《采矿信息技术基础》复习201112.doc

采矿信息技术基础总复习 提纲一、Excel报表几个常用图标、函数、菜单等求和、平均值、排序、图表、COUNTif、组合框、索引index、$的使用、行列式MDETERM()函数、解方程“工具单变量求解”菜单、矩阵MMULT()、矩阵求逆Minverse()等回归分析的原理一元线形回归的公式推导3用非线性回归求解时，往往有多个答案。需要至少作两种以上的曲线进行比较，根据经验并从相关系数较大者中选取。二、运筹学1线性规划单击“工具规划求解”菜单，出现“规划求解参数”对话框例1 某矿开采两层煤，1#煤层的末煤采出率为20%，2#煤层的末煤采出率为30%，若仅开采1#煤层，矿井生产能力为50万t/a，若仅开采2#煤层，矿井生产能力为20万t/a。由于采掘关系的限制，2#煤层年产量不能超过1#煤层。按照末煤的供销情况，矿井的末煤年产量不能超过12万t/a，试确定这两层煤的合理年产量，使得全矿产量为最大。例2 某矿有三个采区，根据生产技术条件，一、二、三采区工人的劳动生产率分别为5 t/工、4 t/工、3t/工，一、二采区工人分别不超过120人、200人，三个采区总人数不超过500人。按通风要求，三个采区每人所需风量分别为8m3/min、6m3/min、10m3/min，供给三个采区的总风量为3600m3 /min。问：如何安排三个采区的日产量，使得矿井得日产量达到最大？写出与此相似问题的目标函数和约束条件。线性规划应用线性规划可以用来解决产量、效率、利润等的最大化问题；也可以用来计算吨煤费用、总吨公里、材料消耗、运输等的最小化问题。满足于G (X) 0 一般都可用线性规划求解煤矿中运用得较为成功的是运输问题。2 0-1规划隐枚举法：只检查部分结果，不检查全部。例1分析：1）只有3个变量，可能出现 23=8种情况2）将8种情况列表于下： 约束条件 F(X) 0,0,0 00,0,1 40,1,0 ( -14)0,1,1 ( 34)1,0,0 ( 24)1,0,1 61,1,0 ( 16)1,1,1 ( 56)3）结论最优解为: (1,0,1), F(X)= 6例3 某加工厂每月有10万元流动资金用于购买原材料加工后销售。该厂计划个月内购进5种原料，每种原料加工后的收入和月度费用(万元)如表2-2 表2-2 原材料 费用(万元) 收入(万元)第1月第2月第3月第4月12.51521223721.515312.53.542541.5213.5185413430可用资金10101010列出目标函数和约束条件3、非线性规划分类1）有约束条件（1）不等式 G(Xi) 0采矿应用例子：采区参数优化矿井区域。（2）等式 G(Xi) = 0采矿应用例子：巷道断面优化。1 不等式约束条件1）网格法：（以二维求极大值为例，见图2-14）将方向划分为1m个小区间将方向划分为1n个小区间共划分为出mn方格a1b1 Xij ambn对应于任一Xij(aibj)，总能得到一对应的F(Xij)，比较：若F(Xij)F(X0)则F(X0) Max此法简单实用，但可能漏掉最优解。举例: 进行采区参数优化时，常将采区走向长度按一定的步长分为若干个区间。例如某采区走向长度6002000米，若步长取200米，则分为8个区间，若步长取100米，则分为15个区间，将每个区间点的值代入运算，可得到对应的目标函数值。这样，经有限次运算就能得到满足生产需要的近似最优解，但可能漏掉最优解。某采区采用图2.3.4所示的走向长壁开采采区巷道布置。设采区走向长度S从600m到2000m，步长200m；区段数目N从2到9个；工作面长度l从100m到240m；同采工作面数目n0从1到3个。按上述条件用采区参数优化程序进行运算，从中选出吨煤费用最小的前20名的方案。配合需要计算的方案数量为：走向长度S = 6002000m，步长200m，计算8次；区段数 N = 29，步长1，计算8次；工作面长 l = 100240m，步长20m，计算8次；同采面数n0 = 13，步长1，计算3次。因此，共需计算的方案数为：N方案 = 8883 = 1536（个）2 等式约束条件1）微分极值法应用：单条巷道断面优化2）拉格朗日乘数法应用：多条巷道断面优化用非线性规划进行采区参数优化1 编制经济数学模型的依据和方法1）目标函数与约束条件目标函数: (2-1)约束条件 SminSSmax NminNNmax lminllmax nminn0nmax式中 k采区巷道布置定性方案个数； S采区走向长度，m； N区段数目； l 回采工作面长度，m； n0采区内同时生产的工作面个数。在Zi=Z1+Z2+Z3+Z4+Z5+Z6+Z7+Z8中，重点掌握Z1的计算方法3 用微分极值法求解巷道最优断面1）确定最优断面的准则技术上：合理、便于施工，符合有关规定经济上：l 掘进费用l 维护费用 总和最小l 通风费用随着断面的增大，掘进和维护的费用增大，而通风费用则减小。因此应使综合总费用最小。