考虑回采巷道尺寸影响的铲运设备选型-矿业114网 
首页 >> 文献频道 >> 矿业论文 >> 正文
考虑回采巷道尺寸影响的铲运设备选型
2017-03-21
在铲运设备选型中,为了考虑回采巷道尺寸的影响,确定不同方案的巷道尺寸后,根据Q 分 级理论初步 选择支护方式,建立数值模型模拟分析采场应力分布情况和安全系数。选取5 种方案下采场的最大 主应力、最小主应 力、安全系数的最小值、铲运机的出矿台班效率和支护费用构成评价指标体系,建立铲运设备优选 的模糊物元分析模 型,采用变异系数法求取各评价指标的权重系数,最后得出5 种方案的关联度分别为0. 836 1,0. 820 9,0. 759 6,0. 863 2,0. 839 4,按最大关联度原则,确定方案D(斗容为5 m3 )为最优的铲运设备。评价结果表明:在 铲运设备选型中考虑 回采巷道...
Series No. 489ꢀ Marchꢀ 2017 金ꢀ ꢀ 属ꢀ ꢀ 矿ꢀ ꢀ 山ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 总第 489期 METAL MINE 2017 年第 3 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 考虑回采巷道尺寸影响的铲运设备选型 黄永材ꢀ 许梦国ꢀ 程爱平ꢀ 王ꢀ 平ꢀ 刘ꢀ 昶ꢀ 张ꢀ 强 ( 武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北 武汉 430081) 摘ꢀ 要ꢀ 在铲运设备选型中,为了考虑回采巷道尺寸的影响,确定不同方案的巷道尺寸后,根据 Q 分级理论初步 选择支护方式,建立数值模型模拟分析采场应力分布情况和安全系数。 选取 5 种方案下采场的最大主应力、最小主应 力、安全系数的最小值、铲运机的出矿台班效率和支护费用构成评价指标体系,建立铲运设备优选的模糊物元分析模 型,采用变异系数法求取各评价指标的权重系数,最后得出 5 种方案的关联度分别为 0. 836 1,0. 820 9,0. 759 6,0. 863 3 ,0. 839 4,按最大关联度原则,确定方案 D(斗容为 5 m )为最优的铲运设备。 评价结果表明:在铲运设备选型中考虑 2 回采巷道尺寸是更加符合矿山生产实际的,同时运用模糊物元分析模型来进行铲运设备选型是可行的。 关键词ꢀ 铲运机ꢀ 巷道尺寸ꢀ 设备选型ꢀ Q 分级ꢀ 模糊物元 ꢀ ꢀ 中图分类号ꢀ TD421ꢀ ꢀ ꢀ 文献标志码ꢀ Aꢀ ꢀ ꢀ 文章编号ꢀ 1001-1250(2017)-03-143-06 Selection of Scraper Considering the Effect of Mining Roadway Size Huang Yongcaiꢀ Xu Mengguoꢀ Cheng Aipingꢀ Wang Pingꢀ Liu Changꢀ Zhang Qiang ( College of Resource and Environmental Engineering,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081,China) Abstractꢀ In consideration of the effect of the size of the mining roadway in the selection of scraper,the tunnel size under different scheme has been determined. After that,the support pattern has preliminarily selected based on the Q classification theory,and then the numerical model was established to simulate the stress distribution and safety factor of stope. The minimum value of the maximum principal stress,the minimum principal stress and safety factor of the stope under the