D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2002.03.045 第24卷第3期 北京科技大学学报 Vol.24 No.3 2002年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2002 合理入选品位整体动态优化 袁怀雨刘保顺李克庆 北京科技大学十木与环境工程学院，北京100083 摘要采用系统T程理论和方法，建立了品位指标、储量、平均品位、贫化率损失率，人选 品位等主要技术指标与矿山效益目标之间的动态关系模型，并运用多目标决策技术对这些指 标进行整体动态的优化.优化结果应用于矿山生产取得显著的经济效益，如歪头山和梅山铁矿 每年各增收利税约1000万元， 关键词入选品位；贫化率；损失率；优化 分类号TD861.1 所谓“合理入选品位”，是指应能使矿山取 (3)南京梅山铁矿.次火山型铁矿床重要代 得最佳经济效益，同时资源又得到充分利用的 表，是我国目前坑采产量最大的铁矿.矿石类型 品位，而人选品位的高低既受矿床品位指标、出 复杂，矿体规模巨大.选矿工艺流程复杂，包括 矿截止品位和贫化率的制约，又影响到选矿的 了磁选、浮选和重选. 选比（或其倒数产率）及精矿品位的高低，进而 (4)太钢尖山铁矿它是典型的山坡露天矿， 影响到矿山生产的经济效益和资源回收效益. 它虽然与歪头山铁矿同属鞍山式铁矿，但是，在 所以，应对入选品位与品位指标、出矿截止品 其不同品位的矿石中，全铁、可溶铁、磁性铁间 位、贫化率、损失率、选比一起进行整体、动态优 的比值差别大. 化，才能使矿山取得最佳综合效益.本次研究 (⑤)西石门铁矿.属较典型的坑采矽卡岩型 选择了6个典型铁矿，在此基础上，编制了入选 铁矿，同时采用有底柱崩落法、无底柱崩落法和 品位整体、动态优化通用软件 房柱法等多种采矿法；矿石类型主要为磁铁矿 矿石，选矿采用磁滑轮抛废，单一磁选 1选择研究典型铁矿的原则 (6)大冶铁矿.也是矽卡岩型铁矿，但既进行 1.1选择研究典型铁矿的原则 露采，又进行坑采；矿石中含有铜、硫、钴、金等 被选择的矿山既要有不同的矿床类型，还 多种可回收的元素；选矿过程很复杂，既有弱磁 要有不同的采矿方式（包括：露天和坑下开采）、 选、强磁选，又有反浮选，还有2次浮选，而且回 不同的选别工艺流程（包括：用与不用磁滑轮、 收4种产品. 弱磁选、强磁选、浮选、重选以及是单一选别方 2研究方法 法或是某几种选别方法的联合流程等)，对典型 铁矿研究可起到以典型带一般的作用 采用整体动态优化法，其要点是： 12选择的典型铁矿 (1)双品位指标制.采用了我国绝大多数矿 (1)本钢歪头山铁矿.它是鞍山式铁矿典型 山所熟悉并应用的双品位指标制. 矿山之一，露天开采且有2个采场；仅有磁选一 (2)整体化.以系统论为指导，把品位指标、 种选别方法；应用磁滑轮抛废比较成功. 出矿截止品位、贫化率、损失率、入选品位、选比 (2)包钢白云鄂博铁矿.同时有2个露采采 等技术指标作为一个整体进行优化. 场，有多种矿石类型，含有多种有用组分，其地 (3)动态化.有3层含义：其一，建立了上述 质、采矿、选矿条件均很复杂 技术指标相互间动态联系的数学模型；其二，除 静态不计时经济评价外，还进行了动态计时经 收稿日期2001-12-28袁怀雨男，61岁，教投 济评价；其三，编制的专用软件，可供矿山在市 ★国家“九五”重点科技攻关项目N0.95-526-04-01)
