採礦工程師論文發表

General 更新 2022年12月03日

  伴隨著我國社會主義市場經濟的快速發展,採礦行業越來越受到人們的關注。下文是小編為大家蒐集整理的關於的內容,歡迎大家閱讀參考!

  篇1

  淺析採礦工程設計要點

  【摘 要】從我國的發展步伐和方向不難看出,採礦業對於國民經濟發展的重要性是不言而喻,尤其是在改革開放後和市場經濟體制下,我國的礦業對於整個社會經濟的發展起著非常重要的作用。作為採礦業的基礎的控礦工程。我們首先必須要從採礦工程中各方面的工程設計著手,本文是根據我國採礦工程設計的發展和採礦業的需要來闡述的。

  【關鍵字】採礦,工程設計,要點分析,採礦新技術

  一.前言

  隨著我國經濟的快速發展,就目前採礦工程設計要點來看。採礦工程已經到了一個最關鍵的時期,機遇與挑戰並存。在機遇與挑戰面前,我們要保持清醒的頭腦,利用已有的優勢,克服困難,走向輝煌,堅持改革開放。中國的採礦工程理論研究須和世界接軌,封閉導致落後,一體化程序是任何國家任何人都不可迴避的。這個接軌是借鑑世界各國研究的計算機,自動控制等先進生產技術大膽結合,除了不斷借鑑國外的生產經驗以外,我們還要注意學習國外先進的管理模式和經營理念,不可以墨守成規,要敢於變革,敢於嘗試,用於創新。

  二.採礦工程專業

  歷史沿革採礦工程專業西方起步比較早, 在西方產業革命期間便已初具規模。 我國在清末也已開始設立採礦工程專業,現在已有好多高校設立此專業,為我國的採礦事業輸送了大批人才。採礦工程專業涉及巖體力學、工程力學、採礦學、礦井通風與安全、電工與電子技術、採礦機械、礦山企業管理與技術經濟分析等多個學科。進入二十一世紀以後,採礦技術突飛猛進,發展極為迅速。達到了歷史的最高水平。但是,繁榮的表面依然沒能夠掩飾住背後的諸多問題和挑戰。作為這個專業的工作者一定要抓住機遇,實現自己的價值。

  為祖國的煤炭事業貢獻出自己的一份力量。三.採礦工程的發展現狀多年來,採礦界的工作者奮戰在各自的崗位上,兢兢業業為中國經濟的發展作出了巨大的貢獻。一大批科研成果的問世在具體生產過程中的應用,極大地促進了採礦工程向自動化、安全化、高效化的方向邁進。湧現出了一大批優秀人才,在他們的共同努力下,許多高質量的科研成果相繼問世,對中國採礦業的發展產生了巨大的推動作用。採礦工程專業和自動控制、系統論、計算機等高新技術密切相關,緊密結合,較大地促進了採礦工程基礎理論研究的進展和採礦技術的巨大的提高,其影響程度之深、範圍之廣均達到了歷史最高水平。鑑於採礦業在工業化程序中的龍頭地位,世界各國均對其理論研究成果向生產力轉化極為重視。

  各國採礦工程專業人士孜孜不倦、兢兢業業,利用計算機技術、自動控制系統的觀點等一切先進技術和理論在採礦研究中大膽進行探索,大大地促進了採礦工程向安全化、經濟化、高效化的發展。傳統的採礦業因其不成熟、不完善而導致的生產力水平低、效率差、環境汙染嚴重等現象,由於理論的研究達到了向自動化、環保化的方向發展,並在具體生產過程中取得了大量的應用和推廣。

  我國的煤炭儲量雖然豐富,但是可採的數量還十分有限。當然,隨著採礦技術的不斷進步,可採儲量是會無限接近於實際儲量。但是,要想實現採礦技術的提高我們還有很長一段路要走。如今採礦的現狀還遠遠不如想象中那麼樂觀。煤礦安全事故頻發,工人們卻不能安心地在地下幾百米的地方工作。

  我覺得煤礦事故發生的原因並不是技術不行,而是人為的因素。在安全的這個問題上,我們採礦人應該十分嚴謹,生命高於一切,在生命的問題上,任何人都不可以有一絲一毫的馬虎!其次,技術和裝置落後仍是我們還沒有完全解決的難題。在技術和裝置落後的條件下,需要我們不斷學習,推動事業的進步。除此以外,採礦工程還存在的另一重大問題便是環境破壞。採煤長期以來一直存在著環境破壞的問題。

