基于情景的热兹卡兹甘矿床崩落区矿体开采方案经济评估与局部排序

《Sci》：Scenario-Based Economic Assessment and Local Ranking of Orebody Mining Alternatives in Caving Zones of the Zhezkazgan Deposit

　　

在崩落和活动位移带（active-displacement zones）附近回收残余的和先前未开采的矿石储量，因矿石损失（ore loss）、贫化（dilution）、采准需求（development requirements）、支护需求（support demand）和经济不确定性（economic uncertainty）的增加而变得复杂。本研究提出一个探索性经济-数学模型框架，用于东热兹卡兹甘矿床（East Zhezkazgan deposit）安年斯卡娅矿（Annenskaya Mine）开采方案的情景评估与局部排序。该分析使用了54个模拟情景，这些情景代表了矿山特定地质、技术和成本参数的不同组合，而非独立观测的生产块段。该框架整合了物料-价值平衡（material-and-value balance）、基于二次惩罚的情景模型（quadratic penalty-based scenario model）以及采用Lasso正则化（Lasso regularisation）拟合的标准化二次多项式。变量包括矿体倾角、作为分层因子的厚度、矿石损失、贫化、位移带条件，以及主要采准、回采和支护成本。五折交叉验证选择了λ = 10。模型在训练集上实现了R² = 0.41，而交叉验证得到R²_cv = ?0.17，均方根误差（RMSE）为553,800美元，平均绝对误差（MAE）为461,200美元。这些结果将模型限制在探索性灵敏度分析和局部比较中。正利润域在倾角30–45°时最宽，在50–51°时收窄。海森矩阵（Hessian matrix）特征值证实了鞍形响应面的存在，不存在无约束全局最大值。更广泛的应用需要重新校准、更强的基线、连续的岩土力学指标和独立的运行验证。

在崩落区和活动位移带附近回收残余及先前未开采的矿石，面临矿石损失、贫化、采准工作量增加、支护需求上升以及经济不确定性等复杂问题。传统地下矿山设计中的生产调度和随机整数规划等方法虽然能优化整体净现值，但很少在块段尺度上将局部岩体扰动、矿体倾角及额外支护成本直接纳入利润函数。针对Zhezkazgan矿床Annenskaya矿的实际情况，研究人员建立了一个探索性经济-数学模型框架，旨在连接矿体几何、回采绩效与位移带中的支护支出，为开采方案提供情景化评价和局部排序。

该论文发表在《Sci》。研究人员以54个模拟情景为基础，这些情景代表矿山特定地质、技术和经济参数的组合，而非独立监测的生产块。框架整合了物料-价值平衡、基于二次惩罚的情景模型、以及使用Lasso正则化拟合的标准化二阶多项式。变量包括矿体倾角、厚度分层、矿石损失、贫化、位移带条件、主要开发、回采和支护成本。通过五折交叉验证选择λ = 10；训练集R² = 0.41，交叉验证R²_cv

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