本發(fā)明涉及選礦控制與優(yōu)化技術領域，尤其涉及一種選礦生產指標的優(yōu)化方法。

背景技術：

目前，針對黃金的選礦生產過程是一個復雜的多階段連續(xù)生產過程，而選礦生產指標的決策主要是在選礦廠現(xiàn)有生產流程、設備、工藝水平及其他資源條件下，確定合理的月、日生產指標包括作業(yè)量、精礦品位等，并根據實際生產指標情況進行調整，以實現(xiàn)礦山企業(yè)的經營目標，并力求提高生產經營效益。選礦生產指標的決策與調度調整是一個復雜動態(tài)過程，具有下列難度，一是跨越時間尺度長，需要在年月日時間尺度內，考慮合理的產能分配；二是存在多種約束，包括生產能力、工藝水平、生產材料、藥劑、能源等多類約束；三是存在不確定干擾，包括原料性質波動、設備隨機故障等，對穩(wěn)定和提升生產指標帶來困難。

現(xiàn)有技術方案一般采用人工決策法，該方法主要依靠經驗，不僅耗費人力，而且不能及時應對變化，調整手段比較粗放，生產指標波動大，影響經濟效益提升。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種選礦生產指標的優(yōu)化方法，利用該優(yōu)化方法可以在選礦廠現(xiàn)有生產流程、設備、工藝水平及其他資源條件下，實現(xiàn)選礦廠的綜合效益最大化，提高選礦廠的生產技術水平。

一種選礦生產指標的優(yōu)化方法，所述方法包括：

設定選礦生產指標優(yōu)化方法相關的參數(shù)、決策變量和輔助變量；

建立選礦生產指標優(yōu)化的目標模型；

建立選礦生產的約束條件，所述約束條件包括綜合指標目標范圍約束，以及生產能力、工藝水平、生產材料和能源約束；

采用進化算法對帶約束的目標模型進行求解，得到選礦生產作業(yè)的原礦處理量、金精礦品位和金屬量優(yōu)化設定值，實現(xiàn)選礦生產指標的優(yōu)化。

由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，利用該優(yōu)化方法可以在選礦廠現(xiàn)有生產流程、設備、工藝水平及其他資源條件下，實現(xiàn)選礦廠的綜合效益最大化，提高選礦廠的生產技術水平。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明實施例所提供選礦生產指標的優(yōu)化方法流程示意圖。

