黑龙江自考采矿工程独本采矿优化设计考试大纲.docx
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黑龙江自考采矿工程独本采矿优化设计考试大纲
黑龙江省高等教育自学考试
采矿工程（独立本科段）B080109专业
采矿系统工程考试大纲
（课程代码11887）
黑龙江省高等教育自学考试委员会办公室
二○一○年五月
采矿工程专业
采矿系统工程自学考试大纲
课程中文名称：
采矿系统工程
课程英文名称：
MiningSystemEngineering
学时数：
60学时
一、课程性质与设置目的
《采矿系统工程》课程是黑龙江省高等教学自学考试采矿工程专业（独立本科段）的必修课，主要讲授矿山设计与规划系统优化、矿山工艺系统优化、矿山管理系统优化、采矿系统发展前景展望等方面内容。
通过学习，使学生掌握采矿系统工程的基本思想和方法，并能初步运用采矿系统工程的优化理论，对矿山设计与规划系统优化、矿山工艺系统优化、矿山管理系统优化问题进行分析。
针对《采矿系统工程》课程的特点，在教学过程中应注意培养学生的系统思维能力，强化系统分析原理，注重定性分析与定量分析相结合，加强实际训练，为学生后续的学习、实践及今后的工作与发展打下良好基础。
二、课程内容与考核目标
总论
（一）学习目的和要求
通过总论的学习，掌握系统工程的的基本概念，了解系统模型建立的基本要求及步骤，了解采矿系统工程发展现状和应用。
（二）课程内容
1、系统工程
主要学习系统、系统工程和系统分析的概念。
2、采矿系统工程
主要学习采矿系统工程定义及其重要意义。
3、系统模型及其建立
主要学习系统工程模型建立的基本要求和基本步骤。
4、采矿系统工程基础理论与技术
主要学习采矿系统工程与相关学科联系。
5、采矿系统工程发展现状
主要学习采矿系统工程应用领域。
（三）考核知识点
1．系统、系统工程、系统分析和采矿系统工程定义。
2．系统工程模型建立的基本要求和基本步骤。
（四）考核要求
掌握：
系统、系统工程、系统分析和采矿系统工程的概念
领会：
系统工程模型建立的基本步骤和基本要求、采矿系统工程发展现状及应用领域。
第一章 矿床模型及矿床资源条件可开发性评价
（一）学习目的和要求
通过本章的学习，首先掌握作为建立矿床模型的理论基础及主要方法的地质统计学基础知识，进而学习矿床模型的建立方法，以及矿床资源条件的系统分析与评价方法。
（二）课程内容
第一节地质统计学基础知识
本节主要学习区域化变量理论、结构分析与变异函数拟合、克里金法估值的原理。
第二节矿床模型的建立
本节首先介绍矿床模型的基本概念，学习矿床模型建立的几种常见方法，以及分析在矿床模型建立与应用中存在的一些问题。
第三节矿床资源条件的系统分析与评价
本节主要以地下开采煤层和露天开采井田的评价为例说明矿床资源评价的基本方法与过程。
（三）考核知识点
1．地质统计学的基本理论
2．矿床模型的建立的几种常见方法
3．矿床资源评价的基本方法和过程。
（四）考核要求
1．地质统计学的基本理论
掌握：
区域化变量理论、克里金法估值方法。
2．矿床模型的建立的方法
掌握：
矿床建立的距离加权法、地质统计学方法、地质边界法和人工神经网络方法。
3．矿床资源评价的基本方法和过程。
了解：
地下开采煤层和露天开采井田的评价方法。
第二章 矿田开采境界与产量规模的优化
（一）学习目的和要求
通过本章的学习，掌握矿山设计中两项重要的决策要素（矿田开采境界和矿山产量规模）的优化。
（二）课程内容
第一节 露天矿开采境界的优化
