[發明專利]一種基于隨機森林算法的鞍山式鐵礦成分及含量測定方法

在審

• 申請號: 201911334487.6
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110907379A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 鐘小宇;毛亞純;熊宏啟;劉善軍;孫厚廣;王東;徐冬林;楊威
• 申請（專利權）人: 鞍鋼集團礦業有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司 21223
• 代理人: 顏偉

本發明的目的是為了能夠在露天礦炮孔現場，原位、實時、快速、高效地確定炮孔粉末中Fe₃O₄、Fe₂O₃、SiO₂、TFe各個成分的含量，基于此提出了一種基于隨機森林算法的鞍山式鐵礦成分及含量測定方法，屬于礦山地質分析技術領域。該方法首先對露天采場炮孔粉樣現場進行可見光?近紅外光譜測試，然后應用隨機森林算法基于實驗樣品光譜特征構建試樣光譜與成分的對應關系，依據所建立的對應關系實現對炮孔粉樣中Fe₃O₄、Fe₂O₃、SiO₂、TFe各個成分含量的預測估計，為礦山采場礦體邊界實時快速圈定與精準區劃奠定基礎。

技術領域

本發明屬于礦山地質分析技術領域，特別涉及一種基于隨機森林算法的鞍山式鐵礦成分及含量測定方法。

背景技術

鞍山式鐵礦是我國最重要的沉積變質型鐵礦床，約占全國鐵礦總儲量的50%，居于全國首位。因該種礦石主要由硅質（燧石、碧玉、石英）和鐵質（赤鐵礦、磁鐵礦）薄層交互組成，國際上也稱之為條帶狀鐵建造(Banded Iron Formations，簡稱BIF)。

傳統的鐵礦成分含量測定法，需要通過不同的方法確定實驗樣品中各種成分的含量。傳統的測定法，雖然準確度高，但其存在工作量大、成本高、操作繁瑣、周期長等缺陷，且不能對露天礦炮孔粉末狀實驗樣品進行即時測定。雖然國內外研究中，亦有利用光譜測試進行礦石檢測的方法，如應用I-7000便攜式礦山品位成分分析儀進行品位分析，但該種儀器測試的是X射線光譜，亦需要對實驗樣品進行必要的預處理過程，且其只能測定樣品的元素構成，無法測試實驗樣品中的礦物組成及其他物質成分的含量。因此，對于鞍山式鐵礦，如何在現場利用光譜分析方法原位、實時、快速、高效地進行鐵礦石中所有物質成分含量的確定，是需要深入研究的問題。

發明內容

本發明的目的是為了能夠在露天礦炮孔現場，原位、實時、快速、高效地確定炮孔粉末中Fe₃O₄、Fe₂O₃、SiO₂、TFe各個成分的含量，因此提出了一種基于隨機森林算法的鞍山式鐵礦成分及含量測定方法。該方法首先對露天采場炮孔粉樣進行可見光-近紅外光譜測試以及化學成分測試，然后基于Matlab平臺，應用隨機森林算法分析試樣可見光-近紅外光譜與其成分含量的關系，然后依據該關系實現對炮孔粉樣中Fe₃O₄、Fe₂O₃、SiO₂、TFe各個成分含量的預測估計，為礦山采場礦體邊界實時快速圈定與精準區劃奠定基礎。

本發明的技術方案為，一種基于隨機森林算法的鞍山式鐵礦成分及含量測定方法，包括如下步驟：

1）對已知成分含量的已知樣品進行可見光-近紅外光譜測試，應用隨機森林算法分析已知樣品的反射光譜與Fe₃O₄、Fe₂O₃、SiO₂、TFe這4個成分含量之間的對應關系，并對其進行調參與訓練，以此作為數據庫；

較好的，所述數據庫覆蓋了Fe₃O₄、Fe₂O₃、SiO₂、TFe成分含量不同的已知樣品的光譜；

2）在鐵礦采場現場，對某地點爆破后炮孔處的粉末狀樣品進行取樣，利用可見光-近紅外光譜儀對樣品進行光譜測試，獲取的光譜曲線作為該炮孔處實驗樣品的光譜曲線；