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基于浮动圆锥法的三道庄露天矿境界优化

作　者: 马帅
导　师: 连民杰
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 采矿工程
关键词: 露天矿境界优化矿山地质实体模型品位块体模型浮动圆锥法
分类号:
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 8次
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内容摘要

露天矿最终开采境界是露天矿开采终了的预设边际面。开采境界的确定是整个露天矿山开采设计的基础，关系着矿床的投资决策，并影响着露天矿的开采程序与开拓运输。它决定了露天矿的可采矿量、岩石剥离量、生产能力、服务年限等主要技术指标。因此，合理确定露天矿开采境界对矿山企业最终获得经济效益产生重要作用。本文研究了国内外露天矿最终境界优化的理论及具有类似功能的矿业软件应用现状，认为我国在境界优化理论方面应用相对薄弱，普及程度不高，应用的矿山境界优化软件不能很好的解决矿山企业实际问题。我国矿产资源丰富，矿业开发产业的快速发展对境界优化理论应用需求越来越高，实际问题的解决对矿山行业具有重大意义。本文从三道庄钼钨露天矿实际出发，借鉴现有露天矿开采境界设计软件的优点，选择利用浮动圆锥法，在矿山地质三维实体模型的基础上对露天矿境界进行优化设计。主要内容包括露天矿山地质实体模型的建立、质量块状模型的建立、境界优化参数选取、浮动圆锥法的原理、浮动圆锥法中动锥的初始化及扫描顺序的研究，浮动圆锥法程序实现、境界内剥采比和技术参数的计算。并在AutoCAD2008平台的基础上进行二次开发，主要运用C++编程语言、ObjectARX2008软件包及SQL Sever2005数据库进行程序设计，得到优化的三道庄露天矿最终开采境界。程序在矿山现有数据的基础上对最终境界进行设计。在构建好的质量块状模型基础上，通过用户输入境界优化参数，程序运行后给出最优境界的三维图形、矿岩量、平均品位、剥采比。根据得到的矿岩量计算矿山技术经济指标，并与SURPAC软件产生的境界技术经济指标进行对比分析，结果表明本文开发的浮动圆锥法程序在矿山实际应用中是可行的，其结果具有较高的准确性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1 绪论  9-16
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 境界优化研究现状  10-13
    1.2.1 浮动圆锥法的发展及研究现状  10-11
    1.2.2 其它理论和方法  11-13
    1.2.3 主要软件应用  13
  1.3 论文的主要内容及技术路线  13-15
  1.4 论文研究目的与意义  15
  1.5 本章小结  15-16
2 浮动圆锥法境界优化基本原理  16-24
  2.1 手工法及其存在问题  16
  2.2 浮动圆锥法  16-22
    2.2.1 矿床块段模型  17-18
    2.2.2 浮动圆锥的初始化  18-21
    2.2.3 浮动圆锥法算法步骤  21-22
  2.3 本章小结  22-24
3 三道庄露天矿地质模型  24-37
  3.1 矿床模型建模基础  24-26
    3.1.1 传统模型  24-25
    3.1.2 方块模型  25
    3.1.3 实体模型  25-26
  3.2 基于剖面的实体建模  26-30
    3.2.1 实体模型建模思路  27-28
    3.2.2 模型建立步骤  28-30
  3.3 模型处理算法及技术  30-33
    3.3.1 二维坐标变换  30-31
    3.3.2 曲线平滑处理  31-32
    3.3.3 三角网剖分算法  32-33
    3.3.4 距离幂次反比法  33
  3.4 三道庄矿体质量块状模型建模  33-36
    3.4.1 质量块状模型的相关概念  34
    3.4.2 质量块状模型的建模流程  34-35
    3.4.3 建立质量块状模型  35-36
  3.5 本章小结  36-37
4 三道庄露天矿境界优化参数研究  37-48
  4.1 经济参数  38-39
  4.2 品位参数  39-43
    4.2.1 边界品位  39-42
    4.2.2 工业品位  42-43
  4.3 几何参数  43-45
    4.3.1 露天矿的边坡角  43-44
    4.3.2 采矿约束（几何约束）  44-45
  4.4 三道庄露天境界优化参数的确定  45-47
    4.4.1 三道庄钼钨露天矿概况  45
    4.4.2 境界优化经济参数  45-46
    4.4.3 境界优化主要参数确定  46-47
  4.5 本章小结  47-48
5 浮动圆锥法程序设计  48-60
  5.1 开发工具的选择  48-50
    5.1.1 程序实现平台选择与研究  48-49
    5.1.2 设计工具及软件开发包的选择  49-50
    5.1.3 数据库选择  50
  5.2 浮动圆锥法算法与程序实现  50-58
    5.2.1 基础信息表的建立  50-52
    5.2.2 初始圆锥体的形成  52-53
    5.2.3 浮动圆锥搜索顺序  53-55
    5.2.4 浮动圆锥法算法改进  55-56
    5.2.5 浮动圆锥法实现的主要程序  56-58
  5.3 本章小结  58-60
6 三道庄露天矿境界优化结果与对比分析  60-73
  6.1 三道庄露天矿境界优化结果  60-63
  6.2 剥采比及技术指标计算  63-67
    6.2.1 剥采比  63-65
    6.2.2 技术经济指标计算  65-67
  6.3 SURPAC 境界优化结果  67-71
  6.4 境界优化结果对比分析  71-72
  6.5 本章小结  72-73
7 全文结论与展望  73-75
  7.1 本文结论  73
  7.2 展望  73-75
致谢  75-76
参考文献  76-80
研究生期间论文发表及主要工作  80

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