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文檔簡介

礦山開采畢業(yè)論文采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)論文采礦工程是一個(gè)國家的重要產(chǎn)業(yè),采礦工程直接關(guān)系到國家資源、能源的正常供應(yīng)和使用安全。以下是專門為你收集整理的采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)論文,供參考閱讀!采礦工程方法優(yōu)化研究【摘要】采礦工程中的許多方法都是可以優(yōu)化的,比如采礦工程中的開拓系統(tǒng)和采礦方法。這些方法優(yōu)化問題,由于決策變量眾多,并且不同情況的所起的作用不同,導(dǎo)致多數(shù)問題都是復(fù)雜的非線性化問題,不僅如此變量之間的聯(lián)系有時(shí)很難用確切的數(shù)學(xué)模型或者數(shù)學(xué)表達(dá)式表達(dá)出來。因此我們考慮到可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)采礦工程中方法的優(yōu)化問題,比如遺傳算法,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,本文從上述幾種技術(shù)角度,結(jié)合實(shí)際例子探討了采礦工程方法的優(yōu)化問題。【關(guān)鍵詞】采礦工程;優(yōu)化;采礦方法采礦工程中的許多問題的決策和方法的優(yōu)化,都是多決策變量問題。以往對(duì)這種問題的處理方式都是采用單一變量法,即采用固定其他變量使其值保持不變,通過變化某一變量來探索這一變量對(duì)目標(biāo)函數(shù)或目標(biāo)問題結(jié)果的影響,從而找出最優(yōu)解。雖然這種方式大大簡化了這種多變量問題的求解方式,但是它忽略了各個(gè)變量之間的相互關(guān)系,以及他們之間的相互作用對(duì)最終結(jié)果的影響,因此所得的結(jié)果并不是真正的最優(yōu)值。為了求得真正的最優(yōu)解,需要同時(shí)改變各決策變量,探索他們?cè)谶@種情況下和目標(biāo)的關(guān)系以及的對(duì)目標(biāo)結(jié)果的影響,從而找出綜合最優(yōu)值。1、優(yōu)化方法1.1遺傳算法的定義遺傳算法是一種自適應(yīng)優(yōu)化的方法。這種方法基于生物進(jìn)化的原理,它模擬了生物進(jìn)化的步驟,將繁殖、雜交、變異、競爭和選擇等概念引入到算法中。[1]通過對(duì)一組可行解的維持和重新組合,在多決策變量共同作用的條件下,改進(jìn)可行解的移動(dòng)軌跡曲線,最終使它趨向最優(yōu)解。這種方式是模擬生物適應(yīng)外界環(huán)境的遺傳變異機(jī)理,克服了傳統(tǒng)的單決策變量法容易導(dǎo)致的局部極值的缺點(diǎn),是一種全局優(yōu)化算法。1.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的定義人腦思維方式的一大特點(diǎn)就是:通過多個(gè)神經(jīng)元之間的同時(shí)的相互作用來動(dòng)態(tài)完成信息的處理。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是模擬人腦思維的這種方式,通過計(jì)算機(jī)來完成一個(gè)非線性的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)信息的分布式存儲(chǔ)和并行協(xié)同處理。1.3遺傳算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同優(yōu)化由于采礦工程的問題很難用一個(gè)顯式來表示,所以我們可以利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的非線性映射能力建立決策變量和目標(biāo)函數(shù)的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)對(duì)問題的顯式化,然后用遺傳算法對(duì)這個(gè)目標(biāo)函數(shù)的決策變量進(jìn)行搜索和尋優(yōu),搜索到后就輸入之前已經(jīng)建模好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)將自動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)和匹配,從而我們可以計(jì)算出目標(biāo)函數(shù)對(duì)該組決策變量的適應(yīng)性,然后根據(jù)適應(yīng)性進(jìn)行遺傳變異操作,反復(fù)多次后即可尋得最優(yōu)解。2、優(yōu)化實(shí)例2.1遺傳算法在礦石品位優(yōu)化中的應(yīng)用遺傳算法是由原始數(shù)據(jù),模擬優(yōu)勝劣汰的方式通過反復(fù)迭代獲得最優(yōu)解,在這里實(shí)質(zhì)上是隨機(jī)生成一組礦石品位,利用自適應(yīng)的技術(shù)調(diào)整品位,經(jīng)過反復(fù)迭代計(jì)算,逐步逼近最優(yōu)解。(1)編碼:用定長字符代表遺傳中的基因,在這里表示某種特定品位,編碼順序依次為邊界品位、最小工業(yè)品位、原礦品位和精礦品位。[2](2)初始群體:每次迭代的初始群體由上一次迭代生成,第一次的初始群體隨機(jī)生成,每個(gè)群體包含的個(gè)體數(shù)確定。