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计算机模拟法优化矿井开采技术参数

发布时间:2018-10-10


  1矿井生产影响因素及系统参数的随机性

  在许多复杂因素(其中有些是随机性的因素)的综合影响下,一些矿井生产系统的参数也带有随机性,在矿井生产的某一时刻,工作面采煤机是否正常运行,井下输送机载运煤流量的大小,煤仓是否装满,列车是否发出,生产是否发生故障等,都得随机的。我们不能肯定地知道它们是否发生、出现的特征如何,但经过大量系统地观测与统计,可以找出某一因素影响或事件发生的统计规率,从而获知某一事件发生的概率,借助概率论与数理统计的理论方法来确定它们。

  2开采课题计算机模拟的程序和方法

  进行开采课题计算机模拟的程序和方法可概述如下:

  1)实行系统分析。 首先应分析研究的客观系统(实体)。 弄清衡量客观系统的效果指标,即评价客观系统达到目的的目标函数,分析可以变化的因素(可控因素,可控变量)。 找出系统活动(行为)所遵守的客观规则,从而为编制模拟模型确定模拟原则。

  2)编制模拟模型根据实际客观系统的目标、可控变量和模拟原则来编制模拟模型。 与前述经济数学模型不同,模拟模型不是以数学分析表达方式的形式出现, 而是以表示逻辑关系与数值关系的流程图(框图)来表达的。 模拟模型要描述随着时间的流逝(模拟时钟增加一个增量),按照系统活动所遵守的规则---模拟原则可控变量的变化、某种事件的发生、系统状态的转移,以及它们对系统行为的影响。根据问题的性质,可以采用不同的方法构造出不同的模型。

  3)模拟模型的源程 序 ,并在计算机上实现 ,从而获得所需要的信息。

  4)模拟结果分析。 对模拟所得的信息进行分析。 对不同的定性方案或参数组合不同方案,按选定的技术最优性准则进行比选。

  3编制模拟模型的两种方法

  编制模拟模型可用时间步长法、事件表法。

  1)时间步长法。 根据所确定的模拟原则,对系统给定的一个初始状态 S0,以时间轴为准,起始时刻 T:=0,每经过一个单位时间,即一个时间步长,就对系统进行一次考查,查明可控制变量变化及其对系统行为的影响,一步一步地进行考查,就可得出系统参数和状态的变化情况。 现以采区煤仓容量模拟为例,每一个时刻采区煤仓内的存煤量Q,决定于该时刻以前煤仓原有的煤量,上山胶带输送机运来的煤量 P和列车装运车的煤量 q, 给定煤仓一个初始状态---原有煤量为 Q0,T:=0,每增加一个单位时间 :T:=T+1,就考 查一次来煤量 P 和 卸 煤量q,计算 一次当时的煤仓煤量 Q,Q=Q0+P-q,不断 进行考查 ,就可获得煤仓内煤量动态变化的信息。 时间步长法的步长可取为若干秒、分或时。视模拟所需的精度要求而定,由于每一步长相等,此法多用于系统行为在每一步长中有重复出现特征的问题。

  2)事件表法。 由客观实际系统,分析系统发展的状态和引起系统状态转移的事件,列出事件表。按照一定的模拟规则,不断改变各种事件的状态,从中记录或计算我们所需的数据。 首先给定一个特定状态作为初始条件,以此为出发点进行模拟。 从事件表中找出最近(当前)事件,处理该事件,模拟时钟增加一个增量,而后处理第二个事件,模拟时钟又增加一个增量,……,在这里,和时间步长法不同,模拟时钟的增量不是等步长的,而是由该事件所需的时间确定。

  4结论

  研究表明,井下生产的一些参数各服从于某种概率分布。 采煤机开机(运行)时间服从负指数分布,采煤机运行速度、生产例行维修时间、装车及卸车时间等服从正态分布,各类故障大多服从负指数分布。

  在具体矿井条件下,可通过统计分析,得出相应的分布函数的参数值,从而提供计算机模拟所需的原始数据。

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