第 卷 第 期 年 ‘ 月 北 京 科 技 大 学 学 报 抽 、 合理入选品位整体动态优化 袁怀雨 刘保顺 李克庆 北京科技大学 土木与环境 程学院 ， 北京 摘 要 采用 系统工程 理论和方法 ，建立 了品位指标 、 储量 、 平均 品位 、 贫化率 、 损失率 、 人选 品位等主要技术指标与矿 山效益 目标之 间 的动态关系模型 ， 并 运 用 多 目标决策技术对这些指 标进行整体动态 的优化 优化结果应用于矿 山生产取得显 著的经济效益 如歪头 山 和梅 山铁矿 每年各增收利税 约 万元 关键词 人选 品位 贫化率 损失率 优化 分类号 所谓 “ 合理人选 品位 ” ， 是指 应 能使矿 山取 得最佳经济效益 ， 同时资源 又 得 到充分利用 的 品位 而人选 品位的高低既受矿床品位指标 、 出 矿截止 品位和贫化率 的制约 ， 又 影 响到选矿 的 选 比 或其倒数产率 及 精矿 品位 的高低 ， 进而 影 响到矿 山生 产 的经济效益 和 资源 回收效益 所 以 ， 应对人选 品位 与品位指 标 、 出矿截止 品 位 、 贫化率 、 损失率 、 选 比一起进行整体 、 动态优 化 ， 才能使矿 山取得 最佳综合效益‘，， 本次研究 选 择 了 个典型 铁矿 ， 在此基础 上 ， 编制 了人选 品位整 体 、 动态优化通 用 软件 ‘， 选择研究典型铁矿的原则 选择研究典型铁矿的原则 被选择 的矿 山 既要有不 同的矿床类 型 ， 还 要 有不 同的采矿方 式 包括 露 天 和坑下 开采 、 不 同的选 别工 艺流程 包括 用 与不用 磁滑 轮 、 弱 磁选 、 强 磁选 、 浮选 、 重选 以及 是单一选 别方 法或是某几种选别方法 的联合流程 等 ， 对典型 铁矿研究 可起 到 以典型 带一般 的作用 选择的典型铁矿 本钢歪 头 山铁矿 它是鞍 山式铁矿典 型 矿 山之一 ， 露天 开 采且有 个采场 仅有磁选一 种选别方法 应 用 磁滑 轮抛废 比较成功 包钢 白云 鄂博铁矿 同时有 个露采 采 场 ， 有多种 矿石类 型 ， 含有多种 有用 组 分 ， 其地 质 、 采矿 、 选 矿条件均很 复杂 收稿 日期 一 屯 袁怀雨 男 ， 岁 ， 教授 国家 “ 九五 ” 重 点科技攻关项 目 仓 一 一 一 南京梅 山铁矿 次火 山 型 铁矿 床重 要 代 表 ， 是我 国 目前坑采产量最大的铁矿 矿石类 型 复杂 ， 矿 体规模 巨 大 选 矿工 艺流 程复杂 ， 包 括 了磁 选 、 浮选 和 重 选 太钢尖 山铁矿 它是典型 的山坡露天矿 ， 它 虽然与歪 头 山铁矿 同属鞍 山式铁矿 ， 但是 ， 在 其不 同品位 的矿 石 中 ， 全铁 、 可 溶铁 、 磁性铁 间 的 比值差 别大 西石 门铁矿 属 较典型 的坑采矽卡岩型 铁矿 ， 同时采用有底柱 崩落法 、 无底柱崩落法和 房柱 法等多种采矿法 矿 石类 型 主要 为磁铁矿 矿 石 ， 选矿采用磁 滑 轮抛废 ， 单一 磁选 大冶铁矿 也是矽卡岩型 铁矿 ， 但既进行 露采 ， 又 进行坑采 矿 石 中含有铜 、 硫 、 钻 、 金 等 多种可 回收 的元素 选矿过程很 复杂 ， 既 有弱 磁 选 、 强 磁选 ，又 有 反 浮选 ， 还 有 次浮选 ， 而且 回 收 种产 品 研究方法 采用 整体动态 优化法 ， 其要 点是 双 品位 指标制 采 用 了我 国绝 大多数矿 山所熟悉并应 用 的 双 品位指标制 整 体化 以 系统论 为指导 ， 把 品位指标 、 出矿截止 品位 、 贫化率 、 损失率 、 入选 品位 、 选 比 等技术指标作为一个整体进行优化 动态化 有 层 含义 其一 ， 建立 了上 述 技术指标相互 间动态联 系的数学模型 其二 ， 除 静态不计 时经济评价外 ， 还 进行 了动 态 计时经 济评价 其三 ， 编制 的专用 软件 ， 可 供矿 山在 市 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2002．03．045
·240· 北京科技大学学报 2002年第3期 场技术经济条件变化时，进行入选品位的实时 位的模型多为二元三次或二元二次方程，以梅 动态优化管理， 山铁矿为例： (4)多目标优化决策.