基于Dimine软件的露天矿最优境界确定.doc
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基于Dimine软件的露天矿最优境界确定
1Dimine软件简介
1.1Dimine软件系统技术性能描述
DIMINE数字矿山系统是由中南大学数字矿山研究中心和长沙迪迈信息科技有限公司软件开发团队，在全面研究了国内外数字矿山相关软件和国内矿业企业实际需求的基础上，经过多年艰苦努力，研究开发出的一整套基于数字矿山整体解决方案的矿山数字化软件系统。
Dimine系统充分采用当今世界上先进的三维可视化技术，以数据仓库技术、三维表面建模技术、三维实体建模技术、国际上通用的地质统计学方法、数字采矿设计方法、网络解算与优化技术、工程制图技术为基础，全面实现了从矿床地质建模、储量计算、测量数据的快速成图、地下矿开采系统设计与开采单体设计、回采爆破设计、露天矿开采设计、矿井通风系统网络解算与优化到各种工程图表的快速生成等工作的可视化、数字化与智能化。
Dimine系统在国内外首次采用数据库技术管理用户数据，大大提高了企业数据的共享程度和安全性。
系统采用单用户、多用户和数据库用户三种不同的版本满足各种类型用户对产品的不同需求。
系统提供了强大的数据交换功能，充分实现企业各种数据的共享与交换，如，各种数据库数据、Excel表数据、Micromine、Datamine、Surpac、AutoCAD、MapGIS数据等。
Dimine系统采用平台+插件模式进行开发，根据用户的不同需求提供不同的产品功能配置，同时，通过系统提供的开发接口程序为用户的二次功能开发提供强大、灵活、便捷的技术支持平台。
为了方便用户使用，系统将主操作界面分为四个功能区域，即：
数据管理窗口、菜单与功能图标窗口、命令、参数与功能提示窗口、图形对象几何与工程属性窗口。
用户可以根据其工作内容和喜好方便地定义属于自己的用户界面，同时，将地质数据分析、三维设计、数据表和打印出图等不同类型的数据处理过程分别划归到四个不同的视图中进行处理，大大提高了系统的交互性和界面的简洁性。
系统采用大量的高级优化算法，对数据和模型进行参数化、智能化和可视化处理，大大提高了数据建模的效率、简化了建模流程、降低了用户对复杂理论概念理解的难度。
Dimine系统作为一套完整而且全面的数字矿山解决方案，它极大的改进了地质工程师、测量工程师、采矿工程师在生产管理过程中的技术信息交流水平和工作效率。
Dimine具有适用于矿山生命周期各个阶段的中文软件产品，不仅可以进行地、测、采数据的处理，矿山设计，生产配矿等方面，随着矿山生产的进行，Dimine的软件产品和技术支持可以把您的矿山管理提高到一个新的水平，比如：
实时矿山监控和自动报告系统软件。
1.2Dimine软件系统技术性能描述
Dimine系统由九大功能模块组成，用户可根据项目需要来选择模块配置，其核心模块是必须的。
þ系统核心模块（三维可视化平台、数据管理、基本图形编辑、三维建模、图元查询等）；
þ地质勘探数据分析、矿床建模与储量计算模块（地质勘探数据的分析、变异函数模型、块段模型、品位估值、储量分级与评价）；
þ测量模块（各种测量仪器的数据接口、数据的快速处理与三维成图、各种量的计算）；
þ开采系统设计模块（中段矿体的自动切割、三维工程中心线精确设计、工程断面设计、三维井巷工程的自动三维建模）
þ地下矿开采单体设计模块（回采单元矿体的自动切割、采切工程设计、底部结构的参数化、智能化与可视化设计）
þ回采爆破设计模块（爆破单元的切割、爆孔的参数化设计、施工卡片的生成）
þ露天矿开采设计模块（开采境界设计、优化、开拓与运输系统、采剥计划编制）
þ通风网络解算与优化（通风网络的提取、各种通风构筑物设计、通风网络解算与优化）
þ工程制图模块（各种平、剖面图形的绘制、自动标注、对象填充、打印出图）
全套Dimine是一个整体系统，不是单独子模块的集合体，这样有效的解决了数据共享和兼容问题。
Dimine露天优化功能模块，算法采用LG图论法，LG法是HelmutLerchsandIngoF.Grossman最初在1965年的论文“露天开采优化设计”中提出的，是具有严格数学逻辑的最终境界优化方法，只要给定价值模型，在任何情况下都可以求出总价值最大的最终开采境界。
2、*矿露天境界优化参数的确定
*矿此次优化参数主要来源于地质报告、选矿实验指标和参考类似矿山的相关指标，其主要优化参数见表1-1。
边坡角控制为：
全部为45°。
在优化过程中未考虑复垦发生的费用，优化原始数据是矿床块段品位模型和地表DTM模型。
表1-1*矿露天境界优化参数表
序号
大类
项目
参数
备注
1
采矿
采矿回收率
97%
采矿贫化率
3%
矿石体重
2.7t/m3
废石体重
2.7t/m3
2
选矿
选矿成本
37.74元/t
选矿回收率
78%
露天矿的境界受采矿成本、选矿成本、金属价格等的影响，为了减少计算次数，计算方案确定的过程中采用正交试验的方法设计计算方案。
正交试验的设计方法如下：
（1）试验指标的确定：
盈余（元）
（2）选正交表：
根据表1-2的因素和水平，可选用L9（34）表。
（3）制定实验方案：
按选定的正交表，应完成9次实验。
实验方案见表1-3。
（4）实验结果：
将所计算出盈余值列于表1-4中。
表1-2露天优化因素和水平
