申请/专利权人：东北大学

申请日：2021-04-28

公开（公告）日：2024-03-15

公开（公告）号：CN113128777B

主分类号：G06Q10/0631

分类号：G06Q10/0631;G06Q50/02;G06Q10/047;G06F30/20;G06F111/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.15#授权;2021.08.03#实质审查的生效;2021.07.16#公开

摘要：本发明属于露天煤矿的开采领域，尤其涉及一种基于基建投资内生变量的露天煤矿开采计划优化方法，包括以下步骤：（1）获取洗煤厂基建投资函数、除洗煤厂和采剥设备外其他基建投资函数及两者加起来的总基建投资函数；（2）获取某条计划路径某年的原煤开采量、剥离的废石量与剥离的第四纪层量；（3）获取某条计划路径某年的成本的关系模型；（4）获取某条计划路径的某年利润的关系模型；（5）获取某条可行计划路径的所有年份的利润关系模型；（6）找出一条满足可行计划约束的“当前路径”；（7）以“当前路径”为基础构建满足约束条件的“新路径”；（8）以“新路径”为基础构建满足约束条件的更新的路径，直到找到最佳路径为止。本发明开采顺序合理，实用性强，可推迟剥离高峰，延长开采寿命，约束生产能力不合理扩张，降低投资风险。

