第一篇：礦井開采后期生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)論文

摘要：為優(yōu)化突出礦井開采后期的生產(chǎn)系統(tǒng)，鄭州煤炭工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司超化煤礦依據(jù)礦井儲(chǔ)量分布、井下巷道和地面現(xiàn)有構(gòu)筑物布置情況，選擇更加合理的礦井生產(chǎn)系統(tǒng)。在確定礦井后期生產(chǎn)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)分析其對(duì)礦井經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益的影響程度。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)系統(tǒng)；礦井開采；生產(chǎn)系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

鄭州煤炭工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司超化煤礦到2016年，采掘活動(dòng)全部延深至深部水平，巷道支護(hù)投入加大，瓦斯治理、防治水工程量增加，所需投入人力和資金將超過鄭州煤炭工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司規(guī)定，受煤炭市場(chǎng)影響，礦井生產(chǎn)經(jīng)營狀況將出現(xiàn)下滑。礦井開采后期煤炭資源如何合理開采已成為礦井面臨的主要問題，因此，超化煤礦需要調(diào)整礦井后期生產(chǎn)系統(tǒng)，使剩余煤炭資源安全、合理開采出來。

1礦井概況

超化井田位于河南省新密市煤田西南部，開采上限標(biāo)高+60m，下限標(biāo)高-900m。該區(qū)主要可采煤層為二疊系山西組二1煤，煤層平均厚度9.07m，屬低灰、低硫貧廋煤。二1煤可采儲(chǔ)量為1430.8萬t，服務(wù)年限10a。礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜，正常涌水量869m3/h，最大涌水量為1112m3/h。礦井為煤與瓦斯突出礦井，始突表高-208m，礦井瓦斯絕對(duì)涌出量18.60m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量4.63m3/t。二1煤煤塵爆炸指數(shù)17.58%，為有煤塵爆炸危險(xiǎn)性煤，自然發(fā)火等級(jí)為Ⅲ類，屬不易自燃煤層。

2礦井現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)

超化煤礦現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)為：主立井擔(dān)負(fù)提煤任務(wù)；副立井擔(dān)負(fù)進(jìn)風(fēng)、人員物料升降等任務(wù)；西風(fēng)井擔(dān)負(fù)進(jìn)風(fēng)任務(wù)；東風(fēng)井、31風(fēng)井擔(dān)負(fù)回風(fēng)任務(wù)；-100m和-300m水平排水陣地均為一級(jí)排水系統(tǒng)，均能夠滿足礦井排水要求；供電系統(tǒng)利用地面35kV變電站和井底車場(chǎng)附近中央變電所向各使用地點(diǎn)供電；原煤在主副立井工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行篩分、儲(chǔ)存和鐵路運(yùn)輸。礦井利用現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行開采，無需增加投資。到2015年底，其他區(qū)域基本采完只能開采深部31采區(qū)，礦井生產(chǎn)規(guī)模維持在150萬t/a左右。

3現(xiàn)有系統(tǒng)存在問題

①深部二1煤內(nèi)在灰分高，發(fā)熱量低，不符合國家供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革相關(guān)政策；②礦井為突出礦井，人員較多，生產(chǎn)成本居高不下，導(dǎo)致礦井2015-2021年礦井回收煤柱前，礦井生產(chǎn)經(jīng)營較困難；③深部區(qū)域瓦斯含量大，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，如果僅開采深部資源，將導(dǎo)致瓦斯抽采、巷道掘進(jìn)、煤炭回采等作業(yè)場(chǎng)所過度集中于一個(gè)采區(qū)，不利于安全管理。

4礦井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的提出

根據(jù)礦井資源儲(chǔ)量分布情況，超化井田的優(yōu)勢(shì)資源（約860萬t）主要集中在主副立井保護(hù)煤柱內(nèi)，煤層厚度3.25～15.10m，平均厚度8m。根據(jù)井下實(shí)際采樣，該區(qū)域內(nèi)煤層灰分較低，煤質(zhì)相對(duì)較好。如果對(duì)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使淺部優(yōu)勢(shì)資源與深部資源同時(shí)回采，將能夠大幅度提高礦井原煤發(fā)熱量，使兩個(gè)區(qū)域的瓦斯抽采、巷道掘進(jìn)、煤炭回采等作業(yè)活動(dòng)交替進(jìn)行。即礦井在深部區(qū)域和淺部區(qū)域分別布置一個(gè)工作面，其中一個(gè)正?；夭?，一個(gè)進(jìn)行瓦斯抽采，避免出現(xiàn)入井人員全部集中于一個(gè)區(qū)域的現(xiàn)象，提高礦井安全保障程度［1］。本次生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化要重點(diǎn)考慮以下問題：①優(yōu)化設(shè)計(jì)要與礦井現(xiàn)狀不矛盾，不影響礦井正常生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)；②目前煤炭市場(chǎng)下，要最大程度壓縮投資，認(rèn)真進(jìn)行投資分析，確保經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)；③系統(tǒng)優(yōu)化前后的生產(chǎn)銜接要順暢；④地面生產(chǎn)系統(tǒng)位置變化后，環(huán)保、煤炭外運(yùn)等問題要妥善解決。綜上所述，超化煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)將現(xiàn)有主、副立井報(bào)廢，改造現(xiàn)有西風(fēng)井（兩條斜井井筒）為主副、斜井，擔(dān)負(fù)礦井的提升任務(wù)及兼作進(jìn)風(fēng)井；井下調(diào)整礦井運(yùn)輸、通風(fēng)、提升、供電等系統(tǒng)；原主、副立井工業(yè)場(chǎng)地建筑及設(shè)施隨著開采進(jìn)度，逐次搬遷至主、副斜井新工業(yè)場(chǎng)地。

4.1井下生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化

改造后的主斜井斜長879m，鋪設(shè)帶寬1200mm的膠帶輸送機(jī)，并安裝架空乘人裝置，主要擔(dān)負(fù)礦井的提煤、上下人員及進(jìn)風(fēng)任務(wù)；副斜井斜長890m，安裝2JK-3.0×1.5/20型單繩纏繞式雙滾筒提升機(jī)，主要擔(dān)負(fù)礦井的提矸、運(yùn)料、運(yùn)設(shè)備等輔助提升任務(wù)并兼作進(jìn)風(fēng)井及安全出口。在-205m以淺新增集中軌道下山和集中皮帶下山，擔(dān)負(fù)22采區(qū)和深部31采區(qū)的運(yùn)輸、進(jìn)風(fēng)、運(yùn)送人員等任務(wù)。排水系統(tǒng)利用-300m水平排水系統(tǒng)，泵房配備8臺(tái)MD500-57×11型多級(jí)離心泵，4用3備1檢修，水倉容積9060m3，能夠滿足《煤礦安全規(guī)程》要求。通風(fēng)系統(tǒng)仍利用現(xiàn)有的東風(fēng)井和31風(fēng)井。供電系統(tǒng)利用在主副斜井工業(yè)廣場(chǎng)新建的35kV變電站和井下中央變電所向各作業(yè)場(chǎng)所供電。

4.2地面生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化

在主、副斜井工業(yè)廣場(chǎng)，合理利用現(xiàn)有建筑物作為調(diào)度樓、行政樓、生產(chǎn)樓、區(qū)隊(duì)值班樓、救護(hù)隊(duì)值班樓和燈房浴室等行政輔助設(shè)施以及機(jī)修車間、供應(yīng)倉庫、物資超市等輔助生產(chǎn)廠房；新建主副斜井井口房、提升機(jī)房、35kV變電站、空壓機(jī)房、篩分系統(tǒng)及儲(chǔ)煤場(chǎng)，原煤仍采用鐵路外運(yùn)。

4.3礦井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化工期及投資

礦井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化礦建工程為擴(kuò)砌主副斜井，掘進(jìn)22采區(qū)皮帶下山和軌道下山；土建工程為在主副斜井工業(yè)廣場(chǎng)新建篩選樓、皮帶走廊、儲(chǔ)煤場(chǎng)及防風(fēng)抑塵網(wǎng)等項(xiàng)目，生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整工期2a，期間不影響礦井其他區(qū)域正常生產(chǎn)，項(xiàng)目總投資20126.48萬元。根據(jù)國家煤炭產(chǎn)業(yè)政策將礦井生產(chǎn)能力由180萬t/a下降到150萬t/a，服務(wù)年限10a。

5礦井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化方案比較

5.1原生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

5.1.1優(yōu)點(diǎn)。①維持目前開拓開采，不再對(duì)礦井做生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化，減少了基建投資；②維持目前開采方式，各生產(chǎn)系統(tǒng)不用變化。5.1.2缺點(diǎn)。①深部二1煤內(nèi)在灰分高，發(fā)熱量低，導(dǎo)致二1煤售價(jià)低；②礦井為突出礦井，人員較多，生產(chǎn)成本居高不下，導(dǎo)致礦井2015-2021年礦井回收煤柱前，礦井生產(chǎn)經(jīng)營困難，年均虧損2.1億元；③井下各類抽、掘、采等作業(yè)場(chǎng)所集中于一個(gè)采區(qū)，人員過度集中。

5.2優(yōu)化后生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

5.2.1優(yōu)點(diǎn)。①提前淺部優(yōu)勢(shì)資源，使之與深部煤配采，降低煤的灰分，提高煤的發(fā)熱量，煤的售價(jià)增高，效益好轉(zhuǎn)；②生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化后，礦井生產(chǎn)能力穩(wěn)定，投資回收期5.33a，年均稅后利潤3277.09萬元；③將抽、掘、采作業(yè)場(chǎng)所和下井人員在兩區(qū)域間合理調(diào)配，利于安全管理。5.2.2缺點(diǎn)。①礦井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化要增加基建投資；②主副斜井工業(yè)場(chǎng)地現(xiàn)有占地面積小，地面各場(chǎng)所緊湊；③工業(yè)場(chǎng)地變化后要嚴(yán)格落實(shí)環(huán)境保護(hù)相關(guān)規(guī)定。綜合考慮，原有生產(chǎn)系統(tǒng)維持開采方式不變，但礦井經(jīng)營困難，且不符合國家供給側(cè)結(jié)構(gòu)改造政策要求，因此確定對(duì)礦井開采后期生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

6礦井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化后盈虧分析

按照計(jì)算期第5年數(shù)據(jù)分析計(jì)算，盈虧平衡點(diǎn)為：生產(chǎn)能力利用率（BEP）=年固定總成本/（年銷售收入-年可變成本-銷售稅金及附加）×100%=15570/（42300-16902-1091）×100%=64.05%。該項(xiàng)目達(dá)到生產(chǎn)能力的64.05%，即礦井生產(chǎn)能力達(dá)到117.65萬t/a，企業(yè)就可保本，這說明超化煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)較小。

7結(jié)語

技術(shù)人員對(duì)突出礦井開采后期的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了合理優(yōu)化，達(dá)到了改善礦井生產(chǎn)經(jīng)營狀況的目的，開采出了優(yōu)質(zhì)煤炭，符合國家目前煤炭產(chǎn)業(yè)政策。優(yōu)化礦井后期生產(chǎn)系統(tǒng)時(shí)，要協(xié)調(diào)考慮設(shè)計(jì)方案對(duì)正常生產(chǎn)的影響、對(duì)礦區(qū)環(huán)境的影響，并對(duì)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益分析要全面、可靠。

參考文獻(xiàn)：

［1］于新勝，王育才.淺談礦井設(shè)計(jì)優(yōu)化［J］.煤炭工程，2002（5）：13-15.

