采矿工程毕业论文周志

采矿工程实验室建设及规划一、建设方向随着国家西部大开发战略的实施，为适应西部大开发特别是贵州省煤炭开发的需要：1）培养采矿高科技人才的需要，重点是采矿工程硕士研究生的培养；2）采矿高级别课题研究的需要，重点是煤炭高产高效、可持续发展、矿井安全、矿井建设、煤炭加工、煤矿经济等方面的研究；3）本科生教学的需要，重点是本科生专业课程教学实验的需要；4）扩大对外技术服务的需要，重点是对外成教生的培养、对外工程测试、咨询等社会服务。二、建设目标根据国家对贵州大学进入211工程学校实验室建设的要求，以及西部大开发对贵州煤炭开发的需要，充分发挥和体现采矿工程重点学科的优势，今后采矿工程实验室的建设的目标是争取建成贵州省级重点实验室，努力建成国家级重点实验室。三、建设内容(1) 进一步加强岩石力学实验室建设现有岩石力学实验室设备均为中小型设备，且大多为80年代产品，设备老化，简陋，不成规模，不能满足高层次人才培养和高水平科研的需求，拟购进MTS岩石力学测试系统，三维压力试验机等设备，进一步加强岩石力学实验室建设。(2) 完善矿井瓦斯实验室建设煤矿安全问题日趋严重，国家高度重视，特别是贵州省煤矿安全生产状况不容乐观，据统计2004年贵州省煤炭产量点全国1/20，而死亡事故占全国1/7，是全国死亡人数最多的省份，而矿井瓦斯是煤矿建设和生产中的主要灾害之一，贵州省是煤矿瓦斯事故的高发区，贵州煤田地质条件复杂、煤层自燃、煤尘爆炸、高瓦斯或具有煤和瓦斯突出等问题，制约了贵州煤炭安全生产和可持续发展，这方面的实验设备和手段目前在贵州省仍是空白，在贵州率先建立矿井瓦斯实验室，充分发挥高等学校的优势，加强煤矿瓦斯灾害的研究是非常有必要的，因此拟购建矿井瓦斯、煤尘、煤的自燃、瓦斯突出鉴定等方面的设备，加强矿井瓦斯实验室的建设。(3) 加强矿山压力测试技术实验室建设作为煤矿五大灾害之一的顶板灾害在2004年度事故统计中占有较大比例，基本与瓦斯事故死亡人数持平，矿山压力、测试技术作为矿业工程专业的主要课程和主要方向之一，研究煤矿矿山压力及其显现规律，围岩控制基本理论，因此有必要完善和补充矿山压力实验设备，加强矿山压力测试技术实验室建设。(4) 建立井巷工程及爆破实验室矿山建设离不开井巷工程、爆破工程，矿山井巷断面形状、支护方式、井巷的布置、井巷的施工，爆破等是矿井建设的主要内容，井巷工程为采矿工程专业的主干课程，而采矿工程专业实验室中井巷工程实验室设备一直是一片空白，给井巷工程、爆破课程的教学、科研等带来了很大的难度，因此拟建立井巷工程及爆破实验室。(5) 采矿方法实验室建设采矿方法为采矿工程的主课，煤矿工程与其他工程的最大区别在于，煤矿工程的主体工程（巷道系统）均位于井下，煤矿井下巷道错综复杂，构成复杂的三维空间结构，学生即使是下井实习也无法直观观察其空间结构情况，因此传统的教学方法很难让学生理解和掌握煤矿矿井巷道系统，教学非常困难，因此必须加强采矿方法模型、采矿方法的声、光、图形、图像等教学课件的建设，进一步完善采矿方法实验室建设。(6) 采矿相似模似实验室的建设煤矿井下工程结构均为在地下原始岩石中建设，是属于“先受力，后有结构”的建筑，而地面工程是属于“先有结构，后受力”的建筑结构体，因此很难用现场实测的办法对井下巷道、采场的变形、受力以及围岩及其深部的变形、受力、破坏规律进行研究，比较有效的方法是根据相似原理，在实验室建立起井下巷道开挖、采场回采等采矿相似模拟模型，模拟采矿活动对结构本身和围岩的活动规律进行研究。(7) 加强矿山电工实验室建设矿山供电是煤矿井下安全生产的基本保障，矿业学院电工实验室设备为原矿山电工专业实验室留存设备，基本为70、80年代产品，设备老化、落后，很多设备已报废，因此需急时补充、增加完善矿山电工实验室。四、拟购设备以上实验室建设内容中重点建设矿山岩石力学实验室和矿井瓦斯实验室。拟购部分设备如下：序号设备名称参考型号参考厂家参考单价（万元）购置数量参考金额（万元）备 注1 岩石力学试验系统MTS815-02美国MTS公司套岩石、混凝土力学试验2 真三轴围压系统YW—1长春试验机厂套岩石、混凝土等材料真三轴试验3 岩石、混凝土材料弯曲韧度仪EL33-6170美国台岩石、混凝土材料弯曲试验4 蠕变/应力断裂试验机DFL10SATRC公司台岩石蠕变/应力断裂试验5 混凝土压力机ADR3000BSELE公司台混凝土试验6 压力测试系统600WHVLSATRC公司台岩石力学试验7 地下工程结构测试系统BDI—STS美国套地下工程结构检测8 地下工程结构测试传感器385美国只地下工程结构测试系统配套9 采矿方法模型套采矿方法教学10 采矿方法课件套采矿方法教学11 矿压观测设备矿压仪、顶底板移近量测试仪、单体液压支柱测定仪、顶板下沉速度报警仪、测枪，液压支架模型套矿山压力实验12 矿山电工实验DW80开关、接地电阻测试仪、JY82检漏继电器、漏电开关测试仪，高压绝缘测试仪，超高压耐压测试仪，远程断电仪套矿山电工实验13 井巷、爆破实验低频振动参数采集分析系统，数字式雷管参数测试仪，爆速测定仪，空气冲击波速度测试仪湘西矿山电子设备厂等套井巷、爆破实验14 三维激光扫描系统ILRIS-3DOptech公司套煤矿井上、下三维激光扫描15 矿井主要通风机性能测定仪煤科总院重庆分院套矿井主要通风机性能测定16 煤矿安全检测系统实验KJ90煤科总院重庆分院套煤矿安全监测、监控17 瓦斯解吸仪及配套取样装置煤科总院重庆分院套瓦斯实验18 瓦斯突出预测仪煤科总院重庆分院套瓦斯突出预测19 静态电阻应变仪YJ-31-P10R华东电子仪器厂台应变测试20 动态电阻应变仪YD——28/6华东电子仪器厂台应变测试21 合计

