本发明属于于
采矿与选矿之间的配矿技术领域，具体涉及一种鞍山式铁矿配矿优化方法。
背景技术：
在铁矿山的生产中，选矿厂要求采场提供质量稳定的原矿，以保证选矿厂生产稳定。采场为了达到选矿厂对原矿的质量要求，就要对各个出矿点的矿石进行配矿。目前国内大多数矿山的采矿实际生产中，仅采用原矿品位这一项指标作为评价矿石质量优劣的依据，绝大部分配矿工作采取人工计算方法，将高品位与
低品位矿石混合后运送到选矿厂进行破碎和选别。但从选矿生产工艺流程来看，评价矿石优劣不应仅有原矿品位一项，应当引入矿石可选性作为评价指标，由于各个出矿点的矿石可选性存在差异，因此在选矿生产中，仅根据原矿品位的配矿方法不科学，容易造成生产操作困难，选矿工艺参数难以控制，从而导致生产指标的波动。因此，为了保证选矿厂生产稳定，科学合理地配矿问题，一直困扰着采矿的技术人员。如武汉科技大学柯丽华教授在《配矿优化技术研究现状及发展趋势》一文中指出，配矿问题难以解决主要原因有两个：1.配矿流程较为复杂，影响矿石质量的因素过多，实际应用难度较大；2.目前在配矿方法选取的技术目标中，一般只参考矿石品位或金属量评价矿石质量的控制，以单项标准作为唯一配矿依据，此类方法存在的不足之处在于，欠缺采用选矿厂工艺流程处理不同质量的每个出矿点矿石的技术指标参考，需要进一步完善。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种鞍山式铁矿配矿方法，通过建立以采场各个出矿点平均品位偏差和各个出矿点选矿指标为自变量的配矿目标函数，并采用遗传算法求解配矿目标函数，获得优化的配矿方案，达到减少因原矿质量波动导致的选矿生产指标波动，实现采场的科学合理配矿。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
本发明的一种鞍山式铁矿配矿优化方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤一、在露天铁矿n个出矿点中选取n个矿样n≥2；
步骤二、分别对选取的n个矿样按选矿厂工艺流程进行实验室试验，获得n个出矿点原矿相关参数如下：αj为第j个出矿点的原矿品位，％；fj为第j个出矿点的原矿亚铁品位，％；dj第j个出矿点的磨矿产品粒度，即-200目含量，％；βj为第j个出矿点的精矿品位，％；γj为第j个出矿点的精矿产率，％；j＝1，2，3……n；
步骤三、建立配矿目标函数，并选取约束条件；
步骤四、采用遗传算法求解配矿目标函数并输出配矿方案。
所述的步骤三具体包括下述步骤：
s3.1、建立配矿目标函数
配矿目标函数由两项多项式函数构成，如公式(1)所示：
f(x)＝min[z(x)+q(x)](1)
公式(1)中z(x)表示n个出矿点原矿平均品位与给定的原矿品位α的偏差绝对值。如公式(2)所示：
其中α为给定的原矿品位，％；xj表示第j个出矿点提供的矿石量t；
公式(1)中q(x)为n个出矿点输出矿石的矿石质量指数cj与xj乘积总和的负值，如公式(3)所示：
其中，矿石质量指数cj根据步骤二所得数据，通过公式(4)计算获得，公式(4)如下：
式中，1≤cj≤100；cj值代表第j个出矿点的原矿质量指数，cj值越高表示原矿质量越高；
s3.2、设定约束条件如下：
1)露天铁矿破碎站生产能力y，(t/d)；
2)第j个出矿点最小出矿量wj，(t/d)，j＝1，2，3……n；
3)第j个出矿点最大出矿量wj，(t/d)，j＝1，2，3……n；
3、根据权利要求1所述的一种鞍山式铁矿配矿优化方法，其特征在于，所述的步骤四采用遗传算法求解配矿目标函数，具体包括下述步骤：
s4.1、输入基本参数如下：n、αj、fj、dj、βj、γj、xj、y、wj、wj和α，,j＝1，2，3……n；
