[發明專利]復雜煤層條件下露天礦開采境界與開采程序協同優化方法

在審

• 申請號: 202010888221.2
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112214867A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 劉光偉;張靖;曹博;柴森霖;呂進國;于秋宇;李浩然;郭偉強;黃云龍;王青旭;王東;劉威
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;E21C41/28;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;劉素霞

1.一種復雜煤層條件下露天礦開采境界與開采程序協同優化方法，其特征在于，所述優化方法包括如下步驟：

步驟S1，構建開采境界模型和外排土場到界模型；

步驟S2，構建三維地質模型

步驟S3，確定開采程序方案；

步驟S4，確定生產剝采比，編制露天礦剝、采工程進度計劃，確定各年度采剝工程位置及工程量；

步驟S5，規劃采場內各工程位置、各類剝離物的流向流量，優化內、外排土場利用方案；

步驟S6，優化剝離、采煤各開采工藝服務范圍及工藝系統布置方案；

步驟S7，確定最優的開采程序。

2.如權利要求1所述復雜煤層條件下露天礦開采境界與開采程序協同優化方法，其特征在于，所述步驟S1包括如下步驟：

步驟S101，對采場和排土場進行離散化；

步驟S102，通過降低排土標高與改變內排土場幫坡角的復合優化方式來對內排土場的發展進行動態優化；

步驟S103，將各個采剝階段、排棄階段分別簡化為一個整體，不考慮臺階細節，采場簡化成傾角為工作幫坡角的坡面，排土場簡化為傾角為排土場邊坡角的坡面，端幫簡化為組合坡面；

步驟S104，在計算運輸費用時，只考慮各個采剝階段、排棄階段的所對應采剝工程體的質心位置，根據采剝階段和對應排棄階段質心的位置變化分別計算得到上坡或下坡運距和水平運距；

步驟S105，對內排土場的范圍與排棄標高，在進行模型計算時設置一個求解的范圍，內排土場的范圍在有端幫沿幫外排土場的情況下以沿幫外排土場為界，在端幫沒有外排土場的情況下以地表境界作為內排土場的邊界；

步驟S106，采場、排土場沿同一方向推進；

優選的，所述步驟S105中，內排土場的高度設定為卡車能夠達到的最高排棄高度。

3.如權利要求2所述復雜煤層條件下露天礦開采境界與開采程序協同優化方法，其特征在于，所述步驟S102中的采場-排土場動態優化的約束條件為：采場與排土場各年最下臺階距離不小于50m；

排棄體積應等于剝離量的散體體積；

同一年不管以什么樣的方式進行優化，進入到內排土場的剝離物總量是不變的即內排土場的橫截面積相等；

內排土場的高度的最小值應不小于平行四邊形的高，所述平行四邊形的高為內排土場以最大幫坡角發展到距離采場安全距離為50m時所構成的內排土場抽象出的平行四邊形的高；

內排土場的最上一個平臺的寬度最小值為0，最大值應不大于內排土場以最大幫坡角發展到距離采場安全距離為50m時，所構成的內排土場抽象出的平行四邊形的底。

4.如權利要求1所述復雜煤層條件下露天礦開采境界與開采程序協同優化方法，其特征在于，所述步驟S2包括如下步驟：

步驟S201，構建煤層頂板、底板DEM模型；

步驟S202，構建煤層實體模型；

步驟S203，構建煤層塊體模型；

步驟S204，構建煤層含煤率模型；

步驟S205，對三維地質模型進行精度校核。

5.如權利要求4所述復雜煤層條件下露天礦開采境界與開采程序協同優化方法，其特征在于，所述步驟S201包括如下步驟：

步驟S2011，處理煤層頂板、底板離散高程點；

步驟S2012，處理斷層線；

步驟S2013，對煤層頂板、底板數據進行估值；

步驟S2014，構建煤層頂板、底板DEM模型。