(3)適應(yīng)度:自然界中的適應(yīng)度是生物個(gè)體對(duì)自然界的適應(yīng)程度,適應(yīng)度大,那么它存活下來的可能性就大。類似的這里的適應(yīng)度是衡量個(gè)體優(yōu)劣的指標(biāo),可以驅(qū)動(dòng)遺傳算法的優(yōu)化,本例中的適應(yīng)度取不同品位的礦石所能取得的凈現(xiàn)值。(4)復(fù)制和交換:根據(jù)達(dá)爾文進(jìn)化論,適應(yīng)性強(qiáng)的個(gè)體容易生存下來,那么他們的有利性征就被保留了,同樣的不利性征就被淘汰了,適應(yīng)性強(qiáng)的個(gè)體他們的后代跟他們的相似度會(huì)比較高,在遺傳算法中可以用復(fù)制來代表這一部分;交換就是指上一代多個(gè)個(gè)體的部分基因相互置換產(chǎn)生新個(gè)體。(5)突變:遺傳算法中產(chǎn)生新個(gè)體的又一手段,通過求補(bǔ)運(yùn)算完成。(6)終止條件:遺傳算法是迭代運(yùn)算,在迭代到符合某一要求時(shí)停止,一般都是當(dāng)群體的平均適應(yīng)度或最大適應(yīng)度變化平穩(wěn)時(shí),迭代終止。2.2采礦工程優(yōu)化實(shí)例本處選擇山東萊蕪鐵礦施工時(shí)的填充材料剛度與采場結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化問題來說明一下神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法的具體應(yīng)用。山東萊蕪鐵礦谷家臺(tái)礦區(qū)礦體賦存于大理巖與閃長巖的.接觸帶中,上部為第四系和第三系所覆蓋,全部為隱伏礦體,礦脈地理結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。[3]上部有河流流過,雖然河流和礦帶之間有第三系的紅板巖,但是由于局部天窗的分布,導(dǎo)致水層和第四系砂礫石層和灰?guī)r層接觸,隔水效果不好。由于灰?guī)r層的含水性,導(dǎo)致這部分成為承壓含水層。復(fù)雜的地質(zhì)背景給開礦帶來了巨大的難度,為了實(shí)現(xiàn)不改河、不疏干、不搬遷、不塌陷、不還水的“五不”方針,最終決定的開礦方案是采用礦體近頂板大理巖注漿補(bǔ)漏堵水措施與階段空?qǐng)鏊煤竽z結(jié)充填采礦方法相結(jié)合的綜合治水方案。制約這一方案順利實(shí)施的兩個(gè)重要因素就是充填材料剛度與采場結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)選問題。設(shè)礦房寬度為Bf,填充體剛度為EC,бt為上盤出現(xiàn)的最大拉應(yīng)力。推測得出:從安全性角度考慮,礦房寬度Bf越小,填充體剛度EC越大,則上盤出現(xiàn)的拉應(yīng)力越小,施工越可靠;從經(jīng)濟(jì)型角度考慮,礦房寬度越大,填充剛度越小越經(jīng)濟(jì),可以看出兩者是相對(duì)的,我們要在這之間找一個(gè)最佳匹配值。使得上盤出現(xiàn)的拉應(yīng)力小于但又接近于大理巖的抗拉強(qiáng)度。先通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立決策量Bf、EC和目標(biāo)бt的映射關(guān)系,然后用遺傳算法搜索最佳匹配,得到結(jié)果Bf=21.256m,EC=396.6MPa,бt=-1.9297MPa,最后進(jìn)行的結(jié)果的合理性驗(yàn)證,表明這個(gè)結(jié)果是令人滿意的。3、結(jié)論作為現(xiàn)階段比較先進(jìn)的計(jì)算智能和人工智能技術(shù),遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)著重于通過迭代算法和非線性映射來求得問題的最優(yōu)解。由于絕大多數(shù)礦場的復(fù)雜條件導(dǎo)致采礦工程中的許多問題和方法的決策存在眾多的決策變量,并且多數(shù)變量和目標(biāo)量的關(guān)系都是非線性的,這些特點(diǎn)使得遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代先進(jìn)智能技術(shù)能很好的運(yùn)用到采礦工程的優(yōu)化中去,通過文章研究和實(shí)例證明,對(duì)于采礦工程的方法優(yōu)化,遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能起到很好的效果,隨著這些技術(shù)的進(jìn)步,他們將會(huì)為采礦工程的優(yōu)化方面提供更有力的幫助。參考文獻(xiàn)[1]李云,劉霽.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與主元分析在采礦工程中的應(yīng)用[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2010,30(6):140-146.[2]張磊,柴海福.淺談人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在采礦工程中的應(yīng)用[J].學(xué)術(shù)探討,2008,(6):172.[3]劉加?xùn)|,陸文,路洪斌.淺談采礦方法的優(yōu)化選擇[J].IM&P化工礦物與加工,2009,(1):25:27.有關(guān)金屬礦開采的論文3000字左右金屬礦地下連續(xù)開采技術(shù)研究