第二篇：礦井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化總結(jié)(全皮帶化運(yùn)輸)

杉礦運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化總結(jié)

部門：杉礦技術(shù)組 指導(dǎo)人：邢長勇 作者：趙勇 時(shí)間：2010.11.10

杉礦運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化總結(jié)

（指全皮帶化運(yùn)輸，含大巷皮帶運(yùn)煤）

摘要：

本文簡要介紹了近年來杉木樹礦業(yè)公司緊緊圍繞創(chuàng)建“安全高效綜合自動(dòng)化礦井”的目標(biāo)，針對(duì)制約礦井發(fā)展的突出問題和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，加速引進(jìn)現(xiàn)代化生產(chǎn)裝備、技術(shù)和工藝，切實(shí)提高礦井現(xiàn)代化、自動(dòng)化、機(jī)械化生產(chǎn)水平。通過科學(xué)管理與技術(shù)創(chuàng)新有機(jī)結(jié)合，簡化運(yùn)輸系統(tǒng)，改善技術(shù)裝備、優(yōu)化礦井資源，降低礦井運(yùn)行單耗，有利于礦井經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行，改善企業(yè)整體素質(zhì)，為礦井百萬噸實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高產(chǎn)高效 礦井系統(tǒng) 技術(shù)改造 全皮帶運(yùn)輸

一、必要性

杉木樹煤礦井下煤炭運(yùn)輸，一直以來采用“皮帶+機(jī)車”進(jìn)行運(yùn)輸，隨著礦井產(chǎn)量的穩(wěn)步增加，+250m水平（二水平）采用的機(jī)車運(yùn)輸存在運(yùn)距遠(yuǎn)、運(yùn)輸壓力大、運(yùn)輸能力不足、安全系數(shù)低等問題，制約了煤炭運(yùn)輸，原有運(yùn)輸系統(tǒng)已不能適應(yīng)礦井高產(chǎn)高效集中化生產(chǎn)的要求。

集團(tuán)公司和礦領(lǐng)導(dǎo)結(jié)合我礦生產(chǎn)實(shí)際，組織科技攻關(guān)，解決生產(chǎn)過程中的安全難題。在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上，提高礦井煤流運(yùn)輸能力及系統(tǒng)可靠性方面做了深入的研究與改造工作，并果斷決策，先后投入1000余萬元引進(jìn)先進(jìn)的現(xiàn)代化新型機(jī)電、運(yùn)輸設(shè)備，將主采區(qū)煤炭采用“膠帶輸送機(jī)長距離連續(xù)運(yùn)輸”方式直接通過全皮帶運(yùn)至地面煤倉，淘汰了落后的機(jī)車運(yùn)輸，解決了礦井運(yùn)輸“瓶頸”，優(yōu)化了生產(chǎn)系統(tǒng)，提高了單產(chǎn)單進(jìn)。

二、運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化情況

（一）原運(yùn)煤系統(tǒng)：

主采區(qū)采煤工作面煤炭經(jīng)機(jī)巷SGW-40T刮板輸送機(jī)和SPJ-650膠帶輸送機(jī)輸

送到區(qū)段煤倉，然后經(jīng)主要運(yùn)輸石門和運(yùn)輸上下山的SPJ-650或SPJ-800型膠帶輸送機(jī)進(jìn)入采區(qū)煤倉，再經(jīng)+250m運(yùn)輸大巷(鋼軌30kg/m，軌距600mm)3t底卸式礦車由12t 畜電瓶機(jī)車牽引運(yùn)至礦井井底煤倉，由主斜井膠帶運(yùn)輸?shù)降孛婷簜}。

（二）現(xiàn)運(yùn)輸系統(tǒng)——皮帶巷的成功運(yùn)行

針對(duì)我礦一直以來在運(yùn)輸環(huán)節(jié)上存在的問題，有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)果斷決策，對(duì)二水平大巷運(yùn)煤系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，即：采用大巷皮帶運(yùn)輸代替3t底卸式礦車運(yùn)輸。

從2009年2月至2010年2月，我礦由巖巷掘進(jìn)技術(shù)過硬的824隊(duì)、8211隊(duì)、8214隊(duì)，歷時(shí)一年，順利完成+250m水平補(bǔ)作皮帶巷3700m的掘進(jìn)工作。

從2010年1月至10年6月，我礦由機(jī)運(yùn)隊(duì)，順利完成+250m水平補(bǔ)作皮帶巷的安裝工作；于2010年7月1日投入運(yùn)行，一直以來運(yùn)行正常。

（三）現(xiàn)皮帶巷性能

杉木樹礦業(yè)公司二水運(yùn)輸大巷（N24~主井)新安裝的皮帶長3700m，型號(hào)為DST-1000，設(shè)計(jì)帶速為2.5m/s，運(yùn)力為450t/h（350）。皮帶具有運(yùn)輸量大、安全性能高、維護(hù)量小的特性，在保護(hù)性使用的情況下每月可運(yùn)輸原煤10萬噸。該皮帶的成功運(yùn)行，標(biāo)志著我礦創(chuàng)建“四川省安全高效綜合自動(dòng)化樣板礦井”又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

該皮帶是由川煤芙蓉嘉業(yè)公司設(shè)計(jì)、加工制作的設(shè)備型號(hào)為DTL80/35/2×132的第一條中長距離皮帶機(jī)，屬川南第一長皮帶。在設(shè)計(jì)上采用了目前最先進(jìn)的DTⅡ（A）型結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)滾筒采用漲套式無鍵聯(lián)接方式，減速器與滾筒端采用柱銷齒式聯(lián)軸器，傳遞大功率大，外形尺寸小、使用壽命長；機(jī)頭、機(jī)尾架采用H型鋼，增強(qiáng)了頭尾架的整體強(qiáng)度；托輥采用35°槽形托輥和摩擦式調(diào)心托輥；機(jī)身縱梁與H型支腿全部采用螺栓聯(lián)接，便于皮帶機(jī)的安裝調(diào)試；同時(shí)在皮帶機(jī)的安裝設(shè)計(jì)上，除皮帶機(jī)的頭尾采用地腳螺栓聯(lián)接外，針對(duì)煤礦井下的特殊環(huán)境，機(jī)身全部采用設(shè)計(jì)成軌枕式安裝方式，安裝調(diào)式非常方便，同時(shí)省工省時(shí)；在皮帶機(jī)的配置上：電機(jī)采用國內(nèi)最好的南陽電機(jī)，減速器采用德國西門子弗蘭德減器起動(dòng)；山東科技大學(xué)的液粘軟起動(dòng)器，皮帶張緊采用了全自動(dòng)液壓張緊方式，整個(gè)皮帶機(jī)配備了完善的綜合保護(hù)及沿線緊急停車裝置。能夠充分保證系統(tǒng)的安全性，可以提高現(xiàn)場(chǎng)安全系數(shù)。

（四）自動(dòng)化系統(tǒng)的接入

2008年4月，我礦率先提出了建設(shè)自動(dòng)化、信息化礦井的思路。通過努力，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸、監(jiān)測(cè)一體化，在建設(shè)“川煤集團(tuán)綜合信息化自動(dòng)化煤礦”的道路上又邁進(jìn)了堅(jiān)實(shí)的一步。

我礦大巷運(yùn)煤采用膠帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸后，井下膠帶送輸系統(tǒng)的運(yùn)行狀況直接影響礦井的產(chǎn)量。膠帶送輸系統(tǒng)中又以電器控制和保護(hù)的可靠性為關(guān)鍵。所以，我礦皮帶機(jī)的電控系統(tǒng)采用了先進(jìn)的PLC控制系統(tǒng)，與礦井信息化系統(tǒng)配套，實(shí)現(xiàn)整個(gè)皮帶機(jī)運(yùn)行的遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)化監(jiān)控。

PLC控制系統(tǒng)特點(diǎn)：（1）該套電控系統(tǒng)具有獨(dú)立的速度、堆煤、緊停、跑偏、撕帶、煙霧、溫度、面或?yàn)⑺缺Ｗo(hù)裝置，沿線啟動(dòng)預(yù)告、打點(diǎn)聯(lián)絡(luò)、自動(dòng)張緊裝置。（2）配備了一套電話通訊系統(tǒng)作為帶式輸送機(jī)之間的通信聯(lián)絡(luò)。（3）膠帶輸送機(jī)之間有完善的連鎖保護(hù)。預(yù)留了軟啟動(dòng)、自動(dòng)電流平衡接口。（4）達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平。膠帶的運(yùn)行方式、運(yùn)行參數(shù)、故障性質(zhì)都可以在地面調(diào)度中心的電腦上顯示出來。

三、大巷皮帶運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)及效益

1、皮帶巷截彎取直，減少運(yùn)輸距離；增加安全運(yùn)輸系數(shù)；確保了運(yùn)輸?shù)目煽扛咝А?/p>

（1）原N24采區(qū)至主井煤倉距離4500m；現(xiàn)皮帶巷距離3700m，減少了運(yùn)輸距離800m。

（2）原大巷運(yùn)輸過彎道時(shí)必須減速鳴號(hào)，下車扳道，較為麻煩；現(xiàn)皮帶巷采用長皮帶連續(xù)運(yùn)輸，省去了中間人工環(huán)節(jié)，增加安全運(yùn)輸系數(shù)。

（3）現(xiàn)皮帶巷運(yùn)輸設(shè)備采用液粘軟啟動(dòng)、液壓自動(dòng)拉緊、中間冷卻降溫、PLC控制等先進(jìn)技術(shù)，配套有慢速、撕帶、防跑偏、煙霧報(bào)警和超溫灑水等保護(hù)裝置，這些先進(jìn)技術(shù)和保護(hù)裝置能延長皮帶的使用壽命，使皮帶運(yùn)輸更加安全、平穩(wěn)和高效。

2、縮短礦井的運(yùn)輸時(shí)間，提高運(yùn)輸效率。

（1)原大巷運(yùn)輸采用單軌運(yùn)輸，為避免事故，礦車必須統(tǒng)一調(diào)度，分批次運(yùn)輸，中間間隔時(shí)間較長。

（2）現(xiàn)皮帶巷采用長皮帶連續(xù)運(yùn)輸可以緩沖由于回采工作面出煤不均勻造成的高峰煤流量，緩解煤倉壓力，隨時(shí)運(yùn)輸，不用等待，也不用擔(dān)心因煤倉囤積

影響工作面生產(chǎn)，并且可以防止運(yùn)輸大巷出故障，提高了帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸效率。

3、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)礦井的高產(chǎn)高效。

礦井設(shè)計(jì)能力100萬t/a，運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化后，平均日運(yùn)輸能力由4320T/d提高到5000T/d，提高了16％，效率提高了14％。

4、避免了軌道運(yùn)輸所必需時(shí)間及人員消耗，增加人員及材料運(yùn)輸時(shí)間，緩解大巷運(yùn)輸壓力，大大提高了工作效率。

建設(shè)高產(chǎn)高效礦井，一方面要求在現(xiàn)有技術(shù)裝備基礎(chǔ)上提高工作面單產(chǎn)，另一方面還要精簡機(jī)構(gòu)和人員，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

（1）自皮帶巷投入使用后，運(yùn)輸隊(duì)減少大量的運(yùn)煤機(jī)車司機(jī)和跟車人員，原該線路運(yùn)煤機(jī)車司機(jī)平均每天為：6人/班×3班/天=18人，加上跟車人員，至少可精簡或解放勞動(dòng)生產(chǎn)力30人。

