深孔采礦的層次分析法評(píng)價(jià)和優(yōu)選

趙賀永（文山學(xué)院化學(xué)與工程學(xué)院，云南文山663000）

深孔采礦的層次分析法評(píng)價(jià)和優(yōu)選

趙賀永
（文山學(xué)院化學(xué)與工程學(xué)院，云南文山663000）

某銅礦二期（-550m）主要以小分段空?qǐng)龇ㄩ_(kāi)采，但礦石損失率高.通過(guò)對(duì)485中段4-8盤(pán)區(qū)的深孔采礦方法的試驗(yàn)，采用層次權(quán)重分析方法計(jì)算，得出向下深孔采礦方法層次權(quán)重為0.642 1，證明此種采礦方法是可行的.

向上中深孔；向下深孔；層次權(quán)重

Zhao HY.Analytic Hierarchy Process Assessmentand Optimization ofDeep-HoleMiningMethod[J].Journal of Yibin University,2015,15（6）：17-19.

某銅礦地理位置東經(jīng)101°39′，北緯24°06′，海拔標(biāo)高600～1 850m，相對(duì)高差1 250m，屬侵蝕剝蝕山地地形，地勢(shì)陡峻，河谷發(fā)育.礦區(qū)設(shè)計(jì)采用分期建設(shè)方案，一期開(kāi)采550m以上的礦體，二期開(kāi)采550m水平以下.主要采用小分段空?qǐng)龇ㄩ_(kāi)采，此種工藝存在資源回采率低遙的問(wèn)題.為保證采空區(qū)安全，礦體間要留14m厚度的礦柱，資源損失率較大.目前正在推廣大直徑深孔側(cè)向崩礦技術(shù)，多層礦體合采，開(kāi)采厚度可達(dá)60～70m.沿走向長(zhǎng)50～100m，礦房?jī)A斜方向?qū)?0～50m，礦柱寬5～8m[1].

1　層次權(quán)重決策分析（AHP）

層次權(quán)重決策分析法（AHP）[2-3]是由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家Saaty于1973年針對(duì)企業(yè)管理中復(fù)雜問(wèn)題的關(guān)系如何用定量分析而提出來(lái)的，由定性和定量分析相結(jié)合的方法，在社會(huì)的眾多領(lǐng)域得到推廣.

1.1建立層次結(jié)構(gòu)圖

層次結(jié)構(gòu)圖（圖1）即層次分析結(jié)構(gòu)模型，由3個(gè)層次組成，分別為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層.目標(biāo)層位于最上層.準(zhǔn)則層根據(jù)影響因素的復(fù)雜程度分為一個(gè)或多個(gè)層次.層次分析結(jié)構(gòu)模型既反映了評(píng)價(jià)目標(biāo)與各因子的關(guān)系，也反映了各因子之間的相互關(guān)系.層次的正確劃分和各因素間關(guān)系的正確描述，不但是層次分析法的基礎(chǔ)，而且還是層次分析法的關(guān)鍵.

圖1　層次結(jié)構(gòu)圖

1.2判斷矩陣

在層次分析法中，上下層之間元素的隸屬關(guān)系即被確定.根據(jù)人們對(duì)各元素之間相對(duì)權(quán)重的認(rèn)識(shí)不同，通過(guò)兩兩比較的標(biāo)度和判斷原理，給出判斷矩陣的元素值，判斷矩陣采用1-9比率標(biāo)度方法[3]進(jìn)行，見(jiàn)表1.

表1　判斷矩陣標(biāo)度及其含義

根據(jù)表1，對(duì)每個(gè)元素進(jìn)行兩兩比較即可得如下形式的判斷矩陣：

1.3層次分析的計(jì)算

對(duì)判斷矩陣A求解特征值，由公式A·w=λmax·w求解，其中λmax為判斷矩陣的最大特征值，w為λmax對(duì)應(yīng)的特征向量（權(quán)重）.