具体地，5条标准2）用微分极值法求解巷道最优断面1）费用表达式(F)=YWP 式中(F) 单位长度巷道总费用Y单位长度掘进费W单位长度维护费P单位长度通风费2.3.6 用拉格朗日乘数法求解巷道最优断面多元函数 在条件 下的极值图 2-27 （推导从略）见高等数学 令 为任意常数 则解出 则（，）可能是极值点，见图2-27。2）对于巷道断面，有 可由：(2-38) 解出 其中：F断面，通风负压，H串联巷道总负压 F 即为所求巷道断面。图 2.-284） 已知：写出巷道断面优化计算表达式图2-29第3章 运筹学3.1 多目标决策加权相对偏离值最小法1） 原理以fij代表第j个方案的第i项指标 i =1,2,8；j=1,2,n；以fi0代表各方案中的第i项指标的标准值；则无量纲化指标ij 为：2）无量纲化3）权系数的体现4）偏差最小5）存在问题：合理的技术界限范围投票的人不同、采用的公式不同，得的结果不同。3.2 矩阵对策的最优策略解鞍点法1 简单的例子假定G=SS,A其中 A为： 支付表 1 2 3 4 1 0 2 1 0 2 -5 8 -3 -2 3 3 5 4 1第一步：的最大收入为8，必先出2； 第二步：的最大收入为5，必先出1使损失5；第三步：如果出1 ，必出3使损失3；第四步：如果出3 ，必出4使损失1；2 1 3 4 结束。2 思路如果对局双方都是有智谋的话，必然都不敢冒险，而是考虑对方总要使自己处于最不利的地位。为此，双方都应当从坏处着想，力争好的结果。3.3 非鞍点对策保密成了非鞍点对策的核心.3.4系统可靠性举例：一串联运输机系统由三台运输机组成，三台运输机的完好概率分别为：P(A1) = 0.9，P(A2) = 0.7，P(A3) = 0.4。如图3-6所示。则系统的完好概率计算： 例1. 某皮带运输机经7000小时观察，发生了10次故障。设故障间隔时间服从指数分布。试求该机的平均工作时间并分别计算从开机到工作100、500、1000小时后的可靠度。解：平均工作时间m = 7000 /10 = 700 (小时)工作100小时后的可靠度为：R(100) = e-100/700 = 0.867工作500小时后的可靠度为：例2. 某系统由三台运输机组成，如图3-10所示：a、b、c的有效度分别为：Aa = 0.9， Ab = 0.92， Ac = 0.81）求系统的有效度，2）如何改进三条运输机的结构，提高系统的有效度。解：1）A = (1(1Aa)(1Ab)*Ac 图3-10 串、并联举例 = (1(1-0.9)(1-0.92)*0.8 = (10.1*0.08)*0.8 = 0.79362）改进之一 A = 1(1AaAc)(1Ab) = 1(1-0.9*0.8)(1-0.92) = 0.9776 3）改进之二、三，.可靠性技术在煤矿中的应用1）大型矿井主要运、提设备采用两套。2）重要设备采用“备用”。3）设置煤仓。“缓冲”高峰生产，提高后级设备的可靠性。4）尽量减少不必要的生产环节，提高矿井生产的可靠性。（1）条件合适改走向长壁为倾斜长壁（少一道运输环节）。国内外已有整阶段整个水平布置一个大功率综采面的设想，这样将使运输环节最少。（2）用长距离胶带运输机代替多台短距离刮板运输机。（3）一台可弯曲运输机代替两台串联运输机。5）尽管采用质量好，效率高的设备及零、配件，提高“元件”可靠性。如用“多绳摩擦提升机”代替单绳普通提升机。3.5 层次分析1 明确问题，建立层次结构例：某单位打算购进一台机器，根据本单位条件希望购进一台满意的机器。要求 目标层：A，满意的机器 准则层：C，性能强、价格低、维护易 方案层：P，现有三个厂家产品可供选择，P1、P2、P3分别表示三种机型。方案层的三种机型：P1：性能好 价格一般 维护一般P2：性能最好 价格较贵 维护一般P3：性能较差 价格便宜 维护易单位领导考虑，希望购买性能好、维护易、价格低的机器。A满意的机器C1性能C2价格C3维护P1性能好价格一般维护一般P2性能最好价格较贵维护一般P3性能较差价格便宜维护 易目标层A 准则层C方案层P 习题 某单位打算购买一台586型计算机，要求性能好，价格合理，易维护。现有P1（进口原装）、P2（国产品牌）、P3（兼容机）可供选择。 P1（进口原装） P2（国产品牌） P3（兼容机） 性能最好 性能良好 性能一般 维护少 维护一般 维护量大 价格1.5万元 价格0.9万元 价格0.6万元用层次分析法给出判断矩阵B并用Excel进行运算，得出必要的结论图5.1.4 型方向代码图第五章1线型文件的含义 A，10，-3，0.2，-3，10*135，14，CROSS012，002，01A，001，01A，002，012，001，016，002，01E，001，01E，02CAD基础某同学准备用描图法从头到尾描一张“综采支架009”图，请指出该同学的以下操作哪些有问题，并简要写出正确做法。举例：将存有“综采支架009”位图文件z