礦業(yè)系統(tǒng)工程論文

《礦業(yè)系統(tǒng)工程》論文論文題目：淺談礦業(yè)系統(tǒng)工程在我國的應(yīng)用及發(fā)展學(xué)院：礦業(yè)學(xué)院專業(yè)：采礦工程班級：采礦134學(xué)號：1308010092學(xué)生姓名：蔣光利指導(dǎo)教師：康向濤2016年6月20日淺談礦業(yè)系統(tǒng)工程在我國的應(yīng)用及發(fā)展【摘要】礦業(yè)系統(tǒng)工程是近40年來礦業(yè)工程學(xué)科與系統(tǒng)工程學(xué)科相結(jié)合而形成的一個新的學(xué)科分支。本文討論了礦業(yè)系統(tǒng)工程在國內(nèi)的歷史發(fā)展,以及近年研究領(lǐng)域的拓展現(xiàn)狀。對國內(nèi)外礦業(yè)系統(tǒng)工程研究的理論基礎(chǔ)及采用的方法做了歸納分析。介紹了若干重要領(lǐng)域的新發(fā)展。最后對礦業(yè)系統(tǒng)工程的發(fā)展前景做一展望?！娟P(guān)鍵詞】礦業(yè)系統(tǒng)工程計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向灰色馬爾科夫鏈預(yù)測專家系統(tǒng)0導(dǎo)言礦業(yè)系統(tǒng)工程是礦業(yè)工程學(xué)科與系統(tǒng)工程學(xué)科相結(jié)合而形成的一個新的學(xué)科分支。礦業(yè)工程與系統(tǒng)工程的結(jié)合，是從50年代將運籌學(xué)應(yīng)用于采礦業(yè)的研究起始的。隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，60年代將運籌學(xué)原理與計算機技術(shù)綜合應(yīng)用于礦業(yè)研究，涌現(xiàn)出一批重要的研究成果，使礦業(yè)系統(tǒng)工程作為一個新的學(xué)科分支逐漸形成。經(jīng)歷近40多年的蓬勃發(fā)展，礦業(yè)系統(tǒng)工程已成為系統(tǒng)工程在各行各業(yè)中開展較為充分的一大分支。1礦業(yè)系統(tǒng)工程的發(fā)展現(xiàn)狀1.1礦業(yè)系統(tǒng)工程在國內(nèi)外的現(xiàn)狀國際計算機與運籌學(xué)在礦業(yè)中應(yīng)用學(xué)術(shù)會議(ApplicationofcomputersandORintheMineralIndustry,簡稱APCOM)是國際上礦業(yè)系統(tǒng)工程發(fā)展的一個縮影。APCOM系由美國礦業(yè)界4個學(xué)術(shù)單位(賓西法尼亞州立大學(xué),亞利桑那大學(xué),克羅拉多礦業(yè)學(xué)院及美國采礦工程師學(xué)會)聯(lián)合發(fā)起,1961年于亞利桑那大學(xué)舉行首屆會議,其后逐漸發(fā)展成為世界性學(xué)術(shù)會議組織,至今已舉行過30屆APCOM會議。其中2001年4月在北京召開的第29屆APCOM會議,系由中國礦業(yè)大學(xué)承辦；這是該會議首次在亞洲和發(fā)展中國家召開,有來自28個國家和地區(qū)的250多名專家學(xué)者及國際著名礦業(yè)軟件公司代表出席。會議收到論文500余篇,其中183篇入選論文集,從論文的數(shù)量及質(zhì)量上看,是歷屆APCOM會議中很成功的一次。在我國,將運籌學(xué)應(yīng)用于采礦工程始于20世紀(jì)50年代末期,60年代前期有若干初步研究成果出現(xiàn)。其間由于歷史原因,我國在這方面的研究工作中斷多年,直到70年代后期,才乘改革開放的春風(fēng)，跟蹤國際趨勢，開展采礦系統(tǒng)工程研究。進入80年代后,研究工作更加深入廣泛,研究成果紛紛涌現(xiàn)。