five schemes are selected,combined with the efficiency of the scraper and the support cost formed the evaluation index system,and a fuzzy mat- ter-element analysis model for the optimization of scraping equipment was established. The weight value of the index was calcu- lated by the coefficient of variation,finally,the correlation degrees of the five schemes were respectively 0. 836 1,0. 820 9, 3 0. 759 6,0. 863 2,0. 839 4. According to the principle of maximal correlation,the scheme D (with bucket capacity 5 m ) was determined as the best equipment. The results show it is more in line with mine production practice to consider the size of min- ing roadway in the selection of scraper,and it is feasible to use fuzzy matter-element analysis model to select the scraper. Keywordsꢀ Scraper,Tunnel size,Selection of equipment,Q classification,Fuzzy matter-element ꢀ ꢀ 井下采矿效率在很大程度上受井下铲运设备的 结合矿山自身生产实际引入数学优化方法进行铲运 机选型的矿山不多。 近些年,有学者在矿山铲运设备 选型优化研究中引入一些常用的模糊数学评价方法, 出矿效率的制约。 铲运机是井下采矿作业较为常用 的一种铲运设备,确定相对最优的铲运机型号可使矿 山生产能力最优、作业成本最低,是矿山实现经济高 效开采的有效途径之一,而矿山铲运机的选型通常是 通过确定铲运机的斗容实现的。 选择一种合适的铲 运机,能够使每台铲运机的效率发挥最佳且减少使用 的台数,可以提高使用铲运机的矿山企业的生产和经 济效益。 [ 1] [2] [3] 如多目标模糊决策法 、层次分析法 、差异算法 等。 但这些优化方法主要选用了铲运机的技术、经济 和其他指标,如铲运机的出矿效率、出矿作业费用、掘 进费用、铲运设备价格、环保等指标,忽略了巷道尺寸 对铲运机选型的影响。 铲运机型号越大,对应的巷道 尺寸也随之变大,影响着采场的稳定性,因此有必要 着重考虑巷道尺寸对铲运机选型优化的影响,在铲运 机优选评价模型中引入最大主应力、最小主应力、安 绝大部分矿山通常采用经验类比法或者根据国 内外相似规模矿山生产实例来确定铲运机的型号,而 收稿日期ꢀ 2016-11-18 基金项目ꢀ 国家自然科学基金项目(编号:51604195)。 作者简介ꢀ 黄永材(1990—),男,硕士研究生。 通讯作者ꢀ 程爱平(1986—),男,讲师,博士。 · 143· 总第 489 期ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金ꢀ ꢀ 属ꢀ ꢀ 矿ꢀ ꢀ 山ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2017 年第 3 期 全系数指标,这些指标均能反映巷道尺寸对铲运设备 选型的影响。 [6]并根据 De 与 Q 之间的对应关系,可以初步确定 巷道支护方式介于不支护与系统锚杆支护+喷射素 混凝土(4 ~ 10 cm)支护两者之间。 为了保证采场安 全,且考虑出矿巷道易受爆破振动的影响,巷道均用 喷射素混凝土支护,部分地质条件差的地区加以系统 锚杆支护,5 种不同方案下喷射素混凝土支护厚度分 别为 60、70、80、90、100 mm。 