（2）自皮帶巷投入使用后，增加了大巷材料運(yùn)輸時(shí)間；同時(shí)，大巷人車由原來4趟增加為12趟，減少了工人下班行走不少于3900m的機(jī)會(huì)，間接減低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了工人工作和休息時(shí)間，工效也間接得到提高，使各項(xiàng)工作更加富有成效。

5、增加運(yùn)輸?shù)陌踩煽啃裕蟠蠼档瓦\(yùn)輸事故。

原大巷機(jī)車運(yùn)輸時(shí)，工人為下班方便，爬、趕煤車現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，而運(yùn)輸事故占我礦歷年來死亡事故的絕大部分；自皮帶巷投入使用后，運(yùn)輸死亡事故無一發(fā)生。

6、緩解了我礦排水的問題。

皮帶巷600mm×600mm的水溝，增加了N24、N26采區(qū)的排水能力，緩解了我礦尤其是雨季的排水壓力，在一定程度提升了我礦的災(zāi)防能力。

7、短期來看，皮帶巷一次性投入較大，但從長遠(yuǎn)來看，煤炭跨采區(qū)運(yùn)輸成本會(huì)有所降低，服務(wù)年限越長表現(xiàn)的就越明顯。

總之，運(yùn)行成本低，安全性能好、安全系數(shù)高，事故率低。它的成功運(yùn)行，為該礦圍繞打造川煤集團(tuán)“高產(chǎn)高效礦井”的奮斗目標(biāo)，加速引進(jìn)現(xiàn)代化生產(chǎn)裝備和工藝，切實(shí)推進(jìn)礦井機(jī)械化生產(chǎn)率，用機(jī)械化生產(chǎn)促進(jìn)本質(zhì)安全型礦井建設(shè)起到可靠保證作用。

四、結(jié)束語

科技與安全生產(chǎn)相結(jié)合，強(qiáng)化了安全技術(shù)管理，降低了成本、提高了效益；科技與生產(chǎn)設(shè)備相結(jié)合，節(jié)省了人力物力，提高了工作效率。這些改進(jìn)技術(shù)與革新成果的運(yùn)用，不僅使我們礦井環(huán)境得到很大改善，還大大增強(qiáng)了工人作業(yè)中的安全系數(shù)，對(duì)我礦建立本質(zhì)安全型礦井具有十分重要的意義。通過此次運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化，我礦主運(yùn)煤系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化。它提升了礦井裝備現(xiàn)代化程度，是適應(yīng)高產(chǎn)高效建設(shè)大力實(shí)施礦井系統(tǒng)優(yōu)化、核心裝備升級(jí)的舉措，提升了礦井安全系數(shù)與技術(shù)水平，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了可靠保證。

穩(wěn)定可靠的煤流運(yùn)輸是礦井實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的保障，通過大巷全皮帶運(yùn)輸，我礦實(shí)現(xiàn)了煤流運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)化。雖然我礦皮帶化運(yùn)輸還處于試驗(yàn)摸索和觀察階段,系統(tǒng)也存在或多或少的問題，其中主要問題是由于設(shè)備供貨周期長、零部件缺乏、與廠家聯(lián)系不方便等。但皮帶運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益明顯，技術(shù)先進(jìn)，特別適用于大、中型礦井跨采區(qū)大巷運(yùn)輸，實(shí)踐已證明，采用大巷全皮帶運(yùn)輸是非常值得借鑒和推廣的。

第三篇：系統(tǒng)優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)

組員：2014級(jí)4班 羅世淋201409140428 羅智 201409140429

一、教材內(nèi)容分析

1．教材的地位和作用

系統(tǒng)優(yōu)化是系統(tǒng)分析的深入，也是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)分析的綜合，又是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，更是系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的重要環(huán)節(jié)，它是是本書的重要內(nèi)容之一。本內(nèi)容是讓學(xué)生“理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義，能結(jié)合實(shí)例分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素”。2．教學(xué)重點(diǎn)：系統(tǒng)優(yōu)化的方法和一般步驟。

二、學(xué)情分析

進(jìn)入系統(tǒng)的內(nèi)容，學(xué)生的興趣明顯比前期活躍，顯然系統(tǒng)分析的深入符合高二學(xué)生的智力發(fā)展需求。但是，學(xué)生在對(duì)某個(gè)系統(tǒng)的分析容易陷入原有的邏輯思維，而不能很好地應(yīng)用系統(tǒng)的思想和方法分析和解決問題，不能很好理解系統(tǒng)優(yōu)化的約束條件和影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。因此，系統(tǒng)優(yōu)化的約束條件和影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素成了本節(jié)教學(xué)內(nèi)容上的難點(diǎn)。

三、教學(xué)目標(biāo)

能結(jié)合生產(chǎn)生活中的實(shí)例，理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義，并能結(jié)合實(shí)例分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。

四、教學(xué)資源準(zhǔn)備

“技術(shù)與設(shè)計(jì)2”配套教具旋轉(zhuǎn)木馬30套（江蘇南京寶高公司提供）、多媒體

五、教學(xué)流程

六、教學(xué)過程：

（一）引入新課（系統(tǒng)分析，承上啟下）

情景設(shè)置：有一個(gè)農(nóng)夫帶一條狼、一只羊和一筐白菜過河。如果沒有農(nóng)夫看管，則狼要吃羊，羊要吃白菜。但是船很小，只夠農(nóng)夫帶一樣?xùn)|西過河。請(qǐng)你幫農(nóng)夫解決難題？

學(xué)生 ：

1、農(nóng)夫帶著羊首先過河，農(nóng)夫回來；

2、農(nóng)夫與狼過河，農(nóng)夫與羊回來；

3、農(nóng)夫搬白菜過河，農(nóng)夫回來；

4、農(nóng)夫與羊一起過河。

教師提問：說說你們對(duì)該系統(tǒng)分析的過程？

學(xué)生：問題的突破口在——狼與白菜能夠共存！農(nóng)夫、狼、羊、白菜和船組成了這個(gè)系統(tǒng)。系統(tǒng)中各要素是一個(gè)整體，都依賴農(nóng)夫過河；最大的問題是“船很小，只夠農(nóng)夫帶一樣?xùn)|西過河”和“沒有農(nóng)夫看管，則狼要吃羊，羊要吃白菜”的沖突。我們聯(lián)系已知條件，做了一系列的分析實(shí)驗(yàn)，但是比較其他方案不能實(shí)現(xiàn)所有要素都安全過河。最后得出以上方案。

教師：你們的思維過程很有價(jià)值，很清晰。而且在系統(tǒng)分析的過程中抓住了系統(tǒng)分析的三大原則——整體性、科學(xué)性、綜合性。

現(xiàn)實(shí)生活中，有很多產(chǎn)品在不斷更新，系統(tǒng)在不斷的升級(jí)。做任何事情我們都追求更好，希望投入盡可能少，回報(bào)越多越好。為了使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)的目標(biāo)所提出的各種解決方法，稱為最優(yōu)方法。但是有很多復(fù)雜系統(tǒng)，實(shí)施方案五花八門、干擾因素四面八方，我們不可能的逐個(gè)比較權(quán)衡，或者漫無目的瞎蒙。因此我們有必要進(jìn)行定性定量的科學(xué)分析，尋找系統(tǒng)最優(yōu)值。

（二）新課教學(xué)

1．案例分析：

案例一 ：“農(nóng)作物種植系統(tǒng)的優(yōu)化——農(nóng)作物間作套種”

檳榔林套種香草蘭收益高

香草蘭——香料之王，是藤本植物，需要有支柱攀緣，并要求適度的蔭蔽。測(cè)定結(jié)果表明50%的蔭蔽度有利于香草蘭的生長發(fā)育。蔭蔽有兩種，一種是死蔭蔽，通過修建人工蔭棚的辦法(用遮光網(wǎng)）達(dá)到控制蔭蔽度的目的。這種方式需要水泥柱或石柱作為香草蘭棚架或攀緣的支柱。另一種是活蔭蔽：可選擇天然樹木或人工種植的椰子、檳榔等作物為活支柱，以控制活支柱樹冠來調(diào)節(jié)種植園的蔭蔽度。園地的選擇要選擇近水源且排水良好、有機(jī)質(zhì)含量高、比較肥沃疏松的微酸性土壤；臺(tái)風(fēng)主風(fēng)方向有良好屏障比較靜風(fēng)的向陽緩坡地或平地。

2002年，符良接受了中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所專家的建議，在檳榔林下套種了20畝香草蘭種苗，通過對(duì)香草蘭的水肥管理，使檳榔的產(chǎn)量較純檳榔林提高15-20%。經(jīng)過精心培育，現(xiàn)在棵棵香草蘭上掛滿了沉甸甸的豆莢。預(yù)計(jì)20畝香草蘭到11月份總收入可達(dá)285000元。現(xiàn)場(chǎng)一位管理人員給記者算了一筆帳，40畝檳榔園年收入72萬元左右，間種可使檳榔增收8萬，再加上香草蘭的收入，每畝土地較單純種檳榔增收約9000元！經(jīng)發(fā)酵生香的商品香草蘭豆莢含有250多種發(fā)揮性芳香族成分及有機(jī)酸、糖、樹脂、礦物質(zhì)等豐富成分，香氣獨(dú)特，留香時(shí)間長達(dá)2～3年，被廣泛用于高檔食品和飲料的配香原料，在發(fā)酵業(yè)、化妝及醫(yī)藥等領(lǐng)域均有應(yīng)用，具有用途廣、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的特點(diǎn)。目前國內(nèi)售價(jià)為1000～1200元人民幣/千克。

教師提問：符良為什么選擇活蔭蔽種植，而不采納傳統(tǒng)的死隱蔽種植？

學(xué)生A：一塊地種檳榔又種香草蘭，提高了土地利用率；

學(xué)生B：對(duì)香草蘭的水肥管理，使檳榔的產(chǎn)量較純檳榔林提高；

學(xué)生C：檳榔可作為活支柱供香草蘭攀爬，節(jié)省了石柱的費(fèi)用；

學(xué)生D：檳榔葉子還可以遮光，節(jié)省遮光網(wǎng)的費(fèi)用；

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教師總結(jié)：活蔭蔽的改良不僅增產(chǎn)、增收還提高了土地利用率，可見活蔭蔽系統(tǒng)比死蔭蔽系統(tǒng)，功能更強(qiáng)大，效果更優(yōu)。

教師提問：香草蘭套種的收益如此誘人，我們?yōu)楹尾话严悴萏m套種到稻田里、麥田里，甚至套種到沙漠中與楊樹為友呢？

討論交流，小組匯報(bào)??

X組：香草蘭與水稻的生長土壤環(huán)境不同，不能套種；小麥的生長氣候要求又有差異也不能套種；沙漠風(fēng)沙大且土壤也不適合香草蘭生長。香草蘭種植受生長特性、地理環(huán)境、氣候和天氣等條件的約束，并不適宜隨處種植，而且與矮個(gè)植物種植也沒有體現(xiàn)出遮陽的優(yōu)勢(shì)或者節(jié)約石柱費(fèi)用等優(yōu)勢(shì)，另外由于營養(yǎng)需求的差異，即使能共存在一塊地如果沒有實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)目的，套種的系統(tǒng)優(yōu)化沒也就沒有太大的意義??

