一種采礦礦石動態(tài)配礦優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于采礦與選礦之間的配礦技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采礦礦石動態(tài)配礦優(yōu) 化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 所謂配礦又稱礦石質(zhì)量中和，是為了達(dá)到礦石質(zhì)量指標(biāo)要求，對品位高低不同的 礦石或者不同礦石性質(zhì)，按比例進(jìn)行互相搭配，盡量使之混合均勻過程；合理配礦一直是選 廠對采場的迫切要求；
[0003]近年來，礦山成本壓力大，從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度出發(fā)，需要統(tǒng)籌考慮礦石地質(zhì) 品位、采出品位、入選品位、精礦品位、入爐品位；根據(jù)選廠對礦石可選性要求，采礦生產(chǎn)要 努力實(shí)現(xiàn)配礦動態(tài)優(yōu)化的目標(biāo)；
[0004]在采礦環(huán)節(jié)中，由于礦石品種復(fù)雜且難選礦較多，其中赤鐵礦的可選性差，一直是 我國選礦界的一大難題，含碳酸鹽赤鐵礦是難選礦的主要品種，如果原礦碳酸鐵含量入選 比例過大，將直接影響著選礦的生產(chǎn)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)在生產(chǎn)配礦時需按照一定的配礦 原則進(jìn)行配礦，一般配礦原則是：1)按照使礦石配比為赤鐵礦：磁鐵礦：碳酸鐵5 : 2 : 3 配礦；2)為了獲得最佳的配礦比例，首先對原品進(jìn)行控制，流程中重選對原品的變化非常 的敏感，因此要求原品變化不能大起大落；如果不能實(shí)現(xiàn)長期的穩(wěn)定，最起碼短期內(nèi)實(shí)現(xiàn) 穩(wěn)定；3)在礦石的界定中有部分礦石很難界定，因此礦石的調(diào)配中有時需要靈活地進(jìn)行調(diào) 整，以滿足現(xiàn)場生產(chǎn)為前提；在配礦環(huán)節(jié)中，主要根據(jù)上面的原則進(jìn)行配礦，尤其是難選礦 的入選比例控制作為選廠的穩(wěn)定指標(biāo)，是獲得良好經(jīng)濟(jì)效益的最佳必要條件，如果難選礦 多了，造成指標(biāo)惡化，如果少了，又浪費(fèi)礦產(chǎn)資源，因此，需要嚴(yán)格控制各項(xiàng)配比；
[0005]常規(guī)的配礦方法，選廠主要根據(jù)地質(zhì)品位并且觀察礦石顏色，對礦石性質(zhì)進(jìn)行區(qū) 分，有時配比不符合要求，都會給選廠生產(chǎn)帶來不便，降低經(jīng)濟(jì)效益；
[0006]從以上論述中，可以看到穩(wěn)定難選礦入選比例，提高配礦環(huán)節(jié)的入選品位，根據(jù)礦 石可選性要求，在采礦環(huán)節(jié)與配礦環(huán)節(jié)之間實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配礦顯得十分重要；
[0007] 目前，選廠根據(jù)工藝試驗(yàn)和工藝流程，規(guī)定最佳的配礦比例5 ;2:3,全鐵達(dá)到 30%左右，選廠從采場裝運(yùn)礦石的情況有以下兩種：
[0008] 1)直裝：選廠按照某一種礦石性質(zhì)，要求采場裝多少噸，根據(jù)分儲、分選進(jìn)行配 礦，能很好的滿足入選比例的要求，也就是選廠來自己控制相應(yīng)的量和比例；
[0009] 2)混裝：選廠根據(jù)采場情況和采礦人員共同擬定準(zhǔn)備采出的礦石比例，每天派專 人對準(zhǔn)備采出的礦石按地質(zhì)資料，按采場實(shí)際礦石顏色外觀進(jìn)行區(qū)分提出需求；這種配礦 流程實(shí)際跟蹤起來很困難。在采礦環(huán)節(jié)中采礦計(jì)劃是否被嚴(yán)格執(zhí)行，和設(shè)備狀況，人員的 責(zé)任心，以及地質(zhì)變化情況有關(guān)；由于鏟裝、汽運(yùn)和鐵運(yùn)不能有效銜接，造成選廠無法判斷 配礦比例是否符合要求，尤其是難選礦所占的比例是否正常，嚴(yán)重的制約了選廠的正常生 產(chǎn)；
