基于目标规划的单矿床矿产资源开发优化模型-矿业114网 
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基于目标规划的单矿床矿产资源开发优化模型
2010-05-15
在阐述目标规划优化机理的基础上,建立了基于目标规划的单矿床矿产资源开发优化模型,并利用 “霍克-杰维斯”算法进行了求解,得出白象山铁矿由于其地质资源丰富,生产规模可以达到上限规模,而资金问题 始终成为其生产规模扩大的关键影响因素之一。研究结果表明,新矿产资源开发模式使得姑山矿区可持续发展能 力达到良好及以上,效果较好。
SeMriaeysꢀ N2o0.14007ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 20总10第年 4第075期期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ METAL MINE 基于目标规划的单矿床矿产资源2开发优化模型 1 2, 3 ꢀ 蔡 嗣 经 郑 明 贵 ꢀ 王 文 潇 ( 1. 江 西 理 工 大 学 ; 2. 北 京 科 技 大 学 ; 3. 马 钢 集 团 姑 山 矿 业 有 限 责 任 公 司 ) 摘 ꢀ 要 ꢀ 在 阐 述 目 标 规 划 优 化 机 理 的 基 础 上 , 建 立 了 基 于 目 标 规 划 的 单 矿 床 矿 产 资 源 开 发 优 化 模 型 , 并 利 用 霍 克 - 杰 维 斯 ” 算 法 进 行 了 求 解 , 得 出 白 象 山 铁 矿 由 于 其 地 质 资 源 丰 富 , 生 产 规 模 可 以 达 到 上 限 规 模 , 而 资 金 问 题 “ 始 终 成 为 其 生 产 规 模 扩 大 的 关 键 影 响 因 素 之 一 。 研 究 结 果 表 明 , 新 矿 产 资 源 开 发 模 式 使 得 姑 山 矿 区 可 持 续 发 展 能 力 达 到 良 好 及 以 上 , 效 果 较 好 。 关 键 词 ꢀ 单 矿 床 ꢀ 矿 产 资 源 开 发 ꢀ 目 标 规 划 ꢀ 优 化 An Optimizing Model for the Exploitation of Single Mineral Deposit On the Basis of Goal Programming 1 2, 3 2 Zheng Minggui ꢀ Wang Wenxiao ꢀ Cai Sijing ( 1. Jiangxi University of Science and Technology; 2. University of Science and Technology Beijing; 3. Masteel Group Gushan Mine Co. , Ltd. ) Abstractꢀ Based on the optimization principal of goal programming, an optimizing model for the exploitation of single mineral deposit was built. After solving by HJ arithmetic, the conclusion is made that since the geologic resource of Baixian gshan Mine is very rich, and its production can reach the uplimited scale, but funding still become the key factors to the production extending. The research results showed that the development mode of new mineral resources