地下金属矿山采装运装备配置遗传优化模型及应用研究

摘要

在地下金属矿山生产工艺中，凿岩、铲装和运输一直占有着重要地位，直接影响着矿山的经济效益。而这三大环节中设备的匹配组合又是重中之重，合理的机械配置能保证矿山生产能力按时完成，并且给矿山带来良好的经济效益。因此，开展地下金属矿山采装运设备的优化配置研究室有很好的理论意义和重要的实际意义。本文根据云锡老厂分公司29-4#矿体的开采设计说明，应用遗传算法对解决矿山采装运设备系统优化进行进一步的研究。
　　本研究主要内容包括：⑴从地下金属矿山具体生产特点出发，对矿山设备生产系统的优化机理进行研究，并总结评价了几种矿山装备系统优化中常用的目标函数。⑵根据地下金属矿山设备的数据特点，利用Microsoft Access数据库软件构建了地下金属矿山设备信息系统数据库，便于不同设备数据信息的管理、查询和调用。⑶研究了遗传算法相关理论和实现机制，并在此基础上建立地下金属矿山采装运多目标优化模型，以设备总购置费用最低为优化目标，以保证矿山设计生产能力和设备间富裕系数的关系作为约束条件，通过Evolver优化软件来实现矿山采装运设备系统的优化。⑷基于云锡老厂分公司29-4#矿体设备配置优化结果，就矿山生产规模影响因素进行敏感性分析，综合考虑不同矿山规模下的矿山工班生产能力，用SPSS软件分析拟合得到不同采装运设备组合和最小总购置费用值的关系曲线，并就拟合结果和实际费用的误差进行分析。⑸通过收集整理采装运设备信息，建立云锡老厂分公司29-4#矿体设备信息数据库，实现对开采设备的管理。以数据库中的设备信息数据为平台，对采装运生产装备进行优化匹配，找出最佳设备组合，使该矿山的产能和经济效益达到最优。最后根据不同矿山规模条件，拟合出采装运设备组合和最小总购置费用值的关系，对便于其它矿山在进行采装运设备优化配置时借鉴，具有广泛的参考价值和意义。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源

1．2 论文研究的背景和意义

1．3 国内外研究现状及应用

1．3．1 机械设备配置问题的研究现状

1．3．2 机械设备配置主要优化方法

1．3．3 遗传算法的发展历程和应用现状

1．4 论文主要研究内容和技术路线

1．5 本章小结

2 地下金属矿山设备系统特征及机械优化配置理论

2．1 地下金属矿山生产特点分析

2．2 地下金属矿山主要生产设备

2．2．1 凿岩机械

2．2．2 铲装机械

2．2．3 运矿机械

2．3 矿山机械优化配置的基本概念

2．4 矿山机械设备一般选型原则

2．5 矿山机械设备配套的目的及任务

2．6 矿山采装运装备配置优化过程

2．7 矿山机械设备优化配置常用模型评价

2．8 本章小结

3 地下金属矿山设备系统数据库构建

3．1 矿山设备系统数据库概述

3．2 矿山设备系统需求分析

3．2．1 信息需求分析

3．2．2 系统业务流程图

3．3 矿山设备系统数据库设计

3．3．1 系统设计的目标

3．3．2 系统功能模块设计

3．3．3 数据库概念设计

3．4 建立云锡老厂分公司29-4#矿体设备信息数据库

3．4．1 系统主界面设计

3．4．2 登录模块设计

3．4．3 凿岩设备信息模块设计

3．5 本章小结

4 基于遗传算法的矿山装备优化配置模型构建

4．1 引言

4．2 遗传算法基本原理

4．3 遗传算法的特点

4．4 遗传算法的实现过程

4．4．1 参数编码

4．4．2 初始群体的设置

4．4．3 适应度函数确定

4．4．4 遗传算子设计

4．5 矿山机械设备配置优化研究

4．5．1 生产能力优化数学模型的建立

4．5．2 遗传优化模型求解

4．5．3 算法参数的设置

4．5．4 优化结果分析

4．6 本章小结

5 矿山生产规模对采装运设备优化配置的不确定性分析

5．1 矿山生产规模的不确定性分析

5．2 地下金属矿山采装运设备购置费用回归模型的建立及应用

5．2．1 SPSS Statistics软件

5．2．2 回归分析预测法

5．2．3 地下金属矿山采装运设备购置费用函数拟合预测

5．2．4 预测精度指标

5．3 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望与不足

参考文献

致谢

攻读学位期间主要研究成果