本项目以程潮铁矿为研究对象,根据几种不同斗 容的铲运机,确定对应的巷道尺寸,并结合 Q 系统分 级理论确定巷道支护方式,分别建立数值分析模型, 3 D 运用有限差分软件 FLAC 进行模拟分析,选取与巷 道尺寸有关的指标,如最大主应力、最小主应力、安全 系数等,将这些指标同技术、经济指标通过变异系数 法求取权重,再运用模糊物元模型进行斗容的优选。 1. 2ꢀ 数值模拟 以ꢁ430 m 水平采场为数值模拟研究对象,依据 表 1 中不同方案对应的巷道尺寸,确定素混凝土支护 厚度和无底柱分段崩落法结构参数,按照圣维南原理 建立 5 种不同斗容下的二维平面模型。 本项目仅以 1 ꢀ 方案设计及指标确定 1 . 1ꢀ 铲运设备选型方案设计 程潮铁矿是武钢集团铁矿石主要原料基地,年产 3 矿石大约 360 万 t,主要采用无底柱分段崩落法开采, 斗容为 2 m 的模型为例进行分析,图 1 即为斗容为 2 3 3 井下使用斗容为 3. 8 m 的 TORO400E 铲运机和斗容 m 的模型示意图,模型尺寸为 165. 6 m×10 m×343. 8 3 为 3 m 的 EJC145E 铲运机出矿。 由于最近铁矿石市 m,网格划分为 90 694 个节点和 409 138 个单元,将 3 D 场价格较低,有必要对程潮铁矿井下铲运机选型进行 优化研究,使得井下生产效率最优,以此来提高程潮 铁矿的生产和经济效益。 划分网格后的模型导入 FLAC 中进行数值模拟计 算。 参照国内外与程潮铁矿相似规模的矿山生产实 际,选定 5 种不同斗容的铲运设备选型方案,斗容分 3 别为 2、3、4、5、6 m 。 由于需要对不同斗容的铲运机 所对应的巷道尺寸进行研究,考虑与巷道尺寸相关的 安全因素指标,因此设计不同斗容下巷道的尺寸如表 1 所示。 表 1ꢀ 不同斗容下的巷道尺寸 Table 1ꢀ Tunnel size under different bucket capacity 斗ꢀ 容 巷道尺寸/ m 方案编号 3 / m 2 3 4 5 6 宽 高 A B C D E 3. 2 3. 5 3. 8 4. 1 4. 4 3. 0 3. 3 3. 6 3. 9 4. 2 图 1ꢀ 模型示意 Fig. 1ꢀ Sketch of the model 在模型的两侧及底部施加位移约束条件,其中两 侧限制水平位移,底部限制水平和竖直方向位移,自 重应力场采用应力边界法(SꢁB 法)施加在计算模型 中,计算所用的有关岩体力学参数通过室内岩样的力 ꢀ ꢀ Q 系统分级理论是一种普遍采用的岩石质量分 级方法,通过 Q 系统的 6 个基本参数的组合计算,可 以得出 Q 值的取值范围为 0. 00 1 ~ 1 000,根据 Q 值 将岩体划分为 9 个等级,且每个等级的岩体与无支护 地下硐室当量尺寸 De 存在有对应关系。 De 可由巷 道的跨度、直径或高度除以巷道支护比 ESR 得出,对 [ 7-9] 学试验并进行适当折减获得 ,如表 2 所示。 表 2ꢀ 数值模拟中采用的岩体力学参数 Table 2ꢀ Mechanical parameters of rock mass in numerical simulation 弹性模量 GPa 容ꢀ 重 / (kN/ m ) 内摩擦角 / (°) 黏聚力 / MPa [ 4] 岩ꢀ 性 泊松比 于永久性矿山巷道,ESR 取为 1. 6 。 在已知某一区 域岩体的 Q 值的情况下,通过 De 与 Q 之间的对应关 系,可以为这一区域巷道支护方式的确定提供参考。 结合程潮铁矿已有的地质勘探资料和现场实测 的岩体数据,参考文献[5]可以确定 6 个基本参数的 取值,从而计算出磁铁矿岩体的分级指标 Q 值为 3. 8 3 / 磁铁矿 15. 6 8. 0 36. 5 24. 0 0. 28 0. 22 33. 6 35. 0 5. 32 5. 00 喷ꢀ 层 1. 3ꢀ 数值模拟结果分析 由于铲运机斗容越大,与之对应的出矿巷道尺寸 也随之变大,那么采场稳定性也将受到影响。 考虑斗 容变化给采场稳定性造成的影响,通过模拟得出 5 种 [6] ~ 7. 1 ,结合 5 种不同斗容方案巷道尺寸,参考文献 · 144· ꢀ ꢀ ꢀ 黄永材等:考虑回采巷道尺寸影响的铲运设备选型ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2017 年第 3 期 不同斗容方案下的应力分布情况和安全系数来分析 1. 