一种露天煤矿分期方案整体优化方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种露天煤矿分期方案整体优化方法及系统，方法包括：S1，基于煤层柱状模型、煤田地表标高模型和技术参数得到地质最优境界序列；S2，基于所述地质最优境界序列，采用动态规划法，得到每一阶段每个状态的数值，并进行计算，得到每一阶段每个状态的累积净现值；S3，遍历各所述累积净现值并选取值最大的所述累积净现值所对应的阶段为分期数；选取值最大的所述累积净现值所对应的状态为最终状态；S4，从所述最终状态开始，逆向追踪最佳前置状态，直到初始状态，得到最优路径，即最佳分期方案。本发明专利技术把寻优域缩小为一个有限域进行求解，大大的降低了求解的难度，可以满足大型露天煤矿的分期方案整体优化需要。天煤矿的分期方案整体优化需要。天煤矿的分期方案整体优化需要。

【技术实现步骤摘要】
一种露天煤矿分期方案整体优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及煤矿开采
，特别是涉及一种露天煤矿分期方案整体优化方法及系统。

技术介绍

[0002]大型露天煤矿一般都采用分期开采。分期开采就是把整个煤田划分为若干个分期，每个分期都有自己的境界(称为分期境界或中间境界，最后一个分期的分期境界即为最终境界)，在每个分期的开采中，工作台阶只推进到相应的分期境界，并在适当的时候向下一分期进行扩帮过渡；如此逐期开采和过渡，直到开采到最终境界。设计分期方案需要确定三大要素：分期数、各分期境界和最终境界。
[0003]以往的分期方案设计是分步进行的，即首先设计最终境界，而后将最终境界划分为合适数目的分期境界。然而，把最终境界和中间境界分步单独优化，得不到整体的最佳分期方案。因为预先优化出最终境界就限定了中间境界的优化范围。另外，从露天开采的时空发展逻辑看，最终境界是经过若干个分期的开采所得到的最终结果，而不是前提。也就是说，分期开采是从第一分期开始逐分期开采、过渡，直到某个分期境界时，进一步扩大开采范围不再对总效益有正的贡献，开采结束，这一分期境界即为最终境界。因此，必须把最终境界、分期数和中间境界都作为优化中的决策变量进行整体优化，才有可能得到整体最佳的分期方案。然而，要获得整体最佳分期方案，就需要为每一分期考虑各种不同的境界以及不同的分期数；在理论上，这是一个在无穷大的寻优域内求最优解的问题，所以很难得到真正的解。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种露天煤矿分期方案整体优化方法及系统，把寻优域缩小为一个有限域进行求解，大大的降低了求解的难度，具有很强的实用性，可以满足大型露天煤矿的分期方案整体优化需要。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种露天煤矿分期方案整体优化方法，包括：
[0007]S1，基于煤层柱状模型、煤田地表标高模型和技术参数得到地质最优境界序列；
[0008]S2，基于所述地质最优境界序列，采用动态规划法，得到每一阶段每个状态的数值，并进行计算，得到每一阶段每个状态的累积净现值；
[0009]S3，遍历各所述累积净现值并选取值最大的所述累积净现值所对应的阶段为分期数；选取值最大的所述累积净现值所对应的状态为最终状态；
[0010]S4，从所述最终状态开始，逆向追踪最佳前置状态，直到初始状态，得到最优路径，即最佳分期方案。
[0011]优选地，所述S1包括：
[0012]S11，基于最大分期数确定阶段总数；
[0013]S12，基于所述煤层柱状模型、所述煤田地表标高模型和所述技术参数得到地质最优境界序列；
[0014]S13，基于煤田储量和单分期时间跨度阈值范围得到单分期原煤开采量最大值和单分期原煤开采量最小值。
[0015]优选地，所述S2包括：
[0016]S21，将所述地质最优境界序列作为第一阶段的各状态的数值；
[0017]S22，基于第t
‑
1个阶段各状态的数值进行转移得到第t个阶段各状态的数值，重复此过程，直至得到第N个阶段各状态的数值；t∈N，N为阶段总数；
[0018]S23，基于各阶段各状态的数值进行计算得到每一阶段每个状态的所述累积净现值。
[0019]优选地，所述方法还包括：
[0020]S5，对各阶段各状态的数值进行判断，若当前阶段中全部状态的数值均小于所述单分期原煤开采量最小值或大于所述单分期原煤开采量最大值，则调整所述单分期原煤开采量最大值和所述单分期原煤开采量最小值并重新执行“S2
‑
S4”。
[0021]本专利技术还提供了一种露天煤矿分期方案整体优化系统，包括：
[0022]境界序列模块，基于煤层柱状模型、煤田地表标高模型和技术参数得到地质最优境界序列；
