非線性規(guī)劃法在礦井綜采工作面長(zhǎng)度優(yōu)化中的應(yīng)用研究

黃威

（黑龍江龍煤礦業(yè)集團(tuán)股份有限責(zé)任公司七臺(tái)河分公司新興礦，黑龍江，七臺(tái)河，154600）

非線性規(guī)劃法在礦井綜采工作面長(zhǎng)度優(yōu)化中的應(yīng)用研究

黃威

（黑龍江龍煤礦業(yè)集團(tuán)股份有限責(zé)任公司七臺(tái)河分公司新興礦，黑龍江，七臺(tái)河，154600）

在煤礦生產(chǎn)中，合理的工作面長(zhǎng)度是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效的重要條件。在我國(guó)影響工作面長(zhǎng)度的因素主要有兩人，一個(gè)是技術(shù)因素，—個(gè)是經(jīng)濟(jì)因素。技術(shù)因素主要包括設(shè)備條件、煤層地質(zhì)條件及瓦斯涌出量等。在滿足技術(shù)因素的前提下，經(jīng)濟(jì)因素是礦井優(yōu)化設(shè)計(jì)中的重要指標(biāo)。為了捉高礦井的產(chǎn)量、效率和效益，需加長(zhǎng)工作面長(zhǎng)度，但同時(shí)工作面長(zhǎng)度增大，生產(chǎn)技術(shù)管理的難度也增大。因此，超過(guò)—定的長(zhǎng)度，工作面的單產(chǎn)、效率、效益以及安全生產(chǎn)條件等都會(huì)下降。現(xiàn)以綜采工作面為例，用非線性規(guī)劃法介紹各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)的優(yōu)化選擇。

規(guī)劃法；礦井綜采；優(yōu)化；研究

一、非線性規(guī)劃法

1、目標(biāo)函數(shù)的確定

評(píng)價(jià)綜采工作面尺寸合理與否所要求的目標(biāo)可以是多種多樣的。諸如噸煤費(fèi)用最低，回采工效最大等等。根據(jù)所追求的目標(biāo)，建立函數(shù)關(guān)系。通常將這一函數(shù)關(guān)系稱之為目標(biāo)函數(shù)。

這就是說(shuō)，目標(biāo)函數(shù)z是關(guān)于工作面長(zhǎng)度L的函數(shù)。為了使所求目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)門標(biāo)函數(shù)求極大值或極小值。

2、約束條件的確定

為了保證各項(xiàng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，通常所建立的目標(biāo)函數(shù)是有條件的，這些條件常稱為約束條件，簡(jiǎn)稱約束。由于噸煤費(fèi)用等—些費(fèi)用表達(dá)式與有關(guān)變量之間是非線性關(guān)系，故此類模型屬非非線性規(guī)劃問(wèn)題，對(duì)一些非線性規(guī)劃問(wèn)題，有時(shí)無(wú)約束條件，則稱共為無(wú)約束問(wèn)題。

二、優(yōu)化綜采工作面長(zhǎng)度

1、按回采二正效最大選取工作面長(zhǎng)度

當(dāng)推進(jìn)速度一定時(shí)，工作面產(chǎn)量取決于工作面長(zhǎng)度。而實(shí)際上隨工作面長(zhǎng)度的增加而帶來(lái)管理上的難度加大，將降低推進(jìn)速度，故有一長(zhǎng)度為工作面最優(yōu)長(zhǎng)度L*。

設(shè)采煤機(jī)割煤速度為V1，空程速度為v2，輔助工作時(shí)間為t0,每日采煤班的總工作時(shí)間為了，每刀進(jìn)尺為h，則單向割煤的每日的進(jìn)刀數(shù)n為

通過(guò)對(duì)工作面分析可知，噸煤費(fèi)用可由三部分組成，即隨工作面長(zhǎng)度增加而增加的，隨工作面長(zhǎng)度增加而減少的，不隨工作面長(zhǎng)度增加而改變的。

建立以工作面長(zhǎng)度乙為決策變量的噸煤費(fèi)用的目標(biāo)函數(shù) minf（L）2、按噸煤費(fèi)用最低確定綜采工作面合理長(zhǎng)度

三、結(jié)論

1、采用數(shù)學(xué)分析的方法，為綜采工作面的合理長(zhǎng)度給出提供了科學(xué)的依據(jù)；

2、通過(guò)非線性規(guī)劃法在綜采工作面長(zhǎng)度優(yōu)化中的利用說(shuō)明，工作面長(zhǎng)度在經(jīng)濟(jì)上存在其合理值，并非越大越好；

3、通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例計(jì)算比較，不同工作面長(zhǎng)度設(shè)計(jì)方案的噸煤費(fèi)用高低相差較大，常在 10%以上，由此可見(jiàn)，進(jìn)行工作面長(zhǎng)度優(yōu)化是十分必要的，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果。

TU351

1674-3954（2011）03-0331-01

黃威，男，1969年出生，黑龍江雙城市人，采礦工程師，從事采礦技術(shù)工作。