主权项：1.一种基于基建投资内生变量的露天煤矿开采计划优化方法，其特征在于，包括以下步骤：1获取洗煤厂不设储矿设施基建投资函数、除洗煤厂和采剥设备外其他基建投资函数及两者加起来的总基建投资函数；所述不设储矿设施基建投资函数为：Ipqmax＝a1+b1qmax；式中，Ipqmax——已经折现到时间0点的洗煤厂不设储矿设施基建投资函数；qmax——最大年采煤量；a1——洗煤厂固定基建投资；b1——洗煤厂处理每吨原煤的基建投资；所述除洗煤厂和采剥设备外其他基建投资函数为：IT＝a2+b2qmax；式中，IT——除洗煤厂和采剥设备外的已经折现到时间0点的其他基建投资函数；T——生产规模，该生产规模为最大年采煤量qmax；a2——其他基建固定投资；b2——其他基建处理每吨原煤的基建投资；所述两者加起来的总基建投资函数如下所示：Ig＝Ipqmax+IT＝a1+a2+b1+b2qmax＝a+bqmax；式中，Ig——已经折现到时间0点的总基建投资函数；a——总的固定投资；b——总的处理每吨原煤的投资；2获取某条计划路径某年的原煤开采量、剥离的废石量与剥离的第四纪层量；所述某条计划路径某年的原煤开采量、剥离的废石量与剥离的第四纪层量依次为：qt＝Q*kt-Q*kt-1；wt＝W*kt-W*kt-1；st＝S*kt-S*kt-1；式中，t——年份；qt——某条计划路径第t年的原煤开采量；wt——某条计划路径第t年的剥离的废石量；st——某条计划路径第t年的剥离的第四纪层量；kt——表示一条计划路径上第t年末的开采体在序列{P*}N中的序号，第t年末采场推进到开采体P*kt；{P*}N——地质最优开采体；N——最终境界开采体的编号；Q*kt——考虑回采率和废石混入后的地质最优开采序列{P*}N中第kt个开采体内的原煤量，Q*kt-1为Q*kt的前一个开采体内的原煤量；W*kt——考虑回采率和废石混入后的地质最优开采序列{P*}N中第kt个开采体内的剥岩量，W*kt为W*kt-1的前一个开采体内的剥岩量；S*kt——考虑回采率和废石混入后的地质最优开采序列{P*}N中第kt个开采体内的第四纪层量，S*kt为S*kt-1的前一个开采体内的剥岩量；3获取某条计划路径某年的成本的关系模型；所述某条计划路径某年的成本的关系模型为：ct＝qtcq+cp+wtcw+stcs+Uqt,qmax；式中，ct——某条计划路径第t年的成本；cq——单位采煤成本；cp——单位洗煤成本；cw——包含运输成本的单位剥岩成本；cs——包含运输成本的单位第四纪层剥离成本；Uqt,qmax——洗煤厂及其他基建设施闲置成本，当qtqmax，有闲置，否则，为0；4获取某条计划路径的某年利润的关系模型；所述某条计划路径某年的利润的关系模型为：pt＝qtrpDt-ct；式中，pt——某条计划路径第t年的利润；rp——洗煤回收率；Dt——第t年煤价；5根据步骤3所得关系模型与步骤4所得关系模型获取某条计划路径的所有年份的利润关系模型；所述某条计划路径的所有年份的利润关系模型为： 式中，l——某条计划路径；NPV——某路径从0点到终点的总净现值；d——折现率；F——开采寿命，年；6找出一条满足可行计划约束的当前路径；找出一条满足可行计划约束的当前路径方法如下：S101：置第1年时间t＝1,{P*}N中找一个矿量不小于且最接近于QL的开采体P*k1，并且矿岩总量不大于TU；此时q1＝Q*k1，w1＝W*k1，s1＝S*k1；继续下一步；如果找不到此类开采体，则无可行计划，则终止；S102：令时间t＝t+1；S103：令年t的开采体序号kt＝kt-1+1，其中kt-1为正构建计划路径上前一年的开采体序号；S104：计算年t的qt、wt和st；S105：有三种情形：a如果qtQL且qt+wt+st≤TU：若kt＝N，抵达最终境界P*N，得一完整的可行路径，F＝t年，执行S106；否则ktN，不可行，需要选择一个更大的开采体，令kt＝kt+1，返回S104；b如果QL≤qt≤QU且qt+wt+st≤TU：若kt＝N，抵达最终境界P*N，得一完整的可行路径，F＝t年，执行S106；否则，返回S102；c如果qtQU或qt+wt+stTU；无可行计划，则终止；S106：得到一条除最后一年外，每年qt都刚刚不小于QL的最低煤产量的可行计划路径；根据某条计划路径的所有年份的利润关系模型计算这一路径的总NPV；取该路径为当前路径，并将其保存为最佳路径；式中，QL、QU分别为年矿石生产能力下限和上限；TU为年采剥能力上限；7在步骤6所得当前路径基础上，构建约束条件的新路径；在当前路径基础上，构建约束条件的新路径方法如下：S107：令时间t＝F-1，F为当前最佳路径的开采寿命；S108：从t年开始构建新的可行计划路径，新路径1～t-1年与当前路径相同；把当前路径上年t的开采体序列号增加1，即令kt＝kt+1；S109：计算年t的qt、wt和st；S110：有两种情形：a如果qt≤QU且qt+wt+st≤TU；将原来的P*kt替换为当前路径上年t的开采体；若kt＝N，抵达最终境界P*N，得一完整的可行路径，F＝t年，转到S115；否则，执行S111；b如果qtQU或qt+wt+stTU；不可行，如果这时t0，令t＝t-1，即沿当前路径往回退一年，返回S108；否则，所有可行计划路径的构建和评价完毕，转到S116；式中，F为当前最佳路径的开采寿命；8在步骤7所得新路径基础上，构建约束条件的更新的路径，直到找到最佳计划路径为止；在新路径基础上，构建约束条件的更新的路径，直到找到最佳计划路径为止的方法如下：S111：令时间t＝t+1；S112：令年t的开采体序号kt＝kt-1+1；S113：计算年t的qt、wt和st；S114：有三种情形：a如果qtQL且qt+wt+st≤TU；若kt＝N，抵达最终境界P*N，得一完整的可行路径，F＝t年，执行第S115；否则ktN，则不可行，需要选择一个更大的开采体，令kt＝kt+1，返回S113；b如果QL≤qt≤QU且qt+wt+st≤TU；若kt＝N，抵达最终境界P*N，得一完整的可行路径，F＝t年，执行S115；否则，返回S111；c如果qtQU或qt+wt+stTU；年采煤量或年采剥总量超出设定上限，无可行计划，转到S116；S115：一条新的可行计划路径构建完毕，计算这一路径的总NPV；如果这条路径的总NPV大于保存的最佳路径的总NPV，换掉原来的最佳路径，保存该路径为最佳路径；否则，原最佳路径不变；把该条路径作为当前路径，返回到S107；S116：输出最佳计划路径，结束。

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百度查询： 东北大学 基于基建投资内生变量的露天煤矿开采计划优化方法

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