s4.2、初始化种群得到对应供矿量矩阵xz(z＝，1，2，3，4…r，r为迭代次数)，初始矩阵以随机形式输入，输入的自变量需要满足上述约束条件，矩阵表示每个出矿点出矿量的集合；x0＝(x1，x2，……xn)表示初始的配矿方案；
s4.3、计算配矿方案的适应度dz＝f(x)i；
s4.4、比较矩阵的适应度dz，当dz＜dz-1时，最优方案为p＝xz＝(x1，x2，……xj)；反之，p＝xz+1；
s4.5、将粒子当前位置xz＝(x1，x2，……xn)与xz-1＝(x1，x2，……xn)中的粒子进行交叉，交叉规则为，随机设置xz至与xz-1中的一组x值进行一组数据进行交换，交换后的新的子代矩阵为xz+1＝(x1，x2，……xn)；
s4.6、将新的子代矩阵xz+1再次参与迭代计算；
s4.7、满足迭代条件后输出全局最优解p，即最优配矿方案。
与现有技术相比，本发明的优点是：
本发明为解决采场配矿问题不仅考虑了矿石品位的高低搭配，而且考虑了选矿厂工艺流程处理不同质量的每个出矿点矿石的技术指标，并以此为基础建立了配矿目标函数，通过采用遗传算法求解配矿目标函数，获得最优配矿方案，为保证后续选矿工艺获取质量稳定的原矿提供了一种优化的配矿方法。
附图说明
图1为本发明遗传算法求解配矿目标函数的计算框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的一种鞍山式铁矿配矿优化方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤一：在露天铁矿10个出矿点中选取10个矿样；
步骤二：分别对选取的10个矿样按选矿厂工艺流程进行实验室试验，获得10个出矿点原矿相关参数αj、fj、dj、βj、γj，具体数据如表1所示：
表1试验参数
步骤三、建立配矿目标函数，并选取约束条件；
s3.1、建立配矿目标函数
配矿目标函数由两项多项式函数构成，如公式(1)所示：
f(x)＝min[z(x)+q(x)](1)
公式(1)中z(x)表示n个出矿点原矿平均品位与给定的原矿品位α的偏差绝对值，如公式(2)所示：
其中给定的原矿品位α为30％；xj表示第j个出矿点提供的矿石量t；
公式(1)中q(x)为n个出矿点输出矿石的矿石质量指数cj与xj乘积总和的负值，如公式(3)所示：
其中，矿石质量指数cj根据步骤二所得数据，通过公式(4)计算获得，公式(4)如下：
式中，1≤cj≤100；cj值代表第j个出矿点的原矿质量指数，cj值越高表示原矿质量越高；
s3.2、设定约束条件如下：
1)露天铁矿破碎站生产能力y，(t/d)；
2)第j个出矿点最小出矿量wj，(t/d)，j＝1，2，3……n；
3)第j个出矿点最大出矿量wj，(t/d)，j＝1，2，3……n；
具体数据如如表2所示：
表2具体约束条件数据
步骤四、采用遗传算法求解配矿目标函数并输出配矿方案
求解流程图如图1所示，输入基本参数如下：n、αj、fj、dj、βj、γj、xj、y、wj、wj和α,j＝1，2，3……n，进行1000次迭代计算后输出的优化配矿方案如表3所示：
表3优化配矿方案
本发明为保证后续选矿工艺获取质量稳定的原矿提供了一种优化的配矿方法。
技术特征：
1.一种鞍山式铁矿配矿优化方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤一、在露天铁矿n个出矿点中选取n个矿样n≥2；
步骤二、分别对选取的n个矿样按选矿厂工艺流程进行实验室试验，获得n个出矿点原矿相关参数如下：αj为第j个出矿点的原矿品位，％；fj为第j个出矿点的原矿亚铁品位，％；dj第j个出矿点的磨矿产品粒度，即-200目含量，％；βj为第j个出矿点的精矿品位，％；γj为第j个出矿点的精矿产率，％；j＝1，2，3……n；
