非線性規劃法在礦井綜采工作面長度優化中的應用研究

黃威

（黑龍江龍煤礦業集團股份有限責任公司七臺河分公司新興礦，黑龍江，七臺河，154600）

非線性規劃法在礦井綜采工作面長度優化中的應用研究

黃威

（黑龍江龍煤礦業集團股份有限責任公司七臺河分公司新興礦，黑龍江，七臺河，154600）

在煤礦生產中，合理的工作面長度是實現高產、高效的重要條件。在我國影響工作面長度的因素主要有兩人，一個是技術因素，—個是經濟因素。技術因素主要包括設備條件、煤層地質條件及瓦斯涌出量等。在滿足技術因素的前提下，經濟因素是礦井優化設計中的重要指標。為了捉高礦井的產量、效率和效益，需加長工作面長度，但同時工作面長度增大，生產技術管理的難度也增大。因此，超過—定的長度，工作面的單產、效率、效益以及安全生產條件等都會下降。現以綜采工作面為例，用非線性規劃法介紹各項參數指標的優化選擇。

規劃法；礦井綜采；優化；研究

一、非線性規劃法

1、目標函數的確定

評價綜采工作面尺寸合理與否所要求的目標可以是多種多樣的。諸如噸煤費用最低，回采工效最大等等。根據所追求的目標，建立函數關系。通常將這一函數關系稱之為目標函數。

這就是說，目標函數z是關于工作面長度L的函數。為了使所求目標的實現，可根據實際情況對門標函數求極大值或極小值。

2、約束條件的確定

為了保證各項目標的實現，通常所建立的目標函數是有條件的，這些條件常稱為約束條件，簡稱約束。由于噸煤費用等—些費用表達式與有關變量之間是非線性關系，故此類模型屬非非線性規劃問題，對一些非線性規劃問題，有時無約束條件，則稱共為無約束問題。

二、優化綜采工作面長度

1、按回采二正效最大選取工作面長度

當推進速度一定時，工作面產量取決于工作面長度。而實際上隨工作面長度的增加而帶來管理上的難度加大，將降低推進速度，故有一長度為工作面最優長度L*。

設采煤機割煤速度為V1，空程速度為v2，輔助工作時間為t0,每日采煤班的總工作時間為了，每刀進尺為h，則單向割煤的每日的進刀數n為

通過對工作面分析可知，噸煤費用可由三部分組成，即隨工作面長度增加而增加的，隨工作面長度增加而減少的，不隨工作面長度增加而改變的。

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

三、結論

1、采用數學分析的方法，為綜采工作面的合理長度給出提供了科學的依據；

2、通過非線性規劃法在綜采工作面長度優化中的利用說明，工作面長度在經濟上存在其合理值，并非越大越好；

3、通過現場實例計算比較，不同工作面長度設計方案的噸煤費用高低相差較大，常在 10%以上，由此可見，進行工作面長度優化是十分必要的，具有明顯的經濟效果。

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，從事采礦技術工作。