采矿工程毕业设计论文

采矿工程是一个国家的重要产业,采矿工程直接关系到国家资源、能源的正常供应和使用安全。以下是专门为你收集整理的采矿工程毕业设计论文，供参考阅读！

采矿工程方法优化研究

【摘要】采矿工程中的许多方法都是可以优化的，比如采矿工程中的开拓系统和采矿方法。这些方法优化问题，由于决策变量众多，并且不同情况的所起的作用不同，导致多数问题都是复杂的非线性化问题，不仅如此变量之间的联系有时很难用确切的数学模型或者数学表达式表达出来。因此我们考虑到可以利用计算机技术和人工智能的技术来实现采矿工程中方法的优化问题，比如遗传算法，神经网络等，本文从上述几种技术角度，结合实际例子探讨了采矿工程方法的优化问题。

【关键词】采矿工程;优化;采矿方法

采矿工程中的许多问题的决策和方法的优化，都是多决策变量问题。以往对这种问题的处理方式都是采用单一变量法，即采用固定其他变量使其值保持不变，通过变化某一变量来探索这一变量对目标函数或目标问题结果的影响，从而找出最优解。虽然这种方式大大简化了这种多变量问题的求解方式，但是它忽略了各个变量之间的相互关系，以及他们之间的相互作用对最终结果的影响，因此所得的结果并不是真正的最优值。为了求得真正的最优解，需要同时改变各决策变量，探索他们在这种情况下和目标的关系以及的对目标结果的影响，从而找出综合最优值。

1、优化方法

遗传算法的定义

遗传算法是一种自适应优化的方法。这种方法基于生物进化的原理，它模拟了生物进化的步骤，将繁殖、杂交、变异、竞争和选择等概念引入到算法中。[1]通过对一组可行解的维持和重新组合，在多决策变量共同作用的条件下，改进可行解的移动轨迹曲线，最终使它趋向最优解。这种方式是模拟生物适应外界环境的遗传变异机理，克服了传统的单决策变量法容易导致的局部极值的缺点，是一种全局优化算法。

神经网络的定义

人脑思维方式的一大特点就是：通过多个神经元之间的同时的相互作用来动态完成信息的处理。人工神经网络就是模拟人脑思维的这种方式，通过计算机来完成一个非线性的动力学系统，可以实现信息的分布式存储和并行协同处理。

