巖溶堆積型鋁土礦系統(tǒng)開采優(yōu)化研究.docx

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1、巖溶堆積型鋁土礦系統(tǒng)開采優(yōu)化研究平果鋁土礦是目前世界上最早開發(fā)成功的巖溶堆積型鋁土礦,礦石分布點多面廣,儲量多,經(jīng)濟價值巨大。平果巖溶堆積型鋁土礦床不但規(guī)模大,而且礦石品位質(zhì)量變化大,其鋁硅比值分布從3.92到33.93。中國鋁業(yè)廣西分公司氧化鋁生產(chǎn)采用的是純拜爾法生產(chǎn)工藝,鋁硅比低于7的礦石不適合做為氧化鋁生產(chǎn)的原材料。為保證鋁土礦資源的可持續(xù)利用,必須對巖溶堆積型鋁土礦進行系統(tǒng)開采研究,實現(xiàn)開采的整體最優(yōu)化。本文就是在資源可持續(xù)性利用的理念基礎(chǔ)上,采用系統(tǒng)工程、灰色系統(tǒng)理論、多目標(biāo)決策以及物流規(guī)劃等科學(xué)方法理論,對巖溶堆積型鋁土礦整個生產(chǎn)工藝系

2、統(tǒng)開展模型化和最優(yōu)化研究。文中首先對巖溶堆積型鋁土礦資源以及開采條件進行系統(tǒng)分析,接著采用灰色層次分析法優(yōu)選主要的開采工藝,同時利用灰色模糊綜合決策模型優(yōu)選適合其開采工藝的剝采設(shè)備；然后構(gòu)建基于灰參數(shù)的0-1整數(shù)規(guī)劃模型,將廠址選擇與配礦優(yōu)化有機結(jié)合起來,并利用先進的運籌學(xué)優(yōu)化軟件FICOMP-Xpress展開計算與優(yōu)化研究,從而得到堆積型鋁土礦的最佳廠址以及長遠生產(chǎn)規(guī)劃方案；最后在長遠規(guī)劃的基礎(chǔ)上對堆積型鋁土礦采場與堆場聯(lián)合配礦系統(tǒng)進行相應(yīng)分析,運用灰色目標(biāo)規(guī)劃理論構(gòu)建堆積型鋁土礦的采場與堆場配礦的數(shù)學(xué)模型,從而保證鋁土礦資源的綜合利用,給氧化鋁

3、廠提供長期穩(wěn)定的供礦品位。論文的主要研究成果如下：(1)對平果堆積型鋁土礦三期太平南礦段的礦體進行勘探及現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查研究,分析開采范圍內(nèi)堆積型鋁土礦的賦存條件、礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)、礦床地質(zhì)特征以及水文地質(zhì)條件,獲得鋁土礦石的儲量以及工業(yè)指標(biāo)。對太平礦區(qū)南段的供礦能力和供礦質(zhì)量進行研究,同時對其資源條件、開采技術(shù)條件和外部建設(shè)條件進行分析,結(jié)果表明設(shè)計開采范圍內(nèi)的礦體具有較高的經(jīng)濟開采價值,能滿足中國鋁業(yè)公司的生產(chǎn)要求。(2)結(jié)合巖溶堆積型鋁土礦的主要特點,提出了灰色層次綜合評價模型來進行巖溶堆積型鋁土礦開采工藝的優(yōu)選。首先對工藝選擇的主要影響因素進行分析

4、,再采用系統(tǒng)工程、灰色系統(tǒng)理論和科學(xué)決策的方法優(yōu)選出滿足工程需要的開采方式及采礦工藝流程,然后對堆積型鋁土礦的露天境界進行相應(yīng)分析,研究其境界參數(shù),最后確定規(guī)劃開采區(qū)的生產(chǎn)規(guī)模以及生產(chǎn)服務(wù)年限。(3)針對平果堆積型鋁土礦礦床地質(zhì)特征、地質(zhì)水文特征、現(xiàn)有采礦機械裝備、采礦工藝、氧化鋁廠的礦石質(zhì)量要求,結(jié)合礦體、圍巖介質(zhì)相關(guān)的物理力學(xué)性質(zhì),參照國內(nèi)外類似礦山開采技術(shù)條件,按照堆積型鋁土礦開采設(shè)備選擇的原則,綜合利用灰色系統(tǒng)理論、模糊數(shù)學(xué)理論以及運籌學(xué)等系統(tǒng)科學(xué)方法建立堆積型鋁土礦開采設(shè)備灰色模糊綜合決策模型,遴選出適合礦區(qū)資源開采的主要技術(shù)裝備。(4)

5、巖溶堆積型鋁土礦的廠址選擇問題實際上就是一個礦山物流優(yōu)化問題,是一個廠址選擇、運輸、生產(chǎn)和氧化鋁廠工藝需求的綜合匹配問題。而礦山開采系統(tǒng)實際上是一個典型的灰色系統(tǒng)。本文引入灰色規(guī)劃的方法體系,建立基于灰參數(shù)的廠址選擇與配礦綜合優(yōu)化模型,然后利用先進的運籌學(xué)優(yōu)化軟件FICOXpress-MP進行優(yōu)化計算,得到最佳廠址以及鋁土礦開采長遠規(guī)劃,同時保證了礦山開發(fā)的經(jīng)濟性和礦石供應(yīng)的穩(wěn)定持久性。(5)提出巖溶堆積型鋁土礦采場配礦和堆場配礦聯(lián)合技術(shù)體系,對配礦聯(lián)合作用模式下采場配礦計劃功效以及堆場配礦的緩沖調(diào)節(jié)功效進行分析。同時利用FICOXpress-MP

6、構(gòu)建巖溶堆積型鋁土礦采場配礦灰色多目標(biāo)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型和堆場配礦數(shù)學(xué)模型,從而實現(xiàn)了巖溶堆積型鋁土礦配礦優(yōu)化的體系化和模型化。