4ꢀ 评价指标的确定 无底柱分段崩落法采场的稳定性。 根据数值模拟结 通过对 5 种不同斗容方案的无底柱分段崩落法 采场回采巷道的数值模拟,可以得出ꢁ430 m 水平采 场巷道周边的最大主应力、最小主应力和安全系数的 最小值,将这 3 项指标和铲运机的出矿台班效率、巷 道支护费用作为各方案的评价指标。 其中铲运机的 出矿效率根据类似矿山生产实际数据结合程潮铁矿 井下生产实际情况进行修正得出,支护费用直接通过 程潮铁矿近期的经济报表折算得出,进而得到各方案 3 果,图 2 ~ 图 4 分别为斗容为 2 m 情况下采场的最大 主应力、最小主应力及安全系数分布图。 的评价指标见表 3。 表 3ꢀ 各方案下的评价指标 图 2ꢀ 最大主应力分布情况 Table 3ꢀ Evaluation index under each scheme Fig. 2ꢀ Distribution of maximum principal stress 最大主应 最小主应 出矿台班 支护费用 方案 安全系数 力/ MPa 力/ MPa 效率/ t / (元 / m) A B C D E 0. 001 8 0. 002 5 0. 002 6 0. 001 6 0. 001 5 0. 870 7 0. 800 1 1. 086 4 0. 892 4 1. 257 2 1. 004 6 1. 000 3 1. 002 6 1. 000 6 1. 000 2 109. 74 295. 33 332. 77 413. 21 476. 53 22. 16 28. 41 35. 37 43. 06 51. 48 2 ꢀ 模糊物元评价模型 图 3ꢀ 最小主应力分布情况 2. 1ꢀ 模糊物元和复合模糊物元 Fig. 3ꢀ Distribution of minimum principal stress 对于某一具体事物 N,s 是其特征 c 对应的量值, 以有序三元组 R = (M,c,s) 作为描述事物的基本元, 简称物元。 如果特征 c 的量值 s 具有模糊性,即称 R 为模糊物元。 当事物 N 由 n 个特征 c1 ,c2 ,…,cn 和相 应的模糊量值 s1 ,s2 ,…,sn 组成时,称 R 为 n 维复合模 [ 10] 糊物元 。 如果 m 个事物的 n 维模糊物元组合在一 起便构成了 m 个事物的 n 维复合模糊物元 Rmn 。 对于一个具体的评价方案而言,方案自身就是物 元三要素中的事物,其评价指标即为特征,每个方案 的各项评价指标对应的值即是模糊量值。 由 m 个方 案 n 个评价指标及其对应的指标值可构成 m 个事物 n 维复合模糊物元 Rmn , 即 图 4ꢀ 安全系数分布情况 Fig. 4ꢀ Distribution of safety factory 从图 2 可以看到:采场的最大主应力主要为压应 力,巷道顶、底板有应力集中,最大压应力在 2 MPa 左右,应力大小未超过混凝土喷层的抗压强度,拉应 力值较小,约为 0. 001 8 MPa。 从图 3 分析可知:采场 的最小主应力以压应力为主,巷道顶、底板出现较小 的拉应力,拉应力值约为 0. 8 MPa,巷道周边压应力 值也未超过混凝土喷层的抗压强度,但在一些地质条 件复杂的地方还是要进行加强支护方可保证采场巷 道的稳定性。 由图 4 可以看到:采场大部分区域的安 全系数在 1. 6 ~ 2. 4,巷道喷层处安全系数最高,只有 巷道两帮略远处安全系数相对较低,在 1. 2 ~ 1. 4,均 满足安全要求。 由此可见,根据 Q 理论选定的支护 方式是可行的,只是部分地质条件复杂区域要加强支 护处理。 ì N1 N2 s11 s21 … … … Nm ü sm1 c1 Rmn = íc2 s12 s22 sm2 ý, ︙ (1) ︙ ︙ ︙ ⋱ … îc s1n s2n smn þ n 式中,Ni 为第 i 个方案(i = 1,2,…,m);cj 为第 j 个评 价指标(j= 1,2,…,n);sij 表示第 i 个方案 Ni 中第 j 项评价指标 cj 对应的指标值。 2. 2ꢀ 构造隶属度模糊物元 由于复合模糊物元 Rmn 中的模糊量值 sij 的量纲 不一致,有必要根据式(1) 中建立的模糊物元,依据 从优隶属度原则计算模糊量值 sij 的隶属度 uij 。 