浅析模糊决策优化采矿方法的运用

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[摘要]随着我国矿产资源开采规模逐渐增大，为了促进矿山生产的现代化水平不断提升，需要对采矿方法进行优化。本文运用模糊决策理论，从模糊决策角度出发对采矿方法进行优化，为采矿效率的提升提供理论依据。

[关键词]模糊决策 采访方法 优化

[中图分类号] P612 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-2-73-2

1模糊决策理论的概述

模糊决策是指在模糊环境下进行决策的数学理论以及方法。严格说来，当前经济活动中大多数决策都属于模糊决策，我国的模糊决策理论的研究已经应用起步时间比较晚，还没有建立明确的使用范围。常用的模糊决策方法有模糊排序、模糊寻优、模糊对策等。

（1）模糊排序

模糊排序研究的主要内容是在模糊环境下决策者如何确定各种方案之间的优劣次序。比如对某项工作，给定了一个模糊排序，或者给定了一个不传递的普通二元关系，如何排出全序；对于多层次的决策问题如何进行排序等，都是模糊排序要解决的实际问题。

（2）模糊寻优

模糊寻优指的是从给定的方案中选择一个最优方案的过程。如果目标函数或约束条件是模糊的，这时的最优化过程就叫做模糊寻优。模糊寻优包括两种类型，第一，目标函数模糊化，即以模糊数作为目标函数值，然后通过模糊分析以及计算过程，得到条件极值。第二，约束条件模糊化，这种方法是将约束定义成为模糊集合，从而在线性规划中推导出相应结果的研究方法。

（3）模糊对策

模糊对策指的是在决策过程中应用对策论进行决策的过程。当决策者在进行决策时，对方也有决策的情况下进行决策，应该要考虑对策论，双方在选择策略的时候接受一定的模糊约束，则可以应用模糊对策论进行决策。

2采矿方法的发展与现状

传统的采矿方法可分为崩落法和充填采矿法。这两种采矿方法在生产过程中具有不同的设计方案，由于矿山具有特殊的岩石力学结构，矿藏资源比较丰富，因此两种采矿方法的弊端暴露得越来越明显。崩落法在应用过程中暴露出较高的贫化率以及损失，有的矿场还会出现冒落、道路坍塌等现象，对资源造成严重的浪费。随着采矿技术的发展，对采矿方法进行改革，对部分采掘设备进行改造，产生了充填采矿法替代原来的崩落采矿法。先后采用低分段、分条风沙充填采矿法，高分段、机械化上向巷道式胶结充填采矿法等方案进行相应的试验工作，使得采矿过程中的生产能力、组织设计水平以及经济技术指标等都有了很大的提升。尽管这种方法对崩落法存在的一些问题进行了有效的解决，但同时也产生了一些新的问题，比如采场的片邦、冒落现象还是存在，带来了一些安全隐患。

3开采的技术条件分析

矿体的工程地质条件与矿石的自然类型有关，比如方解石磁铁矿石、透辉石磁铁矿石、蛇纹石磁铁矿石等矿石的坚硬程度较高，裂隙发育程度不高，其工程地质条件较好；而绿泥石金云母磁铁矿石的属性则比较松软而且碎，闭合裂隙的发育比较完全，因此工程地质的条件比较差。矿体顶底板岩石的工程地质条件和岩石的属性、蚀变类型以及蚀变的程度有紧密联系，矿体顶底板岩石的岩性变化比较大，顶底板岩石的类型主要有矽卡岩、大理岩、碳酸盐化绿泥石、石英闪长玢岩等，其中，大理岩和石榴子石透辉石矽卡岩的岩石以比较完整的状态存在，而且裂隙发育程度不高，工程地质条件比较好；但碳酸盐化绿泥石化石英正长闪长岩的岩石则呈现一种松软的状态，破碎程度比较高，常常会形成破碎带，其工程地质条件比较差。总体说来，岩石的蚀变越强，则岩石破碎程度越深，呈现出来的工程地质条件就越差。

4运用模糊决策理论对采矿方法进行优化

对采矿方法进行选择时，需要考虑的因素较多，比如采矿方案的生产能力、矿石损失率、贫化率、采矿安全程度、采矿工艺的简单程度等。

（1）模糊矩阵的形成

模糊矩阵中涉及多个指标，其中定量指标是属于度的计算，定量指标包括生产能力、采矿工效、贫化率、采充成本等，参考国内外同类矿山的实际指标，并且根据所提出的采矿方

法方案特点以及技术经济指标要求，可以得出采矿方法方案的技术经济指标值。

首先，对定量指标的相对隶属度进行计算，可以根据以下公式得到。

对于正指标而言，其值越大越好。可以采用公式（1）进行计算：

对于负指标而言，其值越小越好。可以采用公式2进行计算：

上述两个公式中，uij表示的是j方案i指标的隶属度，而fip则表示i指标的上限值，fil则表示i指标的下限值。根据公式以及相关的指标可以得到矩阵。

其次，对定性指标的相对隶属度进行计算。其中参与比较的定性指标有安全程度、工艺复杂程度、矿体适应程度等。在具体的计算过程中，要对定性指标赋予模糊定量值，然后使用二元对比排序法对隶属度进行计算。在定性指标的计算过程中，可以将定性指标划分为几个等级，根据相关指标的定义可以得到矩阵B=（bij）min。其中bij=fuj（ui） /fui（uj），并且需要满足bii=1，bij=1/bji（i，j=1，2，，，m）。当bij＼1时，令bij=1，这时可以判断出矩阵为二元对比排序法的相及矩阵，然后对矩阵的每行取小值进行计算，就可以得到相应的隶属度：

将定量指标与定性指标进行综合后可以得到相应的模糊矩阵：

（2）权矩阵

在采矿过程中影响采矿效率的因素有很多，比如安全性、损坏率等。不同的因素对采矿方法的影响不同，

经过对各个因素权重值ai进行计算，经归一化处理得权矩阵：

a= （a1，a2…a10）=（7. 36， 8. 28， 9. 52， 9. 50， 7. 14， 8. 85， 9. 58， 7. 17， 5. 83， 8. 71）