1.4層次單排序及其一致性檢驗(yàn)

一致性指標(biāo)CI由公式為：

式中λmax為判斷矩陣的最大特征值，n為判斷矩陣的階數(shù).

一致性比例CR的計(jì)算由公式為：

其中：CR指隨機(jī)一致性比率，CI為判斷矩陣的一致性指標(biāo)，RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，其值可由表2得到.

表2　階數(shù)與平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI值

當(dāng)CR＜0.1時(shí)，表示判斷矩陣具有可接受的一致性，權(quán)系數(shù)分配合理；否則不可接受.

1.5層次總排序的一致性檢驗(yàn)

在實(shí)際問(wèn)題當(dāng)中，評(píng)價(jià)模型大多數(shù)都是多層次模型.層次總排序的程序也是從高到低逐層進(jìn)行的，它是在層次單排序的基礎(chǔ)上，自上而下逐層進(jìn)行，直到最底層，層次總排序計(jì)算公式為：

2　研究實(shí)例

485中段B4-B8盤(pán)區(qū)位于某群曼崗河組第三巖性段（Ptdm3）中部，主要含礦巖性為含銅磁鐵變鈉質(zhì)凝灰?guī)r、含銅石榴黑云角閃片巖.其中I3礦體的含礦巖性為深灰色含銅磁鐵變鈉質(zhì)凝灰?guī)r，自上而下由含銅磁鐵變鈉質(zhì)凝灰?guī)r逐漸過(guò)渡為含銅石榴黑云角閃片巖；I2礦體的含礦巖性為含銅石榴黑云角閃片巖.礦體展布和形態(tài)與地層一致，I3和I2礦體相互平行，I3礦體總體走向?yàn)镹61°-84°W，傾向SW，傾角11°-45°；I2礦體總體走向?yàn)镹60°-68°W，傾向SW，傾角18°-24°[1].

2.1采礦方法評(píng)價(jià)因素的選取與層次結(jié)構(gòu)模型

采礦方法的應(yīng)用要從技術(shù)可行、工程成本、火供成本、采礦貧化損失率、采礦效率、采場(chǎng)生產(chǎn)能力、采礦成本及其安全程度等方面作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，指標(biāo)選定的標(biāo)準(zhǔn)是[2-8]：（1）評(píng)價(jià)因素從整體上能反映影響程度，并具有層次性.（2）評(píng)價(jià)的準(zhǔn)則層不需要太多，避免評(píng)價(jià)因素的重復(fù).（3）評(píng)價(jià)因素指標(biāo)應(yīng)具有普遍性和可獲取性.

根據(jù)上述原則和采礦方法的主要技術(shù)特征，針對(duì)地下采礦方法開(kāi)采工藝特點(diǎn)，依據(jù)相關(guān)理論以及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，建立層次結(jié)構(gòu)模型如圖2，其方案層為向下深孔（P1）和向上中深孔（P2）.

圖2　采礦方法的層次結(jié)構(gòu)模型

2.2計(jì)算結(jié)果及分析

根據(jù)以上方法，通過(guò)3-5位專家，采用1-9標(biāo)度法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行打分得到判斷矩陣，通過(guò)計(jì)算得到最大特征值及其對(duì)應(yīng)的特征向量（權(quán)重w）并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，計(jì)算的結(jié)果如下：

1）A－B判斷矩陣及其單排序權(quán)重

注：λmax=3.1013，CR=0.0984＜0.1，w=0.7531｜0.1839｜0.0629

2）B1－Bi（i=11～16）判斷矩陣及其單排序權(quán)重

注：λmax=6.5246，CI=0.1049，CR=0.0840＜0.1，w= 0.0319｜0.0771｜0.0663｜0.1722｜0.3367｜0.3159

