采矿系统工程复习题 .doc

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1、-采矿系统工程习题P1 系统 ：是由相互关联、相互制约、相互作用的一些部分组成的，具有某种功能的有机整体。 系统工程：是一门把已有学科分支种的知识有效的组织起来用以解决综合性工程问题的技术。 系统工程研究对象往往是复杂的大系统乃至巨系统系统的复杂性：a构成系统的要素本身往往就是一个系统，从而体现了系统的多层次性b系统涉及的因素往往是多维的c系统是由不同质的要素集合而成d系统可以是包含人在内的人一机系统，霍尔三维结构：展示系统工程各项工作内容的三维（时间维、逻辑维、知识维）结构图P2 系统分析指的是：应用建模、仿真等技术对系统的各个方面进行定量和定性分析，维选择最优的系统方案提供决策依据的分析研

2、究过程。3 采矿系统工程：采矿系统工程是根据采矿工程内在规律和基本原理，以系统论和现代数学方法研究和解决采矿工程综合优化问题的采矿工程学科分支模型类型 ：划分为物理模型和数学模型 通过系统分析可以得到什么：可以把一个及其复杂、变幻莫测的现场实际系统，抽象提炼成一个简明扼要反映系统实质的模型4 建立模型的基本要求：a客观性b准确性c简明性d 通用性 采矿系统工程应用范围： a矿床赋存条件的分析与评价b矿山开采设计规划c矿山建设及项目评价d矿山生产工艺系统e矿山压力及边坡稳定f其他方面13 区域化变化在一定空间范围内既有随机性又有结构性，这样的变量称为区域化变量。14 半变异函数的几个理论模型:a

3、球状模型b指数模型c高斯模型 变异 ：即矿床品位在不同地点的品位变化。半变异函数：即矿床品位在不同地点的品位变化，用半变异函数来求15 块金效应：表示两个样品的距离h很小，它们的品味仍存在差异，在地质统计学中把这种现象称为块金效应16 结构分析目的：在于寻找区域化现象的规律 正则化：点变量以体积平均量来表示。18 各向异性：两个方向的变异程度是不相同的这种现象称为各向变异 各向同性：当矿床得各个方向的变异函数均相同时称为各向同性。 变异函数的拟合即拟合方法：手工拟合，最小二乘法拟合20 克里金法：是以地质统计学为理论根据，用被估快段附近（或内部样品）的线性组合，对快段进行最佳无偏的估值计算。

4、24 屏蔽作用：较近的样品屏蔽了较远样品对被估块段的影响。25 克里金法的优点：a可提供最佳无偏的内插估计这里最佳意味着可获得最小估计方差。用克里金法估值的精确性，业经许多矿床应用实例的对比分析所证实b能定量的给出计算精度，即计算克里金方差，作为衡量估计误差的尺度c可用以判断勘探取样网格的合理性，为钻孔布置方案的优化提供理论依据。 矿床模型：用运筹学结合计算机技术方法进行矿山工程分析计算，要求建立一种以网格或快段为单元的数学模型，用以储存多种地质信息，这种数学模型称之为矿床模型 矿床模型建立方法：a距离加权法b地质统计学方法c地质界限法c人工神经网络方法27 被估块段地质参数与周围取样点参数有

5、一定的联系而且这种联系的n次方成反比n=1时为距离反比法n=2时为距离平方反比法 计算28 人工神经网络: 是由大量的，同时也是简单的处理单元广泛的相连接而形成的复杂网络系统32 评价：根据确定的目的的测定所研究对象的属性，并将这种属性变为客观定量的计算值或主观效用的行为过程 资源评价：指矿床赋存条件的定量化评价评价结果为采矿工艺方法选择、开采的可靠性提供决策的依据，更广泛的资源评价是指矿床开发条件的综合评价 33 开采工艺性评价的目的：采前评价是为了提供应用，采后评价是为了提供反馈的信息 ：39 评价指标权重的确定：是综合评价的关键部分。常用的方法有专家咨询法，成对比较法，无差异折衷法及其他

