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)工程在我國的應用及發(fā)展學院：礦業(yè)學院專業(yè)：采礦工程班級：采礦134學號：1308010092學生姓名：蔣光利指導教師：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)工程學科與系統(tǒng)工程學科相結合而形成的一個新的學科分支。本文討論了礦業(yè)系統(tǒng)工程在國內的歷史發(fā)展,以及近年研究領域的拓展現(xiàn)狀。對國內外礦業(yè)系統(tǒng)工程研究的理論基礎及采用的方法做了歸納分析。介紹了若干重要領域的新發(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鍵詞】礦業(yè)系統(tǒng)工程計算機網絡發(fā)展方向灰色馬爾科夫鏈預測專家系統(tǒng)0導言礦業(yè)系統(tǒng)工程是礦業(yè)工程學科與系統(tǒng)工程學科相結合而形成的一個新的學科分支。礦業(yè)工程與系統(tǒng)工程的結合，是從50年代將運籌學應用于采礦業(yè)的研究起始的。隨著計算機技術的迅速發(fā)展，60年代將運籌學原理與計算機技術綜合應用于礦業(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科分支逐漸形成。經歷近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)工程在國內外的現(xiàn)狀國際計算機與運籌學在礦業(yè)中應用學術會議(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個學術單位(賓西法尼亞州立大學,亞利桑那大學,克羅拉多礦業(yè)學院及美國采礦工程師學會)聯(lián)合發(fā)起,1961年于亞利桑那大學舉行首屆會議,其后逐漸發(fā)展成為世界性學術會議組織,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)量及質量上看,是歷屆APCOM會議中很成功的一次。在我國,將運籌學應用于采礦工程始于20世紀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，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)。由中國煤炭學會、中國金屬學會及中國有色金屬學會下屬的礦山系統(tǒng)工程專業(yè)委員會聯(lián)合主辦的礦業(yè)系統(tǒng)工程學術會議成為全國性跨行業(yè)的學術活動，至今已開過8屆學術會議。20世紀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,標志著我國礦業(yè)系統(tǒng)工程研究已經步入世界,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)工程學術會議論文集及其它渠道發(fā)表的論文來看,我國學者在此領域起步較國外遲,但發(fā)展迅速,目前研究范圍較為廣泛。對于傳統(tǒng)領域如礦床模型、礦山優(yōu)化設計、礦山生產過程優(yōu)化控制等方面均有大量研究成果。對于一些新興學科及技術的應用,如人工智能方法應用、地理信息系統(tǒng)研究等,也能跟蹤國法，并應用專家系統(tǒng)進行巷道和頂板控制設計。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)的巷道支護設計專家系統(tǒng)；重慶建筑大學開發(fā)的錨噴網支護設計專家系統(tǒng)；中國礦業(yè)大學開發(fā)的基于松動圈理論的噴錨網支護設計專家系統(tǒng)；東北大學開發(fā)的面向對象的井巷、硐室支護設計智能專家系統(tǒng)；安徽理工大學開發(fā)的煤巷錨桿支護設計專家決策系統(tǒng)；山東科技大學開發(fā)的基于Web的頂板控制設計決策支持系統(tǒng)；貴州工業(yè)大學開發(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、知識庫構成、推理機制方面已經逐步健全和統(tǒng)一。（2）安全生產。煤礦安全成為煤炭企業(yè)生產的第一要務，利用現(xiàn)代化的信息技術和計算機技術來為煤礦的安全生產保駕護航成為了人們的研究重點，在煤礦安全生產方面出現(xiàn)了一大批專家系統(tǒng)軟件。中國煤炭科學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)得到了應用，并取得了良好的經濟和社會效益；中國礦業(yè)大學研制的礦井火災救災專家系統(tǒng)，為礦井火災的防治與救援提供技術支持；東北大學開發(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、井下外因火災傷亡事故、采掘生產過程中的傷亡事故等，研究編制了相應的事故原因分析專家系統(tǒng)；王文銘等設計的基于神經網絡的礦山企業(yè)智能診斷專家系統(tǒng)，利用神經網絡極強的學習能力,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提供了技術支持和安全保障。4.2馬爾科夫模型對鉆孔瓦斯流量的預測目前，對鉆孔瓦斯流量預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系，故可以用灰色理論進行預測?；疑碚撆c馬爾科夫鏈預測結合起來，利用灰色預測的“小樣本、貧信息”的不確定性特點和馬爾科夫鏈預測確定狀態(tài)轉移概率，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測中，以提高鉆孔瓦斯流量的預測精度。1)依據(jù)灰色系統(tǒng)理論的原理和方法，結合馬爾科夫鏈預測，從礦山生產實際出發(fā)，考慮煤礦瓦斯抽采過程中的各種復雜因素，構建鉆孔瓦斯流量灰色馬爾科夫預測模型。2)灰色馬爾科夫預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測精度，其預測結果和實測值的擬合度比灰色預測模型更高，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測。3）應用灰色馬爾科夫模型預測鉆孔瓦斯流量，得出實際瓦斯流量與預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測，所需基礎數(shù)據(jù)較少，預測精度較高，能更有利于對抽放效果的評價，指導瓦斯抽采工作。利用該模型還能進行瓦斯流量的動態(tài)預測以及涌出量的相關預測，為煤礦瓦斯防治工作提供技術支持。5結語礦業(yè)系統(tǒng)工程作為一門較為新興的學科對于礦業(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合得更加緊密，為提高我國礦山經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測中的應用［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測中的應用［J］.中國安全科學學報，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測中的應用［J］．中國安全生產科學技術，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，1992[8