摘要:改革以來我國的金屬礦開采技術(shù)得到了很大的發(fā)展,尤其在金屬礦地下開采方面生產(chǎn)工藝已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平。本文系統(tǒng)介紹了金屬礦地下連續(xù)開采的基本知識(shí)及開采工藝。并且例舉了新疆金屬礦地下連續(xù)開采的工程實(shí)例,對(duì)地下金屬礦連續(xù)開采的目前狀況進(jìn)行了分析,以供廣大礦業(yè)工作人員參考。

關(guān)鍵詞:地下金屬礦;連續(xù)開采;技術(shù)

一、金屬礦地下連續(xù)開采的基本情況

采礦是通過礦堆的采準(zhǔn)、切割和回采三個(gè)工藝流程將礦石從地下礦床開采出的過程。采礦方式分地上開采和地下開采兩種。近年來,我國地下開采的金屬礦山逐漸增多,地下開采的各個(gè)工序基本實(shí)現(xiàn)了由機(jī)械化操作取代手工作業(yè),開采自動(dòng)化程度明顯提高。地下連續(xù)開采技術(shù)是我國目前地下采礦的先進(jìn)技術(shù)。地下連續(xù)開采有兩種主要方式,一是當(dāng)?shù)V體硬度較小時(shí),開采時(shí)各個(gè)工序連續(xù)平行進(jìn)行施工。二是當(dāng)?shù)V體硬度大時(shí),開采時(shí)分成若干個(gè)施工段,不同施工段的各個(gè)工序連續(xù)平行進(jìn)行施工,這需要在開采時(shí)做好各個(gè)工序間的協(xié)調(diào)工作。

國外地下采礦裝備系列齊全,配套完整,機(jī)械化程度也高,從鑿巖、裝藥到轉(zhuǎn)運(yùn),全部實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化配套作業(yè),各道工序無需手工體力操作,無繁重體力勞動(dòng),裝備無軌化、液壓化、自動(dòng)化程度較高。地下無軌采礦工藝是目前國際先進(jìn)采礦工藝技術(shù)的標(biāo)志。國外目前先進(jìn)的采礦裝備已完全實(shí)現(xiàn)了無軌化、液壓化。在自動(dòng)化方面,已成功地應(yīng)用了無人駕駛、機(jī)器人作業(yè)等新技術(shù)。

二、金屬礦地下連續(xù)開采工藝

1.在對(duì)大塊礦巖開采時(shí),為提高開采的效率,連續(xù)進(jìn)行落礦、出礦、運(yùn)輸?shù)裙に嚨幕夭墒┕??;夭蓵r(shí)采用前進(jìn)式推進(jìn)順序,施工過程中不留礦柱。采用這種連續(xù)開采的工藝可提高開采效率,經(jīng)濟(jì)適用,方便礦塊的控制管理和采礦設(shè)備調(diào)配,將來發(fā)展?jié)摿艽蟆?/p>

2.在對(duì)地下礦石進(jìn)行后處理時(shí),采用專門的運(yùn)輸機(jī)連續(xù)進(jìn)行礦石的出礦、轉(zhuǎn)運(yùn)、提升等工藝的施工。使地下礦石開采、運(yùn)送達(dá)到一體化。采用這種工藝可以加快開采速度,近幾年來,該工藝應(yīng)用較廣。

3.如果開采的礦巖硬度較大,開采具有一定的難度,可采用連續(xù)采礦機(jī)實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)、挖掘、落礦、出礦、轉(zhuǎn)運(yùn)等工藝過程的連續(xù)化施工。目前,有關(guān)專家對(duì)這種采礦工藝的研究取得了很大的進(jìn)展,使其應(yīng)用前景更加廣闊。

