采矿工程论文

采矿工程毕业设计论文

采矿工程是一个国家的重要产业,采矿工程直接关系到国家资源、能源的正常供应和使用安全。以下是专门为你收集整理的采矿工程毕业设计论文，供参考阅读！

采矿工程方法优化研究

【摘要】采矿工程中的许多方法都是可以优化的，比如采矿工程中的开拓系统和采矿方法。这些方法优化问题，由于决策变量众多，并且不同情况的所起的作用不同，导致多数问题都是复杂的非线性化问题，不仅如此变量之间的联系有时很难用确切的数学模型或者数学表达式表达出来。因此我们考虑到可以利用计算机技术和人工智能的技术来实现采矿工程中方法的优化问题，比如遗传算法，神经网络等，本文从上述几种技术角度，结合实际例子探讨了采矿工程方法的优化问题。

【关键词】采矿工程;优化;采矿方法

采矿工程中的许多问题的决策和方法的优化，都是多决策变量问题。以往对这种问题的处理方式都是采用单一变量法，即采用固定其他变量使其值保持不变，通过变化某一变量来探索这一变量对目标函数或目标问题结果的影响，从而找出最优解。虽然这种方式大大简化了这种多变量问题的求解方式，但是它忽略了各个变量之间的相互关系，以及他们之间的相互作用对最终结果的影响，因此所得的结果并不是真正的最优值。为了求得真正的最优解，需要同时改变各决策变量，探索他们在这种情况下和目标的关系以及的对目标结果的影响，从而找出综合最优值。

1、优化方法

1.1遗传算法的定义

遗传算法是一种自适应优化的方法。这种方法基于生物进化的原理，它模拟了生物进化的步骤，将繁殖、杂交、变异、竞争和选择等概念引入到算法中。[1]通过对一组可行解的维持和重新组合，在多决策变量共同作用的条件下，改进可行解的移动轨迹曲线，最终使它趋向最优解。这种方式是模拟生物适应外界环境的遗传变异机理，克服了传统的单决策变量法容易导致的局部极值的缺点，是一种全局优化算法。

1.2神经网络的定义

人脑思维方式的一大特点就是：通过多个神经元之间的同时的相互作用来动态完成信息的处理。人工神经网络就是模拟人脑思维的这种方式，通过计算机来完成一个非线性的动力学系统，可以实现信息的分布式存储和并行协同处理。

1.3遗传算法与神经网络协同优化

由于采矿工程的问题很难用一个显式来表示，所以我们可以利用人工神经网络强大的非线性映射能力建立决策变量和目标函数的关系，实现对问题的显式化，然后用遗传算法对这个目标函数的决策变量进行搜索和寻优，搜索到后就输入之前已经建模好的神经网络，网络将自动进行学习和匹配，从而我们可以计算出目标函数对该组决策变量的适应性，然后根据适应性进行遗传变异操作，反复多次后即可寻得最优解。

2、优化实例

2.1遗传算法在矿石品位优化中的应用

遗传算法是由原始数据，模拟优胜劣汰的方式通过反复迭代获得最优解，在这里实质上是随机生成一组矿石品位，利用自适应的技术调整品位，经过反复迭代计算，逐步逼近最优解。

(1)编码：用定长字符代表遗传中的基因，在这里表示某种特定品位，编码顺序依次为边界品位、最小工业品位、原矿品位和精矿品位。[2]

(2)初始群体：每次迭代的初始群体由上一次迭代生成，第一次的初始群体随机生成，每个群体包含的个体数确定。

(3)适应度：自然界中的适应度是生物个体对自然界的适应程度，适应度大，那么它存活下来的可能性就大。类似的这里的适应度是衡量个体优劣的指标，可以驱动遗传算法的优化，本例中的适应度取不同品位的矿石所能取得的净现值。

(4)复制和交换：根据达尔文进化论，适应性强的个体容易生存下来，那么他们的有利性征就被保留了，同样的不利性征就被淘汰了，适应性强的个体他们的后代跟他们的相似度会比较高，在遗传算法中可以用复制来代表这一部分;交换就是指上一代多个个体的部分基因相互置换产生新个体。