具體實施方式

下面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。

下面將結合附圖對本發(fā)明實施例作進一步地詳細描述，如圖1所示為本發(fā)明實施例所提供選礦生產指標的優(yōu)化方法流程示意圖，所述方法包括：

步驟11：設定選礦生產指標優(yōu)化方法相關的參數(shù)、決策變量和輔助變量；

在該步驟中，首先設定相關變量，具體所設定的選礦生產指標優(yōu)化方法相關的參數(shù)包括：

αm第m月的平均原礦品位；

w1原礦處理量對經濟效益貢獻的權重系數(shù)；

w2金屬量對經濟效益貢獻的權重系數(shù)；

C1,1,basic核定工資單價，按單位原礦處理量提取的費用；

C2,1,basic核定工資單價，按單位金屬量提取的費用；

C1,3原礦處理量的計劃調整系數(shù)；

C2,3金屬量的計劃調整系數(shù)；

C4全月尾礦品位低于或超過基準值時的獎懲費用，元/(0.001g/t)；

C5月生產過程中已經違反班次尾礦品位基準的懲罰費用，元；

C6月生產過程中已經違反車次精礦品位基準的懲罰費用，元；

C7月份金屬平衡誤差率超限懲罰費用，元；

C8峰平谷用電超限懲罰費用，元；

Cother其他懲罰費用，元；

QRW,basic月原礦處理量目標值，噸；

QRW,m,L,QRW,m,H第m月原礦處理量目標下限和上限；

QRW,davg,H日原礦處理量能力上限；

QRW,consumed當月累計已完成的原礦處理量，噸；

MCC,dct_basic月金屬量目標值(返金率折算后)，kg；

MCC,m,L,MCC,m,H第m月金屬量(返金率折算后)目標下限和上限，kg；

MCC,dct_produced當月累計已生產的金屬量(返金率折算量)，kg；

MTL,produced當月累計已生產尾礦中所含的金屬量(未折算)，kg；

[βL,βH]精礦品位目標區(qū)間，g/t；

vbasic尾礦品位基準值g/t；

vL尾礦品位工藝水平下限g/t；

vH尾礦品位約束上限g/t；

εL金屬回收率下限％；

qwater水量單耗t/t；

Qwater_day,H日供水能力上限t；

Tremain第m月中剩余的生產運行時間，單位天(如20.5天)；

[βL1,βH1],[βL2,βH2],...[βLn,βHn]各精礦品位等級范圍；

D1,D2,...Dn不同等級精礦品位的金屬量折算率；

P1,P2生產完成率。

所設定的決策變量具體包括：

X＝(X1,davg,X2,davg,X3,davg)T決策變量矢量；其中，X1,davg為日均原礦處理量，X2,davg為日均金屬量，X3,davg為日均精礦品位。

所設定得輔助變量具體包括：

QRW,m(X)第m月的原礦總處理量；

QCC,m(X)第m月內的精礦產量；

MCC,m(X)第m月精礦產品中的金屬量；

QTL,m(X)第m月內的尾礦產量；

MTL,m(X)第m月尾礦產品中的金屬量；

QTL,davg(X)第m月的日均尾礦產量；

MTL,davg(X)第m月的日均尾礦金屬量；

fdiscount(X3,davg)銷售返金率，即銷售金精礦中的金屬量按品位等級折算的比例；

ftail_grade,davg(X)日均尾礦品位；

ftail_grade,m(X)第m月總尾礦品位；

C1,1(X)按原礦處理量的計劃完成率核定的單位效益；

C1,2(X)原礦處理量的計劃完成率；

C2,1(X)按金屬量的計劃完成率核定的單位效益；

C2,2(X)金屬量的計劃完成率。

步驟12：建立選礦生產指標優(yōu)化的目標模型；

在該步驟中，所建立的目標模型具體為：

J1,m＝A1(X)+A2(X)-C(X)；

A1(X)表示按金礦原礦處理量完成率折算的相對經濟效益；

A2(X)表示按黃金金屬量完成率折算的相對經濟效益；

C(X)表示品位超限、精礦品位超限、實際金屬平衡誤差率超限、實際峰平谷用電超限后的效益懲罰。

具體實現(xiàn)中，需要針對該目標模型實現(xiàn)對選礦廠的相對經濟效益最大化maxJ1,m。

舉例來說，依據上述步驟11所創(chuàng)建的參數(shù)、決策變量和輔助變量來建立目標模型，一種典型的方法為：

選礦廠的相對經濟效益最大化maxJ1,m (1)

其中：

QRW,m(X)＝(X1,davgTremain+QRW,consumed) (3)

QTL,m(X)＝QRW,m(X)-QCC,m(X) (5)

MCC,m(X)＝(X2,davgTremainfdiscount(X3,davg)+MCC,dct_produced) (6)

MTL,m(X)＝(0.001×αmX1,davg-X2,davg)Tremain+MTL,produced (7)

上述所建立的公式中，目標函數(shù)為最大化相對經濟效益maxJ1,m，如式(1)所示；相對經濟效益性能指標函數(shù)如式(2)所示。

指標函數(shù)包括三部分，其中w1QRW,m(X)×C1,1(X)×C1,2(X)×C1,3，表示按金礦原礦處理量計劃完成率折算的相對經濟效益部分，w2MCC,m(X)×C2,1(X)×C2,2(X)×C2,3表示按黃金金屬量計劃完成率折算的相對經濟效益部分，1000×C4×(ftail_grade,m(X)-vbasic)表示全月尾礦品位低于或超過基準值時的獎懲費用，尾礦品位高于基準值時，金屬流失浪費進行懲罰，反之進行獎勵。

