本發(fā)明屬于于采礦與選礦之間的配礦技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鞍山式鐵礦配礦優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

在鐵礦山的生產(chǎn)中，選礦廠要求采場(chǎng)提供質(zhì)量穩(wěn)定的原礦，以保證選礦廠生產(chǎn)穩(wěn)定。采場(chǎng)為了達(dá)到選礦廠對(duì)原礦的質(zhì)量要求，就要對(duì)各個(gè)出礦點(diǎn)的礦石進(jìn)行配礦。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)礦山的采礦實(shí)際生產(chǎn)中，僅采用原礦品位這一項(xiàng)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)礦石質(zhì)量?jī)?yōu)劣的依據(jù)，絕大部分配礦工作采取人工計(jì)算方法，將高品位與低品位礦石混合后運(yùn)送到選礦廠進(jìn)行破碎和選別。但從選礦生產(chǎn)工藝流程來(lái)看，評(píng)價(jià)礦石優(yōu)劣不應(yīng)僅有原礦品位一項(xiàng)，應(yīng)當(dāng)引入礦石可選性作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，由于各個(gè)出礦點(diǎn)的礦石可選性存在差異，因此在選礦生產(chǎn)中，僅根據(jù)原礦品位的配礦方法不科學(xué)，容易造成生產(chǎn)操作困難，選礦工藝參數(shù)難以控制，從而導(dǎo)致生產(chǎn)指標(biāo)的波動(dòng)。因此，為了保證選礦廠生產(chǎn)穩(wěn)定，科學(xué)合理地配礦問(wèn)題，一直困擾著采礦的技術(shù)人員。如武漢科技大學(xué)柯麗華教授在《配礦優(yōu)化技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)》一文中指出，配礦問(wèn)題難以解決主要原因有兩個(gè)：1.配礦流程較為復(fù)雜，影響礦石質(zhì)量的因素過(guò)多，實(shí)際應(yīng)用難度較大；2.目前在配礦方法選取的技術(shù)目標(biāo)中，一般只參考礦石品位或金屬量評(píng)價(jià)礦石質(zhì)量的控制，以單項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)作為唯一配礦依據(jù)，此類方法存在的不足之處在于，欠缺采用選礦廠工藝流程處理不同質(zhì)量的每個(gè)出礦點(diǎn)礦石的技術(shù)指標(biāo)參考，需要進(jìn)一步完善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鞍山式鐵礦配礦方法，通過(guò)建立以采場(chǎng)各個(gè)出礦點(diǎn)平均品位偏差和各個(gè)出礦點(diǎn)選礦指標(biāo)為自變量的配礦目標(biāo)函數(shù)，并采用遺傳算法求解配礦目標(biāo)函數(shù)，獲得優(yōu)化的配礦方案，達(dá)到減少因原礦質(zhì)量波動(dòng)導(dǎo)致的選礦生產(chǎn)指標(biāo)波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)采場(chǎng)的科學(xué)合理配礦。

本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的一種鞍山式鐵礦配礦優(yōu)化方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟一、在露天鐵礦n個(gè)出礦點(diǎn)中選取n個(gè)礦樣n≥2；

步驟二、分別對(duì)選取的n個(gè)礦樣按選礦廠工藝流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，獲得n個(gè)出礦點(diǎn)原礦相關(guān)參數(shù)如下：αj為第j個(gè)出礦點(diǎn)的原礦品位，％；fj為第j個(gè)出礦點(diǎn)的原礦亞鐵品位，％；dj第j個(gè)出礦點(diǎn)的磨礦產(chǎn)品粒度，即-200目含量，％；βj為第j個(gè)出礦點(diǎn)的精礦品位，％；γj為第j個(gè)出礦點(diǎn)的精礦產(chǎn)率，％；j＝1，2，3……n；

步驟三、建立配礦目標(biāo)函數(shù)，并選取約束條件；

步驟四、采用遺傳算法求解配礦目標(biāo)函數(shù)并輸出配礦方案。

所述的步驟三具體包括下述步驟：

s3.1、建立配礦目標(biāo)函數(shù)

