矿山信息与计算机应用讲义毕业设计.doc

矿山信息与计算机应用讲义毕业设计 目 录 1 绪论 1 1.1 我国煤矿安全形势 1 1.2 目前计算机在煤矿中主要应用 3 2 数值模拟方法 5 2.1数值计算与系统模拟常用方法简介 5 2.2 FLAC简介 6 2.2.1 FLAC定义 6 2.2.2 FLAC的发展 7 2.2.3 FLAC的应用 7 2.3 FLAC软件的基本原理 7 2.4 FLAC特点 9 2.5 FLAC 输入命令 10 2.6 FLAC数值模拟建模原则及步骤 24 2.6.1 FLAC模型的设计原则 24 2.6.2 FLAC模型建立步骤 24 2.7 FLAC数值模拟编程、运行及分析 27 3 神经元网络 36 3.1神经元网络的基本知识 36 3.1.1概述 36 3.1.2 人工神经网络的定义和发展概况 36 3.1.3 人工神经网络的基本特性 36 3.2 人工神经网络原理 37 3.2.1 人工神经网络的结构 37 3.2.2 BP网络算法 37 3.3 人工神经网络在矿业工程中的应用概况 40 3.3.1回采巷道围分类神经网络系统 41 3.3.2 综放面生产能力预测神经网络 45 4 专家系统 51 4.1专家系统概述 51 4.2专家系统的设计原理 51 4.2.1专家系统的结构 51 4.2.2 知识库的知识表示(RULES) 54 4.3 专家系统在矿业中的应用 54 4.3.1 专家系统在矿业中应用概述 54 4.3.2回采巷道支护专家系统 56 4.3.3 采煤工艺选择的专家系统 58 5 矿山信息技术 63 5.1 空间信息技术在矿山中的应用 63 5.1.1 空间信息技术的优越性 63 5.1.2 空间信息技术在矿山生产管理中的应用 64 5.2 矿山管理信息系统 65 5.2.1 矿山管理信息系统的总体结构 65 5.2.2 矿山管理信息系统的开发 70 5.2.3 实例分析 76 5.3 矿井生产过程的监测与控制 78 5.3.1生产过程重要数据的采集与传输系统 79 5.3.2 生产状况的监测与显示系统 80 5.4 矿山地理信息系统 84 5.4.1 地理信息系统概念 84 5.4.2 地理信息系统在矿山的应用研究现状及发展趋势 86 5.5 虚拟现实技术在矿业中应用 89 5.5.1 虚拟现实技术概念 89 5.5.2 虚拟现实技术在矿业中主要应用 90 1 绪论 1.1 我国煤矿安全形势 煤炭工业是我国国民经济的支柱产业，煤炭占我国一次能源消费的75%左右，这个比例在相当长的时间内不会有大的改变。 2006年全国煤炭产量初步统计为23.25亿吨，其中国有重点煤矿11.25亿吨，占48％ ； 地方国有煤矿3.08亿吨，占13％ ；乡镇个体煤矿8.92亿吨，占39％ 。 图1.1 2006年各类煤矿产煤比例图 2006年全国煤矿共发生事故2945起，死亡人数4746人，其中国有重点煤矿起数415起占14.1%，死亡人数704人占14.8%；国有地方煤矿起数381起占12.9%，死亡人数611人占12.9%；乡镇煤矿起数2149起占73.0%，死亡人数3431人占72.3% 。 图1.2 06年全国各类煤矿事故起数比例 图1.3 06年全国各类煤矿死亡人数比例 2006年全国煤炭产量初步统计为23.25亿吨，百万吨死亡率为 2.041，其中国有重点煤矿11.25亿吨，百万吨死亡率0.626 ； 地方国有煤矿3.08亿吨，百万吨死亡率1.981 ；乡镇个体煤矿8.92亿吨，百万吨死亡率3.847 。 图1.4 06年全国各类煤矿产量及死亡率对比图 2006年生产原煤23.25亿吨，百万吨死亡率为 2.041；2005年生产原煤21.1亿吨，百万吨死亡率为 2.836；2004年生产原煤19.56亿吨，百万吨死亡率为 3.08；2003年生产原煤17.36亿吨，百万吨死亡率为 3.71；2002年生产原煤13.93亿吨，百万吨死亡率为 5。 图1.5近五年全国煤矿产量及死亡率对比图 美国煤矿百万吨死亡率0.039、南非为0.13、波兰为0.26、印度为0.42、俄罗斯为0.46，2003年全世界煤炭产量约50亿吨，煤矿事故死亡总人数约8000人。当年我国的煤炭产量约占全球的35%，而事故死亡人数占80%。 图1.6 2004年世界主要产煤国死亡率对比图 从全国范围看，我国煤矿事故死亡人数、事故频率以及重特大事故的次数仍维持在较高水平，与世界主要产煤国家相比，仍然存在相当大的差距。主要表现在 ： a、事故总量大，事故频发。据统计，1990-2004年的15年间，全国煤矿事故死亡人数98278人，平均每年死亡人数6551人， 2005年尽管有所下降，但仍高达5986人。 2005年全