的矿床模拟开采数据,分析得出盈亏平衡法确定边界品位的方法不能使矿山企业的总盈利最大,合理的边界品位应该低于盈亏平衡品位的结论。采用合理的边界品位不仅能扩大矿山企业的总盈利,而且能够充分利用矿产资源。

露天矿边界品位与最终境界的关系

在技术经济参数变化的情况下,主要讨论了边界品位与最终境界的关系.基于司家营露天矿生产数据,建立了盈亏平衡品位模型,并计算出不同市场价格条件下可采块段边界品位和必采块段边界品位.根据边界品位计算值,优化不同价格条件下的最终开采境界;基于某给定的边界品位,在相同的市场价格条件下进行境界优化,并比较两种方法得到的最终开采境界.结果表明,在相同的市场价格条件下,基于盈亏平衡法得到的最终境界要优于给定边界品位优化得到的最终境界.

边际品位的随机规划优化方法

边际品位的确定必须考虑边际品位在时间、空间上的动态特征以及边际品位分布的随机性。运用随机规划的原理和方法,以净现值为指标函数,结合矿山企业使用的采矿方法,在进行边际品位优化的时候将边际品位在时间上、空间上的动态特征以及边际品位在不同块区分布的随机性作为优化模型的考虑因素,因此得到的最优边际品位最能反映矿山企业的生产真实情况。

露天矿采矿作业计划的二元整数规划数学模型

在同时考虑边界品位优化和开采顺序优化情况下,为了实现最大化净现值,提出了一种新的基于二元整数规划的露天矿作业计划模型。该模型包含3个部分:(1)实际经济损失;(2)概率分布和平均品位;(3)预期经济损失。通过物理约束将一个矿块的经济损失评估与概率集成在一个二元整数规划模型中。该模型基于最佳加工决策来确定每个时期的最优开采顺序。为了验证提出模型的适用性,对某金矿案例进行了研究分析。结果表明:使用提出模型获取到的开采顺序是切实可行的,该模型可以在合理的时间内得到较高的最优净现值。

露天矿边界品位优化及其动态调整

根据露天开采的特点，介绍并分析了露天矿边界品位优化的两个静态模型，运用边际分析法的原理结合资金的时间价值因素，建立了露天矿边界品位最优化及其随服务年限逐年调整的动态模型，并进行了实例计算。

德兴铜矿表外矿的综合利用

为利用德兴铜矿矿床中２０％的表外矿，分析了表外矿的分布特点，进行了生产配矿控制、堆浸及根据多元素综合价值品位重新圈定开采境界等多途径的表外矿利用，取得了显著的经济效益和社会效益。

基于控制理论的露天矿边际品位最优化

基于控制理论提出了一个露天矿边际品位最优化新方法。比现有的边际分析技术在数学形式方面更推进了一步 ,而且对一种重要的品位分布形式———指数分布的优化问题 ,可以获得品位函数的解析解。它还可以为更为复杂的边际品位问题研究 (如价格波动问题 )提供建模工具。

露天矿工艺协调优化与控制

本文应用现代控制理论原理与方法，提出了基于最小费用，计划最优保持和抗干扰控制三个原则下，工艺间协调优化与控制的方法。

露天矿工艺系统协调优化方法

本文应用最优控制理论基本方法，提出了基于最小费用、计划最优保持和抗干扰调节三个优化原则下露天矿工艺系统协调优化方法。

基于日常生产相互关联的三大地质模型的建立及应用

乌山铜钼矿为特大型露天金属矿,对地质工作、采矿设计和现场管理要求较高。为加强地质资源精细化管理程度,需建立与日常矿山生产相互关联的三大地质模型。介绍了三大地质模型的建立及应用工况,通过采集生产炮孔样品数据、地质勘探数据、生产勘探数据并结合矿区地质构造,分别建立了矿块品位模型、品位控制模型及地质资源模型,为地质资源储量管理,矿山短期、中长期计划编制,生产配矿等采剥生产各环节提供了地质依据,对提高地质资源储量精细化管理、采剥计划执行率、控制采矿损失贫化等方面起到关键作用。

基于混合整数规划法的露天矿配矿品位控制

为了解决露天矿配矿耗时长、成果精度低及与卡调系统不关联的问题,对露天矿配矿进行系统科学分析,提出了基于混合整数规划的露天矿自动化配矿系统,实现对露天矿品位的快速准确控制。以炮孔岩样化验结果和矿山块段模型数据为基础,运用泰森多边形方法对配矿单元进行估值划分,综合考虑矿量、品位、设备和空间位置等约束条件,建立了以出矿品位波动最小为目标函数的露天矿配矿混合整数规划模型。并在Visual Studio环境下用C++语言调用CPLEX求解器进行求解,进而得到用于卡调系统的露天矿配矿开采和派车优化方案。该方法应用于安徽某大型石灰岩露天矿,经实例验证,此方法可在1s内输出配矿结果,同时配矿指标均在目标值上下1.5%范围内波动,对指导矿山的实际生产有重要意义。