can realize the good sustainable development capability of Gushan mine or better with good effects. Keywordsꢀ Single Mineral Deposit, Mineral Resource Exploitation, Goal Programming; Optimization ꢀ ꢀ 姑 山 矿 业 公 司 是 马 钢 集 团 重 要 的 铁 矿 石 原 料 供 优 化 问 题 , 而 是 一 个 包 括 资 源 、 经 济 、 社 会 、 环 境 等 多 目 标 组 成 的 综 合 目 标 优 化 问 题 , 而 且 这 些 目 标 往 往 是 彼 此 相 冲 突 的 。 对 于 这 样 一 个 非 常 复 杂 的 、 有 多 重 矛 盾 的 目 标 决 策 问 题 , 目 标 规 划 提 供 了 一 种 有 效 的 解 决 方 法 。 应 基 地 之 一 , 合 理 开 发 姑 山 矿 区 铁 矿 石 资 源 有 利 于 缓 解 马 钢 集 团 矿 石 原 料 紧 缺 的 矛 盾 。 白 象 山 铁 矿 床 位 于 当 涂 县 南 偏 东 12 km, 距 姑 山 采 场 2. 5 km, 是 姑 山 铁 矿 区 内 的 一 个 大 型 矿 床 , 其 开 采 是 姑 山 矿 业 公 司 “ 十 一 五 ” 规 划 的 重 点 内 容 , 也 是 今 后 相 当 长 一 个 时 期 姑 山 矿 业 公 司 的 主 力 矿 山 , 能 否 按 期 建 成 白 象 山 铁 矿 , 关 系 到 姑 山 矿 的 长 治 久 安 。 在 未 开 发 白 象 山 铁 矿 床 之 前 , 经 过 对 姑 山 铁 矿 区 可 持 续 发 展 能 力 进 行 测 算 , 得 出 其 可 持 续 发 展 能 力 仅 为 一 般 的 结 论 , 其 中 部 分 指 标 较 不 理 想 , 因 此 , 按 照 新 矿 产 资 源 开 发 模 式 合 理 开 发 白 象 山 铁 矿 是 建 设 和 谐 矿 山 、 落 实 科 学 发 展 观 的 必 然 要 求 。 2 ꢀ 目 标 规 划 的 优 化 机 理 目 标 规 划 ( goal programming) 是 对 众 多 的 目 标 分 别 确 定 一 个 希 望 实 现 的 目 标 值 , 然 后 按 目 标 的 重 要 程 度 ( 级 别 ) 依 次 进 行 考 虑 与 计 算 , 以 求 得 最 接 近 各 目 标 预 定 数 值 的 方 案 。 如 果 某 些 目 标 由 于 种 种 约 束 不 能 完 全 实 现 , 它 也 能 指 出 目 标 值 不 能 实 现 的 程 度 以 及 原 因 , 以 供 决 策 者 参 考 1] 。 对 目 标 规 划 来 说 , 期 望 值 的 选 取 是 否 合 理 会 直 接 影 响 解 的 优 劣 , 而 决 策 者 事 先 又 往 往 对 期 望 值 缺 乏 了 解 。 为 此 , 采 用 [ 1 ꢀ 优 化 模 型 建 立 的 基 本 思 想 矿 床 在 开 发 时 所 追 求 的 目 标 不 再 是 单 一 的 经 济 效 益 最 大 化 , 而 是 在 财 务 指 标 可 以 接 受 的 情 况 下 , 资 源 、 经 济 、 社 会 、 环 境 目 标 的 协 调 统 一 , 即 既 要 取 得 经 济 效 益 , 同 时 也 要 取 得 资 源 、 社 会 和 环 境 效 益 。 因 此 , 现 代 矿 床 的 开 发 决 策 已 不 再 是 单 一 ( 经 济 ) 目 标  江 西 省 社 会 科 学 规 划 学 科 共 建 项 目 ( 编 号 : 09YJ238) 。 郑 明 贵 ( 1978— ) , 男 , 江 西 理 工 大 学 资 源 与 环 境 工 程 学 院 , 博 士 , 副 教 授 , 341000 江 西 省 赣 州 市 章 贡 区 江 西 理 工 大 学 281 信 箱 。 · 51· 总 第 407 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2010 年 第 5 期 目 标 规 划 与 “ 交 互 作 用 ” 方 法 相 结 合 , 做 到 2 个 对 话 , 即 “ 人 - 机 对 话 ” 和 “ 分 析 者 - 决 策 者 对 话 ” 。 每 次 对 话 中 , 决 策 者 只 要 就 已 经 求 出 的 “ 有 效 解 ” 回 答 是 否 满 意 , 指 出 不 满 意 的 地 方 , 分 析 者 就 能 修 改 期 望 值 从 而 求 出 新 的 有 效 解 , 直 到 满 意 为 止 。 的 各 个 指 标 影 响 显 著 。 因 此 , 选 取 矿 床 合 理 生 产 规 模 X1 和 年 均 固 定 资 产 净 值 X2 作 为 决 策 变 量 2] 。 3. 2ꢀ 目 标 约 束 与 绝 对 约 束 [ 3. 2. 1ꢀ 目 标 约 束 根 据 对 矿 区 可 持 续 发 展 能 力 的 研 究 , 其 中 包 括 矿 区 资 源 、 经 济 、 社 会 、 环 境 的 协 调 持 续 发 展 , 因 此 , 可 以 选 取 其 中 的 一 组 指 标 用 于 反 映 矿 床 开 发 的 效 果 , 进 而 构 造 出 体 现 决 策 者 愿 望 的 目 标 函 数 。 这 些 指 标 为 2 . 1ꢀ 目 标 规 划 数 学 模 型 的 标 准 型 一 般 地 , 对 于 n 个 决 策 变 量 , m 个 目 标 约 束 , 目 标 函 数 中 有 k 个 优 先 级 的 目 标 规 划 问 题 , 其 数 学 模 型 的 标 准 型 如 下 : k m ( ωi-j dj- + ωi+j dj+ ) , { I1 , I2 , I3 , I4 , I5 , I6 , I7 , I8 , I9 , I10 , I11 , I12 , I13 , I14 , I15 } minZ = Pi ∑ ∑ i = 1 j = 1 - +  ( 1) fi ( X) + d - d = bi , 综 合{利 用 率 , 冶 炼 总 回 收 率 , 吨 钢 耗 新 水 , 人 均 矿 业 总 产 值 , 投 资 报 酬 率 , 万 元 产 值 能 耗 , 人 均 收 入 水 平 , 失 业 率 , 矿 区 废 气 , 粉 尘 排 放 达 标 率 , 矿 区 废 水 排 放 达 标 率 , 矿 区 固 体 废 弃 物 排 放 达 标 率 , 矿 区 塌 陷 土 地 = 单 位 矿 石 成 本 , 开 采 损 失 率 , 选 矿 回 收 率 , 尾 矿 i i s. t. { - + i X, d , d ≥ 0, i = 1, 2, … , n i 式 中 , Pi 是 目 标 的 优 先 级 别 ( 优 先 因 子 ) ; ω , ω+ 是 - ij ij - + 权 系 数 ; d , d 为 偏 差 变 量 ; X 为 决 策 变 量 ; b 为 第 i j 个 约 束 的 右 端 常 数 。 j i 2 . 2ꢀ 建 模 步 骤 复 垦 率 } 。 一 个 实 际 问 题 的 目 标 规 划 模 型 的 建 立 步 骤 为 : 对 期 望 值 设 定 为 ( 1) 根 据 问 题 所 提 出 的 各 目 标 与 条 件 , 确 定 目 { E1 , E2 , E3 , E4 , E5 , E6 , E7 , E8 , E9 , E10 , E11 , E12 , E13 , 标 值 ( 期 望 值 ) , 设 定 决 策 变 量 并 列 出 目 标 约 束 与 绝 对 约 束 。 E , E } , 14 15 ( 2) 根 据 决 策 者 的 需 要 将 某 些 或 全 部 绝 对 约 束 , 通 过 引 入 偏 差 变 量 转 换 为 目 标 约 束 。 