课题基金 / 基金详情

基于可持续发展的露天矿边界品位-最终境界-开采计划联动优化

批准号:
52074061
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
胥孝川
依托单位:
学科分类:
矿山开采工程
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
胥孝川

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
资源开采引发的环境问题、社会问题和资源紧缺问题日益凸显,其中又以露天矿开采对环境的影响最为严重,社会影响深远。当前露天矿优化设计中存在两个主要问题,一是针对露天矿边界品位、最终境界和开采计划三要素的设计一般是单独进行的,忽略了三者之间相互影响关系,难以得到全局最优解;二是露天矿开采优化仍以经济效益最大化为目标,忽略了实现矿山可持续发展的另外两个重要因素:环境因素和社会因素。鉴于此,本项目基于采矿学、生态学、运筹学以及社会学等交叉学科构建一套完整的环境问题和社会问题指标体系和量化模型;基于浮锥排除法基本原理,以金属含量最大为原则,建立边界品位、最终境界和开采计划整体优化算法;结合采矿工艺时空发展特点,将环境问题和社会问题同露天矿优化设计要素进行有机耦合,建立一套完善的基于可持续发展的露天矿边界品位-最终境界-开采计划整体优化理论模型和算法体系,以践行“为环境设计”理念,实现“源头”减量目标。
英文摘要
Environmental pollution, social problems and resource shortage are increasingly serious due to the resource extraction. Open pit mining produces the most significant influence on the environment and society. There are two main problems in optimizing open pit mine design. On the one hand, it is hard to achieve the globally optimal solution for the respective optimization without consideration of interaction among the cutoff grade, ultimate pit limit and mining plan. On the other hand, the maximization of economic benefit is still the objective of optimizing open pit mine design. The factors of environmental and social have been always ignored for mine sustainable development. In view of above considerations, an indicator system and quantitative model for environmental and social issues will be proposed based on the mining engineering, ecology, sociology and operational research firstly. In addition, an integral algorithm optimization for cutoff grade, ultimate pit limit and mining plan will be developed in relation to the theory of moving cone, following the principle of maximum metal content. Moreover, the environmental and social issues will be integrated into mine optimization design in view with spatial and temporal development characteristics of mining technology. Finally, a suitable theoretical model and algorithm based on the sustainable development for optimizing cutoff grade, ultimate pit limit and mining plan together will be established. The successful realization of this research will promote to deepen the concept of “design for environment” and achieve the aim of “source reduction”.
为了解决露天矿优化过程中环境扰动和社会效应难以量化、经济-环境-社会量纲不统一的难题,突破露天矿边界品位、最终境界和开采计划整体优化规模巨大瓶颈,实现基于可持续发展的露天矿边界品位-境界-计划联动优化,项目建立了一套同时考虑经济影响、生态扰动和社会效应的露天矿边界品位-最终境界-开采计划整体优化理论模型和算法体系。.(1)建立了影响露天矿方案设计的可持续发展指标体系和量化模型。构建了露天矿开采造成的生态扰动指标体系和社会效应指标体系;以价值量纲为基础,统一经济影响、生态扰动和社会效益评价标准,建立了矿山生态成本计算模型和社会效益量化模型。.(2)建立了考虑可持续发展因素的露天矿边界品位、最终境界和开采计划独立优化模型和算法。基于经济、生态和社会三因素量化模型,构建了同时考虑经济-环境-社会因素的边界品位优化模型、最终境界优化模型、开采计划优化模型。.(3)建立了露天矿边界品位、最终境界和开采计划整体优化模型和算法体系。建立了地质最优候选境界系列产生算法,以此为基础,使用动态规划法建立了同时考虑边界品位和开采计划时空分布和发展特点的边界品位、最终境界及开采计划整体优化模型。.(4)建立了基于可持续发展的露天矿边界品位-最终境界-开采计划联动优化模型和算法。建立了基于品位分布、境界形态、采剥工艺的矿山环境问题和社会问题在时间和空间上的动态分布模型,以及基于可持续发展的露天矿边界品位-最终境界-开采计划联动优化模型。.相对于传统的露天矿设计方案,本项目研发的基于可持续发展的露天矿边界品位-最终境界-开采计划整体优化系统,生态扰动降低了11.8%,社会效益提高了64.6%,纯经济效益提升了36.1%;生产边界品位降低了18.8%,而境界边界品位升高了18.8%;境界内低品位(16.4%-20.2%,按照传统设计方案这部分资源是被作为废石的)资源利用量占储量的16.8%。
基于可持续发展的露天矿边界品位-最终境界-开采计划联动优化
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    胥孝川
  • 依托单位:
基于可持续发展的金属露天矿境界-计划整体优化研究
  • 批准号:
    51604061
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    胥孝川
  • 依托单位:
国内基金
海外基金