动态规划法：矿井采掘计划的高效编排策略

动态规划法在矿井采掘计划编制中的应用是一项重要的技术改进，特别是在处理复杂生产系统时。本文由孟醒、冯继伟、胥文娟和陆阳杰四位作者提出，针对传统的人工排队法在效率和优化方面的局限性，他们提出了采用动态规划算法来编制采掘计划。动态规划法的核心在于将其分解为一系列有序的决策过程，通过最小化每个阶段的成本，逐步找到全局最优解。 首先，文章强调了采煤工作面的生产和新工作面的掘进准备对矿井生产的重要性，这直接影响到整个生产计划的制定。人工排队法在实际操作中存在步骤繁琐、无法得出最优方案的问题，因为它的决策过程缺乏系统性的优化策略。 动态规划法的特点主要体现在以下几个方面： 1. **系统工程视角**：矿井生产被视为一个复杂的系统工程，其中采掘生产系统为核心，工作面的接替关系是关键。 2. **问题转换**：将工作面接替顺序优化视为寻找网络图中最短路径问题，即找到总生产成本最低的接替序列。 3. **计算机辅助**：动态规划允许利用计算机进行迭代计算，显著减少了人工工作量。 具体到求解步骤，文章举了一个实际案例，涉及五个工作面V1至V5的五年开采计划。步骤包括： - **准备工作**：分析煤层赋存条件、工作面位置以及它们之间的接替可行性。确定起始工作面（例如V1）。 - **定义状态和决策**：将工作面看作网络图中的节点，接替费用作为节点间的距离或权值。 - **建立模型**：构建动态规划模型，考虑每个工作面的接替选择作为决策阶段。 - **计算递推关系**：通过迭代计算，确定每个阶段的最佳决策，逐步向最终目标推进。 - **求解**：使用动态规划算法找到一系列接替顺序，确保总成本最低。 - **分析和优化**：识别算法的不足，如可能存在的局部最优解，以及如何进一步提高算法的效率。 总结起来，运用动态规划法编制采掘计划的关键在于将问题分解为可管理的小部分，通过迭代优化找出全局最优的接替方案。这种方法有助于减少人为错误，提高计划效率，并为煤矿生产提供更为精确和有效的管理工具。未来的研究方向可能包括算法的进一步优化以及与其他先进方法的集成，以适应不断变化的矿井生产环境。