3) 给 各 级 目 标 赋 予 相 应 的 优 先 因 子 , 对 同 一 优 先 级 的 各 目 标 , 按 重 要 程 度 不 同 赋 予 相 应 的 权 系 数 。 则 有 ( I 1 = f 1 , X ( X 1 , X 2 ) ≤ E 1 = f , I 2 ( X = f 2 , X ( X 1 ) ≥ E , X 2 ) ≤ E 2 = f , I 3 ( X = , 1 f ( X ) ≥ E , I , I 3 1 2 3 4 4 1 2 4 5 5 X ) ≥ E , I = f ( X , X ) ≤ E , I = f ( X , X ) ≥ 2 5 6 6 1 2 6 7 7 1 2 ( 4) 根 据 决 策 者 的 要 求 , 各 目 标 按 3 种 情 况 取 E , I = f ( X , X ) ≥ E , I = f ( X , X ) ≤ E , I 7 8 8 1 2 8 9 9 1 2 9 10 + - 值 : ①恰 好 达 到 目 标 值 , 取 d + d ; ② 允 许 超 过 目 标 = f ( X , X ) ≥ E , I = f ( X , X ) ≤ E , I = j j 10 1 2 10 11 11 1 2 11 12 - + j f ( X , X ) ≥ E , I = f ( X , X ) ≥ E , I = 值 , 取 d ; ③ 不 允 许 超 过 目 标 值 , 取 d 。 然 后 构 造 一 12 1 2 12 13 13 1 2 13 14 j 个 由 优 先 因 子 、 权 系 数 与 偏 差 变 量 组 成 的 、 要 求 最 小 化 的 目 标 函 数 。 f 14 ( X 1 , X 2 ) ≥ E14 , I15 = f15 ( X 1 , X 2 ) ≥ E15 。 上 述 式 子 是 根 据 收 集 到 的 9 个 矿 山 的 资 料 , 通 过 建 立 计 量 经 济 学 模 型 , 利 用 Eviews 软 件 计 算 得 出 3 ꢀ 模 型 建 立 的 。 3 . 1ꢀ 决 策 变 量 的 选 择 矿 床 合 理 生 产 规 模 的 确 定 是 矿 产 资 源 开 发 过 程 3. 2. 2ꢀ 绝 对 约 束 ( 1) 生 产 规 模 约 束 。 一 是 下 限 生 产 规 模 Qαmin 。 中 一 项 非 常 重 要 的 决 策 要 素 , 许 多 决 策 要 素 均 以 生 产 规 模 为 中 心 进 行 确 定 ; 原 矿 平 均 地 质 品 位 决 定 了 金 属 矿 石 的 质 量 , 对 矿 床 经 济 效 益 有 着 直 接 的 影 响 , 但 我 国 铁 矿 贫 矿 多 、 富 矿 少 , 原 矿 平 均 地 质 品 位 相 差 无 几 , 另 外 , 考 虑 到 所 收 集 的 样 本 数 仅 有 9 个 ( 原 矿 平 均 地 质 品 位 更 是 十 分 接 近 ) , 为 使 下 面 对 目 标 约 束 方 程 的 拟 合 精 度 提 高 , 暂 不 考 虑 该 变 量 ; 矿 床 总 投 资 ( 可 以 用 年 均 固 定 资 产 净 值 来 表 达 ) 对 矿 床 开 采 金 属 矿 床 地 下 开 采 都 有 一 个 下 限 规 模 , 这 个 规 模 至 少 应 该 保 证 矿 山 不 亏 损 , 即 矿 山 未 来 销 售 收 入 应 大 于 或 至 少 等 于 总 成 本 3] 。 矿 床 生 产 成 本 包 括 固 定 成 本 和 变 动 成 本 2 部 分 , 其 中 固 定 成 本 是 指 在 一 定 的 扩 建 规 模 范 围 内 不 随 产 量 变 动 而 变 动 的 费 用 ; 变 动 成 本 则 是 指 随 产 量 的 变 动 而 变 动 的 费 用 , 在 经 济 分 析 中 , 一 般 近 似 地 认 为 它 随 产 量 成 正 比 例 变 动 。 [ · 52· ꢀ ꢀ ꢀ 郑 明 贵 等 : 基 于 目 标 规 划 的 单 矿 床 矿 产 资 源 开 发 优 化 模 型 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2010 年 第 5 期 因 此 有 3. 3ꢀ 优 先 因 子 和 权 系 数 pQαmin ≥ Cf + Cv Qαmin , 不 同 目 标 的 主 次 轻 重 有 2 种 差 别 。 一 种 差 别 是 C 绝 对 的 , 可 以 用 优 先 因 子 p 表 示 。 优 先 因 子 之 间 的 f i Qαmin ≥ , ( 2) p - C v 关 系 为 p , 即 p  p 对 应 的 目 标 比 p 对 应 的 目 i i i+1 i+1 式 中 , Qαmin 为 矿 床 下 限 生 产 规 模 , t/ a; p 为 矿 石 平 均 价 格 , 万 元 / t; C 为 矿 床 生 产 固 定 成 本 ; C 为 矿 床 生 标 有 绝 对 的 优 先 性 ; 另 一 种 差 别 是 相 对 的 , 这 些 目 标 具 有 相 同 的 优 先 因 子 , 它 们 的 重 要 程 度 可 用 权 系 数 的 不 同 来 表 示 。 为 了 使 优 先 因 子 和 权 系 数 的 确 定 更 具 科 学 性 和 可 信 性 , 可 以 采 取 不 同 的 方 式 进 行 处 理 , 如 Delphi 法 、 层 次 分 析 法 等 。 在 本 例 中 采 用 了 Del phi 法 , 向 省 内 外 16 名 专 家 发 出 了 征 询 意 见 表 , 共 收 回 11 份 问 卷 , 专 家 情 况 见 表 1, 统 计 结 果 见 表 2。 表 1ꢀ 征 询 专 家 情 况 f v 产 变 动 成 本 。 二 是 上 限 生 产 规 模 Qαmax , 主 要 考 虑 矿 床 地 质 资 源 量 、 开 采 工 作 面 年 下 降 深 度 、 矿 山 融 资 条 件 等 进 行 确 定 。 考 虑 矿 床 地 质 资 源 量 : 已 探 明 并 且 可 做 设 计 依 据 的 矿 床 地 质 资 源 量 , 是 矿 床 生 产 规 模 和 相 应 服 务 年 限 拟 定 的 基 础 依 据 。 在 矿 床 地 质 资 源 量 一 定 的 情 况 下 , 设 计 生 产 规 模 越 大 , 服 务 年 限 就 越 短 , 而 开 采 年 限 过 短 是 不 合 算 的 。 满 足 最 低 开 采 年 限 的 矿 床 生 序 号 人 数 / 个 专 家 来 源 高 等 院 校 设 计 研 究 院 矿 山 专 家 职 称 教 授 专 业 领 域 矿 业 工 程 矿 业 工 程 矿 业 工 程 1 2 3 3 3 5 教 授 级 高 级 工 程 师 高 级 工 程 师 [ 4] 表 2ꢀ 优 先 因 子 和 权 系 数 目 标 产 规 模 为 优 先 因 子 权 系 数 优 先 因 子 权 系 数 优 先 因 子 权 系 数 Qjg · k 目 标 目 标 1 e Q = ( 1 - kc ) , ( 3) 为 受 矿 床 地 质 资 源 量 约 束 的 矿 床 生 产 规 αmax T I I I I I 1 2 3 4 5 P P P P P 4 3 3 3 3 1 I I I I 6 7 8 9 P P P P P 3 1 1 3 1 1 I I I I I 11 12 13 14 15 P P P P P 1 2 2 2 2 1 min 1 2 1 式 中 , Q1 αmax 1 3 1 2 3 1 模 , t/ a; Qjg 为 矿 床 的 工 业 储 量 ( 扣 除 损 失 量 ) , t; ke 1 I 10 2 2 为 采 矿 回 收 率 , % ; T 为 最 低 开 采 年 限 , a; k 为 采 min c 3 . 