大采高工作面生产系统优化仿真研究

论文摘要

工作面生产系统是采矿活动中最主要一部分,它受多种因素的影响并直接决定着矿井的生产能力。本文的目的是建立生产系统的仿真模型,并在此基础上结合经济分析,通过对输入参数的控制,找出在给定的设备条件和经济目标下的合理的工作面长度,以及在该长度下的产量制约因素,同时研究各影响因素对产量的影响情况及因素间的相互影响关系。为此目的,本文采用仿真手段,以晋城煤业集团寺河矿2307大采高工作面为研究对象,对其进行了优化研究。从对该工作面和该矿井其它已采工作面的系统参数入手,先对2307大采高工作面生产系统进行采煤工艺方面的优化。而后经过理论分析和仿真试验,给出对工作面平均日产量产生影响的重要因素。应用数理统计方法,找出了对工作面长度变化敏感的因素。再经过回归分析,给出了各敏感因素与工作面长度之间的关系。在此基础上对生产系统进行了各种工作面倾斜长度下的仿真试验并给出了试验结果和产量回归公式,以及在此种条件下较为合理的工作面长度范围,并针对该范围进行了经济优化分析。最后通过正交试验对工作面长度进行综合优化分析,为进一步优化生产系统指出了方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 仿真在矿业上的应用
• 1.2.2 仿真技术的应用前景
• 1.2.3 生产系统优化的研究现状
• 1.3 主要内容与研究思路
• 1.3.1 主要内容
• 1.3.2 研究思路
• 1.4 本章小结
• 2 大采高工作面特征
• 2.1 大采高综采技术现状与工作面特征
• 2.1.1 大采高综采技术现状
• 2.1.2 大采高工作面特征
• 2.2 寺河矿大采高工作面特征
• 2.2.1 寺河矿基本情况
• 2.2.2 2307 大采高工作面基本特征
• 2.3 本章小结
• 3 大采高工作面采煤工艺关键环节优化
• 3.1 进刀方式优化
• 3.1.1 进刀方式的描述
• 3.1.2 各种进刀方式下循环时间的计算
• 3.1.3 2307 大采高工作面合理进刀方式的选择
• 3.2 支护与移架方式的优化
• 3.2.1 支护方式优化
• 3.2.2 移架方式优化
• 3.2.3 支护与移架方式优化结果
• 3.3 本章小结
• 4 大采高工作面生产系统分析
• 4.1 仿真概述
• 4.1.1 基本概念
• 4.1.2 离散系统仿真的方法和步骤
• 4.1.3 Witness 仿真系统介绍
• 4.2 2307 大采高工作面生产系统的分析和界定
• 4.3 2307 大采高工作面生产系统参数
• 4.4 大采高工作面生产系统仿真模型构建
• 4.4.1 生产流程分析
• 4.4.2 Witness 仿真模型分析
• 4.4.3 Witness 仿真模型的建立
• 4.5 系统中各部件重要程度及其关联性分析
• 4.5.1 单因素对平均日产量的影响
• 4.5.2 主要影响因素的确定
• 4.5.3 部件关联性分析
• 4.6 本章小结
• 5 不同工作面长度下的大采高工作面生产系统仿真
• 5.1 WITNESS 仿真运行
• 5.2 WITESS 仿真结果分析
• 5.2.1 日产量稳定性的分析
• 5.2.2 各部件的工作状况分析
• 5.2.3 平均日产量分析
• 5.3 本章小结
• 6 大采高工作面生产系统的经济优化与综合分析
• 6.1 经济优化
• 6.1.1 搬家费用分析
• 6.1.2 掘进费用分析
• 6.1.3 设备费用分析
• 6.1.4 通风费用分析
• 6.1.5 基于费用的工作面长度分析
• 6.1.6 基于费用的分析结果
• 6.2 综合优化分析
• 6.3 本章小结
• 7 结论
• 参考文献
• 附录I
• 致谢