6、一些诸如回归分析，统计分析等数学方法46 露天矿开采境界：是指露天采场开采结束时的空间轮廓47 露天开采境界的优化圈定方法：a移动圆锥模拟法b动态规划法c图论方法d网络留法e参数化方法等50 移动圆锥参数应按不同区段的最终帮坡角度来确定51 移动圆锥模拟方法的优缺点：优点是原理易于明了且便于计算机解题，能适应不同帮坡稳点角的要求，必要时还可采用变化的矿块尺寸。其缺点是由于采用试凑方法，因而计算繁琐，消耗机时多，寻找优化结果难，特别是锥间重叠问题如何解决，尚在研究当中54 二维动态规划圈定开采境界步骤 a以设计断面上得净利矩阵作为基础资料b将净利矩阵化为按列累计净利矩阵c增加一个零行，该行中各矿

7、块均赋以零值d选择第一行中累计净利值最大的矿块，由右向左沿矢线即可圈定出最终开采境界，在该断面上按此最终境界开采可获得最大盈利64 产量规模影响什么：直接影响到矿山的经济效益，投资规模以及建设速度等 影响产量规模的因素：a市场需求b资源条件c技术条件d其他条件65 包括哪二层意义一时理论上得最优，即通过技术经济分析后可以得到无约束条件下最佳产量规模二十记过技术经济分析后在宏观约束条件的限制不能达到理论上得最优值，只能寻求满足一定约束条件下的最大值，此时的规模为一定约束条件下最大规模 优化矿山产量规模的核心问题 ： 建立矿山开采与产量规模之间的函数关系或收益与规模的函数关系然后取最优值 。67

8、规模经济 ：是指建设项目在一定的范围内扩大生产规模而使单位生产成本下降获得的利益。 经济规模 ：是指在产品生产系统各生产要素合理配置的情况下，能取得经济效益的生产规模 合理规模：要进行规模经济评价，使确定的矿山规模符合规模经济的规律而获得的规模效益并应避免出现规模不经济带来的收益递减的损失76 三者合理匹配原则：a圈定的矿田储量能使相应产量规模的经济效益达到或接近最优值b能使开采范围适合于露天矿最优工作线长度的优化结果，对于矿井而言，则应考虑井田尺寸的优化要求c矿田储量与服务年限的匹配接近主要固定资产折旧年限的最小公倍数或其数倍 84 井型方案从几方面校核1. 满足设计规范对矿井最低服务年限的

9、要求2. 按采区一水平正常接替所需的年限校核同时生产的采区数目3. 井型的标准化91 采区设计优化目的就是在各种可供选择的定性定量参数中选 取最优方案和参数 采区设计内容 包括两个方面，一是选择采煤方法，采区机械装备；二是确定采区巷道布置系统及其主要参数 92 采区巷道布置主要参数选择：93 采区设计优化内容 采区类型、采准巷道的数目和位置、联络巷道形式、采区走向和倾斜长度、采煤工作度和区段数目、同时生产的工作面数目和采区生产能力等。 采区102 矿井设计优化中采用的评价指标有那些1. 建井工期2. 矿井生产能力3. 初期投资4. 初期井巷工程 量5. 折算费用6. 矿井服务年限7. 资源采出

10、率8. 占地面积111 露天矿长远设计优化理论与方法分几类、特点 综合优化方法有向图系统模拟方法的实质：采用有向图系统来描述露天矿在时间及空间上的动态发展规律；用系统模拟方法进行各项设计计算；对露天开采设计中重大决策问题进行动态综合优化。113 矿用有向图系统特点 ：其顶点数与变数相同，边的编号与其尾顶点的编号相同。圈的方向一律定义为顺时针方向。 底盘有向图的参数：各顶点的三维坐标；各弧的相位角i及扩展相位角i；各弧的特征指标（A,B,C）120 露天矿场潜在的生产能力受限于剥采工作线推进强度及矿山工程垂直延深强度 取决于 可能布置的采剥设备数量级相应的工作线推进强度。 用 已有的各开采水平有

11、向图 可以找出采剥工作线长度，来定设备，定生产能力122 矿岩运输距离分几种：内部排土与外部排土 内排/外排怎么算（重心）128 露天矿CAD人机交互功能特色：剥采关系交互式调整；排土厂设计计算；矿岩流向流量优化；剥采工程年度规划；CAD工程绘图132 矿区系统主要有哪些分系统：煤炭生产系统；煤矿工程建设系统；煤炭洗选加工及综合利用系统；地质勘探及测量系统；机电维修及服务系统；材料供应系统； 矿区运输系统；矿区供电系统；矿区信息系统；矿区给排水系统；矿区安全检查及救灾系统；矿区管理及生活服务系统；矿区多种经营及环境保护系统矿区系统特征：系统性；综合性；动态性；各异性；随机性；后效性 134 矿