-C5-C6-C7-C8-C9表示對計劃期內實際發(fā)生的班次尾礦品位超限、精礦品位超限、實際金屬平衡誤差率超限、實際峰平谷用電超限進行懲罰。

式(3)、(4)、(5)分別為金礦的原礦、精礦、尾礦處理量與決策變量的關系表達式。

式(6)、(7)分別為精礦、尾礦中所含金屬量與決策變量關系表達式。

式(8)表示計劃期總尾礦品位的關系表示式。

式(9)為按原礦處理量的完成率核定的效益系數(shù)計算方法，按基準值和完成率進行折算。

式(10)為原礦處理量的完成率與決策變量的關系表達式。

式(11)為銷售返金率的表達式，即銷售金精礦中的金屬量按品位等級折算的金屬量比例。

式(12)為按金屬量的完成率核定的效益系數(shù)計算方法，按基準值和完成率進行折算。

式(13)為金屬量的完成率與決策變量的關系表達式。

步驟13：建立選礦生產的約束條件；

在該步驟中，所述約束條件包括綜合指標目標范圍約束，以及生產能力、工藝水平、生產材料和能源約束，其中具體包括有：

1)綜合指標目標范圍約束表示為：

QRW,m,L≤QRW,m(X)≤QRW,m,H

MCC,m,L≤MCC,m(X)≤MCC,m,H

2)生產能力約束表示為：

X1,davg≤QRW,davg,H

3)物料與金屬平衡關系約束

0.001×αmX1,davg＝X2,davg+MTL,davg(X)

4)精礦品位目標約束：

βL≤X3,davg≤βH

5)尾礦品位目標范圍及工藝水平約束：

ftail_grade,m(X)≤vH

vL≤ftail_grade,davg(X)≤vH

6)金屬回收率約束：

7)供水能力約束：

X1,davgqwater≤Qwater_day,H

步驟14：采用進化算法對帶約束的目標模型進行求解，得到選礦生產作業(yè)的原礦處理量、金精礦品位和金屬量優(yōu)化設定值，實現(xiàn)選礦生產指標的優(yōu)化。

在該步驟中，一種典型的計算過程為：

1)初始化及產生種群：主要是設置初始化參數(shù)(如種群大小、進化代數(shù)、初始步長等)，并產生初始化種群；

2)適應度分配：計算種群中個體的適應值，確定約束支配關系；

3)交配選擇：采用二元競爭選擇來確定交配個體；

4)個體更新：針對交配池中的個體，以一定的概率應用交叉(重組)、變異算子產生新的個體；

5)環(huán)境選擇：根據適應度值和約束支配關系選擇子代個體，并更新代數(shù)gen＝gen+1；

6)終止準則：如果達到終止條件(最大代數(shù)或最佳個體的適應度值變化率閾值)，則結束，否則根據新形成的種群回到第2)步開始下一代搜索。

綜上所述，本發(fā)明實施例所述方法具有以下優(yōu)點：

1、通過設定生產指標優(yōu)的參數(shù)、決策變量、輔助變量，建立相對經濟效益目標函數(shù)與約束函數(shù)，采用智能算法快速求解，在選礦廠綜合生產目標范圍和資源約束條件下，有利于實現(xiàn)選礦廠的綜合經濟效益最大化；

2、考慮了選礦廠的實際指標完成情況，以及礦石屬性、設備能力等資源條件隨生產周期變化情況，有利于生產指標的穩(wěn)定和快速調整，為生產過程提供了控制目標和方向；

3、在同樣滿足生產約束條件下，本發(fā)明實施例所提供的生產指標優(yōu)化方法比人工經驗設定方法得到的相對經濟效益超過20％以上。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。

技術特征：

1.一種選礦生產指標的優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括：

設定選礦生產指標優(yōu)化方法相關的參數(shù)、決策變量和輔助變量；

建立選礦生產指標優(yōu)化的目標模型；

建立選礦生產的約束條件，所述約束條件包括綜合指標目標范圍約束，以及生產能力、工藝水平、生產材料和能源約束；

采用進化算法對帶約束的目標模型進行求解，得到選礦生產作業(yè)的原礦處理量、金精礦品位和金屬量優(yōu)化設定值，實現(xiàn)選礦生產指標的優(yōu)化。