教師總結(jié)：系統(tǒng)優(yōu)化的效果是理想的，但是不同情況的系統(tǒng)優(yōu)化會(huì)遇到不同的約束條件，應(yīng)該采取不同的手段和方法應(yīng)對(duì)，使系統(tǒng)的目標(biāo)在一定的條件中達(dá)到最大值。系統(tǒng)的優(yōu)化都是為了發(fā)掘有限資源的無限潛能，使資源獲得充分的利用，體現(xiàn)更高的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)投入最小，效果最佳的目的。

又例如：云南一些山區(qū)農(nóng)民的甘蔗生長緩慢,減產(chǎn)已成定局.為了減少旱災(zāi)損失,乘雨水來臨之際,在甘蔗田套種玉米。

例如：建筑材料的改進(jìn)也是一項(xiàng)優(yōu)化技術(shù)，以往建筑物的墻體多采用實(shí)心磚，現(xiàn)在采用了空心磚，在保證強(qiáng)度、隔熱隔音效果的同時(shí)，節(jié)省了材料。

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教師：案例中，目標(biāo)與土地的單位面積農(nóng)作物收益和之間的關(guān)系在技術(shù)中我們稱為——目標(biāo)函數(shù)；農(nóng)作物的生長特性、條件、氣候等因素對(duì)作物套種起著限制作用，并且是不能人為解決的，稱為——約束條件；套種的技術(shù)水平、田間管理、病蟲防治等對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)值有直接影響，即影響因素，可見影響因素是可以人為調(diào)節(jié)的。最優(yōu)方法通常是在一定人力、物力、財(cái)力資源條件下，使經(jīng)濟(jì)效果（如產(chǎn)值、利潤等）達(dá)到最大，并使投入的人力、物力達(dá)到最小的方法。

教師：在生活中，我們經(jīng)常會(huì)遇到一些復(fù)雜的數(shù)字問題，純定量分析是不夠的，我們常常是借助數(shù)學(xué)手段定量與定性結(jié)合的分析比較，尋求最優(yōu)方案。這種用數(shù)學(xué)公式、圖表等描述客觀事物的特征模型的思想就是建模思想，建立的模型就叫數(shù)學(xué)模型。它是真實(shí)系統(tǒng)的一種抽象。

案例二：利潤問題

某家具廠要安排一周的計(jì)劃，產(chǎn)品是桌子和椅子。制作一張桌子需4平方木板及20小時(shí)工時(shí)，制作一張椅子需6平方木板及18小時(shí)工時(shí)；每周擁有木材板料600平方，可用工時(shí)400小時(shí)；每張桌子利潤50元，每只椅子利潤60元。按合同每周至少要交付8張桌子和5張椅子。假定所有產(chǎn)品都能銷售，那么該每周生產(chǎn)桌子和椅子分別為多少時(shí)，利潤最大？

教師提問：這里，系統(tǒng)需要進(jìn)行最優(yōu)化的目標(biāo)是什么？

學(xué)生：獲得利潤最大值。

教師提問：利潤受到哪些人為可調(diào)節(jié)的因素影響？

學(xué)生：每周生產(chǎn)桌子和椅子的數(shù)目。

教師提問：在這個(gè)利潤問題的系統(tǒng)中，又存在哪些不能人為解決的約束條件呢？

學(xué)生：制作一張桌子需4平方木板及20小時(shí)工時(shí)，制作一張椅子需6平方木板及18小時(shí)工時(shí)；每張桌子利潤50元，每只椅子利潤60元。

教師：若把利潤最大值用 表示，變量每周生產(chǎn)桌子數(shù)用 表示,每周生產(chǎn)椅子數(shù)用 表示，請(qǐng)你根據(jù)已知條件，列出求解最優(yōu)化問題的有關(guān)數(shù)學(xué)式子。

其中(1)式體現(xiàn)了目標(biāo)與產(chǎn)量、利潤總和之間的關(guān)系,也就是目標(biāo)函數(shù)。（2）（3）（4）（5）式則體現(xiàn)了約束條件。

教師：數(shù)學(xué)思維很清晰！下面就請(qǐng)大家算一算 的解，找出最大利潤值。

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學(xué)生：算不出來！

教師引導(dǎo)：仔細(xì)觀察這四個(gè)約束條件的式子，找出數(shù)據(jù)中體現(xiàn)出受限最大的約束條件是哪個(gè)？

學(xué)生：工時(shí)！

教師：好，請(qǐng)你將最主要的約束條件（3）與目標(biāo)函數(shù)式（1）聯(lián)系起來，看看你能不能發(fā)現(xiàn)影響因素 與最優(yōu)值 的關(guān)系。

學(xué)生：生產(chǎn)椅子所需工時(shí)少利潤大，生產(chǎn)桌子所需工時(shí)多利潤反而?。∩a(chǎn)的椅子越多利潤越大。

教師：那我們干脆不生產(chǎn)桌子了，專門生產(chǎn)椅子，可不可以？

學(xué)生：不行，至少要生產(chǎn)8張桌子！

教師：哦，原來還有約束條件（3）的限制。那好我們就生產(chǎn)8張桌子，算一算意義子最多可以生產(chǎn)多少張？

學(xué)生：13張！

教師：8張桌子，13張椅子。把你們經(jīng)過一番分析計(jì)算選擇的這兩個(gè)變量的解代入約束條件看看是否超出了約束條件的限制范圍。

學(xué)生：都在約束條件范圍內(nèi)。

教師：再利用這兩個(gè)變量的解，算一算利潤最大值是多少？

學(xué)生：1180元。

教師：我們?cè)匐S意找?guī)讓?duì)滿足約束條件的 的解帶入目標(biāo)函數(shù)檢驗(yàn)一下，1180是不是利潤最大值。如：（每個(gè)小組分別用一對(duì)計(jì)算）

學(xué)生交流：

教師總結(jié)：以上計(jì)算表明，我們找到經(jīng)過數(shù)學(xué)方法求出的就是最優(yōu)值！回憶我們求解的過程，最優(yōu)化方法解決問題的一般步驟：

（1）提出系統(tǒng)需要進(jìn)行最優(yōu)化的問題，收集有關(guān)資料和數(shù)據(jù)；

（2）建立求解最優(yōu)化問題的有關(guān)數(shù)學(xué)模型，確定變量，建立有關(guān)約束條件，分析模型；

（3）選擇合適的最優(yōu)化方法；

（4）求解方程；

（5）最優(yōu)解的驗(yàn)證和實(shí)施。

這種用數(shù)學(xué)公式、圖表等描述客觀事物的特征模型的思想就是建模思想，建立的模型就叫數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型是研究和掌握系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的有力工具，它是分析、設(shè)計(jì)、預(yù)報(bào)或預(yù)測(cè)、控制實(shí)際系統(tǒng)的基礎(chǔ)。是我們?cè)诮鉀Q問題時(shí)，常用的一種方法。

2．應(yīng)用：學(xué)生探究（2人一個(gè)小組）

要求學(xué)生分組利用提供的大、中、小三個(gè)大小不同的齒輪將上節(jié)課完成的旋轉(zhuǎn)木馬進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，看誰的木馬轉(zhuǎn)的又快又穩(wěn)。

學(xué)生進(jìn)行探究??

A組：將傳送帶傳送改為大齒輪帶動(dòng)，三個(gè)齒輪傳送；

B組：將傳送帶傳送改為中齒輪帶動(dòng)，三個(gè)齒輪傳送；

C組：將傳送帶傳送改為小齒輪傳送，三個(gè)齒輪傳送；

D組：齒輪與傳送帶一起贊成傳送系統(tǒng)??

小組比賽交流。

學(xué)生體會(huì)：皮帶傳送系統(tǒng)在木馬旋轉(zhuǎn)時(shí)，皮帶容易出軌，同時(shí)因?yàn)樗俣忍笫瓜到y(tǒng)容易散架。針對(duì)這個(gè)問題，利用有限的資源，將皮帶傳送換成齒輪傳送后，發(fā)現(xiàn)齒輪傳送比皮帶傳送速度更快更牢固；再更換三種齒輪的帶動(dòng)比較，又發(fā)現(xiàn)大齒輪帶動(dòng)時(shí)，動(dòng)力更足速度加大了穩(wěn)固性能也增強(qiáng)了。

（三）小結(jié)

最優(yōu)方法通常是在一定人力、物力、財(cái)力資源條件下，使經(jīng)濟(jì)效果（如產(chǎn)值、利潤等）達(dá)到最大，并使投入的人力、物力達(dá)到最小的方法。

最優(yōu)化方法解決問題的一般步驟：

（1）提出系統(tǒng)需要進(jìn)行最優(yōu)化的問題，收集有關(guān)資料和數(shù)據(jù)；

（2）建立求解最優(yōu)化問題的有關(guān)數(shù)學(xué)模型，確定變量，建立有關(guān)約束條件，分析模型；

（3）選擇合適的最優(yōu)化方法；

（4）求解方程；

（5）最優(yōu)解的驗(yàn)證和實(shí)施。

（四）課后探究

假如學(xué)校有2個(gè)學(xué)生食堂，正常情況下每個(gè)食堂能容納500人就餐，近兩年，學(xué)校規(guī)模擴(kuò)大，就餐人數(shù)增加，每個(gè)食堂就餐人數(shù)達(dá)670人，每到就餐高峰期，學(xué)生就排著長隊(duì)等待就餐。

如何減少學(xué)生就餐排隊(duì)時(shí)間？提出解決這一問題的幾種途徑，并選擇最經(jīng)濟(jì)、最有效可行、最容易實(shí)現(xiàn)的方案。運(yùn)用系統(tǒng)分析方法，分步驟說明你的思考過程。

七、教學(xué)反思

蘇教版教材的案例選擇切題，但是有部分案例離我們所處的實(shí)際甚遠(yuǎn)。在教學(xué)的過程中我選用了教材中技術(shù)類的案例，拓展了我們對(duì)技術(shù)的視野；但是生活案例我傾向于改用我們身邊的例子，大家熟悉，分析起來有親切感、簡單易懂又激發(fā)了學(xué)生自主參與的樂趣，剛好我校種有香草蘭。故在本案例中將“麥、棉、瓜、玉米套種”案例換成“檳榔與香草蘭套種”，實(shí)踐證明效果很好，學(xué)生很感興趣。本節(jié)課內(nèi)容較多，學(xué)生探究活動(dòng)時(shí)間就比較緊

第四篇：礦井生產(chǎn)系統(tǒng)及采煤方法

魯 能 菏 澤 煤 電 公 司

LUNENG HEZE COAL&POWER CO。，LTD。

新工人崗前培訓(xùn)教案

授課教師：張華清

礦井生產(chǎn)系統(tǒng)及采煤方法

教學(xué)目的：了解煤礦企業(yè)的幾大系統(tǒng)；熟悉采煤工作面巷道布臵方式；掌握不同采煤工作面的回采工藝。

重點(diǎn)難點(diǎn)：知道煤礦幾大生產(chǎn)系統(tǒng)；熟悉走向長壁采煤法工作面巷道布臵；熟悉綜合機(jī)械化采煤工作面回采工藝。

教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié) 礦井生產(chǎn)系統(tǒng)一個(gè)煤礦有很多生產(chǎn)系統(tǒng)，而且每個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)在運(yùn)行的可靠性方面要求嚴(yán)格。只有各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行，才能保證煤礦井下安全生產(chǎn)。