4ꢀ 优 先 因 子 和 权 系 数 目 标 规 划 模 型 的 建 立 矿 贫 化 率 , % 。 根 据 上 述 约 束 条 件 、 优 先 因 子 和 权 系 数 , 结 合 决 考 虑 下 降 速 度 : 按 开 采 工 作 面 年 下 降 深 度 计 算 矿 床 生 产 规 模 , 公 式 为 策 者 的 要 求 , 建 立 如 下 的 目 标 规 划 模 型 。 - - - + minZ = p ( 3d +- 2d +- 2d + 2d ) + 1 8 7 10 11 mv · sk · vα · k 2 e , - + Q = ( 4) αmax p ( 3d + 2d + 2d + 2d ) + 2 15 12 13 14 1 - k c p3 ( 3d + 2d + d + d + d ) + p4 d1+ , ( 8) - - + - + 式 中 , mv 为 开 采 工 作 面 年 下 降 深 度 , m/ a; sk 为 开 采 9 4 2 3 6 - + 2 3 f ( X , X ) + d - d = E , 矿 体 的 水 平 面 积 , m ; v 为 矿 石 体 重 , t/ m 。      i 1 2 i i i α 考 虑 融 资 条 件 : 在 资 金 总 投 入 一 定 的 情 况 下 , 矿 Q X2 < m , ≤ X ≤ Q αmax, αmin 1 床 生 产 规 模 也 有 一 个 最 大 值 5] , 即 [ s. t. I T 3 K , t   Q = ( 5) αmax X1 , X2 , di- , d ≥ 0, i = 1, 2, … , 15 + c i 式 中 , Q3αmax 为 受 资 金 约 束 的 矿 床 上 限 生 产 规 模 , t/ a; K 为 矿 床 开 发 年 均 投 入 资 金 , 万 元 / a; ct 为 单 位 经 营 成 本 ( 可 根 据 矿 床 实 际 生 产 资 料 估 算 ) , 万 元 / t。 ≤ αmax 4ꢀ 模 型 测 算 与 结 果 分 析 [ 3, 6] 4. 1ꢀ 测 算 方 法 模 型 ( 8) 是 一 个 非 线 性 目 标 规 划 模 型 , 求 解 方 法 主 要 有 2 种 : 一 是 “ 格 瑞 菲 斯 - 斯 蒂 华 特 ” 算 法 , 需 要 使 用 泰 勒 级 数 将 非 线 性 的 目 标 约 束 变 换 为 线 性 目 标 约 束 , 之 后 再 采 用 单 纯 形 算 法 求 解 。 该 算 法 比 较 烦 琐 , 计 算 工 作 量 大 。 二 是 “ 霍 克 - 杰 维 斯 ” 算 法 , 实 践 中 经 常 采 用 该 方 法 , 具 体 步 骤 如 下 。 因 此 , 金 属 矿 山 生 产 上 限 规 模 为 Q min{ Q1αmax , Q2αmax , Q3αmax } 。 则 Q ≤ X ≤ Q  ( 6) ( 7) αmin 1 αmax ꢀ ꢀ ( 2) 年 均 固 定 资 产 净 值 约 束 。 有 X < I · I , 2 f m 珔 ( 1) 根 据 估 计 选 取 第 一 个 基 点 X = ( X1 , X2 ) 和 式 中 , Im 为 矿 床 开 发 最 大 融 资 额 , 亿 元 ; If 为 矿 山 投 资 形 成 的 年 均 固 定 资 产 所 占 比 例 ( 根 据 类 似 矿 山 数 据 结 合 本 矿 山 实 际 情 况 估 计 得 出 ) , % 。 1 初 始 的 变 量 摄 动 值 δ 。 