在选取合理人选品位 储量系数=ao+ax+ay叶ax2+a叶a+a6x+ 时，既考虑了总利润和净现值经济效益的决策 axy+axy+ay 目标，又兼顾了资源回收量的社会效益决策目 其中：a=-0.1930114; a10.1588755; 标，用模糊综合评判法进行了多目标优化决策 a-3.797365×10-2;a=-6.745911×10-: (5)数据处理和分析计算的全盘计算机化. a=-1.02263×10; a5=-1.236337×10-3: 包括建立：原始数据的数据库、各种数模、综合 a6=5.949814×10-5;a,=9.732142×10-; 技术经济模型以及进行多目标优化决策 a=-6.431043×10-;a=3.017346×10-5. F做验值=23352.09； F倍界5%=1.12 3各种数学模型的建立 储量系数为新品位指标下表内矿储量/原 3.1需建立数模的种类 品位指标下表内矿储量；x为边界品位；y为工 各个矿山条件各不相同，需要建立的数模 业品位 有下列的种类：(1)以双品位指标为自变量求矿 平均品位=b+bx+by+bx+by+by+bx3+ 石体质量和储量的数模；(2)以双品位指标为自 bxv+bxy+by (1) 变量求矿石平均地质品位的数模；(3)以出矿截 其中：b=54.88624; b,=-1.727013; 止品位为自变量求贫化率的数模；(4)以贫化率 b2=-0.1058919: b=5.812002×10-: 为自变量求损失率的数模；（⑤）以磁滑轮入选品 b=4.386387×10-;b=-1.383462×10-; 位为自变量求抛废选比的数模；(6)以磁滑轮入 b。=4.452832×104;b,=-3.241163×10-3: 选品位为自变量求抛废后净矿品位的数模；（⑦） bg=1.997901×10-3;b,=-2.827741×10-4 以入选品位为自变量求选比（或其倒数产率）的 F检验做=10459.18； F体界值5%=1.12 数模；（⑧）以入选品位为自变量求精矿品位的数 4 模等。 建模及多目标优化 3.2建立数模的程序 4.1建立综合技术经济模型 上述数模的建立，须用回归分析法.我们 在计算机上应用Excel for Windows95或Lo- 用VB程序语言自编了一元回归分析程序，其 tus1-2-3 for Windows95软件建立了称之为“综 中有8个常见的线性和非线性函数模型可供使 合技术经济模型"的综合分析系统，它把上述数 用者选用，这8个函数是： 学模型、有关技术参数与经济参数密切地结合 Y=a+bX;Y=aXb;Y=a(exp(bX));Y=a+b(In(X)); 起来，以进行数十乃至数百个人选品位方案的 Y=a(exp(b)/X);Y=1/(a+b(exp(-X));Y=1/(a+bX); 各决策目标的快速测算 Y=1/八a+b/X 4,2多目标优化决策 3.3双品位指标制下储量计算模型的建立 以兼顾经济效益和资源回收效益为原则， 储量计算模型，包括以品位指标为自变量 设置3个优化决策目标：静态经济效益一利润 求储量及求平均地质品位2种模型.目前在西 总额；动态经济效益一净现值：资源回收效益一 方国家，多采用克立格法或距离k方反比法.但 铁精矿总量.通常出现总利润最高的入选品位 是，这2种方法都只适用于采用边际品位(Ct- 方案，却不是净现值最高的方案，而两者又都不 off Grade)一个品位指标下的建模，而不适用于 是资源回收率最高的方案.这时，要确定能兼顾 我国绝大多数矿山都采用的双品位指标制，即 各优化决策目标的最佳入选品位，需用多目标 边界品位和工业品位2个指标.我们经多年探 优化决策方法.多目标优化决策的方法很多，本 索，摸索出一套具有我国特色的数理统计建模 次研究采用模糊综合评判法).该评判法采用下 法.基本思路是：在研究品位的频率分布规律基 列隶属函数： 础上，建立储量计算模型.自编了用数理统计法 fo XSXi 计算储量和平均地质品位的软件， (X-Xmn) mYnn 根据经验，求储量的模型和求平均地质品 (Xa-Xn) X≥Xms
