[發(fā)明專利]復(fù)雜煤層條件下露天礦開采境界與開采程序協(xié)同優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010888221.2
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112214867A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;劉素霞

本發(fā)明提供一種復(fù)雜煤層條件下露天礦開采境界與開采程序協(xié)同優(yōu)化方法，優(yōu)化方法包括：構(gòu)建開采境界模型和外排土場境界模型；構(gòu)建三維地質(zhì)模型；確定開采程序方案；確定生產(chǎn)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；規(guī)劃采場內(nèi)各工程位置、各類剝離物的流向流量，優(yōu)化內(nèi)、外排土場利用方案；優(yōu)化剝離、采煤各開采工藝服務(wù)范圍及工藝系統(tǒng)布置方案；確定最優(yōu)的開采程序。本發(fā)明的優(yōu)化方法能夠較好地將開采境界與開采程序進行同步協(xié)同優(yōu)化，不僅可操作性較強，而且能夠顯著降低露天礦的剝離開采成本，同時也能夠保證剝離物排棄與排土場規(guī)劃的協(xié)調(diào)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于露天開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)雜煤層條件下露天礦開采境界與開采程序協(xié)同優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

在露天礦開采境界范圍內(nèi)，煤層發(fā)育情況、煤質(zhì)情況以及覆蓋巖石的厚度等，其分布或多或少都是不均勻的。因此，不同開采程序?qū)⒂绊懙铰短斓V逐年煤炭產(chǎn)量、質(zhì)量和生產(chǎn)剝采比。不同的開采程序還將影響到露天礦的開拓運輸系統(tǒng)和采煤剝離運距，進而影響到露天礦的煤巖運輸費用和整體經(jīng)濟效果。影響露天礦開采程序的因素很多，其中主要的有以下幾個方面：

(1)煤層賦存條件。采礦工業(yè)與其他工業(yè)相比，有一個顯著的特點是開采對象都具有不同的特征。可以說世界上沒有賦存條件完全相同的兩個露天礦，因此，因地制宜地安排一個露天礦的開采程序是很必要的。

(2)露天礦的空間幾何形態(tài)，即露天礦場的長度、寬度、深度、高度，以及形狀的變化。露天礦場的空間幾何形態(tài)是由煤層賦存條件和相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟因素決定的。

(3)露天礦開采工藝。露天礦的開采工藝在技術(shù)上對露天礦開采程序有一定的要求。一般情況下露天礦開采工藝影響露天礦開采程序。但是，有時由于上述露天礦場的空間形態(tài)，比如煤層賦存條件、以及氣候條件等，趨向于采用某種合理的露天礦開采程序。這時露天礦開采程序也會影響到露天礦開采工藝的選定。兩者是互為聯(lián)系，相輔相成的。

(4)露天礦開拓運輸系統(tǒng)。一般情況下，露天礦開拓運輸系統(tǒng)應(yīng)確保露天礦按一定開采程序發(fā)展過程中各個時期的運輸通路和最短的運距。但是，設(shè)置運輸通路的可能性和合理性，以及縮短運距的要求，也會反過來影響露天礦的開采程序。因此，研究和確定露天礦開采程序時，也必然要考慮露天礦的開拓運輸系統(tǒng)及其合理性對開采程序的影響。在內(nèi)排土場的情況下更是如此。

(5)煤質(zhì)情況。對于開采煤層數(shù)較多的露天礦，煤質(zhì)情況在露天礦場空間范圍內(nèi)變化顯著。不同的開采程序也將影響到露天礦逐年采出煤的平均發(fā)熱量和有害物質(zhì)含量等指標，從而影響露天礦山的生產(chǎn)配煤環(huán)節(jié)，進而影響露天礦山的經(jīng)濟效益。

(6)露天礦的生產(chǎn)能力和建設(shè)速度的要求，一定程度上也影響露天礦的開采程序。

但是目前的優(yōu)化方法并不能將以上影響因素進行同步分析，不能將開采境界與開采程序進行同步協(xié)同優(yōu)化。

因此，需要提供一種針對上述現(xiàn)有技術(shù)不足的改進技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中優(yōu)化方法并不能將以上影響因素進行同步分析，不能將開采境界與開采程序進行同步協(xié)同優(yōu)化的技術(shù)缺陷。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種復(fù)雜煤層條件下露天礦開采境界與開采程序協(xié)同優(yōu)化方法，所述優(yōu)化方法包括如下步驟：

步驟S1，構(gòu)建開采境界模型和外排土場到界模型；

步驟S2，構(gòu)建三維地質(zhì)模型

步驟S3，確定開采程序方案；

步驟S4，確定生產(chǎn)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(guī)劃采場內(nèi)各工程位置、各類剝離物的流向流量，優(yōu)化內(nèi)、外排土場利用方案；