(5)突变：遗传算法中产生新个体的又一手段，通过求补运算完成。

(6)终止条件：遗传算法是迭代运算，在迭代到符合某一要求时停止，一般都是当群体的平均适应度或最大适应度变化平稳时，迭代终止。

2.2采矿工程优化实例

本处选择山东莱芜铁矿施工时的填充材料刚度与采场结构参数的优化问题来说明一下神经网络和遗传算法的具体应用。

山东莱芜铁矿谷家台矿区矿体赋存于大理岩与闪长岩的.接触带中，上部为第四系和第三系所覆盖，全部为隐伏矿体，矿脉地理结构十分复杂。[3]上部有河流流过，虽然河流和矿带之间有第三系的红板岩，但是由于局部天窗的分布，导致水层和第四系砂砾石层和灰岩层接触，隔水效果不好。由于灰岩层的含水性，导致这部分成为承压含水层。复杂的地质背景给开矿带来了巨大的难度，为了实现不改河、不疏干、不搬迁、不塌陷、不还水的“五不”方针，最终决定的开矿方案是采用矿体近顶板大理岩注浆补漏堵水措施与阶段空场嗣后胶结充填采矿方法相结合的综合治水方案。制约这一方案顺利实施的两个重要因素就是充填材料刚度与采场结构参数的优选问题。

设矿房宽度为Bf，填充体刚度为EC，бt为上盘出现的最大拉应力。推测得出：从安全性角度考虑，矿房宽度Bf越小，填充体刚度EC越大，则上盘出现的拉应力越小，施工越可靠;从经济型角度考虑，矿房宽度越大，填充刚度越小越经济，可以看出两者是相对的，我们要在这之间找一个最佳匹配值。使得上盘出现的拉应力小于但又接近于大理岩的抗拉强度。

先通过神经网络建立决策量Bf、EC和目标бt的映射关系，然后用遗传算法搜索最佳匹配，得到结果Bf=21.256m，EC=396.6MPa，бt=-1.9297MPa，最后进行的结果的合理性验证，表明这个结果是令人满意的。

3、结论

作为现阶段比较先进的计算智能和人工智能技术，遗传算法和神经网络着重于通过迭代算法和非线性映射来求得问题的最优解。由于绝大多数矿场的复杂条件导致采矿工程中的许多问题和方法的决策存在众多的决策变量，并且多数变量和目标量的关系都是非线性的，这些特点使得遗传算法和神经网络等现代先进智能技术能很好的运用到采矿工程的优化中去，通过文章研究和实例证明，对于采矿工程的方法优化，遗传算法和神经网络能起到很好的效果，随着这些技术的进步，他们将会为采矿工程的优化方面提供更有力的帮助。

参考文献

[1]李云，刘霁.神经网络与主元分析在采矿工程中的应用[J].中南林业科技大学学报，2010，30(6)：140-146.

[2]张磊，柴海福.浅谈人工神经网络在采矿工程中的应用[J].学术探讨，2008，(6)：172.

[3]刘加东，陆文，路洪斌.浅谈采矿方法的优化选择[J].IM&P化工矿物与加工，2009，(1)：25：27.

采矿工程论文题目参考

　　采矿工程主要研究学习矿床开采的理论和方法，发展矿业新技术。下面是我带来的关于采矿工程论文题目参考的内容，欢迎阅读参考!
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采矿工程师的论文写作，到哪里可以发表？

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采矿工程安全问题及应对措施论文

采矿工程安全问题及应对措施论文

摘要： 随着经济的不断发展，我国的采矿行业得到了快速的发展，但是目前采矿行业由于不规范的操作行为等原因，其存在着众多的不安全事故。笔者针对这个问题分析了采矿工程中存在的安全问题，并且提出了应对的措施，希望可以帮助采矿行业解决这个问题，保护人民的生命安全。

关键词： 采矿工程；安全问题；措施

矿产资源是一种不可再生资源，同时也是不断推动我国经济发展的重要资源，对于我国的科技发展也有着非常重要的作用。随着我国国门的打开，我国对于采矿行业的安全生产给予了高度的重视，从而使得采矿技术在逐渐的提升。但是在现实的采矿工程中，不可避免的还存在着一些安全问题。从而严重的危害到了采矿人员的生命安全，制约着我国经济的发展。

