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随着对伴生金属矿床开采深度的增加和国民经济对钢铁需求量的增大,无底柱分段崩落法因其具有结构简单、灵活、机械化程度高、安全性能好、采矿强度大,操作成本较低的特点,在我国地下金属矿山日益受到广泛应用。然而,关于该方法中的关键指标放矿截止品位的相关研究还不够成熟。放矿截止品位的优劣是决定该种采矿方法效率高低的关键,放矿截止品位的优化一方面可以降低采矿、选矿过程的总成本,增加矿山企业的总收益;另一方面可以提高矿产资源的利用率,进而延长矿山企业的服务年限。因此,合理确定的截止品位关系到企业的经济效益和资源的可续性利用,有着重要的理论意义与明显的现实意义。
但由于矿山地质结构各异,外围经济环境经常变化,致使该类研究的可操作性较差,时效性和泛化能力不高。此外矿山品位指标的优化是一个极其复杂的系统工程,从地质勘探、采矿到选矿等过程都涉及到许多技术指标,如何建立合理的子系统数学模型与技术经济评价模型是实施优化的关键。对于放矿截止品位优化而言,截止品位与矿石回收率、矿石贫化率、入矿品位、精矿品位、尾矿品位、采选比、金属回收率等指标密切相关,它们之间是一个随时间和空间变化的高度复杂和高度非线性函数,试图直接获得它的表达式或者间接建立表达式是十分困难的。
以人工神经网络为主,包含模糊逻辑、遗传算法、粗糙集,粒子群算法等在内的具有智能特征的算法是用计算科学与技术来模拟人的智能行为,“它与人脑相对应,具有在不确定及不精确环境中进行推理和学习的卓越能力”,尤其对于大规模复杂资源系统中出现的模糊性、非线性、高维、不连续等难解问题非常有力,近年来在各种工程优化、评价、预测、模拟等建模和计算中获得了成功的应用。
本文对遗传算法、人工神经网络和模糊逻辑等智能算法进行了深入的研究,并将其应用于截止品位的优化研究中,设计利用演化计算与神经网络、模糊逻辑嵌套的方法模拟这个高度复杂和高度非线性系统,并建立起多目标优化模型,实现矿山技术指标整体动态优化。理论研究与实际应用表明:本文所提出的这一最佳放矿截止品位增加了矿山企业的总收益,提高了精矿产量。并且,本文所提出的这一方法不仅可以应用于大冶铁矿,而且可以应用到具有类似生产状况的矿山。对矿山企业有着较大的理论和实际意义。