1 珔 ( 2) 计 算 X 的 目 标 函 数 值 , 以 δ1 为 摄 动 步 长 , 1 · 53· 总 第 407 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2010 年 第 5 期 作 正 的 ( 或 负 的 ) 摄 动 , 得 到 一 个 新 的 试 验 点 , 比 较 目 标 函 数 值 , 从 而 找 到 使 目 标 改 进 的 变 量 搜 索 方 向 , 将 摄 动 步 长 δ1 加 大 1 倍 , 以 新 的 试 验 点 为 新 的 基 点 , 重 复 开 始 此 搜 索 步 骤 。 表 3ꢀ 偏 差 变 量 与 调 整 的 期 望 值 调 整 的 期 望 值 调 整 的 期 望 值 调 整 的 期 望 值 偏 差 变 量 偏 差 变 量 偏 差 变 量 - + - + - + d d d d = 0,d = 5 125 d = 0.3, d = 0 5.2 d = 0.3, d = 0 5.7 1 1 6 6 d 11 11 - + - + - + = 0,d = 0 14 d = 0, = 0, = 0 1.0 = 1 12 d = 0, d = 0 88 2 2 7 7 12 12 ( 3) 经 过 K 次 搜 索 后 , 如 果 目 标 函 数 值 没 有 明 - + - + - + = 0,d = 0 81 d d d = 0, d = 4 80 3 3 8 8 13 13 显 的 改 进 , 就 将 摄 动 步 长 减 半 , 继 续 第 ( 2) 步 的 搜 索 , 若 仍 找 不 到 比 第 K 次 搜 索 后 的 点 更 好 的 点 , 则 终 止 搜 索 , 第 K 次 搜 索 后 的 基 点 就 是 问 题 的 最 优 解 。 - + - + - + = 0,d = 0 18 d = 0.1, d = 0 1.6 d = 0, d = 3 83 4 4 9 d 9 14 14 - + - + - + d = 0,d = 0 91 10 = 0, d 10 = 0 2.5 d15 = 0, d15 = 2 78 5 5 生 产 规 模 扩 大 的 关 键 影 响 因 素 之 一 。 另 外 , 投 资 报 酬 率 达 到 12% , 矿 产 资 源 利 用 率 也 较 高 , “ 三 废 ” 排 放 达 标 率 均 在 80% 及 以 上 , 矿 区 可 持 续 发 展 能 力 经 测 算 达 到 良 好 及 以 上 , 说 明 矿 产 资 源 开 发 与 利 用 水 平 已 经 超 过 了 行 业 平 均 水 平 , 实 现 了 可 持 续 发 展 。 4 . 2ꢀ 期 望 值 及 其 他 有 关 参 数 设 定 根 据 行 业 平 均 水 平 , 结 合 矿 山 实 际 情 况 , 白 象 山 铁 矿 矿 床 开 发 各 项 目 标 设 定 为 E1 , E2 , E3 , E4 , E5 , E6 , E7 , E8 , E9 , E10 , E11 , E12 , E13 , { 参 ꢀ 考 ꢀ 文 ꢀ 献 E14 , E15 = {120, 16, 82, 20, 91, 5. 5, 1. 0, 11, 1. 7, } [ [ [ 1] ꢀ 范 玉 妹 , 徐 ꢀ 尔 , 周 汉 良 . 数 学 规 划 及 其 应 用 [ M] . 北 京 : 冶 金 工 业 出 版 社 , 2003 2 . 5, 6, 88, 76, 80, 76 。 } 2] ꢀ 郑 明 贵 , 蔡 嗣 经 . 地 下 开 采 金 属 矿 山 扩 建 合 理 规 模 智 能 化 系 统 经 过 计 算 , Q = 150 万 t/ a, Q =360 万 t/ a。 αmin αmax [ J] . 系 统 工 程 理 论 与 实 践 , 2008, 28( 12) : 133139 矿 床 开 发 最 大 融 资 额 I = 10 亿 元 , 取 I = m f 3] ꢀ 傅 家 骥 , 仝 允 桓 . 工 业 技 术 经 济 学 [ M] . 北 京 : 清 华 大 学 出 版 0 . 45。 社 , 1996 4 . 