  比如採礦所發生的地面下沉,土地鹽鹼化有待得到妥善解決。這些問題不斷困擾著人們的生活,而且關係到採礦的質量、效率和成本等諸多問題。而且由於我國的採礦工程起步較晚,員工的素質還有待提高。有一些人認為採礦行業是暴利行業,認為行業領導只顧賺錢而忽視了工人的安全和各種待遇。如果這種觀點一直存在下去,也使得願意奉獻於該行業人數量有限。四.採礦工程如今面臨的機遇採礦工程在發展道路上曾經一度低迷。但在新時期國家“百花齊放”般的社會主義經濟中,採礦工程迎來了真正意義上的春天。

  第一,我國能源結構要求採礦工程的高速發展。由於歷史原因,中國一度實行自給自足的內向型能源發展戰略。基於中國煤炭資源儲量豐富,勘探、開採等技術相對於石油、天然氣而言具有較大優勢,中國成為當今世界上能源結構以煤炭為基礎的少數國家之一。由於從世界能源消費情況來看,石油和天然氣是能源消費的主流,我國的能源消費中油、氣的消費量每年以4%以上的速度在不斷增長,中國也成為世界第二大石油消費國。但自身石油儲量不高的先天因素決定了中國的石油45%依靠國外,所以,煤炭事業的發展定然能夠得到國家的重視。

  第二,高速發展的科學技術為採礦技術的發展帶來了很好的發展契機。採礦工程這門學科涉及到的專業領域極多。而科學技術成果的不斷進步可以推動採礦技術的不斷進步。當然,採礦的專家學者一定要牢記“科學是第一生產力”。不斷將最新的科學技術成果運用到採礦技術上來。第三,中國“入世”以來,不斷暴露出採礦工程人才的缺乏。這一點極大地限制了我們採礦技術的發展及中國經濟的不斷進步。國家對該行業的重視, 將會使採礦工程專業在一段時間的低潮出現反彈。相信採礦工程的從事人員會抓住這個機會。相信在不久的將來,採礦技術會取得突飛猛進的發展。五.如今的採礦工程設計發展方向

  1.遙控採礦新技術

  遙控採礦即為“利用現代的新技術,包括地下通訊、定位、資訊處理、監測和控制系統,一定距離內去操作採礦裝置和系統”。目前無人開採技術在某些國外先進礦山已進行了研究,而遠近距離遙控開採技術應用相當普遍,如美國塞普勒斯公司利用遙控裝載機處理危險地段的邊坡問題;一些國外發達礦山現有的遙控採礦裝置和技術研究專案包括:從日常採礦作業諸如鑿巖、炮孔裝藥和爆破作業的機械化與自動化到通過資料通訊從世界的另一端對複雜的地下采礦裝置進行遙控與故障處理。

  2.遙控採礦新模式

  特點以及組成部分計算機系統為核心,其作用相當於人的大腦,負責接受外圍資訊、發出控制指令。傳動系統根據計算機系統的控制指令,提供不同電流電壓,控制電機轉速和力矩大小。監控系統起監控保護作用,提升機出現異常情況時,監控系統可以及時發現並向計算機系統發出訊號。上位機系統為人機介面,顯示提升機執行的各種重要引數、故障資訊、生產報表、速度曲線等。控制執行系統主要由中間繼電器和接觸器構成,它主要是執行計算機系統發出的各種指令,具體控制提升機的各個裝置。感測器系統可以感知提升機各個裝置的執行狀態,並將感知的訊號反饋到計算機系統。主電機是提升機的重要裝置,主電機帶動滾筒旋轉從而使得罐籠箕斗在井筒中上下運動。利用數字化直流提升系統執行安全可靠,維護工作量小,動態效能、靜態效能指標高,實現了全數字化控制,各種保護完備。在豎井提升系統中具有廣泛的應用前景和推廣價值,數字化直流提升系統由計算機系統***PLC***、傳動系統、監控系統、上位機系統、控制執行系統、感測器系統、主電機、輔助裝置構成。

  3.遠端資料傳送及監控系統

  在整個提升系統和選礦生產流程如破碎車間、磨浮車間、氰化車間、冶煉車間等關鍵部位設定彩色攝像單元,然後將影象分別傳至各流程控制室,進行現場實時顯示、監控;同時,再次將影象進一步傳送至礦資訊中心伺服器,各分管礦長、技術人員通過計算機終端隨意吊取、檢視某一時段的生產情況,在關鍵部位設定長時間錄影機,以便於及時全天候記錄相關影象資料,以備查詢,為安全生產提供第一手資料,同時本系統將現場影象源源不斷的自動送入國際網際網路,使得系統資訊的檢視,不在受地點、時間的限制,只要需要,系統的管理人員可在任何地點、任何時間,通過撥號上網,就可以輕鬆隨意的檢視系統的各級影象資訊;企業的領導層,不管他們在外出差,還是在那裡,本系統都將在第一時間將現場的真實情況,如企業的生產、經營,裝置的運轉,物資的儲存等影象送到眼前,雖然身在異地,也能運籌帷幄,決勝千里。

