[发明专利]一种露天矿卡车运输外排方法

说明书

一种露天矿卡车运输外排方法，涉及露天矿排土工程领域。包括获取前期数据的步骤，建立外排土场块体模型的步骤，建立0‑1整数规划模型获取外排土场各排弃年份具体堆置形态的步骤，该方法考虑到包括运输费用和占地费用的排弃费用，可保证整个外排期内剥离物排弃总费用最低。同时，传统的卡车运输外排土场设计需要多次计算才能满足排土容量要求，并存在一定的误差，本发明可一次满足排土容量且不存在误差，其外排方法更加的准确和可靠。

技术领域

本发明涉及露天矿排土工程领域，特别涉及一种露天矿卡车运输外排方法。

背景技术

露天矿排土工程前期无足够内排空间排弃剥离物，需要一定时间的外排期，排弃到规划的外排土场。目前，露天矿外排土场设计通常依据进度计划的内排容量和剥离总量确定外排年份及排弃量，排弃位置设计只是满足了容量要求，例如传统卡车运输外排土场设计确定排弃区域后计算排土体积，小于或大于排弃量，就需要重新确定排弃区域，反复人工调整后才能满足排弃空间要求，该方法费时费力，误差大且排弃费用高。

现有方法无法实现外排土场排弃时间及排弃位置最优，由于外排土场排弃位置只是通过手工设计，没有理论依据，依赖操作者的经验和熟练程度，导致该方法的使用受到限制。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种露天矿卡车运输外排方法。

本发明所采用的技术方案是：一种露天矿卡车运输外排方法，其技术要点是，包括以下步骤：

获取前期数据的步骤，包括根据前期进度计划确定外排年份及考虑松散系数松方量的各年外排量、外排年份采坑出入沟位置、外排土场实体模型、运输单价和占地面积单价；

建立外排土场块体模型的步骤，利用获取的前期数据，建立块体模型，提取块体的质心点数据，由块体三维坐标和块体尺寸计算块体排弃费用为块体编号；

建立0-1整数规划模型，模型编写及求解，获取外排土场各排弃年份具体堆置形态。

上述方案中，所述的块体模型依据外排土场实体模型X、Y、Z三轴范围建立，用外排土场实体模型内部约束建立外排土场块体模型，块体模型平行X、Y轴建立，块体X轴、Y轴方向大小为卡车运输最终平盘宽度，Z轴方向大小为台阶高度。

上述方案中，所述计算块体排弃费用的过程为：把块体模型的各个质心点数据提取出来，根据块体三维坐标区分块体在三轴方向上的位置，定位块体所在台阶位置；同时根据块体三维坐标、块体尺寸及台阶位置计算排弃费用。

上述方案中，所述的计算排弃费用的过程为：根据块体所在台阶位置计算块体质心坐标到本台阶斜坡道水平距离，量取块体本台阶斜坡道到各外排年份采坑出入沟距离；根据运输单价计算块体从采坑出入沟到排弃位置的运输费用，最下块体还要根据块体尺寸和占地面积单价计算占地费用；以外排第1年为基础年，并计算折现后费用；根据运输费用与占地费用求和并折现后的费用确定为排弃费用。

上述方案中，所述的0-1规划模型，其目标函数为：

式中，I为台阶数；J为X轴方向块体数量；K为Y轴方向块体数量；T为时段数，a；F_i,j,k,t为第t时段编号(i,j,k)块体排弃费用；X_i,j,k,t为第t时段编号(i,j,k)块体决策变量，取值0或1。

0-1整数规划模型的目标函数为整个外排阶段排弃费用和最小，约束条件包括决策变量0-1约束、时空顺序约束、排弃量约束及排弃约束，决策变量0-1约束表示块体在哪个外排年份排弃，0表示不排弃，1表示排弃；时空顺序约束表示下部台阶周围块体本年份未排弃，上部台阶块体本年份及以前年份不能排弃；排弃量约束表示每年外排块体体积和等于本年外排量；排弃约束表示块体只能排弃一次或不排弃。