步骤三、建立配矿目标函数，并选取约束条件；
步骤四、采用遗传算法求解配矿目标函数并输出配矿方案。
2.根据权利要求1所述的鞍山式铁矿配矿优化方法，其特征在于，所述的步骤三具体包括下述步骤：
s3.1、建立配矿目标函数
配矿目标函数由两项多项式函数构成，如公式(1)所示：
f(x)＝min[z(x)+q(x)](1)
公式(1)中z(x)表示n个出矿点原矿平均品位与给定的原矿品位α的偏差绝对值。如公式(2)所示：
其中α为给定的原矿品位，％；xj表示第j个出矿点提供的原矿量，t；
公式(1)中q(x)为n个出矿点输出矿石的矿石质量指数cj与xj乘积总和的负值，如公式(3)所示：
其中，矿石质量指数cj根据步骤二所得数据，通过公式(4)计算获得，公式(4)如下：
式中，1≤cj≤100；cj值代表第j个出矿点的原矿质量指数，cj值越高表示原矿质量越高；
s3.2、设定约束条件如下：
1)露天铁矿破碎站生产能力y，(t/d)；
2)第j个出矿点最小出矿量wj，(t/d)，j＝1，2，3……n；
3)第j个出矿点最大出矿量wj，(t/d)，j＝1，2，3……n。
3.根据权利要求1所述的一种鞍山式铁矿配矿优化方法，其特征在于，所述的步骤四采用遗传算法求解配矿目标函数，具体包括下述步骤：
s4.1、输入基本参数如下：n、αj、fj、dj、βj、γj、xj、y、wj、wj和α，,j＝1，2，3……n；
s4.2、初始化种群得到对应供矿量矩阵xz(z＝，1，2，3，4…r，r为迭代次数)，初始矩阵以随机形式输入，输入的自变量需要满足上述约束条件，矩阵表示每个出矿点出矿量的集合；x0＝(x1，x2，……xn)表示初始的配矿方案；
s4.3、计算配矿方案的适应度dz＝f(x)i；
s4.4、比较矩阵的适应度dz，当dz＜dz-1时，最优方案为p＝xz＝(x1，x2，……xj)；反之，p＝xz+1；
s4.5、将粒子当前位置xz＝(x1，x2，……xn)与xz-1＝(x1，x2，……xn)中的粒子进行交叉，交叉规则为，随机设置xz至与xz-1中的一组x值进行一组数据进行交换，交换后的新的子代矩阵为xz+1＝(x1，x2，……xn)；
s4.6、将新的子代矩阵xz+1再次参与迭代计算；
s4.7、满足迭代条件后输出全局最优解p，即最优配矿方案。
技术总结
本发明的一种鞍山式铁矿配矿优化方法，其特征在于建立以采场各个出矿点原矿平均品位与给定的原矿品位α的偏差绝对值和各个出矿点选矿指标为自变量的配矿目标函数，并采用遗传算法求解配矿目标函数，向选矿厂输出原矿质量得到优化的配矿方案，达到减少因原矿质量波动导致的选矿生产指标波动，同时降低采场铲运成本，实现采场的科学合理配矿，具体包括下述步骤：一、选取露天铁矿n个出矿点的n个矿样，二、分别对矿样按选矿厂工艺流程进行实验室试验，获得各个矿样的原矿品位、亚铁品位、磨矿产品粒度、精矿品位和精矿产率指标，三、建立配矿目标函数，四、采用遗传算法求解配矿目标函数并输出最优配矿方案。
技术研发人员：钟小宇;徐振洋;王雪松;孙厚广;衣瑛;李纯阳;崔志平;王海齐
受保护的技术使用者：鞍钢集团矿业有限公司
技术研发日：2020.06.12
技术公布日：2020.10.02
声明：
“鞍山式铁矿配矿优化方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：鞍钢集团矿业有限公司
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2024年07月19日 ~ 21日 
