神华集团天隆公司武家塔矿内排工艺参数优化研究

论文摘要

武家塔露天矿地处鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇,该露天煤矿剥离物采用汽车运输,推土机排土,运输排土全部外包。外包车辆载重较小,因此车流密度大,运输工作量较大。由于汽车运输成本较高,从而造成运输费用在露天矿总成本中占据较大的比重,特别是目前石油涨价,更加大了汽车运输成本。武家塔露天煤矿是一个装载点和卸载点都很多的矿山,运输系统较复杂,需要建立一个合理的运输系统模型和物流规划模型,开发运输系统优化软件对其进行优化,以降低运输成本。现今排土费用一直居高不下。排土参数优化的直接目的是在排土场稳定的前提下优化各参数,而排土参数的变化决定了运输距离的变化,从而决定总排土费用。由于过去排土场出于安全方面的考虑,排土参数往往取值比较保守。本文结合武家塔矿实际问题,改进了排土参数,建立优化模型,为此类问题提供了一个有效的解决方案。排土方案选择双侧内排土方案,在排土参数变化的情况下,建立排土参数与开拓运输系统相结合的模型,通过优化汽车平均运距,以达到对排土参数和排土运输方案综合优化,最终达到节省排土费用的目的。此外,应用VB技术封装Matlab中的linprog调用函数,使之成为一个小的计算软件,对以后此类问题的计算提供了更为便捷的途径。通过对武家塔露天矿内排土场排土工艺及开拓运输系统的研究,针对其中存在的排土运输费用高的问题,进行了有目的的探索,找出了解决方案,建立优化模型并进行优化。优化结果显示,优化后的汽车运输平均运距由原来的大于等于1211.6m,缩短到1100.4m,至少缩短了111.2m,每月至少节省排土运输费用80多万元,为矿山节省了一大笔开支,并对以后其他露天矿山内排土方案的研究提供了一定的依据。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景、目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 排土工作及排土设备介绍
• 1.3.1 排土工作介绍
• 1.3.2 排土工艺及其相应的排土设备介绍
• 1.4 问题的提出
• 1.5 主要研究内容及过程
• 2 矿区地质、气象、水文条件分析
• 2.1 气象水文概况
• 2.1.1 矿区气象及地表水体
• 2.1.2 矿区水文地质特征
• 2.2 矿区地质概况
• 2.2.1 地质概况
• 2.2.2 工程地质
• 2.3 小结
• 3 排土场稳定性分析
• 3.1 排土场理论极限高度及实际高度的确定
• 3.2 影响排土场稳定性的因素
• 3.2.1 基底承载力及物理力学参数
• 3.2.2 排土场区水文地质条件
• 3.2.3 地震影响及爆破震动的影响
• 3.2.4 散体物料的特性及工程地质条件
• 3.3 排土场滑坡模式
• 3.4 边坡稳定分析方法
• 3.4.1 极限平衡分析法简介
• 3.4.2 简化Bishop法
• 3.5 边坡稳定计算结果
• 4 建立排土运输优化模型
• 4.1 排土规划
• 4.2 排土场的堆置顺序
• 4.3 武家塔露天矿内排土场现今排土方案
• 4.3.1 排土场现状
• 4.3.2 排土参数
• 4.3.3 排弃方法
• 4.4 排土参数的选取
• 4.4.1 安全距离的选取
• 4.4.2 排土工作平盘宽度的选取
• 4.4.3 其他参数的确定
• 4.5 排土方案的确定
• 4.5.1 单台阶排土场
• 4.5.2 两台阶排土场
• 4.5.3 三台阶排土场
• 4.5.4 四台阶排土场
• 5 对排土运输模型进行优化
• 5.1 linprog函数简介
• 5.1.1 linprog函数的调用格式
• 5.1.2 options的参数描述
• 5.2 VB调用并封装linprog函数
• 5.3 对方案中的四种情况进行求解
• 5.3.1 单台阶排土场汽车平均运距求解
• 5.3.2 两台阶排土场汽车平均运距求解
• 5.3.3 三台阶排土场汽车平均运距求解
• 5.3.4 四台阶排土场汽车平均运距求解
• 5.3.5 四种方案结果对比
• 5.4 综合比较并与原排土方式对比
• 结论
• 参考文献
• 附图
• 在学研究成果
• 致谢