基于线性规划的排岩优化模型的建立及其应用研究

摘要

排岩工程是露天矿山开采的一个重要生产环节，排岩成本在矿山开采总成本中占有相当大的比重，直接影响着企业的经济效益，设计最优排岩方案是提高露天矿山开采经济效益的一个重要手段。如何将计算机技术和优化决策方法相结合改造这一国民经济中具有重要地位的传统产业，是我们矿业系统工程在新形势下所需要研究的一项重要课题。 武钢乌龙泉矿为露天生产型矿山，矿山现有的各排岩场已近服务年限，排岩空间不足，已影响到生产的正常进行。综合考察矿山的实际生产情况，其排岩场位置和排岩工艺已较为成熟和稳定，影响该露天矿山排岩优化的因素主要有运输距离的变化、岩块高程、道路坡度、排岩工艺、运输机械本身的摩擦、不同排岩线路的摩擦系数、岩石排弃的松散等。此外，当前该矿山排岩作业计划主要还是靠经验的估计，对于岩石的流向和流量分配缺乏系统的规划，因而影响了矿山的经济效益。 本论文在总结国内外排岩优化方法的基础上，综合分析了影响乌龙泉矿排岩工程的因素，建立矿山的方块模型，将露天矿山开采的过程离散化成方块的开采，采用以运输功最小为目标建立线性规划数学模型，得出境界内所有岩块去往各排岩点的重量百分比，从整体上规划落在开采境界线的所有岩石岩块的流向和流量；在此基础上，当计划者圈定出短期(如某月)的采剥区域后，对短期计划区内的岩块划分为更小的模块并运用0-1整数规划的思想，结合实际约束条件，追求与总体规划的偏差最小为目标，对短期内开采的岩石的流向和流量进行规划，得到一个可以指导矿山日常实际生产的可行方案，满足矿山生产者对排岩优化的动态控制，同时也进一步验证了总体线性规划结果的科学性和准确性。本文同时还提出了露天矿总体规划模型与短期整数规划模型的算法，为计算机应用程序的编制奠定良好的逻辑运算基础。 通过该方法对矿山排岩问题进行优化设计，结果符合矿山实际，说明该模型具有很好的解决问题的能力，达到了为矿山开采节约成本、提高效益的目的。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2选题的背景及意义

1.3排岩优化方法文献综述

1.3.1线性规划法

1.3.2整数规划法

1.3.3网络流法

1.3.4动态规划法

1.3.5非线性规划法

1.3.6非数学方法

1.4本论文主要研究内容

第二章露天矿排岩优化问题数学模型的建立

2.1块状模型的建立

2.1.1块状模型建立原理

2.1.2露天矿排岩块状模型的建立

2.2排岩优化的一般模型

2.2.1排岩的线性规划模型

2.2.2排岩的整数规划模型

2.3排岩优化的总体规划与短期规划

2.3.1排岩优化总体线性规划模型

2.3.2排岩优化短期0-1整数规划模型

2.4等效运输距离的计算

第三章排岩优化模型的算法

3.1排岩优化总体规划模型的算法

3.2排岩优化短期整数规划模型的算法

第四章露天矿排岩优化的实例应用

4.1实例概况

4.2应用分析

4.2.1总体规划

4.2.2短期规划

4.3结果分析

第五章结束语

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

致谢