从优 · 145· 总第 489 期ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金ꢀ ꢀ 属ꢀ ꢀ 矿ꢀ ꢀ 山ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2017 年第 3 期 隶属度可以反映某一评价方案中各评价指标的模糊 量值从属于最优方案中各对应评价指标相应的量值 的隶属程度。 根据评价指标效用不同,分为效益型指 标和成本型指标,分别按式(2)、式(3)计算各评价指 标的从优隶属度。 有别的方法进行规范化处理,求取各指标对应的变异 系数,再对其归一化处理求得各指标的权重值,是一 [ 12] 种比较客观的权重计算方法 。 具体的计算步骤如 下。 (1)评价指标规范化处理。 由 m 个评价方案、n 个评价指标可构成评价矩阵 S = [sij ]m×n ,而评价矩阵 S 的各指标值有不同的量纲或是无量纲量,对各指标 值规范化处理后,可减小指标值量纲不一致对权重系 数计算的影响。 根据指标效用的不同,分别对正向指 标和逆向指标采用以下方法进行规范化处理。 正向指标处理: ( 1)效益型指标: sij uij = max(sij )ꢀ i = 1,2,…,m;j = 1,2,…,n. (2) ꢀ ꢀ ꢀ (2)成本型指标: uij = min(sij )ꢀ i = 1,2,…,m;j = 1,2,…,n. (3) sij ꢀ 由此可构成 m 个方案 n 维隶属度复合模糊物元 sij - miin{sij } miax{sij } - miin{sij }; ~ rij = (7) Rmn ,即 ì N1 N2 … … … Nm ü um1 ꢀ ꢀ 逆向指标处理: c1 u11 u21 miax{sij } - sij miax{sij } - miin{sij }. ~ rij = (8) Rmn = íc2 u12 u22 um2 ý, ︙ (4) ︙ ︙ ︙ ⋱ … 式中, rij 为第 i 个评价方案中第 j 个评价指标值的规 范化处理值; sij 为第 i 个评价方案中第 j 个评价指标 的实际值。 îc u1n u2n umn þ n 式中,uij 表示第 i 个方案 Ni 中第 j 项特征 cj 对应的 指标值 sij 的隶属度。 (2)确定变异系数。 通过计算各评价指标的规 范化处理值的平均值和标准差,即可确定各评价指标 的变异系数: 2 2 . 3ꢀ 关联分析 . 3. 1ꢀ 确定关联系数复合模糊物元 假定 2 个事物之间的关联性可以用函数关系式 m - rj = 1 ∑rij ꢀ j = 1,2,…,n; (9) ξ(s) 来描述,则称 ξ(s) 为关联函数。 通过关联函数 ξ(s) 可以确定与模糊物元模型中某一模糊量值 sij 相 对应的函数值,记为 ξij ,并称此值为关联系数。 由于 关联函数 ξ(s) 与隶属函数 u(s) 具有相同的中间元 s,故两函数是等价可转换的,从而关联系数 ξij 可由 m i = 1 m - 1 2 σj = ∑(rij - rj ) ꢀ j = 1,2,…,n; m - 1 i = 1 (10) σj Ej = ꢀ j = 1,2,…,nꢀ j = 1,2,…,n. (11) - rj [ 11] 隶属函数值来确定 ,即 ξij = u(sij ) = uij , (5) - 式中, Ej 为各评价指标对应的变异系数; rj 为各指标 式中,ξij 表示第 i 个方案 Ni 中第 j 项评价指标 cj 的关 联系数。 的规范化处理值的平均值; σj 为各指标的规范化处 理值的标准值。 由此可以得到 m 个方案 n 维关联系数复合模糊 ( 3)变异系数归一化处理。 各评价指标的权重 ~ 物元 Rξ ,即 系数可由各评价指标对应的变异系数进行归一化处 ì N1 N2 … … … Nm ü 理求取: c1 ξ11 ξ21 ξm1 Ej m ~ wj = ꢀ j = 1,2,…,n, (12) Rξ = íc2 ξ12 ξ22 ξm2 ý. (6) ∑ E j ︙ ︙ ︙ ⋱ … ︙ j = 1 式中, wj 为各评价指标对应的权重系数。 îcn ξ1n ξ2n ξmn þ 通过变异系数法求取各评价指标的权重系数,即 可确定权重模糊物元 Rw ,即 2 . 3. 2ꢀ 确定权重模糊物元 特征权重的确定是物元分析过程中最为重要的 c1 c2 … … cn 一环,本研究引入变异系数法来确定各项指标的权 重。 