一、提升運(yùn)輸系統(tǒng)

煤礦的產(chǎn)品是煤炭。煤炭從幾百米深的井下要到地面必須經(jīng)過一系列運(yùn)輸環(huán)節(jié)，才能到達(dá)地面；井下要開掘巷道，掘出的矸石要運(yùn)到地面矸石山；井下各種支護(hù)材料、采掘設(shè)備要經(jīng)運(yùn)輸才能到達(dá)采掘工作面；人員的上下班等都需要礦井的提升運(yùn)輸系統(tǒng)來完成。

以彭莊煤礦立井開拓為例，對(duì)提升運(yùn)輸系統(tǒng)作一簡述。

1、提升系統(tǒng)

彭莊煤礦以一對(duì)立井開拓，主副井的作用除了通風(fēng)外，就是提升作用。主井用來提升煤炭；副井用來升降人員、排出矸石、運(yùn)輸材料和設(shè)備。

2、運(yùn)煤系統(tǒng)

采煤工作面（煤壁）的煤炭→工作面機(jī)道（刮板輸送機(jī)）→工作面運(yùn)輸巷（橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、膠帶輸送機(jī)）→區(qū)段溜煤眼→采區(qū)膠帶下山（膠帶輸送機(jī)）→采區(qū)煤倉→主要運(yùn)輸大巷（膠帶輸送機(jī)）→井底煤倉→主井（主絞）→地面動(dòng)篩車間→地面原煤倉

3、排矸系統(tǒng)

掘進(jìn)工作面矸石→礦車（調(diào)度絞車）→中部車場(chǎng)→采區(qū)軌道下山（絞車）→主要軌道大巷（蓄電池機(jī)車）→井底車場(chǎng)→副井（副絞）→地面→矸石山

4、運(yùn)料系統(tǒng)

地面材料設(shè)備庫→副井（副絞）→井底車場(chǎng)→水平軌道大巷（蓄電池機(jī)車）→采區(qū)車場(chǎng)→采區(qū)軌道下山（絞車）→中部車場(chǎng)→工作面材料巷存放點(diǎn)

二、通風(fēng)系統(tǒng)

礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦井下生產(chǎn)中最重要的系統(tǒng)。通風(fēng)系統(tǒng)合理、正常、可靠運(yùn)行，才能保證井下有毒有害氣體的稀釋和排放，才能保證人員呼吸所需的新鮮空氣，才能創(chuàng)造井下良好的氣候條件。否則，就無法生產(chǎn)。

地面新鮮風(fēng)流→副井→井底車場(chǎng)→主要軌道大巷→采區(qū)石門→采區(qū)軌道下山→中部車場(chǎng)→工作面進(jìn)風(fēng)巷→工作面→工作面回風(fēng)巷→采區(qū)膠帶下山→總回風(fēng)巷→風(fēng)井→地面（主要通風(fēng)機(jī)）

三、供電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)是給礦井提供動(dòng)力的系統(tǒng)。由于煤礦的特殊性，對(duì)礦井的供電系統(tǒng)要求絕對(duì)可靠，不能出現(xiàn)隨意斷電事故。為了保證可靠供電，要求必須有雙回路電源，同時(shí)保證礦井供電。如果某一路電出現(xiàn)故障，另一路電必須立即供電。否則，就會(huì)發(fā)生重大事故。

一般礦井供電系統(tǒng)：雙回路電網(wǎng)→礦井地面變電所→井筒→井下中央變電所→采區(qū)變電所→工作面用電點(diǎn)。

除一般供電系統(tǒng)外，礦井還必須對(duì)一些特殊用電點(diǎn)實(shí)行專門供電。如主通風(fēng)機(jī)房、井底水泵房、掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)、井下各需專門供電的機(jī)電硐室等。

四、供排水系統(tǒng)

煤礦井下生產(chǎn)要灑水滅塵、液壓設(shè)備需要水、井下防滅火需要水，所以必須向井下供水；另外，礦井水必須排到地面，否則會(huì)淹沒采掘工作面，甚至淹井。為此，礦井必須建有供、排水系統(tǒng)。

1、供水系統(tǒng)

礦井地面蓄水池（管道）→井筒→井底車場(chǎng)→水平運(yùn)輸大巷→采區(qū)下山→工作面兩巷→工作面

在供水管道系統(tǒng)中，有大巷灑水、噴霧、防塵水幕，各個(gè)轉(zhuǎn)載點(diǎn)灑水滅塵，采掘工作面灑水滅塵噴霧裝臵，采掘工作面機(jī)械設(shè)備供水系統(tǒng)等。

2、排水系統(tǒng)

礦井水主要來自于地下含水層水（三灰、五灰、八灰、十一灰、十二灰、十四灰、奧灰）、頂?shù)装逅?下煤層砂巖水）、斷層水、采空區(qū)水及地表水的補(bǔ)給。在生產(chǎn)中必須排出地面。

為了排出礦井水，礦井一般都在井底車場(chǎng)處設(shè)有專門的水倉及中央水泵房。主水倉一般有兩個(gè)（外水倉和內(nèi)水倉），其中一個(gè)儲(chǔ)水，一個(gè)清理。中央水泵房內(nèi)裝有至少3臺(tái)水泵（彭莊煤礦有5臺(tái)），通過多級(jí)水泵將水排到地面。

采掘工作面涌出的水或生產(chǎn)中積水，通過各種小水泵由管道排至采區(qū)上下山水溝，上山采區(qū)的水一般自動(dòng)流入大巷排水溝，下山采區(qū)的水先排至采區(qū)水倉，由采區(qū)泵房內(nèi)安裝的水泵通過管道將水排至大巷排水溝，再流入中央水倉。

五、其他系統(tǒng)

煤礦井下除上述系統(tǒng)外，還有一些系統(tǒng)，如瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)、灌漿系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等。

1、瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)

所有煤礦礦井，都必須安裝礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)。在井下采掘工作面及需要監(jiān)測(cè)瓦斯的地點(diǎn)安設(shè)多功能探頭，能一天24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)井下瓦斯?jié)舛?，并把監(jiān)測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)通過電纜傳至地面主機(jī)房，再轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，在計(jì)算機(jī)及大屏幕上顯示出來。管理人員隨時(shí)通過屏幕掌握井下各監(jiān)控點(diǎn)的瓦斯?jié)舛?。一旦某處瓦斯超限，井上下?huì)同時(shí)報(bào)警并自動(dòng)采取相應(yīng)的斷電措

施。

瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)是我們每一位煤礦職工的一道生命保護(hù)線，都要愛護(hù)、保護(hù)好這些安全設(shè)施。

2、灌漿防滅火系統(tǒng)

主要用來防止煤層自然發(fā)火。

這種系統(tǒng)是在地面建立制漿站，將黃土、砂子等制成泥漿，由管道送入采煤工作面上順槽。隨工作面推采，對(duì)采空區(qū)后方進(jìn)行灌漿，用漿體將采空區(qū)遺煤包裹起來，使煤和氧氣隔絕，從而防止煤的氧化自燃。

3、通信系統(tǒng)

為了更好的進(jìn)行煤礦生產(chǎn)，井下一般都有通信系統(tǒng)。在井下各個(gè)采掘工作面、煤的裝車點(diǎn)、變電所、主要機(jī)電硐室、火藥庫等地方都裝有防爆電話機(jī)。通過電話聯(lián)絡(luò)，我們可以隨時(shí)掌握井下及地面生產(chǎn)情況。

第二節(jié) 采煤方法

采煤方法是采煤巷道布臵系統(tǒng)和回采工藝這兩項(xiàng)內(nèi)容的總稱。不同的采煤方法所采用的采煤巷道布臵系統(tǒng)和回采工藝也就不同。

一、采煤工作面巷道布臵

（一）走向長壁采煤法工作面巷道布臵

“走向”是指工作面兩巷順煤層走向布臵，工作面沿走向向前推采。“長壁”是指工作面煤壁較長，其長度隨工作面機(jī)械化程度和運(yùn)輸設(shè)備功率的不同而不同。一般地，綜合機(jī)械化采煤工作面長度不大于200m。

工作面的兩巷，由于用途不同叫法也不同。對(duì)應(yīng)地名稱有：上順槽、下順槽；進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷；軌道巷（材料巷）、運(yùn)輸巷；軌道順槽、運(yùn)輸順槽。

將兩巷在設(shè)計(jì)位臵貫通的一條巷道，叫工作面開切眼，在開切眼內(nèi)布臵采煤支架和設(shè)備，工作面就可以向前推進(jìn)采煤了。

走向長壁工作面巷道的特點(diǎn)是：工作面兩巷基本上呈水平狀態(tài)，而工作面是沿傾斜的。這種布臵方式一般用于緩傾斜煤層的開采，也用于傾斜煤層的開采。

（二）傾斜長壁采煤工作面巷道布臵

傾斜長壁采煤工作面的進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷沿煤層的傾斜方向布臵，工作面沿煤層傾斜方向推采。其特點(diǎn)是：兩條巷道為傾斜的，其傾角和煤層傾角一致，而工作面是水平的。工作面向上推采稱為仰斜回采，向下推采稱為俯斜回采。傾斜長壁采煤法只適用于近水平煤層開采。

（三）急傾斜煤層采煤工作面巷道布臵 作一般了解。

在急傾斜煤層中常見的采煤方法有：

1、臺(tái)階采煤法

2、水平分層采煤法

3、偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法

二、采煤工作面回采工藝

長壁式采煤工作面的回采工藝包括工作面破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)及采空區(qū)處理五大項(xiàng)內(nèi)容。

（一）炮采工作面回采工藝

炮采工作面是指以鉆爆法落煤、人工裝煤、單體支柱配合金屬鉸接頂梁或π型梁支護(hù)的工作面。

1、工作面破煤

煤電鉆打眼，裝入煤礦許用安全炸藥及煤礦許用電雷管，聯(lián)線，將人員撤至安全地點(diǎn)，設(shè)好警戒，起爆，把煤從煤壁上崩落下來。

2、裝煤

人工攉煤。

裝煤前必須首先檢查放炮后的頂板及支架，進(jìn)行敲幫問頂、處理活矸，然后控制頂板，才能開始攉煤。裝煤中要隨時(shí)注意煤幫、頂板，防止片幫、掉矸傷人。遇大塊煤矸應(yīng)人工破碎后再裝入輸送機(jī)。

3、運(yùn)煤

炮采工作面運(yùn)煤實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化,即依靠鋪設(shè)在工作面機(jī)道上的可彎曲刮板輸送機(jī)將煤運(yùn)入順槽轉(zhuǎn)載機(jī)后經(jīng)膠帶輸送機(jī)運(yùn)出

工作面。

4、支護(hù)

炮采工作面的基本支架，是依靠單體支柱配合金屬鉸接頂梁或π型梁支護(hù)頂板的。

5、采空區(qū)處理

根據(jù)煤層開采條件一般有三種，即全部垮落法、充填法、緩慢下沉法。我們通常采用全部垮落法。

綜上所述，炮采工作面回采工藝過程是由放炮員首先在工作面打眼、裝藥、放炮。放炮結(jié)束后，攉煤工開始進(jìn)入工作面掛梁控制頂板并攉煤入工作面輸送機(jī)中運(yùn)出。裝運(yùn)煤工作完成后，開始整體推移輸送機(jī)至煤壁處，隨后打工作面固定柱。當(dāng)工作面達(dá)到最大控頂距時(shí)，回收采空區(qū)一側(cè)1～2排固定柱，使頂板自然垮落。