北 京 科 技 场技 术经济 条件变化时 ， 进行人选 品位 的实 时 动 态 优化管理 多 目标优化决策 在选取合理人选 品位 时 ， 既 考虑 了 总利 润 和 净现值经济效益 的决策 目标 ， 又 兼顾 了 资源 回 收量 的社会效益决策 目 标 ， 用模糊综合评判法进行 了多 目标优化决策 数据处理 和 分析计算 的 全盘计算 机化 包括建立 原 始数据 的数据库 、 各种数模 、 综合 技术经济模 型 以 及进行多 目标优化决策 各种数学模型的建立 需建立数模的种类 各 个矿 山条件各不 相 同 ， 需要 建立 的数模 有 下 列 的种 类 以双 品位指 标 为 自变量求矿 石 体质 量和 储量 的数模 以 双 品位指标为 自 变量 求矿石 平均地质 品位 的数模 以 出矿截 止 品位 为 自变 量求贫化率 的数模 以 贫化率 为 自变量求损失 率 的数模 以 磁滑 轮人 选 品 位 为 自变量 求抛废选 比 的数模 以 磁滑轮人 选 品位 为 自变量求抛废后 净矿 品位 的数模 以人选 品位 为 自变量 求选 比 或其倒数产率 的 数模 以人选 品位 为 自变量求精矿 品位 的数 模等 建立数模的程序 上 述数模 的建立 ， 须用 回归 分析法 我们 用 程序语言 自编 了一 元 回归 分析 程序 ， 其 中有 个 常见 的线性和 非 线性 函数模型 可供使 用 者选 用 ， 这 个 函数是 卜 匕‘ 肠 二 西劝 卜 因 卜 的 一幻 石方 卜 乙劝 双 品位指标制 下储量计算模型的建立 储量计算模 型 ， 包括 以 品位指标 为 自变 量 求储量 及 求平 均地质 品 位 种 模型 目前 在 西 方 国家 ， 多 采用 克立 格法或距离 方反 比法 但 是 ， 这 种方 法 都 只适用 于 采用 边 际 品位 一个 品位指标下 的建模 ，而 不适用 于 我 国绝 大多数矿 山都采用 的双 品位指标制 ， 即 边 界 品位 和 工 业 品位 个指 标 我们经多年探 索 ， 摸索 出一套具有 我 国特色 的数理统计建模 法 基本思 路是 在研究品位 的频率分布规律基 础 上 ， 建立储量计算模 型 自编 了用 数理统计法 计算储量 和 平均地质 品位 的软件 根 据经验 ， 求储量 的模型 和 求平均地 质 品 大 学 学 报 年 第 期 位 的模型 多 为二元 三次或二元二次方程 ， 以梅 山铁矿 为例 储量 系数 十 尹 了切式叶 夕 树十 “ ，存 十 刃 ，， 其 中 一 ， 负 一 ， 一 一 ， 一 一 ， 角 一 一 ， 一 ， 只 一 ， 一 一 ， 只 一 ， 几 验值 只储界 值 储 量 系数 为新 品 位指标下 表 内矿储量 原 品位指标下 表 内矿储量 为边界 品位 为工 业 品位 平均 品位二 尹 了 ‘砂 扩 才十 的 声十 对 护 其 中 。 】 一 一 一 一 ， ，二 一 一 一 一 一 ， ， 一 ， 一 只 一 凡 验值 厂。 界 值 “ 建模及多 目标优化 建立综合技术经济模型 在计算机上应用 或 一 一 软件建立 了称之为 “ 综 合技术经济模型 ” 的综合分析 系统 ， 它把上 述数 学模型 、 有关技 术参数与经 济参数密切 地结合 起来 ， 以进行数 十乃 至数百个人选 品位方案 的 各决策 目标 的快速测 算 多 目标优化决策 以 兼顾 经 济效益 和 资源 回 收效 益 为原则 ， 设置 个优化决策 目标 静态经济效益一利 润 总额 动态经济效益一净现值 资源 回 收效益一 铁精矿总 量 通 常 出现总利 润最 高的人选 品位 方案 ， 却不是净现值最高的方案 ， 而两者又 都不 是资源 回收率最高的方案 这时 ， 要确定 能兼顾 各优化决策 目标 的最佳人选 品位 ， 需用 多 目标 优化决策方法 多 目标优化决策的方法很多 ， 本 次研究采用模糊综合评判法 〔 该评判法采用下 列 隶 属 函 数 ” ， 、 、 一 。 尸 气入 了石 一一不 下 犷 ’ “ 一 ” ” 刃生 矛戈 尤七
