[发明专利]内排露天矿长远排土规划方法及计算系统

权利要求书

1.内排露天矿长远排土规划方法及计算系统，包含基础数据获取、计算处理、结果输出三个模块，其特征在于基础数据获取模块包含如下操作：

建立自定义一维坐标系用于表征采场坡面与排土场坡面的位置，选取一条与采场推进方向垂直的直线作为参考线，平面上一点到该直线的距离即为该点在自定义一维坐标系的坐标，不考虑高程，规定直线沿采场推进方向的坐标一侧为负，另一侧为正(也可作相反规定)；

建立各采剥阶段坡面DTM，以各采剥阶段坡面DTM与最终境界坑DTM交线上在自定义一维坐标系中坐标最大的点(该点最靠近采空区及排土场一侧，当自定义一维坐标系的正负方向作相反规定时，取坐标最小点)，作为采剥阶段坡底位置；

建立内排土场块体模型，内排土场的边界以地表境界为边界，在存在沿帮外排土场时与沿帮外排土场相接，建立内排土场后进行“微分”，即在沿排土场发展方向按设定的排弃坡面角和固定推进度进行“切割”得到固定推进度条件下的排弃阶段，为了与模型要求解的排弃阶段相区分，将该排弃阶段定义为固定推进度排弃阶段，同时在垂直方向上按照一定间隔进行垂直“切割”得到固定推进度条件下的排弃阶段垂直方向切割后的实体，这些切割实体定义为固定推进度排弃阶段切割实体，调用3DMine VBA接口读取这些切割实体的体积和质心数据；

建立各固定推进度排弃阶段排弃坡面DTM，以各固定推进度排弃阶段排弃坡面DTM与最终境界坑DTM交线上在自定义一维坐标系中坐标最小的点(该点最靠近采空区及采场一侧，当自定义一维坐标系的正负方向作相反规定时，取坐标最大点)，作为各固定推进度排弃阶段坡底位置。

2.内排露天矿长远排土规划方法及计算系统，包含基础数据获取、计算处理、结果输出三个模块，其特征在于计算处理模块采用如下步骤实现：

步骤1：读取基础数据获取模块中的数据；

步骤2：初始化参数，排弃阶段采空区宽度L(i)＝L_max(i＝1to N₀)，Flag(i)(标志第i排弃阶段是否满足约束条件)，Eflag标志遍历完所有采空区宽度的情况，计算周期内的运输费用C_f，

L(i)＝L_max(i＝1to N₀)，Flag(i)＝False(i＝1to N₀)，Eflag＝Flase，C_f＝1e100，j＝1(计算第一个排弃阶段)；

步骤3：判断Eflag＝False，是则进入步骤4，否则进入步骤17；

步骤4：判断Flag(j)＝False，是进入步骤5，是进入步骤10；

步骤5：根据第j阶段采空区宽度L_j与采剥阶段坡底位置确定排弃阶段坡面在固定推进度排弃阶段中的位置，即排弃阶段坡面处于固定推进度排弃阶段第几阶段及距离该阶段排土坡面距离，进一步地，得到固定推进度排弃阶段切割实体被采剥阶段排弃坡面切割为两部分后各部分的质心及体积；

步骤6：在垂直方向上“积分”——从最下部向上逐层累加处于第j个排弃阶段坡面位置与j-1个排弃阶段坡面位置(j＝1时根据第1个排弃阶段坡面位置及模型计算周期起点时的初始排土场位置或者原始地形)之间的固定推进度排弃阶段切割实体的体积，直至大于当期所需排土空间或者累加到最上部一层实体，根据累加的实体体积与当期所需排土空间的差值、前一次累计的实体体积，最上一层实体的高度进行差值确定第j个排弃阶段排弃高度H_j，对处于第j个排弃阶段坡面位置与j-1个排弃阶段坡面位置(j＝1时根据第1个排弃阶段坡面位置及模型计算周期起点时的初始排土场位置或者原始地形)之间，第j个排弃阶段排弃高度与境界坑底板之间的实体的质心按照各实体的体积进行加权得到第j个排弃阶段的排弃质心；

步骤7：计算相邻排弃阶段高差ΔH＝H_j-H_j-1，如果高差ΔH小于给定高差值h，则Flag(j)＝True，反之Flag(j)＝False；

步骤8：判断Flag(j)＝True，为真时进入步骤10，为假时进入步骤9；

步骤9：判断L(j)>L_min，为真时第j阶段的采空区宽度减少步距Lstep即令L(j)＝L(j)-Lstep并进入步骤3，为假时进入步骤10；

步骤10：判断Flag(j)＝True，为真时进入步骤11，为假时进入步骤12；

步骤11：判断j＝N₀，即判断是否已计算最后一个排弃阶段，为真时根据各采剥阶段质心及相应的排弃阶段质心计算各阶段的剥离物水平运距和垂直提升高度，并进一步计算目标函数值C，进入步骤13；为假时令j＝j+1(即进行下一个排弃阶段计算)，进入步骤3；

步骤12：判断j＝1，即判断当前计算的排弃阶段是否是第一排弃阶段阶段，为真时令Eflag＝True，进入步骤3，为假时进入步骤14；

步骤13：判断C<C_f，为真时令C_f＝C，迭代各排弃阶段参数，为假时直接进入步骤14；

步骤14：判断L(j)<＝L_min，为真时进入步骤15，为假时进入步骤16；

步骤15：判断j＝1，即是否为第一排弃阶段，为真时令Eflag＝True进入步骤16，为假时令j＝j–1，进行前一排弃阶段的计算，进入步骤14；

步骤16：判断Eflag＝False，为真时第j阶段的采空区宽度减少步距Lstep,令L(j)＝L(j)-Lstep，对部分参数赋值Flag(i)＝False(i＝j to N₀)，L(i)＝L_max(i＝j+1to N₀)，进入步骤3，为假时直接进入步骤3；

步骤17：输出如下数据(包括但不限于如下数据)：各排弃阶段剥离物运输费用之和，各排弃阶段的排弃标高，各排弃阶段所处的固定推进度排弃阶段、各排弃阶段排弃坡面距离所处的固定推进度排弃阶段的排弃坡面的距离，各阶段剥离物水平运输距离及垂直提升高度。