（二）普通機(jī)械化采煤工作面回采工藝

普通機(jī)械化采煤工作面是指在工作面裝備了單滾筒采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)、單體液壓支柱配合金屬鉸接頂梁支護(hù)的工作面。工作面破煤、裝煤、運(yùn)煤基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，而支護(hù)和采空區(qū)處理還是人工進(jìn)行的。

1、破煤

由單滾筒采煤機(jī)完成。采煤機(jī)在運(yùn)行中，安裝在搖臂上的滾筒不停旋轉(zhuǎn)，利用截齒將煤截割下來。

2、裝煤

依靠采煤機(jī)滾筒上的螺旋葉片和擋煤板配合，在滾筒割煤的同時(shí)將煤推入溜槽內(nèi)；如果還有少量遺煤，則需人工清理后才能推移輸送機(jī)。

3、運(yùn)煤

依靠鋪設(shè)在工作面刮板輸送機(jī)、順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤。

4、支護(hù)

利用DZ型單體液壓支柱配合HDJA型鉸接頂梁進(jìn)行支護(hù)。

5、采空區(qū)處理

全部垮落法。即在工作面達(dá)到最大控頂距后回收放頂線1～2排支柱，使頂板自然垮落。

（三）綜合機(jī)械化采煤工作面回采工藝

綜合機(jī)械化采煤工作面是在工作面配備了大功率的雙滾筒采煤機(jī)、大功率的可彎曲刮板輸送機(jī)、液壓自移支架及轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮膠帶輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)了工作面破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)及采空區(qū)處理的全部機(jī)械化。

綜合機(jī)械化采煤工藝如下：由于采用了大功率雙滾筒采煤機(jī)，可在工作面實(shí)現(xiàn)一次采全高。采煤機(jī)首先由工作面下順槽處完成斜切進(jìn)刀割入煤壁后，開始向上割煤。割煤同時(shí)滾筒上的螺旋葉片和擋煤板配合將煤裝入工作面溜槽中運(yùn)出。在采煤機(jī)割煤同時(shí)滯后一段距離拉架并推輸送機(jī)，支架后方的頂板在拉架中自然垮落。

（四）綜采放頂煤工作面簡介

綜放放頂煤技術(shù)是我國近十多年來發(fā)展起來的針對(duì)厚煤層開采的一項(xiàng)新技術(shù)。在煤層厚度不穩(wěn)定的厚煤層開采中取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

復(fù)習(xí)題：

1、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)包括哪些內(nèi)容？

答：礦井生產(chǎn)系統(tǒng)包括提升運(yùn)輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)，另還有一些系統(tǒng)，如瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)、灌漿系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等。

2、長壁采煤法工作面布臵有哪兩種？走向長壁采煤法的特點(diǎn)是什么？

答：長壁采煤法工作面布臵有走向長壁采煤法和傾斜長壁采煤法。

走向長壁采煤法的特點(diǎn)是：工作面兩巷基本上呈水平狀態(tài)，而工作面是沿傾斜的。

3、簡述綜合機(jī)械化采煤工作面回采工藝。

答：綜合機(jī)械化采煤工作面回采工藝是：采煤機(jī)首先由工作面下順槽處完成斜切進(jìn)刀割入煤壁后，開始向上割煤。割煤同時(shí)滾筒上的螺旋葉片和擋煤板配合將煤裝入工作面溜槽中運(yùn)出。在采煤機(jī)割煤同時(shí)滯后一段距離拉架并推輸送機(jī)，支架后方的頂板在拉架中自然垮落。

第五篇：鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化模型

鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化模型

摘要本文通過對(duì)鞍鋼鋼材加工中心的生產(chǎn)系統(tǒng)分析，應(yīng)用線性規(guī)劃建立數(shù)學(xué)模型來解決生產(chǎn)過程問題，即產(chǎn)品優(yōu)化問題、配料優(yōu)化問題；對(duì)歷史規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，引入彈性概念，來解決安全庫存問題，即建立安全庫存彈性控制模型。運(yùn)用Excel97，對(duì)模型求解，并進(jìn)行結(jié)果分析和經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算，以此來制定生產(chǎn)計(jì)劃，指導(dǎo)生產(chǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益。并提出若干建議和對(duì)策，從而保證生產(chǎn)系統(tǒng)按照優(yōu)化的方向運(yùn)行。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化庫存管理線性規(guī)劃模型廢鋼鐵加工

1引言近年來，國有企業(yè)改革遇到前所未有的困難，企業(yè)如何挖掘內(nèi)部潛力、加強(qiáng)科學(xué)管理使企業(yè)自身很好的適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的要求，如何加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的總體經(jīng)濟(jì)效益的分析與研究，提高經(jīng)濟(jì)效益，是擺脫困境的迫切要求，也是我們需要迫切研究的問題。對(duì)于一個(gè)具有產(chǎn)購銷的廢鋼鐵企業(yè)來說，國內(nèi)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的研究關(guān)注得似乎不夠，只注重在設(shè)備和流通領(lǐng)域的研究上，而國外研究的重點(diǎn)放在化學(xué)處理方面。另外，人們認(rèn)為廢鋼鐵企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜，操作簡單，對(duì)企業(yè)內(nèi)部的研究未引起足夠的認(rèn)識(shí)，特別是在管理科學(xué)方面的應(yīng)用有所忽略，因此，本文特別關(guān)注廢鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)研究。目前，廢鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)存在以下問題亟需解決：1.各種生產(chǎn)過程中下來的廢鋼鐵資源如何優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用，即在保證鋼廠、鐵廠需要的前提下，輸出多少廢鋼、銷售多少各種可利用廢次材；2.向煉鋼廠輸送爐料，用的工具是大槽子，大槽子中的各種廢鋼鐵如何配比，并滿足煉鋼需要，以使成本最低，從而避免裝槽子的無規(guī)律性和盲目性；3.在全鞍鋼的廢鋼鐵輸入、輸出過程中，在鋼材加工中心有相當(dāng)量的一部分庫存，究竟如何控制安全庫存量，又能滿足內(nèi)部生產(chǎn)需要，同時(shí)又能壓縮資金占用，盤活流動(dòng)資金，也是一個(gè)非常突出的問題。通過建立、運(yùn)用理論上的模型，構(gòu)出行之有效的生產(chǎn)運(yùn)作模式，是實(shí)現(xiàn)成本最低、利潤最大的有效途徑。

2鞍鋼鋼材加工中心生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化模型2.1生產(chǎn)過程優(yōu)化模型建立2.1.1產(chǎn)品品種產(chǎn)量優(yōu)化模型①的建立1．有關(guān)情況分析：

與產(chǎn)品生產(chǎn)利潤最大化有關(guān)的主要因素有單位利潤、加工能力、各種資源量及市場(chǎng)需求情況等。2．確定決策變量從生產(chǎn)現(xiàn)狀分析來看，在生產(chǎn)過程中，主要挑選、加工各品種的廢次鋼材、向外輸出各品種的廢鋼鐵。在此，我們以各品種產(chǎn)量為決策變量,Xj(j=1,2,??n)為第j種產(chǎn)品的計(jì)劃產(chǎn)量。每種產(chǎn)品的單位利潤均由財(cái)務(wù)部門核出。3．約束方程系數(shù)和右邊常數(shù)Bj的確定(1)為了簡化問題，可以將所有廢鋼產(chǎn)品按其加工性質(zhì)的不同,測(cè)算了每單位產(chǎn)品所需要的挑選工時(shí)、切割工時(shí)、打碎工時(shí)、打包工時(shí)、冷剪工時(shí)、爆破工時(shí)，及每天全廠所能提供的總工時(shí)，以便統(tǒng)一考慮生產(chǎn)能力。(2)各類產(chǎn)品的原料是生產(chǎn)回收和非生產(chǎn)回收入廠的廢鋼鐵資源，生產(chǎn)科根據(jù)歷年的統(tǒng)計(jì)資料及99年的計(jì)劃回收情況，可估算當(dāng)年的各大類原料的資源情況，從而給出一個(gè)資源供應(yīng)的最大可能值。單位產(chǎn)品資源消耗情況可核定。(3)關(guān)于需求量情況。由生產(chǎn)科、經(jīng)營科根據(jù)企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)實(shí)際及外部的市場(chǎng)需求狀況確定。4.目標(biāo)函數(shù)的確定產(chǎn)品總利潤是產(chǎn)品的單位利潤與產(chǎn)品品種產(chǎn)量乘積之和.綜上，品種優(yōu)化模型如下：nMaxZ=ΣcjXj(j=1,2,?n)j=1