本节主要学习露天矿开采境界优化的两种应用较为广泛的优化方法—移动圆锥模拟法和动态规划法。
第二节 矿田划分与矿山产量规模的优化
本节首先分析矿山产量规模的影响因素，深入学习矿田储量、矿山产量规模与矿山服务年限的综合优化方法；学习边界品位优化方法和露天矿剥采关系的动态优化方法；学习井田划分及井型的优化确定。
（三）考核知识点
1．移动圆锥模拟法和动态规划法
2．露天矿剥采关系的动态优化
3．井田划分及井型的优化确定
（四）考核要求
1．露天矿开采境界的优化
掌握：
两种应用广泛的露天矿开采境界优化方法—移动圆锥模拟法和动态规划法。
2．露天矿剥采关系的动态优化
掌握：
露天矿剥采关系的动态优化
3．井田划分及井型的优化确定
掌握：
井田划分的优化模型、井型优化模型。
第三章 矿山开采设计综合优化
（一）学习目的和要求
通过本章的学习，掌握采区设计优化的方法，矿井设计方案优化的内容、准则和方法，以及露天矿长远设计综合优化方法。
（二）课程内容
第一节 采区设计优化
本节主要学习采区设计优化的主要内容、优化步骤；采区设计方案的构成和初选。
第二节 矿井设计方案优化
本节主要学习矿井设计方案优化的内容、准则和方法。
第三节 露天矿长远设计综合优化
本节主要首先学习露天矿长远设计涉及的主要内容，介绍有向图系统模拟方法在露天矿长远设计综合优化中的应用。
（三）考核知识点
1．采区设计优化内容、步骤
2．矿井设计方案优化的内容、准则和方法
3．露天矿长远设计的主要内容
4．有向图系统模拟方法
（四）考核要求
1．采区设计优化内容、步骤
掌握：
采区设计优化的主要内容、优化步骤
2．矿井设计优化模型
掌握：
矿井设计方案优化的内容、准则和方法，优化模型的总体结构。
领会：
优化模型存在的问题与改进途径。
3．有向图系统模拟方法
掌握：
露天矿用有向图系统的基本原理。
了解：
有向图系统模拟算法。
第四章 矿区开发规划优化
（一）学习目的和要求
通过本章的学习，掌握矿区规划的主要内容、基本依据，矿区开发系统优化方法与建模；了解矿区规划系统动态学（SD）模型。
（二）课程内容
第一节 矿区开发系统模型
本节首先对矿区系统的结构、特征进行分析，介绍矿区规划的主要内容。
第二节 矿区开发系统优化方法
本节主要学习矿区规划的基本依据、矿区发展方案选择的0-1整数规划。
第三节 矿区系统动态模拟分析
本节主要学习矿区规划系统动态学（SD）模型、矿区规划系统流图和方程。
（三）考核知识点
1．矿区开发系统模型
2．矿区开发系统优化方法
3．矿区系统动态模拟分析
（四）考核要求
1．矿区开发系统模型
掌握：
矿区系统的结构、矿区规划的主要内容。
2．矿区开发系统优化方法
掌握：
矿区发展方案选择的0-1整数规划。
3．矿区系统动态模拟分析
领会：
矿区规划系统动态学（SD）模型。
第五章 矿山开采工艺选择
（一）学习目的和要求
通过本章的学习，了解露天矿开采工艺及设备选择和矿井开采方法选择。
（二）课程内容
第一节 露天矿开采工艺及设备选择
本节学习露天矿开采工艺及设备选择的方法，主要学习系统模拟方法、人工智能方法和概率分析方法。
第二节 矿井开采方法选择
本节主要学习采煤机生产过程的计算模拟分析、采煤工艺及其设备的优选、采煤方法选择的决策支持系统和金属矿山采矿方法选择的模糊决策。
（三）考核知识点
1．露天矿开采工艺及设备选择
2．矿井开采方法选择
（四）考核要求
1．露天矿开采工艺及设备选择
掌握：
系统模拟方法、人工智能方法。
了解：
概率分析方法
2．矿井开采方法选择