  4.礦山井下整合資訊通訊系統***井下人員定位系統***

  過去礦山購買的基礎設施,如無線通訊系統、電話系統或者遙感系統,有人已注意到了這些系統如何配合本部門其它裝置協同工作,但卻很少有人考慮能否連入到其它部門的裝置上,每個部門領導不得不為自身有限的購買經費而絞盡腦汁。現在這種情況已經發生了巨大的變化,所有的礦山都在使用一些更現代的電子裝置幫助他們工作,以努力爭取最大的效益,這些裝置應選擇專業廠商提供的具有可靠技術支援的產品,因為礦山需要的是一套可升級的通訊基礎設施,能夠安全地使用於非危險及危險地區,並採用了最新的連線及通訊技術,以保證系統連續可靠地執行,以及在意外事故發生時至少有一種通訊方式可以正常使用。“smart come”系統如同一種通訊高速公路,高度整合的系統允許控制室人員存取礦山裝置的實時資料,使得全面的井下通訊成為可能。採礦工程作為我國國民經濟的基礎產業,與其他傳統產業一樣,在現代科學技術突飛猛進的推動下,也正逐步走向現代化,對煤炭開採領域而言,現今的採礦工程科學技術與20世紀90年代以前相比,已經不可同日而語。近年來我國經濟持續穩定發展,各個行業對礦產資源的需求量持續增長,如何合理有效地開發利用礦產資源,不僅關係到相關行業的正常發展,而且會影響到國家的長期可持續發展和戰略安全。 六.結束語

  抓住機遇,迎接挑戰、重視教育,加強人才培養。 現在的採礦工程還應該算是一個比較冷門的專業,要求國家加大對採礦工程的投入,只有堅定不移的實行“人才興國”的戰略,才能為採礦工程專業不斷注入新的活力,推動採礦技術不斷向前發展。所以從如今採礦工程設計要點分析中可以得出,採礦工程處在一個十分特殊的時期。機遇與挑戰並存,總體來說機遇大於挑戰。但採礦工作者不可忽視挑戰的存在,要具有憂患意識。努力奮鬥、實現我國採礦事業的高效發展!

  參考文獻:

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  篇2

  試論採礦工程方法優化

  【摘要】採礦工程中的許多方法都是可以優化的,比如採礦工程中的開拓系統和採礦方法。這些方法優化問題,由於決策變數眾多,並且不同情況的所起的作用不同,導致多數問題都是複雜的非線性化問題,不僅如此變數之間的聯絡有時很難用確切的數學模型或者數學表示式表達出來。因此我們考慮到可以利用計算機技術和人工智慧的技術來實現採礦工程中方法的優化問題,比如遺傳演算法,神經網路等,本文從上述幾種技術角度,結合實際例子探討了採礦工程方法的優化問題。

  【關鍵詞】採礦工程;優化;採礦方法

  採礦工程中的許多問題的決策和方法的優化,都是多決策變數問題。以往對這種問題的處理方式都是採用單一變數法,即採用固定其他變數使其值保持不變,通過變化某一變數來探索這一變數對目標函式或目標問題結果的影響,從而找出最優解。雖然這種方式大大簡化了這種多變數問題的求解方式,但是它忽略了各個變數之間的相互關係,以及他們之間的相互作用對最終結果的影響,因此所得的結果並不是真正的最優值。為了求得真正的最優解,需要同時改變各決策變數,探索他們在這種情況下和目標的關係以及的對目標結果的影響,從而找出綜合最優值。

  1、優化方法

  1.1遺傳演算法的定義

  遺傳演算法是一種自適應優化的方法。這種方法基於生物進化的原理,它模擬了生物進化的步驟,將繁殖、雜交、變異、競爭和選擇等概念引入到演算法中。[1]通過對一組可行解的維持和重新組合,在多決策變數共同作用的條件下,改進可行解的移動軌跡曲線,最終使它趨向最優解。這種方式是模擬生物適應外界環境的遺傳變異機理,克服了傳統的單決策變數法容易導致的區域性極值的缺點,是一種全域性優化演算法。

  1.2神經網路的定義

  人腦思維方式的一大特點就是:通過多個神經元之間的同時的相互作用來動態完成資訊的處理。人工神經網路就是模擬人腦思維的這種方式,通過計算機來完成一個非線性的動力學系統,可以實現資訊的分散式儲存和並行協同處理。

