采矿系统工程

安徽理工大学采矿工程《采矿系统工程》考试重点1.系统：把自然界和人类社会的这样一些由相互关联、相互制约、相互作用的一些部分组成的、具有某些功能的有机整体，叫做“系统”2.系统的特征:(1)目的性(2)集合性(3)相关性(4)阶层性(或层次性)(5)整体性(6)环境适应性(7)动态性3.物理模型是建筑在系统之间某些相似性能上，利用有关的物理定律来控制模型4.数学模型则用数学符号和等式来表达该系统的特征5.静态模型仅反映系统处于平衡状态时的指标，动态模型则可反映由于系统行为随时间进展而引起的系统变更。6.对于建立模型应有如下基本要求：客观性，准确性，简明性，通用性7.系统工程是系统科学的重要组成部分。它以系统论的思想、观点为指导，以控制论、信息论和运筹学等为方法论，以行为科学和各类工程科学为背景，综合运用应用数学、运筹学等优化技术和计算机等为手段，把研究对象作为系统对其进行分析、设计、评价、建造、控制和组织管理，使其各组成部分互相协调、互相配合以达到系统的整体功能和效益最佳的一门工程技术。8.霍尔三维结构方法论：(1)时间维：规划阶段，拟定方案，研制阶段，生产阶段，安装阶段，运行阶段，更新阶段(2)逻辑维：摆明问题，系统指标设计，系统分析，系统建模，系统设计(综合)，系统评价，最优决策，实施方案，修正措施(3)知识维：环境科学，社会科学，工程技术，计算机科学，管理科学，经济，法律9.采矿系统工程是根据采矿工程内在规律和基本原理，以系统论和现代数学方法研究和解决采矿工程综合优化问题的采矿工程学科分支。10.矿山产量规模的影响因素:市场需求,资源条件,技术条件,经济条件,其他条件11.优化矿山产量规模的主要方法有：泰勒准则(经济寿命准则),平均利润率准则,经济规模准则,成本优先准则,资源利用率准则,收益率准则12.井田划分方案的提出满足基本要求：①尽量以影响矿井开拓巷道布置的落差大的断层、地质构造、河流湖泊作为井田境界。②考虑地形、地貌、地物的实际情况，使井田范围内有适宜的井口位置，便于工业场地布置和铁路接轨③力求同一井田内的煤层开采条件相近④井田走向长度与井型相适应，一般小型井不少于1.5km，中型并不少于4.0km型，大型并不少于7.0km⑤有足够的可采储量，使井型与服务年限满足设计规范的规定和要求⑥初期浅部井与后期深部井田的分界线，以开采深度800~1000m为界，深部矿井的井型大于浅部矿井的井型。13.采区优化内容包括两个方面：一是选择采煤方法、采区机械装备，二是确定采区巷道布置系统及其主要参数14.采区设计优化内容有：采区类型、采准巷道的数目和位置、联络巷道形式、采区走向和倾斜长度、采煤工作面长度和区段数目、同时生产的工作面数目和采区生产能力等。15.采区最优化准则取多项评价指标：①采区吨煤生产费用低②采区生产能力大③采区巷道掘进工程量小④采区准备时间短⑤煤炭资源损失少，采出率高⑥有利于采区接替和生产稳定，采区服务年限长⑦便于生产管理，同时生产的采煤工作面少⑧采区生产系统安全可靠16.矿井开拓方案优化的内容：①确定井田开拓方式和井筒位置，包括立井、斜井、平碉和综合开拓方式，以及提升设备类型的选取；②确定井下巷道网最优断面和开拓系统，包括水平数目和位置，大巷数目和位置，以及大巷运输方式等；③确定矿井通风系统，包括中央并列式、分列式、对角式和多风井通风方式，以及风井的形式(立井或斜并)、数目和位置；④井田内的采区划分，包括划分采区的数目、境界、上山和下山采区布置；⑤确定采区巷道布置系统及其主要参数；⑥当矿井设计生产能力(井型)也有待于设计中确定时，还包括确定矿井生产能力对矿井开拓方案的选择有很大的影响。17.采用的是单项目标决策方法，所用的最优性准则有折算费用最低，或利润最高，或劳动消耗最低(劳动生产率最高)18.矿井设计优化模型的步骤和方法：①通过调查研究对某一类矿井汇集可能提出的各种开拓系统方案，构成可供选择的方案集合；②对不同的参变量组成，进行开拓方案的相容性分析。通过一般性的技术分析或论证，排除不相容的方案。确定定量参数可取范围的上限和下限；③根据进行开拓方案优化的矿井类型、特征及所需包容的各种方案，构造典型的抽象化的方案结构图。要求典型结构图能表达所包容的各种方案的主要内容，并能以此作为编写通用表达式的基本依据；④确定子系统模型的内容及其相互关系；⑤根据计算评价指标的需要，参照典型结构图，编制各部分各项内容的通用表达式；⑥编写并调试计算机程序。19.系统模拟是通过观测系统结构及其随时间的变化而建立起一个模型并对其求解的一种技术。20.可靠性:指系统在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。21.失效度：设备或系统工作T时刻后，单位时间内发生失效或故障的概率。