非线性规划法在矿井综采工作面长度优化中的应用研究

黄威

（黑龙江龙煤矿业集团股份有限责任公司七台河分公司新兴矿，黑龙江，七台河，154600）

非线性规划法在矿井综采工作面长度优化中的应用研究

黄威

（黑龙江龙煤矿业集团股份有限责任公司七台河分公司新兴矿，黑龙江，七台河，154600）

在煤矿生产中，合理的工作面长度是实现高产、高效的重要条件。在我国影响工作面长度的因素主要有两人，一个是技术因素，—个是经济因素。技术因素主要包括设备条件、煤层地质条件及瓦斯涌出量等。在满足技术因素的前提下，经济因素是矿井优化设计中的重要指标。为了捉高矿井的产量、效率和效益，需加长工作面长度，但同时工作面长度增大，生产技术管理的难度也增大。因此，超过—定的长度，工作面的单产、效率、效益以及安全生产条件等都会下降。现以综采工作面为例，用非线性规划法介绍各项参数指标的优化选择。

规划法；矿井综采；优化；研究

一、非线性规划法

1、目标函数的确定

评价综采工作面尺寸合理与否所要求的目标可以是多种多样的。诸如吨煤费用最低，回采工效最大等等。根据所追求的目标，建立函数关系。通常将这一函数关系称之为目标函数。

这就是说，目标函数z是关于工作面长度L的函数。为了使所求目标的实现，可根据实际情况对门标函数求极大值或极小值。

2、约束条件的确定

为了保证各项目标的实现，通常所建立的目标函数是有条件的，这些条件常称为约束条件，简称约束。由于吨煤费用等—些费用表达式与有关变量之间是非线性关系，故此类模型属非非线性规划问题，对一些非线性规划问题，有时无约束条件，则称共为无约束问题。

二、优化综采工作面长度

1、按回采二正效最大选取工作面长度

当推进速度一定时，工作面产量取决于工作面长度。而实际上随工作面长度的增加而带来管理上的难度加大，将降低推进速度，故有一长度为工作面最优长度L*。

设采煤机割煤速度为V1，空程速度为v2，辅助工作时间为t0,每日采煤班的总工作时间为了，每刀进尺为h，则单向割煤的每日的进刀数n为

通过对工作面分析可知，吨煤费用可由三部分组成，即随工作面长度增加而增加的，随工作面长度增加而减少的，不随工作面长度增加而改变的。

建立以工作面长度乙为决策变量的吨煤费用的目标函数 minf（L）2、按吨煤费用最低确定综采工作面合理长度

三、结论

1、采用数学分析的方法，为综采工作面的合理长度给出提供了科学的依据；

2、通过非线性规划法在综采工作面长度优化中的利用说明，工作面长度在经济上存在其合理值，并非越大越好；

3、通过现场实例计算比较，不同工作面长度设计方案的吨煤费用高低相差较大，常在 10%以上，由此可见，进行工作面长度优化是十分必要的，具有明显的经济效果。

TU351

1674-3954（2011）03-0331-01

黄威，男，1969年出生，黑龙江双城市人，采矿工程师，从事采矿技术工作。