由中國煤炭學(xué)會、中國金屬學(xué)會及中國有色金屬學(xué)會下屬的礦山系統(tǒng)工程專業(yè)委員會聯(lián)合主辦的礦業(yè)系統(tǒng)工程學(xué)術(shù)會議成為全國性跨行業(yè)的學(xué)術(shù)活動，至今已開過8屆學(xué)術(shù)會議。20世紀(jì)80、90年代,我國礦業(yè)系統(tǒng)工程研究成果紛紛在APCOM等國際會議上發(fā)表,標(biāo)志著我國礦業(yè)系統(tǒng)工程研究已經(jīng)步入世界,在國際上占有一席之地。從歷屆APCOM國際會議及全國礦業(yè)系統(tǒng)工程學(xué)術(shù)會議論文集及其它渠道發(fā)表的論文來看,我國學(xué)者在此領(lǐng)域起步較國外遲,但發(fā)展迅速,目前研究范圍較為廣泛。對于傳統(tǒng)領(lǐng)域如礦床模型、礦山優(yōu)化設(shè)計、礦山生產(chǎn)過程優(yōu)化控制等方面均有大量研究成果。對于一些新興學(xué)科及技術(shù)的應(yīng)用,如人工智能方法應(yīng)用、地理信息系統(tǒng)研究等,也能跟蹤國法，并應(yīng)用專家系統(tǒng)進行巷道和頂板控制設(shè)計。開發(fā)的較為典型的專家系統(tǒng)有ArizonaUniversityDaemen等開發(fā)的煤礦頂板錨桿支護專家系統(tǒng)；英國煤炭公司開發(fā)的巷道支護設(shè)計專家系統(tǒng)；重慶建筑大學(xué)開發(fā)的錨噴網(wǎng)支護設(shè)計專家系統(tǒng)；中國礦業(yè)大學(xué)開發(fā)的基于松動圈理論的噴錨網(wǎng)支護設(shè)計專家系統(tǒng)；東北大學(xué)開發(fā)的面向?qū)ο蟮木?、硐室支護設(shè)計智能專家系統(tǒng)；安徽理工大學(xué)開發(fā)的煤巷錨桿支護設(shè)計專家決策系統(tǒng)；山東科技大學(xué)開發(fā)的基于Web的頂板控制設(shè)計決策支持系統(tǒng)；貴州工業(yè)大學(xué)開發(fā)的工作面液壓支架選擇模糊專家系統(tǒng)等。這些軟件在系統(tǒng)的體系、知識庫構(gòu)成、推理機制方面已經(jīng)逐步健全和統(tǒng)一。（2）安全生產(chǎn)。煤礦安全成為煤炭企業(yè)生產(chǎn)的第一要務(wù)，利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)和計算機技術(shù)來為煤礦的安全生產(chǎn)保駕護航成為了人們的研究重點，在煤礦安全生產(chǎn)方面出現(xiàn)了一大批專家系統(tǒng)軟件。中國煤炭科學(xué)研究院撫順分院研制開發(fā)了礦井瓦斯防治專家系統(tǒng)，簡稱WSZJ系統(tǒng)，該系統(tǒng)在沈陽、鄭州等煤炭企業(yè)得到了應(yīng)用，并取得了良好的經(jīng)濟和社會效益；中國礦業(yè)大學(xué)研制的礦井火災(zāi)救災(zāi)專家系統(tǒng)，為礦井火災(zāi)的防治與救援提供技術(shù)支持；東北大學(xué)開發(fā)的礦山傷亡事故原因分析專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)對于礦山的幾大類事故，如豎井提升傷亡事故、井下外因火災(zāi)傷亡事故、采掘生產(chǎn)過程中的傷亡事故等，研究編制了相應(yīng)的事故原因分析專家系統(tǒng)；王文銘等設(shè)計的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的礦山企業(yè)智能診斷專家系統(tǒng)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)極強的學(xué)習(xí)能力,進行診斷知識的獲取和診斷推理。