3ꢀ 结 果 分 析 [ 4] ꢀ 于 汝 绥 , 张 瑞 新 , 王 宝 庭 , 等 . 露 天 采 矿 优 化 理 论 与 实 践 [ M] . 北 京 : 煤 炭 工 业 出 版 社 , 2004 将 上 述 参 数 代 入 模 型 ( 8) , 利 用 C + + 语 言 编 程 [ 5] ꢀ 于 汝 绶 , 张 瑞 新 . 露 天 矿 合 理 规 模 的 确 定 [ J] . 化 工 矿 山 技 术 , 计 算 ( 具 体 程 序 略 ) , 可 以 得 到 最 优 解 ( X , X ) = 1 2 1 992, 21( 2) : 3841 ( 360, 4 5) , 偏 差 变 量 见 表 3。 [ 6] ꢀ 伊 格 尼 乔 J P. 目 标 规 划 及 其 扩 展 [ M] . 北 京 : 机 械 工 业 出 版 由 此 可 知 , 白 象 山 铁 矿 由 于 地 质 资 源 丰 富 , 其 生 社 , 1988 ( 收 稿 日 期 ꢀ 20100312) 产 规 模 可 以 达 到 上 限 规 模 , 而 资 金 问 题 始 终 成 为 其 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 ( 上 接 第 50 页 ) 管 道 系 统 , 对 Q 值 影 响 最 大 的 是 采 矿 船 与 海 水 的 相 对 速 度 。 例 如 : 采 矿 船 逆 洋 流 以 速 度 1 m/ s 行 驶 时 的 末 端 位 移 是 逆 洋 流 以 速 度 0. 514 m/ s 行 驶 时 的 3 倍 左 右 , 所 以 降 低 船 速 , 或 顺 洋 流 行 驶 , 将 有 效 地 减 小 管 道 变 形 , 同 时 也 降 低 了 对 管 道 的 强 度 要 求 。 参 ꢀ 考 ꢀ 文 ꢀ 献 [ 1] ꢀ 许 兆 美 . 虚 拟 现 实 技 术 在 深 海 采 矿 扬 矿 管 路 动 态 特 性 研 究 中 的 应 用 [ J]  煤 矿 机 械 , 2005( 12) : 4446 图 11ꢀ 船 速 为 1 m/ s 时 的 管 道 变 形 [ 2] ꢀ 申 焱 华 , 张 文 明 , 石 博 强 . 深 海 采 矿 扬 矿 硬 管 弹 性 体 建 模 分 析 [ J]  北 京 科 技 大 学 学 报 , 2002, 4 ( 4) : 391393 1 — 不 考 虑 动 载 ; 2— 载 动 系 数 为 1. 126 [ [ [ 3] ꢀ 丁 六 怀 , 高 宇 清 , 简 ꢀ 曲 , 等 . 中 国 大 洋 多 金 属 结 核 集 矿 技 术 研 究 综 述 [ J]  矿 山 研 究 与 开 发 , 2003, 8 ( 4) : 57 6 ꢀ 结 ꢀ 论 管 道 的 变 形 大 小 取 决 于 横 向 力 Q ( 绕 流 阻 力 ) 4] ꢀ 肖 林 京 , 吴 ꢀ 淼 , 吕 淑 芳 . 5 000 m 深 海 扬 矿 管 运 动 状 态 影 响 因 素 分 析 [ J]  起 重 运 输 机 械 , 2003( 8) : 3033 与 轴 向 力 G( 重 力 ) 的 比 值 大 小 。 在 轴 向 力 ( 与 动 载 系 数 有 关 ) 变 化 很 小 的 情 况 下 , 管 道 的 变 形 将 主 要 取 决 于 Q 值 的 大 小 。 而 决 定 Q 值 的 参 数 中 , 绕 流 阻 力 系 数 变 化 很 小 , 海 水 密 度 基 本 不 变 , 迎 流 面 积 决 定 于 5] ꢀ 谢 龙 水 , 我 国 深 海 采 矿 技 术 研 究 的 阶 段 性 成 果 及 今 后 研 究 方 向 [ J]  湖 南 有 色 金 属 , 1999( 1) : 16 ( 收 稿 日 期 ꢀ 20100320) · 54·
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