露天開采優(yōu)化設計理論與應用

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露天開采，指的是從敞露地表的采礦場采出有用礦物的過程。

露天與地下開采相比，優(yōu)點是資源利用充分、貧化率低，適于用大型機械施工，建礦快，產量大，勞動生產率高，成本低，勞動條件好，生產安全。

但需要剝離巖土，排棄大量的巖石，尤其較深的露天礦，往往占用較多的農田，設備購置費用較高，故初期投資較大。此外，露天開采，受氣候影響較大，對設備效率及勞動生產率都有一定影響。

由于設計理論和方法的不完善，偏心結構中均勻設置阻尼器的減震效果不甚理想，從而嚴重制約了新型結構體系的發(fā)展和廣泛運用。本項目將偏心結構消能減震體系作為一個控制器，通過阻尼器在偏心結構中的位置和數量進行優(yōu)化調整，對偏心結構消能減震體系的優(yōu)化設計理論與應用基礎進行了試驗研究和理論分析。目前，已順利完成項目計劃內容，并取得了系列研究成果： 1、從粘滯阻尼器力學特性及計算模型相關理論出發(fā)研究了粘滯阻尼器對偏心結構扭轉效應的作用與影響機理，找到了質量偏心、剛度偏心和強度偏心的扭轉地震響應影響規(guī)律。 2、基于能量原理建立偏心結構地震響應分析模型進行數值模擬，找出了既能反映結構的扭轉地震響應又能減小計算工作量的簡化計算模型。提出了控制偏心率是控制偏心結構扭轉地震響應和抗震性能的關鍵所在的科學判據。 3、基于現(xiàn)代控制理論，建立了地震作用下消能減震偏心結構的動力控制系統(tǒng)方程。 4、將偏心結構消能減震結構體系作為一個控制對象，研究增設粘滯阻尼器后對偏心結構自身平扭-耦聯(lián)振動微分方程的影響發(fā)現(xiàn)在建立偏心結構振動微分方程中，應考慮阻尼器對阻尼矩陣影響的附加阻尼矩陣，并得出了方程中附加阻尼矩陣的求解過程。 5、以阻尼器的數量和位置為控制參數，分別以層間位移角和以層間位移角和位移比的加權組合兩種目標函數，以順序搜索法作為優(yōu)化算法，實現(xiàn)了偏心結構中粘彈性阻尼器的空間優(yōu)化布置，提出了以層間位移角和位移比的加權組合為目標控制函數的粘滯阻尼器的優(yōu)化控制策略。并通過模型試驗充分驗證了這一最優(yōu)控制策略既提高了偏心結構消能減震效果，又提高了偏心結構的抗震性能，為偏心結構消能減震的優(yōu)化設計提供了理論依據和設計方法。 2100433B

世界固體礦產總量中,約有2/3用露天開采。中國可供露天開采的礦產資源豐富。平朔、霍林河、伊敏河、準格爾、元寶山、昭通等地的煤田，鞍山、本溪、冀東、攀西等地區(qū)的鐵礦,德興、永平的銅礦,以及其他化工、建筑材料等,均有數以億噸計的儲量可供露天開采。