[0023]累积净现值模块，基于所述地质最优境界序列，采用动态规划法，得到每一阶段每个状态的数值，并进行计算，得到每一阶段每个状态的累积净现值；
[0024]选取模块，遍历各所述累积净现值并选取值最大的所述累积净现值所对应的阶段为分期数；选取值最大的所述累积净现值所对应的状态为最终状态；
[0025]追踪模块，从所述最终状态开始，逆向追踪最佳前置状态，直到初始状态，得到最优路径，即最佳分期方案。
[0026]优选地，所述境界序列模块包括：
[0027]阶段总数单元，基于最大分期数确定阶段总数；
[0028]境界序列单元，基于所述煤层柱状模型、所述煤田地表标高模型和所述技术参数得到地质最优境界序列；
[0029]开采量极值单元，基于煤田储量和单分期时间跨度阈值范围得到单分期原煤开采量最大值和单分期原煤开采量最小值。
[0030]优选地，所述累积净现值模块包括：
[0031]赋值单元，将所述地质最优境界序列作为第一阶段的各状态的数值；
[0032]状态转移单元，基于第t
‑
1个阶段各状态的数值进行转移得到第t个阶段各状态的数值，重复此过程，直至得到第N个阶段各状态的数值；t∈N，N为阶段总数；
[0033]累积净现值计算单元，基于各阶段各状态的数值进行计算得到每一阶段每个状态的所述累积净现值。
[0034]优选地，所述系统还包括：
[0035]判断模块，对各阶段各状态的数值进行判断，若当前阶段中全部状态的数值均小于所述单分期原煤开采量最小值或大于所述单分期原煤开采量最大值，则调整所述单分期原煤开采量最大值和所述单分期原煤开采量最小值并重新执行所述累积净现值模块至所
述追踪模块。
[0036]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0037]本专利技术涉及一种露天煤矿分期方案整体优化方法及系统，方法包括：S1，基于煤层柱状模型、煤田地表标高模型和技术参数得到地质最优境界序列；S2，基于所述地质最优境界序列，采用动态规划法，得到每一阶段每个状态的数值，并进行计算，得到每一阶段每个状态的累积净现值；S3，遍历各所述累积净现值并选取值最大的所述累积净现值所对应的阶段为分期数；选取值最大的所述累积净现值所对应的状态为最终状态；S4，从所述最终状态开始，逆向追踪最佳前置状态，直到初始状态，得到最优路径，即最佳分期方案。本专利技术把寻优域缩小为一个有限域进行求解，大大的降低了求解的难度，可以满足大型露天煤矿的分期方案整体优化需要。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1为本专利技术露天煤矿分期方案整体优化方法总体流程图；
[0040]图2为本专利技术动态规划网络图；
[0041]图3为本专利技术露天煤矿分期方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种露天煤矿分期方案整体优化方法，其特征在于，包括：S1，基于煤层柱状模型、煤田地表标高模型和技术参数得到地质最优境界序列；S2，基于所述地质最优境界序列，采用动态规划法，得到每一阶段每个状态的数值，并进行计算，得到每一阶段每个状态的累积净现值；S3，遍历各所述累积净现值并选取值最大的所述累积净现值所对应的阶段为分期数；选取值最大的所述累积净现值所对应的状态为最终状态；S4，从所述最终状态开始，逆向追踪最佳前置状态，直到初始状态，得到最优路径，即最佳分期方案。2.根据权利要求1所述的露天煤矿分期方案整体优化方法，其特征在于，所述S1包括：S11，基于最大分期数确定阶段总数；S12，基于所述煤层柱状模型、所述煤田地表标高模型和所述技术参数得到地质最优境界序列；S13，基于煤田储量和单分期时间跨度阈值范围得到单分期原煤开采量最大值和单分期原煤开采量最小值。3.根据权利要求1所述的露天煤矿分期方案整体优化方法，其特征在于，所述S2包括：S21，将所述地质最优境界序列作为第一阶段的各状态的数值；S22，基于第t
‑
1个阶段各状态的数值进行转移得到第t个阶段各状态的数值，重复此过程，直至得到第N个阶段各状态的数值；t∈N，N为阶段总数；S23，基于各阶段各状态的数值进行计算得到每一阶段每个状态的所述累积净现值。4.根据权利要求2所述的露天煤矿分期方案整体优化方法，其特征在于，所述方法还包括：S5，对各阶段各状态的数值进行判断，若当前阶段中全部状态的数值均小于所述单分期原煤开采量最小值或大于所述单分期原煤开采量最大值，则调整所述单分期原煤开采量最大值和所述单分期原煤开采量最小值并重新执行“S2
‑
S4”。5.一种露天煤矿分期方案整体优化系统，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾晓薇，胥孝川，王青，王浩，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：