半移动坑内破碎输送系统生产调度的优化模型研究及其在露天矿中的应用

本文针对露天矿运输成本高企的痛点，系统阐述了半移动坑内破碎输送系统（SMIPCC）相较于传统卡车-铲运（TS）系统的经济与环境优势。作者创新性地构建了混合整数线性规划（MILP）模型，首次将SMIPCC的生产调度、破碎机最优数量与位置（SMC-L）、搬迁时间（SMC-RT）及未来布局（SMC-NL）等复杂因素同步优化，以最大化净现值（NPV），为深部及低品位矿床的高效绿色开采提供了全新解决方案。

　　

Section snippets

Problem Statement and Assumptions

露天矿生产调度（OPMPS）决策是一项复杂的任务，因为存在大型数据集、多重约束以及与输入参数相关的不确定性，而最糟糕的是，作为输入参数的生产调度块经济价值在确定开采顺序之前是未知的，而开采顺序在获得最终境界线之前又无法确定。

OPMPS被定义为在矿山寿命期内，将矿石和废石从矿山开采到不同目的地的块段开采顺序。

Problem formulation

运筹学是一门应用先进分析技术以辅助更好决策的学科。它运用数学科学技术为复杂的决策问题提供最优或近似最优的解决方案。本节介绍了新提出的混合整数线性规划（MILP）模型，用于露天矿生产调度，同时考虑将SMIPCC运输系统用于矿石和废石。首先定义了索引、集合、参数和决策变量。

Case study definition

所提出的SMIPCC-MILP模型在一个改编自Paricheh和Osanloo（2019）以及Shamsi等人（2021）的案例上进行了测试，该案例可在Shamsi（2021）处获取。这是一个假设的二维倾斜铜矿床块体模型，在地表有露头。该矿床拥有1.375亿吨品位大于零的物料和1.275亿吨废石储量。图1显示了块体模型的横截面、矿石和废石块段以及品位含量。绿色块段、红色块段以及块段内的数字代表...

Conclusion

露天矿的未来在于使用SMIPCC运输系统。SMIPCC系统是一种半连续物料运输方法，因其较低的能源和燃料消耗以及较低的边界品位，在大型露天矿中更受青睐，使其比传统的TS系统更环保、更盈利。虽然SMIPCC在生产率、效率和经济效益方面优于TS系统，但关于其生产调度的研究仍然有限。

CRediT authorship contribution statement

Mohammad Shamsi: 写作 – 审阅编辑，写作 – 初稿，可视化，验证，软件，项目管理，方法论，形式分析，数据管理，概念化。 Mohammad Ataei: 写作 – 初稿，方法论，资源，监督。 Micah Nehring: 写作 – 审阅编辑，方法论。 Yashar Pourrahimian: 写作 – 审阅编辑，方法论，监督。

Declaration of competing interest

作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，可能影响本文报告的工作。

Acknowledgment

作者感谢沙赫鲁德科技大学高性能计算中心提供高性能PC用于MILP模型的初步测试和验证。