掌握：
采煤机生产过程的计算模拟分析和采煤工艺及其设备的优选
了解：
采煤方法选择的决策支持系统和金属矿山采矿方法选择的模糊决策
第六章 矿山生产系统分析与优化
（一）学习目的和要求
通过本章的学习，掌握系统模拟方法的基础知识，矿山生产工艺系统模拟方法，矿山生产工艺系统的数学规划方法，以及矿山生产系统可靠性特点、研究内容、生产系统的可靠性分析。
（二）课程内容
第一节 矿山生产工艺系统模拟
本节主要学习系统模拟方法的基础知识和动态系统的模拟方法。
第二节 矿山生产工艺系统的数学规划
本节主要学习线性规划、整数规划和非线性规划在矿山生产工艺系统中的应用。
第三节 生产工艺系统的排队论分析
本节主要学习排队论的基本概念，以及排队论在生产系统中的应用。
第四节 生产系统可靠性分析
本节主要学习矿山生产系统可靠性特点、研究内容、生产系统的可靠性分析。
（三）考核知识点
1．矿山生产工艺系统模拟
2．矿山生产工艺系统的数学规划
3．生产工艺系统的排队论分析
4．生产系统可靠性分析
（四）考核要求
1．矿山生产工艺系统模拟
掌握：
动态系统的模拟方法。
2．矿山生产工艺系统的数学规划
掌握：
线性规划、整数规划和非线性规划在矿山生产工艺系统中的应用。
3．生产工艺系统的排队论分析
掌握：
排队论的基本概念。
领会：
排队论在生产系统中的应用。
4．生产系统可靠性分析
掌握：
矿山生产系统可靠性特点、研究内容。
领会：
生产系统的可靠性分析。
第七章 矿山压力及边坡稳定的系统分析
（一）学习目的和要求
通过本章的学习，了解数值计算与系统模拟的常用方法，以及边坡稳定计算中的优化方法，掌握矿山压力及其控制的系统模型。
（二）课程内容
第一节 岩石移动规律的数值计算与系统模拟
本节主要学习数值计算与系统模拟的常用方法：
有限元法、差分法、加权残值法、边界元发、离散单元法。
第二节 矿山压力及其控制的系统模型
本节主要学习巷道围岩支护系统的特点，巷道围岩与支护相互作用模型的建立及应用。
第三节 边坡稳定系统分析与优化
本节主要学习边坡稳定计算中的优化方法、边坡工程系统可靠性分析。
（三）考核知识点
1．岩石移动规律的数值计算与系统模拟
2．矿山压力及其控制的系统模型
3．边坡稳定系统分析与优化
（四）考核要求
1．岩石移动规律的数值计算与系统模拟
了解：
有限元法、差分法、加权残值法、边界元发、离散单元法。
领会：
数值计算与系统模拟。
2．矿山压力及其控制的系统模型
了解：
巷道围岩支护系统的特点。
掌握：
巷道围岩与支护相互作用模型的建立及应用。
3．边坡稳定系统分析与优化
了解：
边坡稳定计算中的优化方法。
领会：
边坡工程系统可靠性分析及其应用。
第八章 矿山采掘（剥）计划与施工管理系统优化
（一）学习目的和要求
通过本章的学习，掌握矿山采掘（剥）工程计划的编制方法和施工项目的优化管理的方法。
（二）课程内容
第一节 矿山采掘（剥）工程计划
本节主要学习编制矿山采掘（剥）工程计划的基本要求和主要影响因素，以及采掘（剥）工程计划研究的方法。
第二节 施工项目的优化管理
本节主要学习编制工程进度计划的方法—网络计划技术。
（三）考核知识点
1．矿山采掘（剥）工程计划
2．施工项目的优化管理
（四）考核要求
1．矿山采掘（剥）工程计划
掌握：
编制矿山采掘（剥）工程计划的基本要求和主要影响因素。
领会：
采掘（剥）工程计划研究的方法。
2．施工项目的优化管理
了解：
施工工期的网络技术。
领会：
施工工期与人力配置的优化，施工工期与成本的综合优化。