3）B2－Bi（i=21～24）判斷矩陣及其單排序權(quán)重

注：λmax=5.2083，CI=0.0695，CR=0.0777＜0.1，w= 0.2192｜0.0762｜0.0654｜0.6392

4）B3－Bi（i=31～35）判斷矩陣及其單排序權(quán)重

注：λmax=5.1218，CI=0.0305，CR=0.0272＜0.1，w= 0.5177｜0.0506｜0.0982｜0.1394｜0.1940

5）B層總排序及其總排序權(quán)重

注：CR=0.0482＜0.1

6）P層總排序及其總排序權(quán)重

注：CR=0.0099＜0.1.說(shuō)明：從B11到P1、P2的單排序，主要是利用專家來(lái)進(jìn)行權(quán)重打分，因?yàn)锽11到P1、P2是2階矩陣，當(dāng)n= 1、2時(shí)，階數(shù)與平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI值為0，故P1、P2采用0.5000

結(jié)果表明，P1方案的權(quán)重（0.642 1）明顯大于P2的權(quán)重（0.357 9），因此，P1方案是最優(yōu)方案，即采用向下深孔最佳.

3　結(jié)論

某銅礦二期（-550m）由于此前采用的小分段空?qǐng)龇ㄩ_(kāi)采，礦石回收率低，為了提高礦石的回收率，通過(guò)對(duì)485中段4-8盤(pán)區(qū)的深孔采礦方法試驗(yàn)，綜合考慮采礦評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇，建立了層次權(quán)重分析模型，通過(guò)計(jì)算向下深孔權(quán)重為0.642 1，表明此方法值得推廣.

[1]李廣濤,艾春龍,盧光遠(yuǎn),等.大直徑深孔側(cè)向崩礦技術(shù)在大紅山銅礦的應(yīng)用[J].有色金屬（礦山部分）,2011,63（5）：8-10.

[2]譚躍進(jìn).系統(tǒng)工程原理[M].長(zhǎng)沙：國(guó)防科技大學(xué)出版社,1999.

[3]劉鐵民,張興凱,劉功智.安全評(píng)價(jià)方法應(yīng)用指南[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

[4]鄭曉明,鄒汾生,李富平.用層次分析法進(jìn)行采礦方法模糊評(píng)價(jià)及優(yōu)選[J].中國(guó)鎢業(yè),2004,19（3）：20-23.

[5]黃勝生.金山金礦采礦方法的選擇[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā),2000,2 （20）：4-6.

[6]古緒球,陳金平.基于層次分析法在冬瓜山銅礦的爆破方案優(yōu)選[J].現(xiàn)代礦業(yè),2013,3（3）：89-91.

[7]昌珺,尚濤,房健.基于層次分析法的露天礦薄煤層開(kāi)采工藝[J].煤炭安全,2014,45（7）：208-211.

[8]劉博文,王大尉,李華杰.基于層次分析法的煤與瓦斯突出指標(biāo)研究[J].煤炭工程,2013,28（4）：77-79.

（編校：王露）

Analytic Hierarchy Process Assessment and Optim ization of Deep-Hole M ining Method

ZHAOHeyong
（SchoolofChemicaland Engineering,Wenshan University,Wenshan,Yunnan 663000,China）

Small segments stopeminingmethod was used mainly to a second stagemining of a coppermine（-550m）, which was of high ore loss rate.In the deep-holeminingmethod trials in themiddle of 485 4-8 extents,hierarchical weightanalysismethod indicate that the downward deep-holeminingmethod weights 0.642 1 level,proving that thismin?ingmethod is feasible.

upward deep-hold；downward deep-hole；hierarchyweighting

TD8

A

1671-5365（2015）06-0017-03

2014-09-09修回：2014-11-17

云南省教育廳科學(xué)研究基金項(xiàng)目（2013Y587）；文山學(xué)院校級(jí)基金項(xiàng)目（13WSY05；14WSY11）

趙賀永（1978-），男，講師，碩士，研究方向?yàn)槿芙傻V

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2014-12-10 09：16網(wǎng)絡(luò)出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/51.1630.Z.20141210.0916.002.html

引用格式：趙賀永.深孔采礦的層次分析法評(píng)價(jià)和優(yōu)選[J].宜賓學(xué)院學(xué)報(bào),2015,15（6）：17-19.