矿井开拓系统优化设计方法初步研究

摘要

矿井开拓系统是矿井设计的核心内容和关键环节。由于传统设计方法存在缺陷，相关研究成果不能满足实际应用的要求，探索新的矿井开拓系统设计方法已经成为工程设计的迫切需要。针对矿井开拓系统设计，本文采用系统工程、软件工程、结构化分析等研究方法，开展矿井开拓系统优化设计方法研究。主要研究内容包括3个方面:设计程序、设计理论和设计工具。设计程序是一个标准化的设计过程，具有最广泛的适用性，矿井开拓系统设计必须依据这个设计程序进行;设计理论指设计过程中采用的工程原理和方法，具体指系统工程和系统评价的理论和方法;设计工具指矿井开拓系统设计软件。论文得到了以下结论和研究成果:
　　矿井开拓系统设计受多种因素的影响，其实质是一个复杂的信息处理过程;知识和经验在这个过程中起着不可替代的作用，设计的合理性和科学性必须依靠标准化的设计程序来保证;系统工程和系统评价方法是指导设计过程的关键理论;矿井开拓系统设计软件将设计程序和设计理论软件化，可以为设计过程提供极大的便利;在大量调查、研究工作基础上，论文获得了矿井设计、建设和生产过程中有关矿井开拓系统的宝贵知识和经验;采用结构化的分析方法，研究了矿井开拓系统设计过程的实质，查明了与这个过程有关的全部信息处理活动以及信息之间的转换方式;在此基础上，论文采用软件工程的方法和原理对软件开发展开初步研究，并获得软件需求分析的功能模型。为了实现优化设计，论文致力于建立由设计程序、设计理论和设计软件组成的矿井开拓系统设计方法体系。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 概述

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目标

1．1．3 研究意义

1．2 矿井开拓系统及设计方法研究综述

1．2．1 矿井开拓系统的特点

1．2．2 矿井开拓系统类型

1．2．3 矿井设计方法研究综述

1．2．4 存在的主要问题

1．3 研究方法

1．3．1 系统工程方法—系统评价

1．3．2 软件工程方法—需求分析

1．3．3 结构化分析方法—IDEF0方法

1．3．4 矿井开拓系统设计过程的实质

1．4 研究内容及论文的结构

1．4．1 重要概念的定义

1．4．2 研究内容

1．4．3 论文的结构

第2章 矿井开拓系统设计的地质依据

2．1 影响矿井开拓系统的井田地质因素

2．1．1 地质构造对矿井开拓系统的影响

2．1．2 水文地质工程地质对矿井开拓系统的影响

2．1．3 煤与瓦斯突出对矿井开拓系统的影响

2．1．4 其它井田地质因素对矿井开拓系统的影响

2．2 井田地质报告分析与评价的必要性

2．3 井田地质报告分析

2．3．1 自然地理、地面受保护对象、采空区

2．3．2 地质构造、陷落柱、岩浆侵入体

2．3．3 瓦斯、顶底板条件、煤的自燃倾向性、地温及地压

2．3．4 水文地质、工程地质、环境地质

2．3．5 煤层、煤质、资源／储量

2．4 井田地质报告评价

2．5 小结

第3章 矿井开拓系统方案设计

3．1 方案设计的依据和原则

3．1．1 设计依据

3．1．2 设计原则

3．1．3 设计内容

3．1．4 设计深度

3．2 矿井开采规划

3．2．1 矿井资源／储量

3．2．2 矿井设计生产能力

3．2．3 井田内的开采顺序

3．2．4 矿井开拓延深

3．3 开拓巷道设计

3．3．1 井筒及工业场地位置

3．3．2 井底车场布置

3．3．3 主要大巷布置

3．4 矿井开拓系统方案集

3．5 小结

第4章 矿井开拓系统方案的系统评价研究

4．1 矿井开拓系统优化设计目标

4．1．1 方案评价指标体系的建立原则

4．1．2 方案评价指标体系的建立

4．1．3 方案评价的指标权重问题

4．2 矿井开拓系统方案的经济评价

4．2．1 建设项目经济评价

4．2．2 无约束条件下的单方案选择

4．3 矿井开拓系统方案的系统评价

4．3．1 层次分析法作为方案系统评价方法的原因

4．3．2 建立方案系统评价的递阶层次结构

4．3．3 构造两两比较判断矩阵

4．3．4 确定各层元素的相对权重

4．3．5 计算各层元素的组合权重

4．4 方案系统评价过程的信息流

4．5 小结

第5章 方案决策

5．1 方案决策需要考虑的几点因素

5．1．1 方案的安全性

5．1．2 井巷施工技术

5．1．3 矿井建设工期

5．2 经济效益最大化是最根本的决策目标

第6章 结论及展望

6．1 论文的主要结论

6．2 新意

6．3 研究展望

参考文献

致谢

参加设计项目及发表论文情况

附录部分