基于地质-环境对露天煤矿开采计划的优化方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种基于地质

【技术实现步骤摘要】
基于地质
‑
环境对露天煤矿开采计划的优化方法及装置


[0001]本申请涉及露天开采
，尤其是涉及到一种基于地质
‑
环境对露天煤矿开采计划的优化方法及装置。

技术介绍

[0002]露天矿生产过程中不可避免地造成对生态环境的冲击，所产生的冲击量及其随时间的变化与开采计划密切相关。相关技术中，露天矿开采境界的确定均是以经济合理开采比等生产成本为基本准则，来测定最优露天矿开采境界，并未将环境成本像生产成本一样纳入到开采计划之中。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供了一种基于地质
‑
环境对露天煤矿开采计划的优化方法及装置，实现了尽量提高露天煤矿生产的纯经济效益和尽量降低对生态环境的冲击的双重目标，进而实现了低碳生态化优化。
[0004]根据本申请的一个方面，提供了一种基于地质环境对露天煤矿开采计划的优化方法，包括：
[0005]根据露天煤矿的最终境界，利用地质
‑
环境最优采场序列产生算法，生成地质
‑/>环境最优采场序列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于地质环境对露天煤矿开采计划的优化方法，其特征在于，所述方法包括：根据所述露天煤矿的最终境界，利用地质
‑
环境最优采场序列产生算法，生成地质
‑
环境最优采场序列{C
*
}
N
，其中，所述地质
‑
环境最优采场序列中每一个以所述最终境界结尾的子序列，即为一个可能的开采计划；设任一开采计划的所述开采寿命为n年，第t年的采场对应于地质
‑
环境最优采场序列{C
*
}
N
内的第i(t)个地质
‑
环境最优采场C
*i(t)
，所述开采计划的所述地质
‑
环境最优采场序列的子序列为{C
*
}
N
＝{C
*i(1)
，C
*i(2)
，......，C
*i(n)
}，其中，i(n)＝N，N为正整数，t≤n；设t＝1，在所述地质
‑
环境最优采场序列内，确定原煤量大于或等于预设产能域的下限且与所述预设产能域的下限最为接近的采场；利用环境成本内生化的开采计划评价模型，计算第t年的采剥量、累计土地损毁面积、碳排放量、各项环境成本和净现值NPV1，其中，所述采剥量包括以下至少一种：原煤开采量、岩石剥离量和四纪层剥离量；设t＝t+1，利用所述环境成本内生化的开采计划评价模型，计算第t年采场i(t)的原煤开采量；若所述采场i(t)的原煤开采量小于所述预设产能域的下限且未达到所述最终境界，确定未满足预设可行计划条件，则考虑下一个更大的采场i(t)+1，计算所述采场i(t)+1的原煤开采量，直至满足所述预设可行计划条件；若所述采场i(t)的原煤开采量小于所述预设产能域的下限且采场达到所述最终境界，确定满足所述预设可行计划条件，利用所述环境成本内生化的开采计划评价模型，计算第t年的采剥量、累计土地损毁面积、碳排放量、各项环境成本和净现值NPV
t
，生成满足所述预设产能域的下限的可行开采计划，并根据最大年产能计算基建投资、所述可行开采计划对应的第一净现值和开采寿命，其中，所述开采寿命n＝t；若所述采场i(t)的原煤开采量大于所述预设产能域的上限，确定未满足预设可行计划条件，优化终止；若所述采场i(t)的原煤开采量位于所述预设产能域范围内，利用所述环境成本内生化的开采计划评价模型，计算第t年的采剥量、累计土地损毁面积、碳排放量、各项环境成本和净现值NPV
t
，此时若采场未达到所述最终境界，确定未满足预设可行计划条件，则考虑下一个更大的采场i(t)+1，计算所述采场i(t)+1的原煤开采量，直至满足所述预设可行计划条件，若采场达到所述最终境界，确定满足预设可行计划条件，则生成满足所述预设产能域的下限的可行开采计划，并根据最大年产能计算基建投资、所述可行开采计划对应的第一净现值和开采寿命，其中，所述开采寿命n＝t；设t＝n
‑
1，在所述可行开采计划的基础上考虑下一个更大的采场i(t)+1，利用所述环境成本内生化的开采计划评价模型，计算第t年的原煤开采量；若所述原煤开采量小于所述预设产能域的上限，利用所述环境成本内生化的开采计划评价模型，计算第t年的采剥量、累计土地损毁面积、碳排放量、各项环境成本和净现值NPV