三、金屬礦山地下連續(xù)開采的問題及處理措施

我國自90年代以后,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,在地下連續(xù)開采技術(shù)研究方面取得了重大的突破,多項(xiàng)地下連續(xù)開采技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在礦山中。同世界先進(jìn)國家相比,仍有一定的差距。目前礦山開采中還存在某些問題急需解決。有的礦山在采礦時(shí),將采礦分為礦石和礦柱兩個(gè)步驟,將收礦柱放在開采礦石后面。這種采礦方法存在如下不足之處:礦柱質(zhì)量難以保證,所留礦柱截面形態(tài)各異,抗壓強(qiáng)度低,易產(chǎn)生破壞。礦柱回收結(jié)果不理想,能正?;厥盏牡V柱較少,不但浪費(fèi)了資源,而且降低了采礦效率,延長了采礦作業(yè)時(shí)間,對(duì)地下采礦的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生很大影響。并且由于采礦步驟多,在管理上也產(chǎn)生許多困難。為了解決上述問題,有關(guān)專家不懈的努力,研究出地下連續(xù)開采無礦柱法。這種地下連續(xù)采礦施工方法如下:將步驟劃分成礦段,不留礦柱,回采單元用礦段表示,采用將切割槽割在礦段中部,并把振動(dòng)機(jī)布置在結(jié)構(gòu)底部出礦的方法。礦石由振動(dòng)車搬運(yùn),連續(xù)進(jìn)行出礦、運(yùn)礦的作業(yè)。崩礦過程中及時(shí)進(jìn)行回填,平行進(jìn)行采切、回采、充填的作業(yè),使采礦工作連續(xù)不間斷的施工。地下連續(xù)無礦柱采礦的實(shí)施,表明我國地下金屬礦開采技術(shù)進(jìn)入一個(gè)新的層次。使礦柱回收困難的問題得到很好的解決,加快了采礦的時(shí)間,避免了國家資源的浪費(fèi),提高了地下采礦的經(jīng)濟(jì)效益。由于減少了采礦步驟且使采礦各工序銜接緊密,連續(xù)不間斷的開采,為采礦集中管理帶來便利,使勞動(dòng)效率大幅增長?;夭蓵r(shí)工序安排合理,連續(xù)開采,還解決了深部礦體開采時(shí)因?yàn)榈貕狠^大引起的圍巖失穩(wěn)問題。極大的促進(jìn)了我國礦山開采的現(xiàn)代化進(jìn)程。另外,地下連續(xù)開采的規(guī)范還不夠完善,各地區(qū)對(duì)采礦的標(biāo)準(zhǔn)和要求還不統(tǒng)一,雖然重視開采新技術(shù)的研究,但對(duì)設(shè)備的配套及工藝的優(yōu)化重視程度還不夠,對(duì)新型設(shè)備的推廣還不夠完善。必須在有關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)下,完善采礦規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)連續(xù)工藝的優(yōu)化與設(shè)備的合理配套。建立與連續(xù)開采相適應(yīng)的理論體系。在不斷開發(fā)研制新型設(shè)備的同時(shí),注重對(duì)新型設(shè)備的推廣應(yīng)用。使我國的金屬礦地下連續(xù)開采進(jìn)一步向現(xiàn)代化邁進(jìn)。

四、地下連續(xù)采礦技術(shù)的應(yīng)用

新疆某鐵礦年產(chǎn)礦石能力20萬噸。礦區(qū)屬丘陵地帶,氣候干燥,夏季雨水較多,年平均降雨量1732.6毫米,冬季氣溫較低區(qū)域內(nèi)未有大的河流,礦區(qū)地震烈度為6度。經(jīng)勘察礦區(qū)深層土質(zhì)為巖石,淺層為砂礫層。礦床為緩傾斜礦床,礦體為脈狀礦體。地下開采的日產(chǎn)量為3000噸。采用地下連續(xù)開采方案,用膠帶運(yùn)輸機(jī)連續(xù)運(yùn)輸,地下開采按由上往下的順序開采。將整個(gè)礦塊劃分為一個(gè)回采單元,礦塊厚度即采場寬,相互采場之間不留礦柱,依次連續(xù)的進(jìn)行采切、回采、充填三大工序,回采不允許在同一分層上進(jìn)行,要分層進(jìn)行,不同時(shí)進(jìn)行相鄰采場的采切。為避免開采時(shí)破壞四周土的應(yīng)力,出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,影響圍巖穩(wěn)定,產(chǎn)生地面塌陷,設(shè)計(jì)對(duì)采空區(qū)采用非膠結(jié)充填方式處理,可以消除塌陷的危險(xiǎn)。這種充填方式工程量較大,生產(chǎn)效率低,回采操作不便。后經(jīng)專家研究決定,采用連續(xù)帷幕隨時(shí)充填技術(shù)。該充填工藝施工時(shí)不留礦柱,開采各工序連接緊密,連續(xù)性好,而且作為支護(hù)的可壓縮金屬支座支護(hù)能力好。確保了采礦的安全,為出礦、轉(zhuǎn)運(yùn)和充填提供了方便。能對(duì)采空區(qū)進(jìn)行及時(shí)迅速的回填。此采礦技術(shù)開采時(shí)采用將整體礦脈一體推進(jìn)方式。主要的采切工程有:底盤轉(zhuǎn)運(yùn)巷道、切割巷、出礦漏斗及切割天井。地下連續(xù)采礦技術(shù)將回填空區(qū)用礦巖分離出的廢石回填,采用了先進(jìn)的礦漿輸送方式。將深孔連續(xù)采礦技術(shù)、礦巖分離技術(shù)、礦漿輸送技術(shù)等工藝與技術(shù)綜合起來應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了回采的高效率,經(jīng)驗(yàn)證經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益良好。