S.T.資源約束、加工能力約束：nΣAjXj≤(或=)Bj(j=1,??n)J=1需求約束：Xj≤(或=)Bj(j=1,??n)2.1.2內(nèi)部配料優(yōu)化模型②的建立內(nèi)供的各品種廢鋼鐵要通過裝入料槽送到鋼廠，如何組織裝槽子即對(duì)輸出的各類廢鋼鐵進(jìn)行配料也是生產(chǎn)過程中要考慮的問題，而不是直接將每種廢鋼鐵輸送到鋼廠，這樣既不能滿足煉鋼工藝的要求，也不符合經(jīng)濟(jì)核算上的需要。在滿足工藝要求的前提下，盡可能提高或保持槽重，縮短裝爐時(shí)間和冶煉時(shí)間。對(duì)內(nèi)部輸出的各種產(chǎn)品的配料進(jìn)行優(yōu)化，其主要的理論依據(jù)是滿足工藝要求，滿足操作要求，保證每個(gè)料槽的成本最低。1．有關(guān)情況分析：（1）根據(jù)鞍鋼現(xiàn)行轉(zhuǎn)爐爐口直徑的大小，槽子形狀為一端成斜開口形長方體,其體積為6.75立方米。從工藝上實(shí)踐表明：若一個(gè)料槽中全部裝入重型廢鋼，比如切頭，在入爐裝料時(shí)極易砸壞爐底，若料槽中全部裝輕薄料，則需多加幾次廢鋼料，這樣將延長加料時(shí)間，直接影響冶煉周期，同時(shí)發(fā)生燒損，將降低產(chǎn)量。根據(jù)生產(chǎn)上的實(shí)踐，槽重保持在14噸最為合適。(2)裝料時(shí)，不同品種的槽料廢鋼鐵因其堆積密度和單位成本不同而影響槽重和槽料成本③.單純從提高槽重的角度分析，裝槽時(shí)應(yīng)多加入堆積密度高的廢鋼鐵，單純從降低槽料成本角度考慮，裝料時(shí)應(yīng)多加入單位成本低的廢鋼鐵，這正是本配料模型所要解決的問題之一。(3)由于內(nèi)供各種資源的需求量及資源存量情況的存在，把98年廢鋼鐵資源量按12個(gè)月平均得出月均資源情況.2.輸出配料模型的建立(1)確定決策變量根據(jù)各種內(nèi)供輸出原料的情況，確定以下14個(gè)變量X1，X2,??X14,分別代表料槽中切頭、廢模、廢錠、剪切廢鋼、重型廢鋼、中型廢鋼、輕型廢鋼、普通包塊、碎鋼霄、廢鐵、雜鐵、唐麻鐵、爆破渣鋼、挑選渣鋼的投量。（單位為噸）(2)確定目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化料槽中配料實(shí)質(zhì)上是解決了槽重與成本間問題，也就是要在保證槽重和工藝要求的前提下，使槽料成本最低。槽料成本是各類裝槽廢鋼鐵與其單位成本乘積之和，即：nMinZ=ΣcjXj(j=1,??n)j=1(3)約束條件的確定①料槽單重約束。由于生產(chǎn)工藝上的要求，計(jì)劃料槽單重為C1噸／槽，所以有，X1 X2?? Xj≥C1②料槽容積約束。料槽容積為C2立方米，裝槽時(shí)，不應(yīng)超過其容積，所以有，nΣ1/rjXj≤C2(j=1,??n)j=1③資源量約束。每個(gè)料槽中的資源量:0≤Xi≤Bj(j=1,??n)2.2安全庫存模型③的建立2.2.1安全庫存彈性控制模型產(chǎn)生的理論依據(jù)本文中，彈性定義為：彈性就是某一特征在一定時(shí)期的實(shí)際結(jié)果相當(dāng)于其理想水準(zhǔn)（亦稱均衡標(biāo)準(zhǔn)）的變動(dòng)程度或波動(dòng)幅度。在我國的大多數(shù)企業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)供給活動(dòng)大多存在著這種彈性，但由于這些企業(yè)彈性的非均衡生產(chǎn)供給規(guī)律在不同及不同的月份的縱橫時(shí)間中，其數(shù)量表現(xiàn)大小不等而又雜亂無章，而在物料管理中常流于盲目和簡單化。因此，引用物理學(xué)中的“彈性”概念來構(gòu)造存儲(chǔ)彈性控制模型就更是具有必要性和現(xiàn)實(shí)性。其理論上的依據(jù)是：1.企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)是一個(gè)相互影響相互制約的有機(jī)系統(tǒng)組合。就物料管理而言，它的合理運(yùn)行機(jī)制應(yīng)是：“生產(chǎn)取決于市場(chǎng)（銷售），供給服從生產(chǎn)，存儲(chǔ)確保供給，采購依據(jù)存儲(chǔ)?！币虼?，在產(chǎn)品營銷正常情況下，物料的供給、存儲(chǔ)、采購經(jīng)營活動(dòng)必須相應(yīng)地服從生產(chǎn)的彈性，使產(chǎn)、供、銷三個(gè)環(huán)節(jié)緊密銜接，協(xié)調(diào)平衡。2.企業(yè)在近期或?qū)砩a(chǎn)經(jīng)營諸要素可能有所發(fā)展，但相對(duì)于現(xiàn)有基礎(chǔ)及管理方式來說相對(duì)穩(wěn)定，一般不會(huì)出現(xiàn)異變。同時(shí)由于供給與生產(chǎn)密切相關(guān)而在數(shù)量上表現(xiàn)為正比例關(guān)系，生產(chǎn)規(guī)律必然代表供給規(guī)律，反過來供給規(guī)律又在很大程度上反映出生產(chǎn)規(guī)律。因此，可以運(yùn)用有關(guān)生產(chǎn)或供給的近期歷史統(tǒng)計(jì)資料，分析歸結(jié)出企業(yè)呈彈性的非均衡生產(chǎn)（供給）規(guī)律，在結(jié)合近期將來可能出現(xiàn)影響的有關(guān)因素予以修正評(píng)測(cè)，則可比較準(zhǔn)確預(yù)見近期未來生產(chǎn)供給的彈性態(tài)勢(shì)，據(jù)此規(guī)劃物料存貯彈性控制綱領(lǐng)，并在實(shí)施控制過程中不斷及時(shí)修正完善。2.2．2安全貯存彈性控制模型的建立存貯彈性控制模型的邏輯思路可表述為：預(yù)測(cè)生產(chǎn)供給動(dòng)態(tài)→確定合理存貯水平→控制收入（購進(jìn)）調(diào)節(jié)存貯。它的基本思路是“以銷定產(chǎn)，以產(chǎn)定供，以供定貯，以貯定收”和“對(duì)照目標(biāo)，定期檢查，分析癥結(jié)，控制關(guān)鍵?！本唧w過程如下：1.某月供應(yīng)彈性系數(shù)，反映該月實(shí)際供應(yīng)量較月均衡供應(yīng)量的波動(dòng)幅度。可這樣計(jì)算：

月均衡供應(yīng)量＝全年實(shí)際供應(yīng)量／12 某月供應(yīng)彈性系數(shù)＝該月實(shí)際供應(yīng)量／月均衡供應(yīng)量2.某月預(yù)測(cè)供給彈性系數(shù)是根據(jù)近期三年同月歷史統(tǒng)計(jì)資料分析整理里求得的一個(gè)預(yù)測(cè)值。在具體求值中，為了消除偏差使預(yù)測(cè)值更加準(zhǔn)確，采用加權(quán)平均判定法，即：在三個(gè)預(yù)分析數(shù)值（供應(yīng)彈性系數(shù)）X1,X2,X3,滿足關(guān)系式X1≤X3≤X2或X2≤X3≤X1且∣X3-X2∣≤∣X3-X1∣,也就是說，若X3為中間值，X2與X3偏近，X1與X3偏遠(yuǎn)，在進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，視X3為正常數(shù)值，X2為較正常數(shù)值，X1為非正常數(shù)值，那么對(duì)X3加權(quán)6／12，X2加權(quán)4/12，X1加權(quán)2/12，因?yàn)楦鶕?jù)歷史經(jīng)驗(yàn)，一年中通常有六個(gè)月正常生產(chǎn)，4個(gè)月為較正常，2個(gè)月為非正常，所以有：某月預(yù)測(cè)供應(yīng)彈性系數(shù)＝同月正常彈性系數(shù)×6／12＋同月較正常彈性系數(shù)×4／12＋同月非正常彈性系數(shù)×2／123.確定某月計(jì)劃供應(yīng)量

根據(jù)計(jì)劃產(chǎn)量、物耗水平和生產(chǎn)供給彈性分布來計(jì)算，有

月均衡計(jì)劃供應(yīng)量＝全年計(jì)劃供應(yīng)量／12某月計(jì)劃供應(yīng)量＝月均衡計(jì)劃供應(yīng)量×該月預(yù)測(cè)供應(yīng)彈性系數(shù)4.某月預(yù)測(cè)彈性偏差系實(shí)際供應(yīng)量與計(jì)劃供應(yīng)量的離差，它反過來驗(yàn)證某個(gè)存貯系統(tǒng)預(yù)測(cè)及規(guī)劃的準(zhǔn)確度與優(yōu)化率，也是修正存貯控制目標(biāo)和依據(jù)之一。某種預(yù)測(cè)彈性偏差＝（該月實(shí)際供應(yīng)量／該月計(jì)劃供應(yīng)量－1）×100％

＝該月計(jì)劃供應(yīng)執(zhí)行偏差量／該月計(jì)劃供應(yīng)量×100％5.確定某月末庫存量定額某月期末庫存量定額系根據(jù)近期社會(huì)資源狀況、交通運(yùn)輸條件等到貨保障與及時(shí)程度，以及為補(bǔ)給該月后的短期計(jì)劃供應(yīng)量而定。其可按此公式計(jì)算：nY=∑Xi(I=1,2,??n)I=1其中，Y為某月末庫存量定額；n表示合理存貯周轉(zhuǎn)天數(shù)；Xi表示本月之后第i天的計(jì)劃供應(yīng)量。確定期末庫存定額作為存貯標(biāo)準(zhǔn)有兩層意義，一是實(shí)際庫存量超過定額過大時(shí)表明出現(xiàn)了超庫存積壓；而當(dāng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于定額時(shí)，則表明潛伏著待料停工的危險(xiǎn)。因此，在施行控制過程中，應(yīng)設(shè)法使實(shí)際存量趨近于庫存量定額，兩者相差不能太大。與傳統(tǒng)的庫存量定額方法相比，此辦法更能貼近實(shí)際狀況。6.確定計(jì)劃收入量、計(jì)劃購進(jìn)量為了彌補(bǔ)調(diào)節(jié)存貯量，使供、貯、收三環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)平衡而確定的總收入量。某月計(jì)劃收入總量＝該月期末庫存量定額＋該月計(jì)劃供應(yīng)量—上月期末庫存量定額一般來說，計(jì)劃收入總量來源于三個(gè)渠道，即來自企業(yè)外部的購進(jìn)量。所以在生產(chǎn)和非生產(chǎn)回收的計(jì)劃量已經(jīng)確定之下，為補(bǔ)足計(jì)劃收入總量的差量部分而求得的購進(jìn)控制期量。某月計(jì)劃購進(jìn)量＝該月計(jì)劃收入量－（該月計(jì)劃生產(chǎn)回收量＋該月計(jì)劃非生產(chǎn)回收量）在此式中，計(jì)劃生產(chǎn)回收量可依據(jù)成材率計(jì)算出；計(jì)劃非生產(chǎn)回收量具有間發(fā)性和非規(guī)律性，可依據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。7.計(jì)劃購進(jìn)量的調(diào)整此過程是一種前饋控制，以便及時(shí)糾正偏差，避免偏差積累成患而整個(gè)存貯控制奏效的關(guān)鍵改進(jìn)措施定量化。某月初調(diào)整計(jì)劃購進(jìn)量＝該月計(jì)劃購進(jìn)量±上月期末庫存量定額執(zhí)行增減差量若計(jì)算值為負(fù)時(shí)，表明現(xiàn)有存量超額存貯過大，為使存量降至正常水平，故月初調(diào)整計(jì)劃購進(jìn)量為0。綜上1至7過程就是安全存貯的彈性控制模型。