t
；判断采场是否达到所述最终境界，若采场未达到所述最终境界，确定未满足预设可行计划条件，则考虑t＝t+1的下一采场，直至满足所述预设可行计划条件；若采场达到所述最终境界，确定满足预设可行计划条件，生成新的可行开采计划，并根
据所述最大年产量计算基建投资和所述新的可行开采计划对应的第二净现值和所述开采寿命，其中，开采寿命n＝t；根据所述可行开采计划对应的所述第一净现值和所述新的可行开采计划对应的所述第二净现值，确定最佳开采计划；设t＝n
‑
1，返回至利用所述环境成本内生化的开采计划评价模型，计算第t年采场i(t)的原煤开采量的步骤，计算第t年的原煤开采量，若所述原煤开采量大于所述预设产能域的上限，则设t＝t
‑
1；判断t是否大于0，若t大于0，返回至在所述可行开采计划的基础上考虑下一个更大的采场i(t)+1，利用所述环境成本内生化的开采计划评价模型，计算第t年的原煤开采量的步骤，直至满足所述预设可行计划条件；若t小于或等于0，确定可行开采计划为最佳开采计划，输出输送最佳开采计划。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述露天煤矿的最终境界，利用地质
‑
环境最优采场序列产生算法，生成地质
‑
环境最优采场序列{C
*
}
N
的步骤，具体包括：根据所述露天煤矿的境界区域，确定多个模柱；获取每个模柱的底面标高、顶面标高和每个模柱沿竖直方向的中心线；根据所述底面标高、所述顶面标高和所述中心线，确定所述露天煤矿的所述最终境界；根据所述最终境界和所述多个模柱，在所述最终境界内，确定多个锥体；获取每个锥体的原煤量；根据所述每个锥体的原煤量和预设原煤增量，在所述多个锥体中，确定多个目标锥体；获取每个目标锥体的原煤量、剥离量和地表损毁面积；根据所述每个目标锥体的原煤量、剥离量和地表损毁面积，计算所述每个目标锥体的指标值，其中，所述指标值指的是所述锥体的剥采比加上单位采煤量的地表挖损面积的综合值；根据所述指标值，确定多个目标采场；根据所述多个目标采场，生成所述地质
‑
环境最优采场序列。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述环境成本内生化的开采计划评价模型，计算第t年的采剥量、累计土地损毁面积、碳排放量、各项环境成本和净现值NPV
t
的步骤，具体包括：获取所述第t年的原煤量、岩石量和四纪层量，以及第t
‑
1年的原煤量、岩石量和四纪层量；根据所述第t年的原煤量、岩石量和四纪层量和所述第t
‑
1年的原煤量、岩石量和四纪层量，计算所述第t年的原煤开采量、岩石剥离量、四纪层剥离量；利用环境冲击量化模型，计算所述第t年的土地挖损面积、排场压占土地面积、矸石堆压占土地面积、表土场压占土地面积和地面生产设施占用土地面积；根据所述土地挖损面积、所述排场压占土地面积、所述矸石堆压占土地面积、所述表土场压占土地面积和所述地面生产设施占用土地面积，确定所述第t年的土地损毁面积；根据所述土地损毁面积，利用环境成本量化模型，计算所述第t年的土地生态系统损坏环境成本；计算所述第t年的温室气体排放量；
根据所述温室气体排放量，确定所述第t年的温室气体排放环境成本；根据所述土地生态系统损毁环境成本和所述温室气体排放环境成本，确定所述第t年的综合环境成本；计算所述第t年的净现值NPV
t
。4.根据权利要求3的方法，其特征在于，所述根据土地损毁面积，利用环境成本量化模型，计算第t年的土地生态系统损坏环境成本的步骤，具体包括：利用所述环境成本量化模型，计算所述第t年的土地生态系统的生态价值，其中，所述土地生态系统的生态价值包括以下至少一种：生物质生产价值、土壤固碳价值、植物固碳价值、释氧价值、空气净化价值、土壤保持价值、水源涵养价值和养分循环价值；获取所述第t年的完成复垦作业的土地面积、第(t
‑
1)年的完成复垦并恢复生态生产力的土地面积以及所述第(t
‑
1)年的土地损毁面积；所述第t年的土地生态系统损毁环境成本为：C
land,t
＝(A
t
‑
A
R,t
‑1)(z
Cplant
+z
O2
+z
air
+z
soil
+z
H2O
+z
neut
)+(A
t
‑
A
t
‑1)(z
yield
+z
...

【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：