  1.3遺傳演算法與神經網路協同優化

  由於採礦工程的問題很難用一個顯式來表示,所以我們可以利用人工神經網路強大的非線性對映能力建立決策變數和目標函式的關係,實現對問題的顯式化,然後用遺傳演算法對這個目標函式的決策變數進行搜尋和尋優,搜尋到後就輸入之前已經建模好的神經網路,網路將自動進行學習和匹配,從而我們可以計算出目標函式對該組決策變數的適應性,然後根據適應性進行遺傳變異操作,反覆多次後即可尋得最優解。

  2、優化例項

  2.1遺傳演算法在礦石品位優化中的應用

  遺傳演算法是由原始資料,模擬優勝劣汰的方式通過反覆迭代獲得最優解,在這裡實質上是隨機生成一組礦石品位,利用自適應的技術調整品位,經過反覆迭代計算,逐步逼近最優解。

  ***1***編碼:用定長字元代表遺傳中的基因,在這裡表示某種特定品位,編碼順序依次為邊界品位、最小工業品位、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生成,每個群體包含的個體數確定。

  ***3***適應度:自然界中的適應度是生物個體對自然界的適應程度,適應度大,那麼它存活下來的可能性就大。類似的這裡的適應度是衡量個體優劣的指標,可以驅動遺傳演算法的優化,本例中的適應度取不同品位的礦石所能取得的淨現值。

  ***4***複製和交換:根據達爾文進化論,適應性強的個體容易生存下來,那麼他們的有利性徵就被保留了,同樣的不利性徵就被淘汰了,適應性強的個體他們的後代跟他們的相似度會比較高,在遺傳演算法中可以用複製來代表這一部分;交換就是指上一代多個個體的部分基因相互置換產生新個體。

  ***5***突變:遺傳演算法中產生新個體的又一手段,通過求補運算完成。

  ***6***終止條件:遺傳演算法是迭代運算,在迭代到符合某一要求時停止,一般都是當群體的平均適應度或最大適應度變化平穩時,迭代終止。

  2.2採礦工程優化例項

  本處選擇山東萊蕪鐵礦施工時的填充材料剛度與採場結構引數的優化問題來說明一下神經網路和遺傳演算法的具體應用。

  山東萊蕪鐵礦谷家臺礦區礦體賦存於大理岩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,礦脈地理結構十分複雜。[3]上部有河流流過,雖然河流和礦帶之間有第三系的紅板岩,但是由於區域性天窗的分佈,導致水層和第四系砂礫石層和灰岩層接觸,隔水效果不好。由於灰岩層的含水性,導致這部分成為承壓含水層。複雜的地質背景給開礦帶來了巨大的難度,為了實現不改河、不疏幹、不搬遷、不塌陷、不還水的“五不”方針,最終決定的開礦方案是採用礦體近頂板大理岩注漿補漏堵水措施與階段空場嗣後膠結充填採礦方法相結合的綜合治水方案。制約這一方案順利實施的兩個重要因素就是充填材料剛度與採場結構引數的優選問題。

  設礦房寬度為Bf,填充體剛度為EC,бt為上盤出現的最大拉應力。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,則上盤出現的拉應力越小,施工越可靠;從經濟型角度考慮,礦房寬度越大,填充剛度越小越經濟,可以看出兩者是相對的,我們要在這之間找一個最佳匹配值。使得上盤出現的拉應力小於但又接近於大理岩的抗拉強度。

  先通過神經網路建立決策量Bf、EC和目標бt的對映關係,然後用遺傳演算法搜尋最佳匹配,得到結果Bf=21.256m,EC=396.6MPa,бt=-1.9297MPa,最後進行的結果的合理性驗證,表明這個結果是令人滿意的。

  3、結論

  作為現階段比較先進的計算智慧和人工智慧技術,遺傳演算法和神經網路著重於通過迭代演算法和非線性對映來求得問題的最優解。由於絕大多數礦場的複雜條件導致採礦工程中的許多問題和方法的決策存在眾多的決策變數,並且多數變數和目標量的關係都是非線性的,這些特點使得遺傳演算法和神經網路等現代先進智慧技術能很好的運用到採礦工程的優化中去,通過文章研究和例項證明,對於採礦工程的方法優化,遺傳演算法和神經網路能起到很好的效果,隨著這些技術的進步,他們將會為採礦工程的優化方面提供更有力的幫助。

  參考文獻

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  [2]張磊,柴海福.淺談人工神經網路在採礦工程中的應用[J].學術探討,2008,***6***:172.

  [3]劉加東,陸文,路洪斌.淺談採礦方法的優化選擇[J].IM&P化工礦物與加工,2009,***1***:25:27.

 

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