因素
采矿石成本
采废石成本
选矿成本
钼金属价格
单位
元/t
元/t
元/t
万元/t
水平
1
2
3
10
11
12
7
8
9
44
45
46
23
26
28
表1-3正交试验的试验方案和实验结果
项目
因素
采矿石成本
采废石成本
选矿成本
钼金属价格
盈余（亿元）
盆底标高
剥采比
水
平
1
1
1
1
1
468.7
378
2.98
2
1
2
2
2
982.0
370
3.038
3
1
3
3
3
855.8
370
3.086
4
2
1
2
3
1088
322
3.287
5
2
2
3
1
226.9
466
2.38
6
2
3
1
2
630.4
370
2.997
7
3
1
3
2
734.3
370
3.114
8
3
2
1
3
972.9
346
3.121
9
3
3
2
1
175.1
562
2.075
K1
55.2
58.7
55.43
27.304
K2
49.98
49.51
49.224
56.2
K3
47.654
44.624
48.18
69.33
K1均值
18.4
19.57
18.48
9.10
K2均值
16.66
16.50
16.41
18.73
K3均值
15.88
14.87
16.06
23.11
R
2.515
4.692
2.417
14.009
根据极差分析的方法分析确定各因素、水平对盈余的影响变化趋势见图1-1。
水平
采废石成本
盈
余
（亿
元）
水平
盈
余
（亿
元）
采矿石成本
水平
盈
余
（亿
元）
钼金属价格
盈
余
（亿
元）
水平
选矿成本
图1-1指标随因素的变化趋势
3、*矿露天境界优化结果分析
有上述分析可见，最优的方案为（1，1，1，3），优化后盈余1160.8亿元，剥采比3.323，底部标高322m。
上述分析的结果如图1-2~图1-6所示。
图1-2*矿在不同方案下优化境界实体模型
图1-3*矿在不同方案下的优化境界模型平面图
图1-4*矿在不同方案下的优化境界10号勘探线剖面图
图1-5*矿在不同方案下的优化境界14号勘探线剖面图
图1-6*矿在不同方案下的优化境界18号勘探线剖面图
从优化出的不同方案情况的境界来看，*矿各个不同价格的境界中坑沿矿体下盘向深度方向移动，矿体上盘的坑边界变化不大，因此在未来的开采中，如果价格有较大幅度的上扬，需要增加露天开采部分的话，直接向矿体下盘扩展即可以满足要求。
基于上述试验结果，结合矿山实际及金属价格，将最终优化参数确定为：
矿石成本9元/t，废石成本9元/t，选矿成本45元/t，钼金属价格25万元/t。
根据此组参数优化的境界如图1-7所示。
图1-7*矿最优优化境界实体模型
根据优化的境界，圈定了开采终了境界，终了境界的立体及平面图如图1-8、图1-9所示，露天矿坑内采剥情况见表1-4。
图1-8终了境界立体图
图1-9终了境界平面图
表1-4*矿露天开采采剥情况表体重2.7t/m3
台阶标高
矿岩合计
矿石
废石
剥采比
矿石量
品位
金属量
低品位矿石
岩石
矿石量
品位
金属量
岩石量
当量Mo
Cu
Mo
Cu
Mo
当量Mo
Cu
Mo
Cu
Mo
m
104m3
104t
%
t
104t
%
%
%
t
t
104M3
m3/m3
895以上
10721.56
651.80
0.056
0.163
0.032
10619.12
2086.11
170.27
0.035
0.100
0.021
1702.64
355.85
10417.09
43.41
880-895
2135.75
289.83
0.051
0.125
0.030
3624.41
876.39
106.90
0.032
0.092
0.019
986.89
200.82
1988.81
18.90
865-880
2331.31
309.57
0.054
0.143
0.035
4435.33
1069.92
97.45
0.034
0.102
0.021
993.05
199.80
2180.56
19.33
850-865
1948.89
466.34
0.059
0.166
0.033
7749.16
1520.91
103.02
0.035
0.119
0.019
1223.25
192.10
1738.01
10.28
835-850
2121.04
558.90
0.058
0.149
0.033
8313.08
1868.04
132.38
0.034
0.103
0.021
1361.63
272.36
1865.01
9.25
820-835
1760.72
706.64
0.061
0.170
0.040
12009.42
2821.74
105.98
0.034
0.100
0.024
1055.34
253.14
1459.75
5.73
805-820
1892.78
654.41
0.060
0.169
0.034
11078.80
2216.16
89.27
0.031
0.085
0.027
757.64
237.00
1617.34
6.81
790-805
1565.18
940.02
0.060
0.164
0.032
15413.
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