3模型的求解與結(jié)果分析3.1生產(chǎn)過程優(yōu)化模型的求解、靈敏度分析④3.1.1模型求解1.品種產(chǎn)量優(yōu)化模型的求解。用Office97中的Excel97的規(guī)劃求解，在表格中分別設(shè)立相應(yīng)的單元格，可得該模型的最優(yōu)解.2.配料優(yōu)化模型求解：同樣，在EXCEL97的工作表上可得該模型的最優(yōu)解。3.1.2結(jié)果分析1.品種優(yōu)化模型的結(jié)果分析(1)從工作表及運(yùn)算結(jié)果報(bào)告上可得最大化的產(chǎn)品品種計(jì)劃.(2)可看出各種資源的節(jié)余量及市場(chǎng)需求量的非飽和量。(3)可看出，生產(chǎn)加工能力狀況、市場(chǎng)需求量限制是生產(chǎn)科、經(jīng)營科通過預(yù)測(cè)得到的，在建模及求解過程中，它是作為模型外預(yù)測(cè)值處理的，需要說明的是市場(chǎng)預(yù)測(cè)工作本身是很重要的，預(yù)測(cè)方法是否科學(xué)，預(yù)測(cè)值是否準(zhǔn)確，對(duì)建模及求解結(jié)果均有很大影響。(4)求解結(jié)果表明，當(dāng)前的最優(yōu)解是唯一的。這就是說，根據(jù)計(jì)算結(jié)果所確定的產(chǎn)品品種計(jì)劃是唯一使總利潤達(dá)到最大的生產(chǎn)計(jì)劃，倘若考慮其他目標(biāo)要求及影響因素，則應(yīng)添加適當(dāng)?shù)募s束條件重新計(jì)算出新的最優(yōu)方案。2.配料優(yōu)化模型的結(jié)果分析(1)從工作表及運(yùn)算結(jié)果報(bào)告上看出，使單槽中成本最低的配料方法。(2)可得出各種資源的使用情況。(3)從極限值報(bào)告可得出在目前水平下，調(diào)整多裝切頭、重型廢鋼、中型廢鋼是不合適的，在上述原料短缺時(shí)，可適當(dāng)考慮廢模、廢錠、爆破渣鋼，盡管其將導(dǎo)致成本升高。3.1.3靈敏度分析1.品種優(yōu)化模型的靈敏度分析影響品種優(yōu)化的主要因素是資源量的變化（bi）和單位利潤（cj）的變化。A.資源量bi的變化的影響。資源量變化,帶來求解結(jié)果的變化.同樣也可在Excel97下求解.B.目標(biāo)函數(shù)系數(shù)（即單位利潤cj）的變化對(duì)利潤的影響由于各種廢次材資源價(jià)格受鋼材市場(chǎng)的影響必然會(huì)很大。同樣可在Excel97下求解。此時(shí)品種結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，總利潤也發(fā)生變化。2.配料優(yōu)化模型的靈敏度分析同樣，配料優(yōu)化模型也受資源（bi）和單位利潤（cj）的變化影響。A.資源量（bi）的變化情況：同樣可得求解結(jié)果。在單重體積不變的情況下，增加其他原料的投量，成本是可以降下來的。B.目標(biāo)函數(shù)系數(shù)（cj）的變化對(duì)目標(biāo)函數(shù)的影響由于內(nèi)部供料同樣也受市場(chǎng)價(jià)格的影響，其必然對(duì)槽料的成本產(chǎn)生影響。3.1.4經(jīng)濟(jì)效益分析1.產(chǎn)品品種優(yōu)化模型的經(jīng)濟(jì)效益分析 通過觀察模型求解結(jié)果，我們認(rèn)為最優(yōu)方案的效益是可觀的。2.配料模型的經(jīng)濟(jì)效益分析同樣，通過觀察模型的求解結(jié)果，若采取其它資源代替切頭，每槽可節(jié)約一定的價(jià)值。3.2安全庫存模型求解與分析3.2.1安全庫存模型求解．由2.2.2所描述的模型的各步，在Excel97上設(shè)計(jì)、輸入公式，可逐步求解：本文所利用的數(shù)據(jù)為企業(yè)近三年的數(shù)據(jù)，并設(shè)計(jì)出供應(yīng)彈性系數(shù)計(jì)算表和彈性控制計(jì)算表。從上表結(jié)果看出，由于受企業(yè)內(nèi)部設(shè)備大修安排和市場(chǎng)需求的影響，使企業(yè)周期性地出現(xiàn)在每年一、二季度處于供給高峰，三、四月屬于供給低谷。也可以看出，目前情況下期末庫存定額與期末實(shí)際庫存量之間差值就是超儲(chǔ)那一部分。因此，要想達(dá)到壓縮庫存的目的，必須把超儲(chǔ)的那一部分廢鋼鐵逐漸銷售出去。在目前的市場(chǎng)條件下，全國廢鋼鐵市場(chǎng)是需求大于供給，銷售上可行的。理想的庫存量控制在定額執(zhí)行偏差量為零，亦期末庫存定額等于期末實(shí)際庫存量，不過這在實(shí)際是不易做到的。實(shí)際中，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，合理的庫存量應(yīng)控制在定額執(zhí)行偏差量的數(shù)量在＋2000— 3000噸左右。3.2.2經(jīng)濟(jì)效益分析采用上述模型后，在經(jīng)濟(jì)上是可觀的。一是它可減低采購成本，二是可降低存儲(chǔ)成本。若不采用此類庫存控制措施，庫存就會(huì)占用大量的資金，包括廢鋼鐵的本金、利息、場(chǎng)地費(fèi)、管理費(fèi)等各種庫存維持費(fèi)用，廢鋼鐵還會(huì)發(fā)生損失等，減少企業(yè)投資的機(jī)會(huì)。同時(shí)，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中存在的問題也被掩蓋。3.2.3優(yōu)化方案的綜合分析從上面的兩個(gè)模型結(jié)果看，它們是我們廠生產(chǎn)系統(tǒng)的兩個(gè)重要的子系統(tǒng)，通過對(duì)生產(chǎn)方案的優(yōu)化，可取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。產(chǎn)品品種優(yōu)化模型是在現(xiàn)有的資源狀況、現(xiàn)有的產(chǎn)品品種、現(xiàn)有的工藝設(shè)備加工能力、現(xiàn)行的市場(chǎng)需求狀況的基礎(chǔ)上進(jìn)行求解的，它主要適用于中短期計(jì)劃，是用來對(duì)的生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行安排，也可以用來對(duì)季度、月份的生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行安排，但必須要搞清各種約束條件的限制值；配料優(yōu)化模型是在固定的料槽容積、工藝要求的單重、及各種資源量的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算的，通常，在煉鋼轉(zhuǎn)爐沒有重大的改造的情況下，料槽也是一項(xiàng)固定資產(chǎn)，其容積是不變的，同樣工藝要求的單重變化可能性不大，那么主要是各種資源量的限制值在變化；安全庫存控制模型主要是以歷史上的數(shù)字運(yùn)用統(tǒng)計(jì)規(guī)律來預(yù)測(cè)每年、每月的庫存量的，它主要是針對(duì)需求（鞍鋼生產(chǎn)）的季節(jié)性變動(dòng)的特點(diǎn)來計(jì)算的，筆者認(rèn)為不妨在使用Excel97中的趨勢(shì)分析曲線，比如線性模型、移動(dòng)平均曲線等，在圖表上進(jìn)行預(yù)測(cè)，讀出數(shù)據(jù)，用這些數(shù)據(jù)與彈性控制模型的計(jì)算數(shù)據(jù)相比較，如果差距很大則需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，這樣使預(yù)期庫存控制更加貼近實(shí)際值。在實(shí)際應(yīng)用上，是可行的。因?yàn)樵谀壳?，我們的生產(chǎn)系統(tǒng)在理論上、實(shí)踐上并沒有切時(shí)可行的科學(xué)方法，一切操作是憑經(jīng)驗(yàn)的估計(jì)。如果按模型的計(jì)算制定生產(chǎn)計(jì)劃，用以指導(dǎo)生產(chǎn)，在技術(shù)上、組織是沒有障礙的。在設(shè)備的使用上，也能滿足需要。

4建議與對(duì)策4.1生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題1.入廠原料常出現(xiàn)分類不準(zhǔn)確。2.生產(chǎn)系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性、不統(tǒng)一性，造成決策數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)有一定的差異。3.制定生產(chǎn)計(jì)劃的不及時(shí)與生產(chǎn)組織的隨機(jī)性。4.生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行的偏差。5.各種原料消耗定額與工藝耗時(shí)定額尚需進(jìn)一步核定。6.本文所采納的數(shù)據(jù)大多數(shù)是鞍鋼改造集中時(shí)期的數(shù)據(jù)，其波動(dòng)性較大，伴隨改造的結(jié)束，生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行逐漸穩(wěn)定，各項(xiàng)數(shù)據(jù)更貼近實(shí)際。4.2對(duì)策和建議4.2.1加強(qiáng)生產(chǎn)運(yùn)作管理⑤⑥1.重視并制定好生產(chǎn)計(jì)劃工作。2.生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)是整個(gè)企業(yè)降低成本和增加利潤的中心。3.合理控制好庫存量。建議本預(yù)期存貯彈性控制模型按下圖實(shí)施，這些環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)前饋控制閉環(huán)系統(tǒng)

執(zhí)行評(píng)價(jià)

庫存前饋控制閉環(huán)系統(tǒng)圖

4.搞好各工藝的設(shè)備管理。4.2.2為執(zhí)行外銷品種計(jì)劃和為降低庫存而大力開展市場(chǎng)營銷活動(dòng)4.2.3生產(chǎn)戰(zhàn)略研究是企業(yè)戰(zhàn)略的重要組成部分⑦4.2.4注重生產(chǎn)信息系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用目前的計(jì)算機(jī)的作用未得到充分的發(fā)揮,應(yīng)建立我廠的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，包括：生產(chǎn)計(jì)劃、成本分析、輸出槽料配比、庫存控制、銷售管理等部分。其具體途徑只須建立企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)。在系統(tǒng)未開發(fā)之前，筆者建議使用現(xiàn)行的Excel97中的內(nèi)置模板上各類表格，可將之修改，即可使用。本文上述的優(yōu)化模型現(xiàn)可作為生產(chǎn)系統(tǒng)的管理決策的主要方法和手段，只須調(diào)整相應(yīng)的參數(shù)。

5結(jié)論本文應(yīng)用的規(guī)劃模型具有適應(yīng)能力強(qiáng)，計(jì)算技術(shù)簡單，已成為現(xiàn)代管理中應(yīng)用最廣、成效最好的數(shù)量方法。本文的優(yōu)化模型的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1系統(tǒng)優(yōu)化性。生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化是根據(jù)經(jīng)濟(jì)上的合理原則與實(shí)際可行原則確定的優(yōu)化方案。它的評(píng)價(jià)方法是：外銷產(chǎn)品全部售出，保證內(nèi)部生產(chǎn)需求，并使輸出槽料成本最低、庫存合理，但必須在整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)控制中輔以例外管理來達(dá)到靈活機(jī)動(dòng)。2合理的規(guī)劃性。本生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化研究是對(duì)系統(tǒng)的主要要素的數(shù)量規(guī)劃，在很大程度上融入了動(dòng)態(tài)規(guī)劃、滾動(dòng)計(jì)劃、目標(biāo)管理等方法。3有效控制性。本文生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化研究對(duì)外銷、存貯、收入、內(nèi)供等期量標(biāo)準(zhǔn)的確定規(guī)劃都是建立在生產(chǎn)供給勢(shì)態(tài)科學(xué)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，所以在執(zhí)行中比較接近企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際，即使出現(xiàn)偏差，也可提高前饋控制及時(shí)調(diào)整期量標(biāo)準(zhǔn)，采取控制關(guān)鍵的改進(jìn)措施。而且，該優(yōu)化研究可在新一里根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營發(fā)展及有關(guān)因素的變化，做出新的生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化。4靈活變通性。生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化研究可隨時(shí)依據(jù)實(shí)際約束的調(diào)整，同時(shí)還可以移植到廢鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)、其他類似企業(yè)、零售業(yè)等中去。5系統(tǒng)條件的特殊性。當(dāng)然，所有的約束是在理想的狀態(tài)下進(jìn)行的，而現(xiàn)場(chǎng)是復(fù)雜的，與實(shí)際還有一定的差距，比如：向料槽中裝如各種廢鋼鐵不超過料槽的容積，有一定的難度，這些問題都有待于我們?cè)趯?shí)際工作中加以克服，使實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行更接近于理論計(jì)算，從而取得更大的經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)1．韓大衛(wèi).管理運(yùn)籌學(xué).大連理工大學(xué)出版社,1995,92．王國華,李樹彬,王冠寶.金屬循環(huán)工程.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1997,83．白禮常,任隆育.現(xiàn)代庫存控制技術(shù).中國物資出版社,19844．王文獻(xiàn),陳廣旭.中文版電子表格軟件Excel97.國防工業(yè)出版社,1994,45．蔣貴善,王東華,俞明南等.生產(chǎn)與運(yùn)作管理.大連理工大學(xué)出版社,1998,66．施禮明,汪星明.現(xiàn)代生產(chǎn)管理.