Vol.24 袁怀南等：合理入选品位整体动态优化 -241· 式中，，()为某个优化决策目标函数的隶属函 矿产率平均为值3.5% 数：X为某方案下某个优化决策目标函数的值； 5.3入选品位基准方案 X为所有方案中某优化决策目标函数值的最 以《二期设计》和月前生产实际数据相结 小值：X为所有方案中某优化决策目标函数的 合，以边界品位20%，工业品位30%，回采体积 最大值. 混岩率23.92%为基准方案，改变这3个参数来 利用上述隶属函数，可以计算出每个入选 设置人选品位方案 品位方案各个优化决策目标函数的隶属函数 54新入选品位方案设置 值，名谓隶属度：用德尔菲法确定各个优化决策 (1)第1套方案.改变入选品位后，允许牛采 目标的权重；再计算每个方案各个优化决策目 出矿石量较原设计增加或减少，但增量不超过 标函数隶属度的加权平均综合隶属度，综合隶 30万t.1)边界品位和工业品位范围20%-30%， 属度最大的方案，就是最合理的人选品位 以1%为间隔，一共可组合成66个方案.2)回采 体积混岩率以23.92%为基础，间隔1%，设 5梅山铁矿实例 22.92%,23.92%,24.92%,25.92%4个方案.因为 该矿采用竖井开拓，无底柱分段崩落采矿 按生产实际，混岩率再提高，矿石泥化、粉化严 法，不分矿石类型混合开采，混合入选，选矿工 重，将造成溜井堵塞、选矿旷困难等情况.所以，更 艺流程复杂，包括了磁选、浮选和重选 高的混岩率对生产不可行 5.1储量计算数学模型 (2)第2套方案.改变入选品位后，仍保持 本次研究范围-186~-258m水平的储量数 原计划年采出矿石量不变.设3种方案：1)提高 据由梅山铁矿地测科提供： 混岩率，同时提高边界品位，使储量减少，从而 (1)表内矿.储量为5149.01万1，平均品位 保持年采出矿量不变，设回采体积混岩率分别 (TFe)为47.28%. 为24.92%和25.92%2个方案.2)提高混岩率， (2)表外矿.储量为63826万t,平均品位 但减少储量消耗，使年采出矿石量不变，只设回 (TFe)为25.12%. 采体积混岩率为24.92%.3)降低混岩率，同时降 (表内矿储量+表外矿储量)/表内矿储量= 低工业品位，增加储量，使年采出矿石量不变， 1.1234,表内矿与表外矿的加权平均品位为 只设回采体积混岩率为22.92%. 44.84%.当边界品位和工业品位均为20%时的 5.5入选品位方案综合评判 储量应为原表内矿与表外矿储量之和 入选品位方案综合评判见表1. 用上述储量计算数学模型计算的储量系数 5.6优化结果 为1.1235，平均品位为44.84%.与地测科提供 (1)最佳入选品位方案.202号方案综合隶 的数据相当吻合，说明储量计算数学模型符合 属度最大，为最佳方案，即今后生产应适当提高 混岩率和边界品位：将边界品位提高到30%，舍 实际，它是可靠的 弃品位低于30%的贫矿（主要在矿体边部）：同 5.2其他数学模型 还建立了以下数学模型：(1)入选原矿Fe-P 时将回采体积混岩率从1998年的生产实际水 品位的数学模型；(2)预选工序入选原矿品位与 平（即基准方案）提高2个百分点，即从23.92% 选比关系数学模型；3)降磷工序入磨矿（即预选 提高到25.92%，随之，采矿混岩率从15.20%提 高到16.27%，采矿损失率从15.61%降低至 铁精矿)的磷品位与降磷铁精矿选比的数模（根 据冶金公司要求，今后铁精矿磷品位不超过 12.17%,平均人选品位从40.85%提高到42.72%， 025%,所以人磨矿中磷品位的高低是影响降 经济和资源回收综合效益最佳.从1999-2005 磷铁精矿选比的主要因素，故而建立该数模)； 年，7年累计利润总额增加10571万元，净现值 (4)预选铁精矿磷品位（据生产资料统计，预选 增加9047万元，铁精矿增加54万t. 铁精矿磷品位较入选原矿石磷品位平均提高 (2)优化结果分析.适当提高混岩率，使经 0.03个百分点).(5)硫精矿产率.相关分析表明， 济效益提高的原因，一则增加矿石产量，充分挖 Fe与S品位无相关关系，不考虑人选品位改变 掘选矿厂生产潜力，除了不增加固定费用，还可 对硫精矿产率的影响.据生产资料统计，取硫精 不增加采准直接成本；二则采、选直接工资费并