12、区规划评价指标：矿区规模和产量；矿区经济效益；矿区生产的社会效益；矿区基本建设投资；矿区生产的机械化水平；矿区全员效率137 生产矿井产量变化阶段：刚投产矿井的产量增长阶段，随后的正常生产阶段和后期的产量衰减及矿井报废阶段。 产量变化原因：煤层地质条件的变化；生产技术水平和设备性能的提高以及管理水平的变化；社会政治和政策因素的影响。 连续稳定性的标准：稳定区的矿井产量初步确定允许波动范围为稳产值的15%；稳定年限按具体矿井确定，一般不小于20a，并且不同稳定期内允许有不大于4a的低产期。什么作为矿井增产的合理界限：满足连续稳定性的标准的条件的最大可能矿井生产能力139 编制矿区长远规划的的主要

13、任务：确定矿井改扩建和新建矿井的数量和规模 要解决什么问题：需要考察矿区总投资、总产量和经济效益三者的相互影响和制约关系，用以解答如何合理使用资金使其发挥最大利益；在有限的投资条件下，如何满足矿区总产量要求；为满足矿区总产量增长幅度，所需要的最低资金等问题。144 矿区目标规划通用模型三个部分：进行原始数据处理；通过模拟产生矿区规划可行方案；目标规划综合评价147 用于评价和选择矿区生产规划方案的指标根据矿区规划定量上的内容为矿区产量、效益和投资，153 矿区系统的动态特征1.矿区煤炭生产系统 2.矿区技术经济系统 3.矿区环境系统 154 矿区规划的SD模型：a矿区煤炭生产系统b矿区技术经济

14、系统c矿区环境系统166 露天矿开采工艺优化决策：主要包括工艺形式的选择、主要开采设备的选择、主要技术参数的确定等功能。 露天矿开采工艺分层结构及综合评价指标体系（太长）174 采煤机的运行状况受什么影响：工作面的地质条件，如煤层厚度、倾角、煤的硬度、夹矸、顶底板性质等技术条件，如工作面长度、设备型号、进刀方式等；其他工艺环节的影响，时开时停，运行速度时高时低176 采煤工艺及设备优选的评价指标：采煤工作面单产水平，t/d;工作面工人效率，t/工；工作面吨煤成本，元/t；设备投资，万元；生产的可靠性 影响采煤工艺及设备选择的主要因素：有开采煤层厚度（或采高）及厚度变动范围、煤层倾角、煤的硬度、

15、夹矸层厚度、硫铁矿含量、顶板类别、底板类别、断层等地质构造、瓦斯涌出量、涌水量等。178 采煤方法选择的决策支持系统及其内容：决策支持系统（DSS）是面对结构化程度不高的问题，把模型或分析技术与传统的数据存取技术及检索技术结合起来，开发出易于为非计算机专业人员以及交互会话方式使用的计算机程序，用于支持决策者进行决策，为其提供最优决策和不同决策时各项结果。188 系统模拟：或称系统仿真，是通过观测系统结构及其随时间的变化而建立起一个模型并对其求解的一种技术。192 事件步长法：是按照系统中依次发生的事件来推进模拟时钟的，即从所有事件中选取最近事件优先处理。 定时步长法：是以等长的时间间隔t把整个

16、模拟过程划分为许多步。206 排队系统三个部分：1、输入过程。2、排队规则。3、服务机构。 排队系统中的基本参数指标：1、队长。 2、排队长。3、逗留时间。4、等待时间。213 矿山生产系统可靠性的特点？ 研究内容：可靠性数据的采集与统计分析，可靠性量化指标的选取与计算，确定研究方法与手段，建立可靠性数学模型，求解设备或系统环节及整个系统的可靠性，提高矿山生产系统可靠性的仿古与途径。214 连续开采工艺：是指矿岩的采掘、运移和排卸是连续进行的。225 柔性生产系统及其主要特点 通常把带有缓冲仓的连续运输系统统称作柔性生产系统。 主要特点是当仓前环节故障是仓后环节可继续运送仓中的存料，当仓后环节