变异系数法首先对不同效用的评价指标值采用 Rw = , } (13) { w w1 w2 wn j · 146· ꢀ ꢀ ꢀ 黄永材等:考虑回采巷道尺寸影响的铲运设备选型ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2017 年第 3 期 式中, wj 表示第 j 项评价指标的权重值。 R w = c1 c2 c3 c4 c5 2 . 3. 3ꢀ 关联度计算与评价 . } { w 0. 202 0 0. 159 7 0. 308 4 0. 152 4 0. 177 6 关联度是用来度量待评价方案与标准方案之间 j 关联性的大小的量值,记为 Ki ,模糊物元关联分析就 是依据关联度模糊物元中各方案的关联度来分析每 个待评价方案与标准方案的优劣排序,从而确定最优 ꢀ ꢀ 根据式(14) 计算各方案的关联度,其中运算模 式选用 M(·, + ) ,即先由权重物元 Rw 与关联系数复 ~ 合模糊物元 Rξ 作乘法运算,再加和求得关联度模糊 ~ ~ 的方案。 关联度模糊物元 Rk 可由权重物元 Rw 和关 物元 Rk ,即 ~ ~ 联系数模糊物元 Rξ 运用某一运算模式计算得出,即 Rk = ~ ~ N1 N2 … … Nm N1 N2 N3 N4 N5 Rk = Rw ∗Rξ = , (14) . { } { } K K1 K2 Km K 0. 836 1 0. 820 9 0. 759 6 0. 863 2 0. 839 4 i i 式 中, ∗ 为 运 算 模 式, 一 般 有 5 种: M(·, + ) , M(∧, ∨) , M(·, ∨) , M(∧, ■) , M(·, ■) 。 通过式(14) 计算求得关联度模糊物元后,根据 最大关联度原则,对各评价方案依据各自的关联度进 行优劣排序,确定最优方案。 ꢀ ꢀ 从上可知,5 个方案的关联度分别为 0. 836 1, 0. 820 9,0. 759 6,0. 863 2,0. 839 4。 由关联度最大原 则,各方案的优先决策顺序为方案 D>方案 E>方案 A 3 >方案 B>方案 C,即铲运机斗容为 5 m 是最优的铲 运设备选型。 3 ꢀ 铲运设备优选方案应用 4 ꢀ 结ꢀ 论 根据表 3 中各评价指标值数据,由式(1)可建立 ( 1)考虑不同斗容对应的回采巷道尺寸有所不 5 个方案的 5 维的复合模糊物元 R55 ,其中,5 种不同 同,根据程潮铁矿采场结构参数和巷道尺寸建立数值 模型进行模拟分析,在铲运设备优选方案评价中,引 入最大主应力、最小主应力和安全系数这些安全因素 进行综合评价,使最终的优选方案更符合矿山生产实 际。 方案分别标记为 N1(方案 A)、N2(方案 B)、N3(方案 C)、N4(方案 D)、N5(方案 E),5 个评价指标分别记为 c1(最大主应力)、c2(最小主应力)、c3(安全系数)、c4 ( 出矿台班效率)、c5(支护费用),即 N1 N2 N3 N4 N5 ì ü ( 2)确定不同斗容下的巷道尺寸后,依据 Q 系统 c1 0. 001 8 0. 002 5 0. 002 6 0. 001 6 0. 001 5 分级理论初步选定支护方案,建立模型进行数值模拟 分析应力分布情况和安全系数,由此选定的支护方案 是合理可行的。 c2 0. 870 7 0. 800 1 1. 086 4 0. 892 4 1. 257 2 R55 = íc3 1. 004 6 1. 000 3 1. 002 6 1. 000 6 1. 000 2ý. c4 109. 74 295. 33 332. 77 413. 21 476. 53 ( 3)运用基于变异系数法的模糊物元模型优选 îc 22. 16 28. 41 35. 37 43. 06 51. 48 þ 5 铲运设备,根据评价指标构建模糊物元模型,利用变 异系数法求取指标值的权重,再计算各方案的关联 度,以最大关联度原则确定最优的铲运设备方案,为 矿山进行设备选型问题分析提供了一种新的可行方 法。 ꢀ ꢀ 对 5 个评价指标按不同类型计算它们的从优隶 属度。 其中 c1 、c2 、c5 为成本型指标,可由式(2) 计算 各自的从优隶属度;c3 、c4 为效益型指标,可由式(3) 计算从优隶属度。 再根据式(4) ~ (6)计算即可得到 ~ 3 (4)最终确定铲运设备最优斗容为 5 m 是符合 5 维关联系数复合模糊物元 Rξ ,即 N1 c1 0. 