袁怀 雨 等 合理 入选 品位整 体动 态优化 式 中 ， 肠闭为某个优化决策 目标 函数 的隶属 函 数 万为某方案下 某个优化决策 目标 函数 的值 、。 为所有方案 中某 优化决策 目标 函数值 的最 小值 为所有方案 中某优化决策 目标 函数的 最 大值 利用 上 述隶属 函数 ， 可 以计算 出每个人选 品 位 方 案各个优 化决 策 目标 函 数 的隶 属 函 数 值 ， 名谓隶属度 用德尔菲法确定各个优化决策 目标 的权重 再计算每个方案各个优化决策 目 标 函数隶属度 的加权平均综合隶属度 ， 综合隶 属度最大的方案 ， 就是最合理 的人选 品位 梅山铁矿实例 该矿采 用竖 井 开拓 ， 无底 柱分段崩落采矿 法 ， 不分矿石类型 混合开 采 ， 混合人选 ， 选矿工 艺 流程复杂 ， 包括 了磁选 、 浮选和 重选 储最计算数学模型 本次研究范 围 一 一 水平 的储量数 据 由梅 山铁矿地测 科提供 表 内矿 储量 为 万 ， 平均 品位 为 表外矿 储量为 万 ， 平均 品位 为 表 内矿 储量 表外矿储量 表 内矿 储量 ， 表 内矿 与表 外 矿 的 加 权 平 均 品 位 为 当边 界 品位和工业 品位均为 时的 储量应 为原表 内矿与表外 矿储量 之和 用 上 述储量计算数学模型 计算 的储量 系数 为 ， 平均 品位为 与地 测科提供 的数据相 当吻合 ， 说明储量计算数学模型 符合 实际 ， 它是 可 靠的 其他数学模型 还 建立 了 以 下 数学模型 入选原矿 孑 品位 的数学模型 预选工序入选原矿 品位与 选 比关系数学模型 降磷工序人磨矿 即预选 铁精矿 的磷 品位与降磷铁精矿选 比的数模 根 据 冶金公 司 要 求 ， 今 后 铁精矿 磷 品 位 不 超 过 ， 所 以人磨矿 中磷 品 位的高低是影 响 降 磷铁精矿选 比的 主要 因素 ， 故而 建立 该数模 预选铁精矿磷 品位 据生 产资料统计 ， 预 选 铁 精矿磷 品 位较 入 选 原矿 石 磷 品 位平 均 提高 个百 分点 硫精矿产率 相关分析表明 ， 与 品位无相 关关 系 ， 不考 虑 人选 品位 改变 对硫精矿产率的影 响 据生 产资料统计 ， 取硫精 矿 产率平均为值 入选品位基准 方案 以 二期设计 》 和 目前生 产实 际数据相结 合 ， 以 边 界 品位 ， 工业 品位 ， 回采体积 混岩率 为基准方 案 ， 改变这 个参数来 设置人选 品位方案 久 新入选品位方案设置 第 套方案 改变人选 品位后 ， 允许年采 出矿石 量 较原设计增加或减 少 ， 但增量 不 超过 万 边 界品位和工业 品位范围 一 ， 以 为 间隔 ， 一共可 组合成 个方案 回采 体 积 混 岩 率 以 为基 础 ， 间 隔 ， 设 ， ， ， 个方案 因为 按生 产实际 ， 混 岩率再提 高 ， 矿石 泥 化 、 粉化严 重 ， 将造成溜井堵塞 、 选矿 困难等情况 所 以 ， 更 高的混岩率对生产不 可 行 第 套方案 改变人选 品位后 ， 仍保持 原计划 年采 出矿石 量不 变 设 种方案 提高 混 岩率 ， 同时提高边 界 品位 ， 使储量减少 ， 从而 保持年采 出矿量不 变 ， 设 回采体积混 岩 率分 别 为 和 个方案 提高混 岩率 ， 但减少储量 消耗 ， 使年 采 出矿石 量 不 变 ， 只设 回 采体积混岩率为 降低混岩率 ， 同时降 低工业 品位 ， 增加储量 ， 使年采 出矿 石 量 不 变 ， 只设 回采体积混岩 率为 入选品位方案综合评判 人选 品位方案综合评判 见表 优化结果 最佳人选 品位 方案 号 方案综合隶 属度最大 ， 为最佳方案 ， 即今后 生 产应适 当提高 混 岩率和边 界 品位 将边 界 品位提高到 ， 舍 弃 品位低 于 的 贫矿 主 要 在 矿体边 部 同 时将 回采 体积混 岩率从 年 的生 产实 际 水 平 即基 准方案 提 高 个 百 分点 ， 即从 ， 提高到 ， 随之 ， 采 矿混 岩率从 提 高 到 ， 采 矿 损 失 率 从 巧 降 低 至 ， 平均人选 品位从 提高到 ， 经济和 资源 回收综 合效益 最佳 从 一 年 ， 年 累计利润 总 额增加 万 元 ， 净现值 增加 万 元 ， 铁精矿增加 万 优化结果分析 适 当提高混岩率 ， 使经 济效益提高的原 因 ， 一则增加矿石 产量 ， 充分挖 掘选矿 厂 生产潜力 ， 除了不增加 固定 费用 ， 还 可 不增加采准直接成本 二则采 、 选直接 工资 费并