[0010] 因此，采礦如何為選礦創(chuàng)造條件，實(shí)施出礦部位可控化，如何實(shí)現(xiàn)合理配礦，如何 能達(dá)到選礦環(huán)節(jié)要求的入選品位，如何穩(wěn)定難選礦入選比例，這種不同性質(zhì)礦石實(shí)時動態(tài) 跟蹤配礦方法顯得十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種采礦礦石動態(tài)配礦優(yōu)化方法，即考慮礦石 品位，又考慮礦石性質(zhì)和復(fù)雜的選礦流程，動態(tài)固化生產(chǎn)運(yùn)行流程，實(shí)時采集動態(tài)稱重信 息，用馬可夫鏈理論來實(shí)時動態(tài)跟蹤配礦的入選比例，建立動態(tài)規(guī)劃配礦模型，按照路線、 距離計(jì)算出車和不同礦石性質(zhì)的鏟的比例分配策略，結(jié)合GPS系統(tǒng)和動態(tài)稱重系統(tǒng)，使配 礦過程中入選比例接近目標(biāo)值，實(shí)現(xiàn)車和鏟在單位時間內(nèi)穩(wěn)定的高效率運(yùn)輸，自動調(diào)度車 和鏟，控制鏟的鏟出量，為選礦創(chuàng)造條件，實(shí)現(xiàn)出礦部位可控化，真正達(dá)到選礦環(huán)節(jié)要求的 入選品位，穩(wěn)定入選比例，實(shí)現(xiàn)不同性質(zhì)礦石實(shí)時動態(tài)跟蹤。
[0012] -種采礦礦石動態(tài)配礦優(yōu)化方法，方法步驟包括分穿、分爆、采裝、稱重、采用建立 動態(tài)規(guī)劃配礦模型的方式獲得滿足目標(biāo)礦石比例的最優(yōu)配礦計(jì)劃、放礦、運(yùn)輸和預(yù)報(bào)配礦 品位。
[0013] 所述的分穿和分爆，具體為：對不同性質(zhì)的礦石進(jìn)行分別穿孔和分別爆破，形成不 同性質(zhì)礦石的爆堆；所述的不同性質(zhì)礦石包括赤鐵礦、磁鐵礦和碳酸鐵。
[0014] 所述的采裝、稱重和采用建立動態(tài)規(guī)劃配礦模型的方式獲得滿足目標(biāo)礦石比例的 最優(yōu)配礦計(jì)劃，具體步驟如下：
[0015] 步驟1、根據(jù)實(shí)際需求將工作時間分隔為多個時間段，初始化每個時間段的車與鏟 的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)上述車與鏟的對應(yīng)關(guān)系形成每個時間段的車鏟配合計(jì)劃，進(jìn)而獲得整個 工作時間的車鏟配合計(jì)劃；
[0016] 步驟2、根據(jù)當(dāng)前時間段的車鏟配合計(jì)劃，對不同性質(zhì)的礦石爆堆進(jìn)行分采，并記 錄每臺鏟和每臺車所采集的礦石爆堆的性質(zhì)和品位；
[0017] 步驟3、通過動態(tài)稱重系統(tǒng)對每臺汽車進(jìn)行稱重，確定每臺汽車裝運(yùn)的礦石重量， 將每臺汽車內(nèi)的礦石翻倒至振動放礦點(diǎn)進(jìn)行混合，記錄每臺車裝載礦石重量、到達(dá)時間、振 動放礦點(diǎn)的到達(dá)車數(shù)；
[0018] 步驟4、確定當(dāng)前時間段的不同性質(zhì)礦石實(shí)際比例值，將實(shí)際比例值與目標(biāo)礦石比 例進(jìn)行比較，以實(shí)際比例值接近目標(biāo)礦石比例為目的調(diào)控下一時間段車與鏟的對應(yīng)關(guān)系， 獲得下一時間段的效益最大所對應(yīng)的車鏟配合計(jì)劃，并返回執(zhí)行步驟2,直至整個工作時間 車鏟配合計(jì)劃優(yōu)化結(jié)束。
[0019] 所述的預(yù)報(bào)配礦品位，具體步驟如下：
[0020] 步驟a、確定每一批次各個鏟采出的礦石量和各個鏟采出的礦石取樣品位；
[0021] 步驟b、根據(jù)各個鏟采出的礦石量和各個鏟采出的礦石取樣品位，獲得每一批次的 實(shí)際平均品位；
[0022] 步驟c、將實(shí)際平均品位與供礦平均品位進(jìn)行比較，若實(shí)際平均品位大于等于供礦 平均品位，則滿足配礦環(huán)節(jié)的入選品位，否則，不滿足配礦環(huán)節(jié)的入選品位，為后續(xù)工藝做 預(yù)報(bào)。
[0023] 所述的動態(tài)規(guī)劃配礦模型，具體公式如下：
[0024]
[0026] 其中，F(xiàn)表示整個工作時間的總效益，Xl表示第i個時間段赤鐵礦的運(yùn)輸總量，yi 表示第i個時間段磁鐵礦的運(yùn)輸總量，Zl表示第i個時間段碳酸鐵的運(yùn)輸總量，η表示時間 段的總數(shù)，γ的取值范圍為0~l，r1:r2:r3S赤鐵礦、磁鐵礦和碳酸鐵的目標(biāo)礦石比例， ke(Xi，yi，Zi)，α表示k的要求比例，s.t.表示"在..·條件下"。
[0027] 1、步驟b所述的根據(jù)各個鏟采出的礦石量和各個鏟采出的礦石取樣品位，獲得每 一批次的實(shí)際平均品位，具體公式如下：
[0029] 其中，A。表示各個鏟采出的礦石量，t，aJ表示各個鏟采出的礦石取樣品位，％ ; R表示實(shí)際平均品位，％。
[0030] 本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：
[0031] 1)本發(fā)明從生產(chǎn)實(shí)踐出發(fā)，按選廠和采場的實(shí)際情況進(jìn)行配礦，通過配礦比例，下 達(dá)配礦計(jì)劃，在配礦流程中實(shí)現(xiàn)對難選礦的品位、礦石性質(zhì)和量值進(jìn)行動態(tài)跟蹤，使選廠能 實(shí)時看到配礦過程的詳細(xì)情況。