17、故障时仓前环节可继续往仓中存料，因此在一定时间内整个运输系统并没有故障。265 系统模拟及CAD方法 概念 特点：1、方法灵活性强，适于处理采矿工程多目标参数的动态大系统寻优。2、运用交互式技术及反复迭代，可以逐步逼近最优解，得到满意结果。 314 人工智能方法：指从各个方面模拟人类智慧而形成的范围广泛的计算方法。320 虚拟现实技术： (灵境技术) 通过VR技术在计算机上创造出一个三维的现实环境，通过感官及专用装置进行人际交互活动，使人们感到身临其境，直接参与该系统的各项活动。一、填空(每空1分共30分)1、矿山系统的特性有 、 、 和资源冗余性。2、控制系统有 控制系统和 控制系统两种。3

18、、尖顶模型有双峰性、 、 、 四个特征。4、人工智能学科体系包括 、 、 三方面内容。5、矿山系统模型可分为 、 、 三大类。6、矿山系统预测的方法有 、 、 三类。7、决策可分为 、 、 三种。8、决策过程有 、 、 三个阶段。9、时间-费用优化分为 、 、 。10、随机网络的输入侧有异或型、 和与型三种。11、随机离散事件是一系列按 、随机发生的具体事件。12、冗余系统的可靠性分为 、 和混联系统的可靠性。二、名词解释(每小题3分共15分)1、反馈：2、开环控制系统：3、系统工程：4、历史模型：5、均匀随机数：三、问答题(每小题5分共30分)1、什么是系统学第二定律？2、什么叫负反馈？3、

19、系统工程有哪些特征？4、矿山系统建模的主要方法有哪些？5、按决策的重要性决策可分为哪三类？6、随机变量分为哪两类？四、作图题(共25分)1、画出闭环控制系统方框图。(8分)2、画出H.A.Simon决策过程图。(6分)3、画出图解评审法计算机网络模拟流程图。(11分)采矿系统工程学试题答案一、填空(每空1分共30分)1、矿山系统的特性有 目的性 、 环境适应性 、 环境改造性 和资源冗余性。2、控制系统有 开环 控制系统和 闭环 控制系统两种。3、尖顶模型有双峰性、 双参量 、 突变性 、 滞后性 四个特征。4、人工智能学科体系包括 人工智能理论 、 人工智能原理 、 人工智能技术 三方面内容

20、。5、矿山系统模型可分为 形象模型 、 模拟模型 、 符号模型 三大类。6、矿山系统预测的方法有 定性预测 、 时间序列预测 、 因果关系预测 三类。7、决策可分为 确定型决策 、 风险型决策 、 不确定型决策 三种。8、决策过程有 理解 、设计、 选择 三个阶段。9、时间-费用优化分为 直接费用 、 间接费用 、 总费用 。10、随机网络的输入侧有异或型、 或型 和与型三种。11、随机离散事件是一系列按 时序 、随机发生的具体事件。12、冗余系统的可靠性分为 并联系统的可靠性 、 待机系统的可靠性 和混联系统的可靠性。二、名词解释(每小题3分共15分)1、反馈：控施装置把被控对象的输出作为本

21、身输入的一部分，使结果影响了原因，然后又去影响结果。2、开环控制系统：凡没有回路的控制系统都属于开环控制系统。3、系统工程：系统工程就是指从整体出发，达到工程设计、生产和使用的最优化。4、历史模型：期望是基于过去历史外推而产生的。5、均匀随机数：是指服从均匀分布的随机变量的样本值。三、问答题(每小题5分共30分)1、什么是系统学第二定律？答：在保证环境所允许的系统功能(目的)的前提下，使整个系统的时间、空间、能量和信息的利用率达到最高。2、什么叫负反馈？答：如果控制系统的输出量反馈回来抵消一部分输入量，从而使输出比原来的变化趋势减弱以接近目标值的现象就叫负反馈。3、系统工程有哪些特征？答：系统工程具有整体性、关联性、有效性、社会性、客观性。4、矿山系统建模的主要方法有哪些？答：有直接分析法、统计分析法、计算机模拟法、功能模拟法、信息法等。5、按决策的重要性决策可分为哪三类？答：决策按重要性来分可分为战略决策、策略决策和执行决策三类。6、随机变量分为哪两类？答：随机变量分为连续随机变量和离散随机变量两类。四、作图题(共25分)1、画出闭环控制系统方框图。(8分)2、画出H.A.Simon决策过程图。(6分)3、画出图解评审法计算机网络模拟流程图。(11分)