·242· 北京科技大学学报 2002年第3期 表1部分入选品位方案综合评判表 Table 1 Comprehensive evaluation scheme 主要技术指标% 目标值 隶属度 方案 边界 编号 工业 混岩率损失率 人选 总利润/净现值/精矿总 精矿 综合隶 总利润净现值 品位 品位 品位 万元万元 量万t 总量 属度 202 30 30 0.16270.1217 42.72 145851302 1316 1.000 1.000 0.913 0.982 20 22 0.14740.174639.31 -813159 1282 0.000 0.000 0.549 0.115 3 20. 24 0.14690.174639.72 84 831 1272 0.0580.052 0.447 0.138 4 20 25 0.14660.174639.94544 117112670.0880.079 0.388 0.148 5 20 25 0.15360.156139.651608220712930.157 0.159 0.663 0.264 6 20 26 0.14630.174640.171012151612610.119 0.105 0.327 0.157 20 26 0.15330.156139.88206525421287 0.1870.185 0.598 0.273 8 20 270.14600.174640.4014911868 12550.150 0.133 0.263 0.167 基准20 300.15200.156140.8540133974 12620.3130.297 0.336 0.312 注：方案总数202；总利润权重0.42；净现值权重0.37；精矿量权重0.21 非与产量同比增加，而是只增加一半，使铁精矿 然也能增加铁精矿产量，但采、选直接成本也同 增量带来的效益超过所增加的成本，因此效益 步增加，所节约的只是固定费用，结果，铁精矿 提高.此外多回收矿产资源，同时又没有增加矿 增量带来的效益抵消不了增加的成本，因此，经 产资源的消耗和缩短矿山寿命. 济效益反而降低. 适当提高边界品位指标，采富矿，舍弃部分 参考文献 贫矿，虽然年采出矿量有所降低，但因矿石品位 提高，选比降低，铁精矿产量减少很少，例如，回 1陈希廉，张玉衡.矿产经济学M.北京：中国国际广 播出版社，1992 采体积混岩率和工业品位维持基准方案不变， 2袁怀雨，舒航.矿产经济理论与实践M.北京：冶金 当边界品位提高至26%时，铁精矿量减少最多， 工业出版社，1993 7年累计也只不过少9万t,而少采、选矿石节 3倪秉营.软件开法技术[M.成都：电子科技大学出版 约的采、选直接成本带来的效益超过铁精矿产 社，1994 量降低所减少的收人，因此经济效益提高.甚至 4李克庆，刘保顺.确定矿石合理人选品位的通用系统 .北京科技大学学报，1997,1910)：425 当边界品位提高到29%以后，因矿石品位提高， 5汪光顺，舒航.矿业经济分析数学方法M.北京：中 使选比降低的正面影响，超过了矿石产量降低 国标准出版社，1995 的负面影响，铁精矿产量反而增加.而降低工业 6李克庆，袁怀雨，胡永平.歪头山铁矿合理入选品位 品位指标，多利用表外矿，增加采出矿石量，虽 综合评价研究[J1.