露天开采优化设计理论与应用

内容介绍

露天开采，指的是从敞露地表的采矿场采出有用矿物的过程。

露天与地下开采相比，优点是资源利用充分、贫化率低，适于用大型机械施工，建矿快，产量大，劳动生产率高，成本低，劳动条件好，生产安全。

但需要剥离岩土，排弃大量的岩石，尤其较深的露天矿，往往占用较多的农田，设备购置费用较高，故初期投资较大。此外，露天开采，受气候影响较大，对设备效率及劳动生产率都有一定影响。

由于设计理论和方法的不完善，偏心结构中均匀设置阻尼器的减震效果不甚理想，从而严重制约了新型结构体系的发展和广泛运用。本项目将偏心结构消能减震体系作为一个控制器，通过阻尼器在偏心结构中的位置和数量进行优化调整，对偏心结构消能减震体系的优化设计理论与应用基础进行了试验研究和理论分析。目前，已顺利完成项目计划内容，并取得了系列研究成果： 1、从粘滞阻尼器力学特性及计算模型相关理论出发研究了粘滞阻尼器对偏心结构扭转效应的作用与影响机理，找到了质量偏心、刚度偏心和强度偏心的扭转地震响应影响规律。 2、基于能量原理建立偏心结构地震响应分析模型进行数值模拟，找出了既能反映结构的扭转地震响应又能减小计算工作量的简化计算模型。提出了控制偏心率是控制偏心结构扭转地震响应和抗震性能的关键所在的科学判据。 3、基于现代控制理论，建立了地震作用下消能减震偏心结构的动力控制系统方程。 4、将偏心结构消能减震结构体系作为一个控制对象，研究增设粘滞阻尼器后对偏心结构自身平扭-耦联振动微分方程的影响发现在建立偏心结构振动微分方程中，应考虑阻尼器对阻尼矩阵影响的附加阻尼矩阵，并得出了方程中附加阻尼矩阵的求解过程。 5、以阻尼器的数量和位置为控制参数，分别以层间位移角和以层间位移角和位移比的加权组合两种目标函数，以顺序搜索法作为优化算法，实现了偏心结构中粘弹性阻尼器的空间优化布置，提出了以层间位移角和位移比的加权组合为目标控制函数的粘滞阻尼器的优化控制策略。并通过模型试验充分验证了这一最优控制策略既提高了偏心结构消能减震效果，又提高了偏心结构的抗震性能，为偏心结构消能减震的优化设计提供了理论依据和设计方法。 2100433B

世界固体矿产总量中,约有2/3用露天开采。中国可供露天开采的矿产资源丰富。平朔、霍林河、伊敏河、准格尔、元宝山、昭通等地的煤田，鞍山、本溪、冀东、攀西等地区的铁矿,德兴、永平的铜矿,以及其他化工、建筑材料等,均有数以亿吨计的储量可供露天开采。