有答案-采矿系统工程试卷b

系 级 班 考生姓名 学号 任课教师姓名 第 选课教学班 ……密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题………………

2012——2013学年度上期

《采矿系统工程》试题（B 卷）

题号

一

二

三

四

五

六

七

八

九

十

总分

得分

说明：本试题共 2 页 4大题，适用于矿业 系 12 年级 2班。考试时间：120分钟。

得分 阅卷人 一、名词解释（每小题5分，共25分）

1、 矿床资源条件：矿床资源条件是矿床自然赋存特征的总和。（2分）一般包括资源的地质条件

即矿石的储量、质量、和地质构造等因素以及技术条件矿层结构、埋藏条件、采运条件、水文、工程地质条件及自然地理等。（3分）

2、 矿山产量最优规模：矿山产量最优规模包括两层意义:①理论意义上的最优，即经过技术经济

分析后，可以得到无约束条件下的最佳产量规模（2分）②合理规模，即经过技术经济分析后，由于宏观约束条件的限制，达不到理论意义山的最优，只能寻求满足一定约束条件的最大值，这时的规模在一定约束条件下为最大规模。（3分） 3、支托模型：一个各向同性的、中心对称的圆锥体，（2分）反映上下分层矿层方块之间的关系的矿岩支托结构（3分）

4、露天矿CAD 人机交互功能特色：①剥采关系交互式调整；②排土厂设计计算；③矿岩流向流量优化；（3分）④剥采工程年度规划；⑤CAD 工程绘图（2分）

5、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，（3分）即从所有事件中选取最近事件优先处理。（2分）

得分 阅卷人 二、判断题（请把答案写到题前的表格中,每小题3分，共 15分）

1、 生产集中化是指在较小的空间内，以较小的工程，占用较小的设备，用最少的劳动消耗，取

的最佳的经济效果。（对）

2、 系统有向图的特点是定点数与边数相等，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。（对）

3、 在机械化生产的采煤工作面中，所有工序都是以采煤机运行为核心的，采煤机运行状况代表

着采煤工作面的生产状况。（对） 4、 车铲比等于汽车书与挖掘设备之比。（对）

5、 矿床模型是用文字、图解或表格形式表示，来描述某类矿床基本特征的综合概念（对）

得分 阅卷人

三、简答题（第1题10分，第2题8分，第,3题5分，第4题7分，，

共 30分）

1、试列举你所见矿业系统中的若干种排队现象，并分析采用排队论方法解决这些问题的适用性，如用问题试提出改进的解决途径。

答：①矿山采掘系统运输系统的排队论②矿井掘进工作面上穿孔、爆破、装载、支护等各个工序常见到依次等待的排队问题。（2分）运用埃尔朗分布的有限顾客循环排队模型。图像有以下特点：当k=1时为复指数分布函数 当k 增大埃尔朗分布图像由不对称逐渐向对称型过渡。（2分）当k ≥30近似于正态分布，当k →∞时，变为确定型分布。可是一般的埃尔朗分布属于完全随机与完全确定之间的中间型分布，其具体特征数由阶数k 所规定。（2分）在实践中以根据矿山实际资料进行统计分析，用不同阶数埃尔朗分布分别拟合各项作业时间等参数，从而形成埃尔朗分布的循环排队系统。（2分）这种排队模型摆脱传统的负指数分布模式可能成为用排队论方法解决矿山工艺配合问题的一条新途径。（2分）

2、采区优化的准则有哪些？

最优准则取多项评价指标时①采区吨煤费用最低②采区生产能力最大③采区巷道掘进量最小④采区准备时间最小⑤煤炭资源损失少，采出率高⑥有利于采区接替和生产稳定，采取服务年限长⑦便于生产管理，同时生产的采煤工作面少⑧采区生产系统安全可靠（每点1分）

3、矿井设计方案优化为什么要采用多目标决策？

系 级 班 考生姓名 学号 任课教师姓名 第 选课教学班 ……密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题………………

答：在矿井开拓方案的优化准则的指标中，最优性准则有折算费用最低或利润最高或劳动消耗最低，其后又加入时间对投资和费用的影响等。（2分）但是在实际上，在矿井设计方案选择的决策中，都是从多方面进行综合分析，使用单目标决策的方法已经不能满足需求，因此采用多目标决策方法。（3分）

4、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（3分）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（2分）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。（2分） 得分 阅卷人

四、论述题（从下列3题中选作2题，每小题15分，共 30分）

1、编制矿山采掘工程计划的数学规划诸法（如整数规划、动态规划、目标规划等）得特点是什么？试结合其数学模型分析。并对诸法在应用中存在的问题及其解决途径进行探讨。

答：①整数规划的特点：一般是针对某一开采时间建立的。但由于待采矿块集合往往很大，过多不易于求解。由于矿山采掘工程计划课题的动态复杂性，上方法的通用性尚有不同的看法，如近年来有研究用拉格朗日参数化方法求解整数规划的模型是不敛的，也不可能得到采掘工程计划的最优解。（5分）②动态规划的特点及存在的问题：基于每个开采阶段可能有若干个决策，相应的剥采进度计划可行方案，而以某一可行解为起点，又派生出下一阶段若干个可行决策，由此逐个不断发展下去，不同阶段的决策集合将形成多个策略，而动态规划的任务即在众多决策中寻优。该方法的可行性决策数将随着开采阶段数的增加呈指数关系迅速增大，给计算机造成“维数障碍”。（5分）解决途径：⑴N-best 争相删减法⑵优化方案删减法⑶分组修剪法③目标规划的特点：目标规划适用于解决多目标优化问题，而且由于引起了偏离变量和目标值的概念。在对系统进行优化时，除了可以实现对目标的极大化极小化这两种优化方式之外，还采用了“尽量接近目标”，“最好超过目标”和“最好低于目标”这三种优化方案，从而增加了决策的灵活性，再者目标优化级的划分，便于对系统按层次进行分析并作出综合优化决策。（5分）

2、在矿压规划中采用0-1规划和目标决策的作用是什么？试结合数学模型进行分析 答：“0-1”作用：在编制矿区生产发展长远规划时，主要任务之一是确定生产矿井改扩建和新建矿井的数量和规模。（3分）其作用是①考察矿区投资、总产量和经济效益三只之间的的相互影响和制约关系。确定如何合理使用资金使其发挥最大效益②在有限的投资条件下，确定如何满足矿区总体要求③确定在满足矿区总产量增长幅度下，所需的最低资金等问题。（6分）“目标规划”的作用：①目标规划是：多目标决策问题最优化、多种求解方法中最有效的一种②检测各矿井改

扩建前、后的产量效益、成本及改扩建、新建的投资分配，还可以预测生产矿井不改扩建的产量、成本③模拟产生矿区规划可行方案，对方案进行综合分析。（6分） 3、如何模拟采煤机生产过程，能够得出那些结果？

答：以采煤机运行为主体的采煤工作面生产状况模拟适用于采用最小时间事件步长法，即模拟采煤机开动生产和因故障停顿两种事件的交替变化，用以反映工作面出煤情况。（5分）模拟的初始状态定为工作面生产班的开始时间，采煤机停在工作面下端，然后由交接班事件的固定停顿，采煤机开始运行，发生故障停机，故障消除后再次运行等，直至一班时间结束再进入下一班，直至给定的班数模拟完毕。（5分）结果：每班的煤炭产量、进刀数、推进度、开机停机时间和开机率经若干个班的模拟，可得出平均的班产量、日产量、日进度、开机率等。（5分）