833 3 0. 600 0 0. 576 9 0. 937 5 1. 000 0 c 0. 918 9 1. 000 0 0. 736 5 0. 896 6 0. 636 4 2 c3 1. 000 0 0. 995 7 0. 998 0 0. 996 0 0. 995 6ý. c4 0. 230 3 0. 619 8 0. 698 3 0. 867 1 1. 000 0 N2 N3 N4 N5 程潮铁矿实际生产要求的,尽管斗容增大,各类费用 如支护费用、设备投资等随之增加,但长远来看,随着 采矿效率的增大,能提高程潮铁矿的生产和经济效 益,有利于程潮铁矿实现高效开采。 ì ü ~ Rξ = í 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 îc ꢀ 利用变异系数法,由式(7) ~ (12)计算的 5 个指 标值的权重分别为 0. 202 0、0. 159 7、0. 308 4、0. 152 、0. 177 6。 计算 5 个指标的权重值,由式(13) 得到指标值 的权重物元 Rw ,即 1. 000 0 0. 780 0 0. 626 5 0. 514 6 0. 430 5þ 5 [ 1]ꢀ 伍海亮. 多目标模糊决策法在选择铲运机斗容中的应用[J]. 金 属矿山,2004(5):53-56. ꢀ Wu Hailiang. Application of multi-objective fuzzy decision-making method in selecting shovel size of scraper [ J]. Metal Mine,2004 4 ( 5):53-56. [2]ꢀ 敖显军,任红岗,杨清波,等. 金属矿山地下采矿设备选型层次 · 147· 总第 489 期ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金ꢀ ꢀ 属ꢀ ꢀ 矿ꢀ ꢀ 山ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2017 年第 3 期 分析综合评价[J]. 有色金属:矿山部分,2012,64(5):78-81. Ao Xianjun,Ren Honggang,Yang Qingbo,et al. Overall evaluation and hierarchical analysis on equipment selection for underground metal mine[J]. Nonferrous Metals:MinE Section,2012,64(5):78- [8]ꢀ 杨ꢀ 震,朱赞成,米红军. 程潮铁矿多阶段巷道开挖数值模拟 [J]. 江西理工大学学报,2013,34(5):34-40. Yang Zhen, Zhu Zancheng, Mi Hongjun. Numerical simulation re- search of wall rock stability of multi-stage excavated workings at Chengchao Iron Mine[ J]. Journal of Jiangxi University of Science and Technology,2013,34(5):34-40. 81. [ [ [ [ [ 3]ꢀ 秦ꢀ 华. 基于差异进化算法的铲运机造型研究[ D]. 沈阳:东北 大学,2008. [9] ꢀ 林达明,尚彦军,孙福军,等. 岩体强度估算方法研究及应用 [J]. 岩土力学,2011,32(3):837-842. Qin Hua. The Research of Scraper Selecting Based on the Differenti- al Evolution Algorithm [ D ]. Shenyang: Northeastern University, Lin Daming,Shang Yanjun,Sun Fujun,et al. Study of strength as- sessment of rock mass and application[J]. Rock and Soil Mechan- ics,2011,32(3):837-842. 