五、金屬礦地下連續(xù)開采未來的發(fā)展

我國的金屬礦地下開采技術(shù)和過去相比雖然有了很大的進(jìn)步,但要趕上并超過世界先進(jìn)水平尚需不斷發(fā)展,地下金屬礦開采的大型化、數(shù)字化、連續(xù)化將是未來發(fā)展的主要方向。在采礦技術(shù)發(fā)展的同時(shí)需考慮社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,研制并應(yīng)用適合地下金屬礦連續(xù)開采的技術(shù),使礦山的開采與四周生態(tài)環(huán)境相諧調(diào)。有關(guān)部門還需組織專家加大對(duì)礦巖應(yīng)力的研究,增加圍巖的穩(wěn)定性,以提高地下開采的安全性。還要加大對(duì)充填采礦法的推廣力度,并且堅(jiān)持朝快速化、環(huán)?;姆较虬l(fā)展。

六、結(jié)語

隨著社會(huì)的發(fā)展,我國的采礦技術(shù)也不斷進(jìn)步。其中金屬礦地下連續(xù)開采的技術(shù)已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平,基本實(shí)現(xiàn)了金屬礦地下連續(xù)開采的連續(xù)化和機(jī)械化。如何使我國的金屬礦地下連續(xù)開采技術(shù)取得更大的進(jìn)步,研究出更先進(jìn)的金屬礦地下連續(xù)開采技術(shù),仍是廣大礦業(yè)技術(shù)人員今后的努力目標(biāo)。采礦工程論文題目參考采礦工程主要研究學(xué)習(xí)礦床開采的理論和方法,發(fā)展礦業(yè)新技術(shù)。下面是我?guī)淼年P(guān)于采礦工程論文題目參考的內(nèi)容,歡迎閱讀參考!

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18.復(fù)雜多金屬礦床可視化模擬及其三維采礦設(shè)計(jì)技術(shù)研究

19.1000米采礦船動(dòng)力定位的推力系統(tǒng)研究

20.上向進(jìn)路式尾砂膠結(jié)充填采礦法采場結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究

21.空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法充填體合理強(qiáng)度分布規(guī)律研究

采礦工程論文題目參考(二)

1.復(fù)雜條件下地下采礦穩(wěn)定性研究

2.地下采礦與地質(zhì)環(huán)境互饋機(jī)理及礦山地質(zhì)環(huán)境治理研究

3.深井開采礦柱穩(wěn)定性分析與可視化驗(yàn)證

4.深海采礦被動(dòng)升沉補(bǔ)償系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)與仿真研究

5.大傾角煤層開采礦壓特征及圍巖控制技術(shù)研究

6.露天采礦的生態(tài)影響綜合評(píng)價(jià)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)及修復(fù)對(duì)策研究

7.基于三維離散元管線模型的深海采礦1000m海試系統(tǒng)整體聯(lián)動(dòng)動(dòng)力學(xué)研究

8.高分段大間距無底柱分段崩落采礦貧化損失預(yù)測與結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究

9.基于GIS的吉林市采礦用地復(fù)墾適宜性評(píng)價(jià)

10.采礦權(quán)抵押法律制度研究

11.礦產(chǎn)資源價(jià)值觀及采礦權(quán)評(píng)估方法研究

12.基于PLC采礦廠生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)

13.江蘇省露采礦山巖質(zhì)邊坡生態(tài)恢復(fù)技術(shù)研究

14.采礦權(quán)研究

15.礦井深部開采礦壓與支護(hù)技術(shù)研究

16.基于復(fù)雜系統(tǒng)模型的地下采礦無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)化混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

17.膏體充填采礦

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