1采矿工程中存在的安全问题

1.1采矿技术设备落后

由于我国人民生活水平的不断提升，使得我国的采矿事业不断地发展，但是我国的采矿技术和采矿的设备远远落后于我国采矿事业的发展，这就直接导致了我国矿产资源的浪费[1]。由于我国社会的功利性，这就造成了许多企业为了追求盈利，煤矿为了追求产量效益，从而存在矿区在进行着各种小规模的开采。由于是小规模的开采，许多小矿井为了降低生产的成本，使得设备和技术都过于落后，这样降低了采矿的效益，同时对于在开采煤矿的期间对于安全不重视，从而没有采取相应的安全措施。从理论上可以实现自动化采矿，但是在实际开采煤矿的时候，采矿行业却未能做到标准的执行。在采矿过程中由于从业人员人流量过于频繁，导致很多从业人员没有接受采矿知识的培训，从而盲目的开展采矿工作，对于出现故障的设备只能依靠经验对其进行维修，并且在日常生活中不对采矿设备进行专业的保养，特别是对于电气设备、机械设备不进行专业的检修，从而导致了设备的严重磨损，对于生产环节的安全性带来了很大的危害。由于矿产地质的勘探技术的不到位，导致了不能将矿产地质进行深入的了解，并且在资源较少时，且达不到高效率之时，便会被采矿单位所抛弃[2]。从而使得我国的矿产资源受到严重的浪费，并且对于矿区的环境破坏较大。同时这种粗放型的开采模式严重的阻碍了采矿行业的发展，严重降低了采矿工程的经济效益。

1.2采矿过程中存在的安全问题

从日常生活中可以清楚地了解到，地下矿产资源的开采都是需要修建矿井，并且在采矿期间，从业人员都必须在井下工作。在采矿期间使用的是自动化设备，并且井下工作是需要照明系统的，这就意味着在井下是需要供配电的，但是在线路设计的时候采矿人员会为了方便，或者是降低成本，忽略了用电系统的总功率，往往只会优化部分系统。但是由于使用的设备过多，往往会超出线路的荷载，最终导致系统出现短路的现象，严重时还会出现火灾事故的发生。采矿从业人员在系统发生短路的时候，没有按照规范将设备断开，没有对静电采取防范措施，从而引发电器事故的发生[3]。由于矿产资源种类的繁多，所使用的采矿技术也是各不相同，并且在采矿之前一定要根据矿产地质层的深度制定采矿计划。当开采深度增加的时候一定要对松软地质层进行加固处理，避免坍塌事故的发生，这也是国家对于采矿行业的规定，但是由于高效益的诱惑，或者是大意，没有对松软地质层进行加固处理，从而造成了人员的伤亡。新闻中常见的矿区发生爆炸坍塌的罪魁祸首就是瓦斯。在开采矿产资源的过程中瓦斯会不断的涌出来，如果井下的通风设备不达标，采矿从业人员在吸入瓦斯后会发生中毒反应，出现生命危险。但瓦斯大量剧增的时候，一点明火便会引发矿区爆炸坍塌，造成人员的伤亡。同时地下水的渗透等等都会引发安全事故的出现。

2采矿工程中存在安全问题的应对措施

2.1提高采矿工程技术设备

采矿行业一定要对采矿从业人员的技术水平进行专业的培训，并且进行严格的考核，从而达到从业人员将实践和理论相结合在一起，希望通过此举，从而确保从业人员的安全，采矿行业的快速发展。但是在采矿的过程中仅仅依靠从业人员的技术很难保障采矿环节的安全，同时还应注重将先进的设备引进到采矿行业中，对使用中的设备做到专业的保养，并且定期的对设备进行检修，将磨损严重的零件进行及时地修理，如果磨损太过严重直接将零件进行更换，从而确保设备在采矿工程中的安全性。在采矿开始之前一定要将设备作业、人力作业区分开来，并做好相互配合、相互交接的工作，对于在采矿工程中所要使用到的电气设备一定要做好防火措施，对于供电情况进行检测，保证设备在使用的阶段不能超过供电系统的`荷载能力[4]。采矿行业可以将西方先进的采矿技术引进回国，指派技术人员到西方的采矿企业中去学习，将先进的技术带回国，同时可以帮助采矿工程中的管理人员将采矿期间所存在的问题、弊端进行整改。同时还可以合理的对采矿从业人员进行调查，并将员工的档案进行完善并且保存起来。同时还应做到和员工进行交流，听取员工对工作的意见和自己所擅长的技术工作，这样可以避免造成人才的浪费。并且在设备的选择中一定要结合实际进行开工，在采矿工程开始之前一定要对矿产区进行全面的、详细的检测，从而保证资源的合理利用，避免资源浪费现象的出现。在矿产区周边所使用到的设备、施工的质量等都要达到要求，包括矿产资源运输时所需要的公路的质量要求，这样可以确保矿产资源在运输的途中的安全。在对采矿从业人员进行培训的时候一定要吸取已经发生事故的经验，并对采矿的理论进行创新，这样才能培养出来专业的创新性的采矿人才。