配礦目標(biāo)函數(shù)由兩項(xiàng)多項(xiàng)式函數(shù)構(gòu)成，如公式(1)所示：

f(x)＝min[z(x)+q(x)](1)

公式(1)中z(x)表示n個(gè)出礦點(diǎn)原礦平均品位與給定的原礦品位α的偏差絕對(duì)值。如公式(2)所示：

其中α為給定的原礦品位，％；xj表示第j個(gè)出礦點(diǎn)提供的礦石量t；

公式(1)中q(x)為n個(gè)出礦點(diǎn)輸出礦石的礦石質(zhì)量指數(shù)cj與xj乘積總和的負(fù)值，如公式(3)所示：

其中，礦石質(zhì)量指數(shù)cj根據(jù)步驟二所得數(shù)據(jù)，通過(guò)公式(4)計(jì)算獲得，公式(4)如下：

式中，1≤cj≤100；cj值代表第j個(gè)出礦點(diǎn)的原礦質(zhì)量指數(shù)，cj值越高表示原礦質(zhì)量越高；

s3.2、設(shè)定約束條件如下：

1)露天鐵礦破碎站生產(chǎn)能力y，(t/d)；

2)第j個(gè)出礦點(diǎn)最小出礦量wj，(t/d)，j＝1，2，3……n；

3)第j個(gè)出礦點(diǎn)最大出礦量wj，(t/d)，j＝1，2，3……n；

3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鞍山式鐵礦配礦優(yōu)化方法，其特征在于，所述的步驟四采用遺傳算法求解配礦目標(biāo)函數(shù)，具體包括下述步驟：

s4.1、輸入基本參數(shù)如下：n、αj、fj、dj、βj、γj、xj、y、wj、wj和α，,j＝1，2，3……n；

s4.2、初始化種群得到對(duì)應(yīng)供礦量矩陣xz(z＝，1，2，3，4…r，r為迭代次數(shù))，初始矩陣以隨機(jī)形式輸入，輸入的自變量需要滿足上述約束條件，矩陣表示每個(gè)出礦點(diǎn)出礦量的集合；x0＝(x1，x2，……xn)表示初始的配礦方案；

s4.3、計(jì)算配礦方案的適應(yīng)度dz＝f(x)i；

s4.4、比較矩陣的適應(yīng)度dz，當(dāng)dz＜dz-1時(shí)，最優(yōu)方案為p＝xz＝(x1，x2，……xj)；反之，p＝xz+1；

s4.5、將粒子當(dāng)前位置xz＝(x1，x2，……xn)與xz-1＝(x1，x2，……xn)中的粒子進(jìn)行交叉，交叉規(guī)則為，隨機(jī)設(shè)置xz至與xz-1中的一組x值進(jìn)行一組數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，交換后的新的子代矩陣為xz+1＝(x1，x2，……xn)；

s4.6、將新的子代矩陣xz+1再次參與迭代計(jì)算；

s4.7、滿足迭代條件后輸出全局最優(yōu)解p，即最優(yōu)配礦方案。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

本發(fā)明為解決采場(chǎng)配礦問(wèn)題不僅考慮了礦石品位的高低搭配，而且考慮了選礦廠工藝流程處理不同質(zhì)量的每個(gè)出礦點(diǎn)礦石的技術(shù)指標(biāo)，并以此為基礎(chǔ)建立了配礦目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)采用遺傳算法求解配礦目標(biāo)函數(shù)，獲得最優(yōu)配礦方案，為保證后續(xù)選礦工藝獲取質(zhì)量穩(wěn)定的原礦提供了一種優(yōu)化的配礦方法。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明遺傳算法求解配礦目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明的一種鞍山式鐵礦配礦優(yōu)化方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟一：在露天鐵礦10個(gè)出礦點(diǎn)中選取10個(gè)礦樣；

步驟二：分別對(duì)選取的10個(gè)礦樣按選礦廠工藝流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，獲得10個(gè)出礦點(diǎn)原礦相關(guān)參數(shù)αj、fj、dj、βj、γj，具體數(shù)據(jù)如表1所示：