[0032] 2)本發(fā)明利用配礦軟件，動態(tài)固化生產(chǎn)實(shí)際流程和動態(tài)計(jì)算品位，實(shí)現(xiàn)了汽運(yùn)和 鐵運(yùn)的銜接，采礦環(huán)節(jié)與配礦環(huán)節(jié)的銜接，滿足選礦生產(chǎn)實(shí)際要求。
[0033] 3)本發(fā)明通過中和配礦模型計(jì)算出實(shí)際的礦石品位，有利于選廠驗(yàn)證采礦是否按 照配礦比例要求進(jìn)行配礦，具有實(shí)用性。
[0034] 4)本發(fā)明保證選礦穩(wěn)定正常生產(chǎn)，采場根據(jù)礦石性質(zhì)變化情況，實(shí)行按采掘部位 區(qū)分礦石性質(zhì)，按不同礦石性質(zhì)決定入選比例，保證在采礦環(huán)節(jié)和配礦環(huán)節(jié)的每個過程中 都帶著礦石的性質(zhì)、品位和量，根據(jù)配礦每臺汽車的礦石品位和可選性情況，進(jìn)行中和配 礦，滿足選廠礦石鐵品位和可選性基本穩(wěn)定的需求，提高生產(chǎn)效率，降低成本，能夠真正達(dá) 到配礦環(huán)節(jié)的入選品位。
【附圖說明】
[0035] 圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的采礦礦石動態(tài)配礦優(yōu)化方法框圖；
[0036] 圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的采礦礦石動態(tài)配礦優(yōu)化方法過程示意圖；
[0037] 圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例的采礦礦石動態(tài)配礦優(yōu)化方法整體細(xì)節(jié)流程圖；
[0038] 圖4為本發(fā)明一種實(shí)施例的采裝、稱重和采用建立動態(tài)規(guī)劃配礦模型的方式調(diào)整 配礦實(shí)際比例接近目標(biāo)比例值步驟流程圖；
[0039] 圖5為本發(fā)明一種實(shí)施例的車鏟分配計(jì)劃示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明一種實(shí)施例做進(jìn)一步說明。
[0041] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例中采礦智能礦石動態(tài)配礦優(yōu)化方法包括分穿、 分爆、采裝、稱重、采用建立動態(tài)規(guī)劃配礦模型的方式獲得滿足目標(biāo)礦石比例的最優(yōu)配礦計(jì) 劃、放礦、運(yùn)輸和預(yù)報(bào)配礦品位，方法整體細(xì)節(jié)流程圖如圖3所示，具體如下：
[0042] 分穿分爆：通過地質(zhì)勘察，對不同性質(zhì)的礦石進(jìn)行分別穿孔、分別爆破，根據(jù)爆孔 化驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，形成不同性質(zhì)的爆堆，赤鐵礦、磁鐵礦和碳酸鐵，其中碳酸鐵屬于難選礦，按 照配礦原則，確定配礦比例，綜合平衡在哪個爆堆進(jìn)行采裝，由采礦下達(dá)配礦指令計(jì)劃；
[0043] 本發(fā)明實(shí)施例中，將采裝、稱重和采用建立動態(tài)規(guī)劃配礦模型的方式調(diào)整配礦實(shí) 際比例接近目標(biāo)比例值結(jié)合一起進(jìn)行闡述，方法步驟如圖4所示，具體步驟如下：
[0044] 步驟1、根據(jù)實(shí)際需求將工作時間分隔為多個時間段，初始化每個時間段的車與鏟 的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)上述車與鏟的對應(yīng)關(guān)系形成每個時間段的車鏟配合計(jì)劃，進(jìn)而獲得整個 工作時間的車鏟配合計(jì)劃；
[0045] 本發(fā)明實(shí)施例中，假定一個工作班的時間是12小時，先人為的將該工作班劃分成 間隔相同的12個1小時時段（狀態(tài)集，每一個時段為一個狀態(tài)），用S= {Sl，s2，...s12}來 代表該狀態(tài)集；時段的時長在本發(fā)明中采取的是1小時，但是該時段長度可以自由設(shè)置，對 本發(fā)明所述的方法沒有影響；其中每個 81表示對應(yīng)的某個小時的狀態(tài)；對應(yīng)每個時段，都 會生成一組新的車鏟配對調(diào)度計(jì)劃d1;
[0051]同時針對每一個，可以求得與其對應(yīng)的全部礦石的重量和比例；如果用（X:赤 鐵礦，y:磁鐵礦，z:碳酸鐵）來代表某個時段全部貨車運(yùn)輸?shù)牟煌牡V石種類；用f(Xl，yi， 1)函數(shù)代表