金属矿山，1998.12：22 United Dynamic Optimization Study on the Rational Beneficiation Feed Grade YUAN Huaiyu,LIU Baoshun,LI Keqing Civil and Environmental Engineering School,UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT Applying the theory and method of system engineering,the dynanic relation models about mine benefit object and main technical indexes,including industrial indexes of ore deposit,reserves average grade,loss rate dilution rate and beneficiation feed grade,have been built.Based on these models,the multi- object decision technique has been used to optinzed these indexes dynamically.Asignificant economic benefit has been gotten by using the research result,for example,a added profit of 10 million RMB per year was gotten in Waitoushan Iron Mine and Meishan Iron Mine. KEY WORDS beneficiation feed grade;loss rate;dilution rate;optimization
北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 表 部分入 选 品位 方 案综合评判表 比 方案 编号 主要技术指标 目标值 隶属度 边界 品位 工业 品位 混岩率 损失率 人选 品位 总利润 净现值 精矿总 万元 万元 量 万 一 总利润 净现值 精矿 总量 综合隶 属度 ︸鸿只八，，口 ︸内、 以仓卜唱石引 ︸﹃，‘、了 口内洲飞︵了 “ ︸︸﹄” ﹁ 甘，︸二，，‘ 了以︸︸、﹄︸︸ ，‘产了︶、、﹃ … ︸ 山斗，石，︶，倪 口 ，乙‘，今白‘妇妇，气 八曰︺ ‘，，︸，︸一气凡、 斗，︸︸成八“、‘‘ ︸月 中了巧︸ ︶，﹃︸ ‘ 基准 注 方案总数 总利润权重 净现值权重 精矿量权重 非 与产量 同比增加 ， 而是只增加一半 ，使铁精矿 增 量带 来 的效益超过所增 加 的成本 ， 因此效益 提高 此外多 回收矿产资源 ， 同时又没有增加矿 产 资源 的消耗 和 缩短矿 山 寿命 适 当提高边界 品位指 标 ， 采富矿 ， 舍弃部分 贫矿 ， 虽 然年采 出矿量有所降低 ， 但 因矿石 品位 提高 ， 选 比降低 ， 铁精矿产量减少很少 例如 ， 回 采体积混岩率和 工业 品位维持基准方案不 变 ， 当边界 品位提高至 时 ， 铁精矿量减少最多 ， 年 累计也 只 不过少 万 ， 而少采 、 选矿石节 约 的采 、 选直接成本带来 的效益超过铁精矿产 量降低所减少 的收人 ， 因此经济效益提高 甚 至 当边界 品位提高到 以后 ， 因矿石 品位提高 ， 使选 比 降低 的正 面影 响 ， 超过 了矿石 产量 降低 的负面影 响 ， 铁精矿产量反 而增加 而 降低工业 品位指标 ， 多利用 表外 矿 ， 增 加采 出矿石量 ， 虽 然也能增加铁精矿产量 ， 但采 、 选直接成本也 同 步增加 ， 所节 约 的 只是 固定 费用 ， 结果 ， 铁精矿 增量带来 的效益抵消不 了增加 的成本 ， 因此 ， 经 济效益反 而 降低 参 考 文 献 陈希廉 ， 张玉 衡 矿产经济学 北京 中国国际广 播 出版社 ， 袁怀雨 ， 舒航 矿产经 济理论与实践 北京 冶金 工业 出版社 ， 倪秉营 软件开法技术 』成都 电子科技大学出版 社 ， 李克庆 ， 刘保顺 确定矿石合理人选 品位 的通用 系统 北京科技大学学报 ， ， 汪光顺 ， 舒航 矿业经济分析数学方法 北京 中 国标准 出版社 ， 李克庆 ， 袁怀雨 ， 胡永平 歪 头 山铁矿合理人选 品位 综合评价研究 金属矿 山 ， 勿 人咬 ， ， ， ， ， ， 即 ， ， ， ， ， 们 ， ， 自