表1試驗(yàn)參數(shù)

步驟三、建立配礦目標(biāo)函數(shù)，并選取約束條件；

s3.1、建立配礦目標(biāo)函數(shù)

配礦目標(biāo)函數(shù)由兩項(xiàng)多項(xiàng)式函數(shù)構(gòu)成，如公式(1)所示：

f(x)＝min[z(x)+q(x)](1)

公式(1)中z(x)表示n個(gè)出礦點(diǎn)原礦平均品位與給定的原礦品位α的偏差絕對(duì)值，如公式(2)所示：

其中給定的原礦品位α為30％；xj表示第j個(gè)出礦點(diǎn)提供的礦石量t；

公式(1)中q(x)為n個(gè)出礦點(diǎn)輸出礦石的礦石質(zhì)量指數(shù)cj與xj乘積總和的負(fù)值，如公式(3)所示：

其中，礦石質(zhì)量指數(shù)cj根據(jù)步驟二所得數(shù)據(jù)，通過(guò)公式(4)計(jì)算獲得，公式(4)如下：

式中，1≤cj≤100；cj值代表第j個(gè)出礦點(diǎn)的原礦質(zhì)量指數(shù)，cj值越高表示原礦質(zhì)量越高；

s3.2、設(shè)定約束條件如下：

1)露天鐵礦破碎站生產(chǎn)能力y，(t/d)；

2)第j個(gè)出礦點(diǎn)最小出礦量wj，(t/d)，j＝1，2，3……n；

3)第j個(gè)出礦點(diǎn)最大出礦量wj，(t/d)，j＝1，2，3……n；

具體數(shù)據(jù)如如表2所示：

表2具體約束條件數(shù)據(jù)

步驟四、采用遺傳算法求解配礦目標(biāo)函數(shù)并輸出配礦方案

求解流程圖如圖1所示，輸入基本參數(shù)如下：n、αj、fj、dj、βj、γj、xj、y、wj、wj和α,j＝1，2，3……n，進(jìn)行1000次迭代計(jì)算后輸出的優(yōu)化配礦方案如表3所示：

表3優(yōu)化配礦方案

本發(fā)明為保證后續(xù)選礦工藝獲取質(zhì)量穩(wěn)定的原礦提供了一種優(yōu)化的配礦方法。

技術(shù)特征：

1.一種鞍山式鐵礦配礦優(yōu)化方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟一、在露天鐵礦n個(gè)出礦點(diǎn)中選取n個(gè)礦樣n≥2；

步驟二、分別對(duì)選取的n個(gè)礦樣按選礦廠工藝流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，獲得n個(gè)出礦點(diǎn)原礦相關(guān)參數(shù)如下：αj為第j個(gè)出礦點(diǎn)的原礦品位，％；fj為第j個(gè)出礦點(diǎn)的原礦亞鐵品位，％；dj第j個(gè)出礦點(diǎn)的磨礦產(chǎn)品粒度，即-200目含量，％；βj為第j個(gè)出礦點(diǎn)的精礦品位，％；γj為第j個(gè)出礦點(diǎn)的精礦產(chǎn)率，％；j＝1，2，3……n；

步驟三、建立配礦目標(biāo)函數(shù)，并選取約束條件；

步驟四、采用遺傳算法求解配礦目標(biāo)函數(shù)并輸出配礦方案。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鞍山式鐵礦配礦優(yōu)化方法，其特征在于，所述的步驟三具體包括下述步驟：

s3.1、建立配礦目標(biāo)函數(shù)

配礦目標(biāo)函數(shù)由兩項(xiàng)多項(xiàng)式函數(shù)構(gòu)成，如公式(1)所示：

f(x)＝min[z(x)+q(x)](1)