22.有效度:系统或设备正常工作时间与总时间之比。23.矿山生产系统可靠性特点:首先，矿山生产系统是一个“人-自然-机器”系统，而不是一般的“人-机”系统。其次，矿山设备的作业条件和环境恶劣。第三，影响矿山生产系统可靠性的不确定因素多。第四，矿山工程项目开发周期长，难以预先进行必要的可靠性实验，而设计方案一经实施就较难变更，大大缩小了可靠性调剂余地。第五，构成矿山生产系统的环节或分系统数量较多，特性差异大，系统庞杂，相互间可靠逻辑关系不容易确定，很难建立一个完整通用的可靠性数学模型来求解系统对靠性。第六，后勤供应保障能力不足。24.可行解：满足线性规划问题约束条件(包括非负约束)的一组值X＝(x1，x2，…，xn)T称为线性规划问题的可行解。25.可行域：全体可行解的集合，称为线性规划问题的可行集或可行域，记为R。26.最优解：使目标函数Z取得最大(小)值的可行解，称为最优解。最优解对应的目标函数值，称为最优值。27.说明系统、系统工程、采矿系统工程的概念和区别答：系统是由相互关联、相互制约、相互作用的一些部分组成的，具有某种功能的有机整体。系统工程是从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统的工程技术。采矿系统工程指：应用建模、仿真等技术时系统方案提供决策依据的分析研究进程。28.影响矿山产量规模的主要因素有哪些？简述优化矿山产量规模的主要方法及核心问题答;主要因素主要因素：①市场需求②资源条件③技术条件④主要因素经济条件⑤其他条件。主要方法主要方法①泰勒准则：把境界主要方法内的矿石储量点服务年限归纳为经验公式，简介的给出一定储量条件下的最优规模。②优化矿山生产能力的准则应使矿山投资取得不低于平均利润的经济效益③通过计算各种规模条件下矿山累计投入量和累计利润从而计算出各种规模的利润率，最后找出利润最高的规模为最佳经济效益规模④最小费用法：以单位投资成本、单位单位经营成本和产量规模值率，最后找出最低成本规模为合理规模。⑤优化矿山生产能力和服务年限的目标应便于矿石储量的终值最大。⑥矿山最优服务年限或生产能力的确定用使其净现值或内部收益达到最大。核心问题要建立矿山开采成核心问题：核心问题本与产量规模之间的函数关系。或者是收益规模的函数关系，然后取得最大值29.5.矿井设计方案优化为什么要采用多目标决策？答：在矿井开拓方案的优化准则的指标中，最优性准则有折算费用最低或利润最高或劳动消耗最低，其后又加入时间对投资和费用的影响等。但是在实际上，在矿井设计方案选择的决策中，都是从多方面进行综合分析，使用单目标决策的方法已经不能满足需求，因此采用多目标决策方法。30.在矿压规划中采用6.在矿压规划中采用0-1规划和目标决策的作用是什么？什么？试结合数学模型进行分析答：0-1”作用作用：在编制矿区生产发展长远规划时，“主要任务之一是确定生产矿井改扩建和新建矿井的数量和规模。其作用是①考察矿区投资、总产量和经济效益三只之间的的相互影响和制约关系。确定如何合理使用资金使其发挥最大效益②在有限的投资条件下，确定如何满足矿区总体要求③确定在满足矿区总产量增长幅度下，所需的最低资金等问题。目标“规划”的作用：①目标规划是：多目标决策问题最优规划”的作用化、多种求解方法中最有效的一种②检测各矿井改扩建前、后的产量效益、成本及改扩建、新建的投资分配，还可以预测生产矿井不改扩建的产量、成本③模拟产生矿区规划可行方案，对方案进行综合分析。31.层次分析的主要特点是什么？对层次分析的结果为什么要进行一致性检验？为什么要进行一致性检验？答：主要特点把复杂问题中的各种因素划分为相互主要特点：主要特点联系的有序层次使之条理化，根据某一客观现实的判断，就每一层次的相对重要性予以定量表示，利用数学方法确定表达每一层次的相对重要性次序的权值，并通过排序结果分析和解决问题。原因由于客观事原因：原因物的复杂性和人们认识上的多样性，可能产生片面性，要求每一个判断矩阵都具有完全一致性是不可能的，特别是对因素多、规模大的问题更是如此。为此，在考察层次分析法得到的结果是否基本合理时，需要在各排序过程中进行一致性检验。32.n（N）——系统中的顾客数；λ——单位时间内到达的顾客数（顾客的平均速率）；μ——单位时间内服务完的顾客数（系统的平均服务率）；ρ——λ/μ服务强度或服务水平；Pn(t)——时间t时系统中有n个顾客到达的概率；C——服务台数FCFS/LCFS——先到先服务/后到先服务；M——泊松分布；D——确定型分布；Ek——参数的K的爱尔朗分布；Ls——队长，系统中的顾客数；Lq——排队长，系统中排队等待服务的顾客数；Ws——逗留时间，一个顾客在服务系统个的停留时间；Wq——等待时间，一个顾客在服务系统中排队等待的时间33.