线性规划在某金属露天矿山的应用范文

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〔摘要〕线性规划作为运筹学的分支，方法成熟且应用广泛，可应用于生产管理各个环节，是辅助人们进行科学管理的一种有效的数学方法。通过应用线性规划方法，结合MATLAB软件求解目标函数，实现露天矿山的合理配矿，稳定出矿品位，达到了获取最低运输成本及最大限度利用资源的目的。

〔关键词〕线性规划；配矿；稳定品位；最低成本；资源利用

线性规划是现代管理科学的重要基础和手段之一，在企业解决实际问题中发挥着越来越重要的作用。线性规划的研究是在一定的条件下合理安排人力、物力等资源，使经济效果达到最优的目的。随着交叉学科的发展，越来越多的企业开始运用数学方法来制定合理的产销计划及探求运输费用最小化以获取最大利润。在矿山企业，不管是地下开采还是露天开采,也越来越多地运用科学的数学规划法进行合理的生产管理。通过制定合理的生产计划、运输规划达到运输成本最小和控制出矿品位的目的。矿山制定的配矿计划便是充分利用资源保持出矿质量长期稳定的有效措施。配矿的目的主要是规划和管理矿石的质量，即矿山在采矿和运输过程中，依据资源和生产能力，有计划、有目的地搭配不同采区、不同品位的矿石，以保证出矿品位达到企业要求的质量标准。线性规划作为运筹学中应用最广泛的分支，得益于计算机的飞速发展，使得线性规划可以解算具有成千上万个变量和方程的复杂问题。本文将采用MATLAB作为解算多变量线性规划问题的工具，以运输成本为目标函数，以各出矿点运至各溜井和排土场的矿（废）石量为变量，以要求稳定的矿石品位、废石硬度和块度要求等因素为约束条件，进行目标函数最小值的求解。大型露天矿一般生产规模大，出矿点多且分散。各出矿点采出的的矿石，由于成矿条件（地层、构造、岩性等）的细微差异，导致矿石品位及性质存在较大差异。即使是同一采区的矿石质量（品位和性质等）在垂直方向和水平方向也会出现差异。因此，针对矿山实际生产中不断变化的环境等复杂因素的影响来制定合理的生产规划，促进矿山稳定健康发展，降低运输成本，具有重要的现实意义。

1规划问题的提出

国内某大型凹陷露天有色金属矿山，主要岩体为花岗岩，岩石较硬，平均普氏硬度属中等以上。由于地形条件复杂，采用境界内溜井结合坑下胶带运输矿石的出矿模式，废石由卡车运输至终了境界外的2个排土场。排土场内平均普氏硬度属中等以上的废石用于铺路等基础建筑施工材料。规划问题一般是针对一定时期内的生产活动进行安排生产。本文主要针对正常生产期每次爆破后的矿（废）石进行运输生产安排。矿山为了保证正常生产和运输的集中化，露天境界内于不同位置上设置3个出矿点，每个出矿点爆破后对各出矿点的矿石量、废石量、矿石平均品位、废石平均硬度系数及平均块度均作了基础统计。

2建立数学模型

2.1建立目标函数实际生产中需要求解的一般是多变量、多约束的问题，可采用目标法规划模型求解，即先确定一个目标函数。矿山除了结合实际情况外，主要还应考虑以下原则：尽可能减少卡车的数量，达到运输成本最小，最大限度利用资源。显然，按距离最近原则运输可以达到成本最低，但考虑到该矿山的实际情况和出矿品位的要求以及废石硬度、块度的限制，只考虑距离必定达不到矿山设定的目标。因此，从距离和运矿（废）石数量着手，再加上所需的限制条件，采用矿石量与距离的乘积与废石量与距离的乘积之和最小为本次所确定的目标。

2.2确定约束条件为保证选厂获得较稳定的入选品位。3MATLAB算法设计与求解根据以上确定的目标函数及约束条件，用MATLAB优化工具箱进行编程。

3结语

应用线性规划方法进行配矿管理，是矿山企业适应市场经济有效的科学方法。矿山生产技术人员通过对出矿点进行配矿，能够提高矿石硬度和块度均匀性、出矿品位的稳定性和运输成本的最优化，充分利用矿产资源并获得较好的经济效益。MATLAB线性规划解算工具，不仅能够从理论上确保配矿的最优化，同时也为配矿的具体实施提供很好的技术指导，并且简单高效，能较好的解决实际问题，从而达到提高矿山管理效率和经济效益的目的。

参考文献

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作者：熊涛 单位：中国瑞林工程技术股份有限公司