公式(1)中z(x)表示n個(gè)出礦點(diǎn)原礦平均品位與給定的原礦品位α的偏差絕對(duì)值。如公式(2)所示：

其中α為給定的原礦品位，％；xj表示第j個(gè)出礦點(diǎn)提供的原礦量，t；

公式(1)中q(x)為n個(gè)出礦點(diǎn)輸出礦石的礦石質(zhì)量指數(shù)cj與xj乘積總和的負(fù)值，如公式(3)所示：

其中，礦石質(zhì)量指數(shù)cj根據(jù)步驟二所得數(shù)據(jù)，通過(guò)公式(4)計(jì)算獲得，公式(4)如下：

式中，1≤cj≤100；cj值代表第j個(gè)出礦點(diǎn)的原礦質(zhì)量指數(shù)，cj值越高表示原礦質(zhì)量越高；

s3.2、設(shè)定約束條件如下：

1)露天鐵礦破碎站生產(chǎn)能力y，(t/d)；

2)第j個(gè)出礦點(diǎn)最小出礦量wj，(t/d)，j＝1，2，3……n；

3)第j個(gè)出礦點(diǎn)最大出礦量wj，(t/d)，j＝1，2，3……n。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鞍山式鐵礦配礦優(yōu)化方法，其特征在于，所述的步驟四采用遺傳算法求解配礦目標(biāo)函數(shù)，具體包括下述步驟：

s4.1、輸入基本參數(shù)如下：n、αj、fj、dj、βj、γj、xj、y、wj、wj和α，,j＝1，2，3……n；

s4.2、初始化種群得到對(duì)應(yīng)供礦量矩陣xz(z＝，1，2，3，4…r，r為迭代次數(shù))，初始矩陣以隨機(jī)形式輸入，輸入的自變量需要滿足上述約束條件，矩陣表示每個(gè)出礦點(diǎn)出礦量的集合；x0＝(x1，x2，……xn)表示初始的配礦方案；

s4.3、計(jì)算配礦方案的適應(yīng)度dz＝f(x)i；

s4.4、比較矩陣的適應(yīng)度dz，當(dāng)dz＜dz-1時(shí)，最優(yōu)方案為p＝xz＝(x1，x2，……xj)；反之，p＝xz+1；

s4.5、將粒子當(dāng)前位置xz＝(x1，x2，……xn)與xz-1＝(x1，x2，……xn)中的粒子進(jìn)行交叉，交叉規(guī)則為，隨機(jī)設(shè)置xz至與xz-1中的一組x值進(jìn)行一組數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，交換后的新的子代矩陣為xz+1＝(x1，x2，……xn)；

s4.6、將新的子代矩陣xz+1再次參與迭代計(jì)算；

s4.7、滿足迭代條件后輸出全局最優(yōu)解p，即最優(yōu)配礦方案。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明的一種鞍山式鐵礦配礦優(yōu)化方法，其特征在于建立以采場(chǎng)各個(gè)出礦點(diǎn)原礦平均品位與給定的原礦品位α的偏差絕對(duì)值和各個(gè)出礦點(diǎn)選礦指標(biāo)為自變量的配礦目標(biāo)函數(shù)，并采用遺傳算法求解配礦目標(biāo)函數(shù)，向選礦廠輸出原礦質(zhì)量得到優(yōu)化的配礦方案，達(dá)到減少因原礦質(zhì)量波動(dòng)導(dǎo)致的選礦生產(chǎn)指標(biāo)波動(dòng)，同時(shí)降低采場(chǎng)鏟運(yùn)成本，實(shí)現(xiàn)采場(chǎng)的科學(xué)合理配礦，具體包括下述步驟：一、選取露天鐵礦n個(gè)出礦點(diǎn)的n個(gè)礦樣，二、分別對(duì)礦樣按選礦廠工藝流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，獲得各個(gè)礦樣的原礦品位、亞鐵品位、磨礦產(chǎn)品粒度、精礦品位和精礦產(chǎn)率指標(biāo)，三、建立配礦目標(biāo)函數(shù)，四、采用遺傳算法求解配礦目標(biāo)函數(shù)并輸出最優(yōu)配礦方案。

技術(shù)研發(fā)人員：鐘小宇;徐振洋;王雪松;孫厚廣;衣瑛;李純陽(yáng);崔志平;王海齊

受保護(hù)的技術(shù)使用者：鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.06.12

技術(shù)公布日：2020.10.02