遗传算法与神经网络协同优化

由于采矿工程的问题很难用一个显式来表示，所以我们可以利用人工神经网络强大的非线性映射能力建立决策变量和目标函数的关系，实现对问题的显式化，然后用遗传算法对这个目标函数的决策变量进行搜索和寻优，搜索到后就输入之前已经建模好的神经网络，网络将自动进行学习和匹配，从而我们可以计算出目标函数对该组决策变量的适应性，然后根据适应性进行遗传变异操作，反复多次后即可寻得最优解。

2、优化实例

遗传算法在矿石品位优化中的应用

遗传算法是由原始数据，模拟优胜劣汰的方式通过反复迭代获得最优解，在这里实质上是随机生成一组矿石品位，利用自适应的技术调整品位，经过反复迭代计算，逐步逼近最优解。

(1)编码：用定长字符代表遗传中的基因，在这里表示某种特定品位，编码顺序依次为边界品位、最小工业品位、原矿品位和精矿品位。[2]

(2)初始群体：每次迭代的初始群体由上一次迭代生成，第一次的初始群体随机生成，每个群体包含的个体数确定。

(3)适应度：自然界中的适应度是生物个体对自然界的适应程度，适应度大，那么它存活下来的可能性就大。类似的这里的适应度是衡量个体优劣的指标，可以驱动遗传算法的优化，本例中的适应度取不同品位的矿石所能取得的净现值。

(4)复制和交换：根据达尔文进化论，适应性强的个体容易生存下来，那么他们的有利性征就被保留了，同样的不利性征就被淘汰了，适应性强的个体他们的后代跟他们的相似度会比较高，在遗传算法中可以用复制来代表这一部分;交换就是指上一代多个个体的部分基因相互置换产生新个体。

(5)突变：遗传算法中产生新个体的又一手段，通过求补运算完成。

(6)终止条件：遗传算法是迭代运算，在迭代到符合某一要求时停止，一般都是当群体的平均适应度或最大适应度变化平稳时，迭代终止。

采矿工程优化实例

本处选择山东莱芜铁矿施工时的填充材料刚度与采场结构参数的优化问题来说明一下神经网络和遗传算法的具体应用。

山东莱芜铁矿谷家台矿区矿体赋存于大理岩与闪长岩的.接触带中，上部为第四系和第三系所覆盖，全部为隐伏矿体，矿脉地理结构十分复杂。[3]上部有河流流过，虽然河流和矿带之间有第三系的红板岩，但是由于局部天窗的分布，导致水层和第四系砂砾石层和灰岩层接触，隔水效果不好。由于灰岩层的含水性，导致这部分成为承压含水层。复杂的地质背景给开矿带来了巨大的难度，为了实现不改河、不疏干、不搬迁、不塌陷、不还水的“五不”方针，最终决定的开矿方案是采用矿体近顶板大理岩注浆补漏堵水措施与阶段空场嗣后胶结充填采矿方法相结合的综合治水方案。制约这一方案顺利实施的两个重要因素就是充填材料刚度与采场结构参数的优选问题。

设矿房宽度为Bf，填充体刚度为EC，бt为上盘出现的最大拉应力。推测得出：从安全性角度考虑，矿房宽度Bf越小，填充体刚度EC越大，则上盘出现的拉应力越小，施工越可靠;从经济型角度考虑，矿房宽度越大，填充刚度越小越经济，可以看出两者是相对的，我们要在这之间找一个最佳匹配值。使得上盘出现的拉应力小于但又接近于大理岩的抗拉强度。

先通过神经网络建立决策量Bf、EC和目标бt的映射关系，然后用遗传算法搜索最佳匹配，得到结果Bf=，EC=，бt=，最后进行的结果的合理性验证，表明这个结果是令人满意的。

3、结论

作为现阶段比较先进的计算智能和人工智能技术，遗传算法和神经网络着重于通过迭代算法和非线性映射来求得问题的最优解。由于绝大多数矿场的复杂条件导致采矿工程中的许多问题和方法的决策存在众多的决策变量，并且多数变量和目标量的关系都是非线性的，这些特点使得遗传算法和神经网络等现代先进智能技术能很好的运用到采矿工程的优化中去，通过文章研究和实例证明，对于采矿工程的方法优化，遗传算法和神经网络能起到很好的效果，随着这些技术的进步，他们将会为采矿工程的优化方面提供更有力的帮助。

参考文献

[1]李云，刘霁.神经网络与主元分析在采矿工程中的应用[J].中南林业科技大学学报，2010，30(6)：140-146.

[2]张磊，柴海福.浅谈人工神经网络在采矿工程中的应用[J].学术探讨，2008，(6)：172.

[3]刘加东，陆文，路洪斌.浅谈采矿方法的优化选择[J].IM&P化工矿物与加工，2009，(1)：25：27.