2.根據權利要求1所述選礦生產指標的優(yōu)化方法，其特征在于，所設定的選礦生產指標優(yōu)化方法相關的參數(shù)具體包括：

αm第m月的平均原礦品位；

w1原礦處理量對經濟效益貢獻的權重系數(shù)；

w2金屬量對經濟效益貢獻的權重系數(shù)；

C1,1,basic核定工資單價，按單位原礦處理量提取的費用；

C2,1,basic核定工資單價，按單位金屬量提取的費用；

C1,3原礦處理量的計劃調整系數(shù)；

C2,3金屬量的計劃調整系數(shù)；

C4全月尾礦品位低于或超過基準值時的獎懲費用；

C5月生產過程中違反班次尾礦品位基準的懲罰費用；

C6月生產過程中違反車次精礦品位基準的懲罰費用；

C7月份金屬平衡誤差率超限懲罰費用；

C8峰平谷用電超限懲罰費用；

Cother其他懲罰費用；

QRW,basic月原礦處理量目標值；

QRW,m,L,QRW,m,H第m月原礦處理量目標下限和上限；

QRW,davg,H日原礦處理量能力上限；

QRW,consumed當月累計已完成的原礦處理量；

MCC,dct_basic月金屬量目標值；

MCC,m,L,MCC,m,H第m月金屬量目標下限和上限；

MCC,dct_produced當月累計已生產的金屬量；

MTL,produced當月累計已生產尾礦中所含的金屬量；

[βL,βH]精礦品位目標區(qū)間；

vbasic尾礦品位基準值；

vL尾礦品位工藝水平下限；

vH尾礦品位約束上限；

εL金屬回收率下限；

qwater水量單耗；

Qwater_day,H日供水能力上限；

Tremain第m月中剩余的生產運行時間；

[βL1,βH1],[βL2,βH2],...[βLn,βHn]各精礦品位等級范圍；

D1,D2,...Dn不同等級精礦品位的金屬量折算率；

P1,P2生產完成率。

3.根據權利要求1所述選礦生產指標的優(yōu)化方法，其特征在于，所設定的決策變量具體包括：

X＝(X1,davg,X2,davg,X3,davg)T決策變量矢量；其中，X1,davg為日均原礦處理量，X2,davg為日均金屬量，X3,davg為日均精礦品位。

4.根據權利要求1所述選礦生產指標的優(yōu)化方法，其特征在于，所設定得輔助變量具體包括：

QRW,m(X)第m月的原礦總處理量；

QCC,m(X)第m月內的精礦產量；

MCC,m(X)第m月精礦產品中的金屬量；

QTL,m(X)第m月內的尾礦產量；

MTL,m(X)第m月尾礦產品中的金屬量；

QTL,davg(X)第m月的日均尾礦產量；

MTL,davg(X)第m月的日均尾礦金屬量；

fdiscount(X3,davg)銷售返金率；

ftail_grade,davg(X)日均尾礦品位；

ftail_grade,m(X)第m月總尾礦品位；

C1,1(X)按原礦處理量的計劃完成率核定的單位效益；

C1,2(X)原礦處理量的計劃完成率；

C2,1(X)按金屬量的計劃完成率核定的單位效益；

C2,2(X)金屬量的計劃完成率。

5.根據權利要求1所述選礦生產指標的優(yōu)化方法，其特征在于，所建立的目標模型具體為：

J1,m＝A1(X)+A2(X)-C(X)；

A1(X)表示按金礦原礦處理量完成率折算的相對經濟效益；

A2(X)表示按黃金金屬量完成率折算的相對經濟效益；

C(X)表示品位超限、精礦品位超限、實際金屬平衡誤差率超限、實際峰平谷用電超限后的效益懲罰。

技術總結

本發(fā)明公開了一種選礦生產指標的優(yōu)化方法，首先設定選礦生產指標優(yōu)化方法相關的參數(shù)、決策變量和輔助變量；建立選礦生產指標優(yōu)化的目標模型；建立選礦生產的約束條件，所述約束條件包括綜合指標目標范圍約束，以及生產能力、工藝水平、生產材料和能源約束；采用進化算法對帶約束的目標模型進行求解，得到選礦生產作業(yè)的原礦處理量、金精礦品位和金屬量優(yōu)化設定值，實現(xiàn)選礦生產指標的優(yōu)化。利用該優(yōu)化方法可以在選礦廠現(xiàn)有生產流程、設備、工藝水平及其他資源條件下，實現(xiàn)選礦廠的綜合效益最大化，提高選礦廠的生產技術水平。

技術研發(fā)人員：余剛;周俊武;鄒國斌;宋濤;楊佳偉;王慶凱;邊維天

受保護的技術使用者：北京礦冶研究總院

文檔號碼：201610948372

技術研發(fā)日：2016.10.26

技術公布日：2017.05.10