2.2解决采矿过程中存在的安全问题

在采矿过程中最关键的就是安全，这不仅要求采矿的从业人员本身就具有安全意识，以及具有安全防范措施，并且还要保证在采矿工程中的设备等方面都要采取安全措施，假设没有采取安全措施就立刻停止采矿。在采矿工程中的领导者一定要对采矿过程中的管理者，或者是采矿从业人员进行安全方面的指导和监督，并且对安全进行全面的检查，将国家对于安全生产的相关法律法规彻底执行起来。领导者一定要熟悉矿井中能引发一切安全事故的相关因素，并对这些因素进行详细的分析，从而制定相关的安全防范措施。同时领导者为了给从业人员营造一个舒适、安全的工作氛围，可以采用科学的管理方法，并根据国家安全生产的相关规定制定出采矿工程中的安全细则和生产规范。从而确保从业人员的安全，促进采矿行业的不断发展。为了确保安全细则和生产规范的准确落实，采矿行业的领导者可以实施奖惩措施，对于在采矿过程中未能按照规范进行作业的人员采取经济处罚，严重时给予矿井管理者降级或者是开除的措施。并对已经发生事故的原因进行分析，记录资料，为以后的采矿作业提供经验。

2.3保护生态环境，落实可持续发展政策

由于现在的环境已经遭到了严重的破坏，因此在采矿的期间一定要对环境进行保护。矿产资源是一种不可再生的资源，因此一定要合理的进行开采，并对矿区的周边环境进行保护，这样可以有效的避免现存资源被破坏，或者是未成形的资源被破坏。从实践中可以清楚地知道地面植被，被破坏的生态问题一直都是采矿工程与自然界的主要矛盾所在[5]。因为在开采的过程中进行的钻井，会导致地表植被被破坏，土壤得不到保护，逐渐会形成荒漠化，这非常不利于地区的发展。因此在采矿工程结束后，采矿行业的领导者一定要对矿区的环境问题给予重视，其需要采用的重要措施是：对于地下空洞的回填，如果不加以回填或者是处理，那么在发生地震或者是自然灾害的时候，容易发生坍塌事件的发生。从而对于自然生态、环境的保护，以及人们的自身安全都会带来危害。所以采矿工程的技术人员一定要对现有开采工程的方式进行反思，制定出科学合理的开采方案，落实国家的可持续发展策略，从而避免安全事故的发生，提高开采的效益，加强采矿技术的不断改进。

3结束语

解决采矿工程中存在的各种安全问题，因此一定要改变落后的采矿技术、设备，这就要求采矿工程人员要对采矿技术进行创新，对采矿设备进行研究、更新，这样才能更好的发展采矿业，也能在很大程度上保障人们的生命安全，从而促进我国采矿业的不断发展，进而促进我国经济的发展。

参考文献：

[1]杨小明.浅析采矿工程中存在的安全问题及应对措施[J].能源与节能,2015(12):7-8.

[2]龙珠明.浅谈采矿工程中存在的安全问题及应对措施[J].民营科技,2012(10):205.

[3]荆利.采矿工程施工中不安全技术因素和应对措施探析[J].知识经济,2014(05):79.

[4]吴群绪.浅析采矿工程中的常见问题及应对措施[J].经营管理者,2014(20):373.

[5]骆明.浅析电网工程建设存在的安全问题及应对措施[J].科技与创新,2015(10):128-129.