2008. 4]ꢀ 罗ꢀ 飞,许梦国,李ꢀ 果. Q 系统在某矿区结合带岩体分级及巷 道支护中的应用[J]. 金属矿山,2009(S1):378-381. [10]ꢀ 杨建国,谢永利,李俊升,等. 服役公路隧道结构模糊物元可靠 性评价[J]. 西南大学学报:自然科学版,2010,32(3)162-166. Yang Jianguo,Xie Yongli,Li Junsheng,et al. Fuzzy matter-element evaluation method for reliability analysis of existing highway tunnels [J]. Journal of Southwest University: Natural Science Edition, 2010,32(3):162-166. Luo Fei,Xu Mengguo,Li Guo. Application of Q system in the rock mass classification and the laneway support of the combined strip of the iron[J]. Metal Mine,2009(S1):378-381. 5]ꢀ 康小兵,许ꢀ 模,陈ꢀ 旭. 岩体质量 Q 系统分类法及其应用[J]. 中国地质灾害与防治学报,2008,19(4):91-95. Kang Xiaobing,Xu Mo,Chen Xu. Introduce and application of rock mass quality classification Q-system[J]. The Chinese Journal of Ge- ological Hazard and Control,2008,19(4):91-95. [11]ꢀ 苏永华,何满潮,孙晓明. 岩体模糊分类中隶属函数的等效性 [J]. 北京科技大学学报,2007,29(7):670-675. Su Yonghua,He Manchao,Sun Xiaoming. Equivalent characteristics of membership function type in rock mass fuzzy classification[ J]. Journal of University of Science and Technology Beijing,2007,29 (7):670-675. 6]ꢀ 许梦国,王明旭,王ꢀ 平,等. 程潮铁矿岩体分级及其在巷道支 护中的应用[J]. 黄金,2013,34(4):41-45. Xu Mengguo,Wang Mingxu,Wang Ping,et al. Rock mass classifica- tion and its application in tunnel support in Chengchao iron mine [12]ꢀ 赵ꢀ 宏,马立彦,贾ꢀ 青. 基于变异系数法的灰色关联分析模型 及其应用[J]. 黑龙江水利科技,2007,35(2):26-27. Zhao Hong, Ma Liyan, Jia Qing. Grey relational analysis model based on the variation coefficient method and its application[ J]. Heilongjiang Science and Technology of Water Conservancy,2007, 35(2):26-27. [ J]. Gold,2013,34(4):41-45. 7]ꢀ 陈顺满. 程潮铁矿残矿合理开采方案研究[ D]. 武汉:武汉科技 大学,2015. Chen Shunman. Research on Reasonable Mining Scheme for the Re- sidual Ore in Chengchao Iron Mine[ D]. Wuhan:Wuhan University of Science and Technology,2015. ( 责任编辑ꢀ 徐志宏) · 148·
  • 中矿传媒与您共建矿业文档分享平台下载改文章所需积分:  5
  • 现在注册会员立即赠送 10 积分


皖公网安备 34050402000107号