這些安全專家系統(tǒng)的建立為礦井的安全生產(chǎn)提供了技術(shù)支持和安全保障。4.2馬爾科夫模型對鉆孔瓦斯流量的預(yù)測目前，對鉆孔瓦斯流量預(yù)測主要是采用灰色系統(tǒng)理論建模的方法。鉆孔瓦斯流量是一個隨煤層厚度、煤層瓦斯壓力、瓦斯含量、透氣性系數(shù)、抽放負(fù)壓，鉆孔直徑變化的多元函數(shù)，涉及因素眾多，鉆場中各鉆孔瓦斯流量與影響因素之間是灰色的非線性關(guān)系，故可以用灰色理論進行預(yù)測?；疑碚撆c馬爾科夫鏈預(yù)測結(jié)合起來，利用灰色預(yù)測的“小樣本、貧信息”的不確定性特點和馬爾科夫鏈預(yù)測確定狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率，具有隨機動態(tài)變化的特點，通過Matlab分析軟件解算，建立灰色馬爾科夫模型，并首次運用于鉆孔瓦斯流量的預(yù)測中，以提高鉆孔瓦斯流量的預(yù)測精度。1)依據(jù)灰色系統(tǒng)理論的原理和方法，結(jié)合馬爾科夫鏈預(yù)測，從礦山生產(chǎn)實際出發(fā)，考慮煤礦瓦斯抽采過程中的各種復(fù)雜因素，構(gòu)建鉆孔瓦斯流量灰色馬爾科夫預(yù)測模型。2)灰色馬爾科夫預(yù)測模型充分挖掘各單獨模型的有用信息，有效的提高模型的預(yù)測精度，其預(yù)測結(jié)果和實測值的擬合度比灰色預(yù)測模型更高，能客觀反映鉆孔瓦斯流量的發(fā)展變化趨勢，更適合用于波動性較大的非穩(wěn)定性的瓦斯流量的預(yù)測。3）應(yīng)用灰色馬爾科夫模型預(yù)測鉆孔瓦斯流量，得出實際瓦斯流量與預(yù)測瓦斯流量平均相對誤差只有2.16%，最大相對誤差也只有5.40%，均方差比值為0．29，小誤差概率為1，結(jié)果滿足精度要求。4)采用灰色馬爾科夫模型對抽放鉆孔瓦斯流量進行預(yù)測，所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)較少，預(yù)測精度較高，能更有利于對抽放效果的評價，指導(dǎo)瓦斯抽采工作。利用該模型還能進行瓦斯流量的動態(tài)預(yù)測以及涌出量的相關(guān)預(yù)測，為煤礦瓦斯防治工作提供技術(shù)支持。5結(jié)語礦業(yè)系統(tǒng)工程作為一門較為新興的學(xué)科對于礦業(yè)工程的發(fā)展已起到了重要的作用。在今后，通過進一步的研究與發(fā)展，相信礦業(yè)系統(tǒng)工程與實際工程將結(jié)合得更加緊密，為提高我國礦山經(jīng)濟效益做出更大的貢獻。參考文獻[1］張幼蒂.礦業(yè)系統(tǒng)工程的發(fā)展與展望［J］.金屬礦山，2003.1[2］云慶夏.采礦系統(tǒng)工程的現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.中國礦業(yè)，2004.2[3］廖建朝，謝正文．灰色支持向量機在瓦斯流量預(yù)測中的應(yīng)用［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2008，34[4］張春華，劉澤功．多變量灰色模型及其在鉆孔瓦斯流量預(yù)測中的應(yīng)用［J］.中國安全科學(xué)學(xué)報，2006，16[5］虞岳明，謝正文，曲方．灰色組合模型在鉆孔瓦斯流量預(yù)測中的應(yīng)用［J］．中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2007，3[6］周世寧，林柏泉．煤層瓦斯賦存與流動理論［M］．北京:煤炭工業(yè)出版社，1998[7]張瑞新，張幼蒂.礦業(yè)專家系統(tǒng)的研究進展.[J].化工礦山技術(shù)，1992[8