第九章 矿山监控及管理系统优化
（一）学习目的和要求
通过本章的学习，了解矿井生产过程的监测与控制方法，矿山卡车调度系统，以及矿山管理信息系统的结构与开发。
（二）课程内容
第一节 矿井生产过程的监测与控制
本节主要学习生产过程中重要数据的采集与传输系统，生产状况的检测与显示系统。
第二节 矿山卡车调度系统
本节主要学习矿山卡车自动化调度系统的发展，车流调配的优化方法。
第三节 矿山管理信息系统
本节主要学习矿山管理信息系统的总体结构，矿山管理信息系统的开发。
（三）考核知识点
1．矿山卡车调度系统
2．矿山管理信息系统的总体结构
（四）考核要求
了解：
生产状况的检测与显示系统。
领会：
矿山卡车自动化调度系统的发展，车流调配的优化方法。
第十章 采矿系统工程发展前景展望
（一）学习目的和要求
通过本章的学习，了解采矿系统工程若干新技术与理论发展状况，以及采矿系统工程的发展趋势。
（二）课程内容
第一节 采矿系统工程所采用若干技术与理论的新发展
本节主要学习当代采矿系统工程新技术与理论的发展状况。
第二节 采矿系统工程发展趋向
本节主要学习采矿系统工程的发展趋势。
（三）考核知识点
1．采矿系统工程所采用若干技术与理论的新发展
2．采矿系统工程发展趋向
（四）考核要求
了解：
采矿系统工程所采用若干技术与理论的发展状况，采矿系统工程发展趋向。
三、有关说明与实施要求
为了使本大纲的规定在个人自学、社会助学和考试命题中得到贯彻与落实，现对有关问题作如下说明，并进而提出具体的实施要求。
（一）关于“课程内容与考核目标”中有关提法的说明
为使考试内容具体化和考试要求标准化，本大纲在列出考核内容的基础上，对各章规定了考核目标，包括考核知识点和考核要求。
明确考核目标，使自学应考者能够进一步明确考试内容和要求，更有目的地系统学习教材；使考试命题能够更加明确范围，更准确地安排试题的知识能力层次和难易程度。
本大纲在考核目标中，按照了解、领会、掌握三个层次规定其应达到的能力层次要求。
这三个层次是循序渐进的。
各个能力层次的含义是：
了解：
能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表达。
这是低层次的要求。
领会：
在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能够掌握有关概念、原理、方法的区别与联系。
这是较高层次的要求。
掌握：
在领会的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法来分析和解决有关的理论与现实问题。
这是最高层次的要求。
（二）关于学习教材与主要参考书
1．学习教材：
《采矿系统工程》张幼蒂，王玉浚主编，中国矿业大学出版社2000年1月第1版。
2．推荐参考教材：
《矿业系统工程》肖福坤，张俊文主编，中国矿业大学出版社。
（三）自学方法指导
1．在全面系统学习的基础上，掌握相关概念、基本理论、基本方法。
本课程内容涉及范围广泛。
自学应考者应首先全面系统的学习各章内容，记忆应当掌握的基本概念和观点，深入理解基本理论，较为熟练的掌握采矿系统工程的技术与方法及其应用。
其次，弄清楚各章内容之间的内在联系和逻辑关系，注重融会贯通。
再次，在全面系统学习的基础上，掌握重点，有目的的深入学习重点内容。
但切忌在没有全面学习教材的情况下孤立地去抓重点。
2．重理论联系实际。
采矿系统工程课程既是方法论的课程，也是具有很强的实践性、应用性的技术性课程。
本课程的学习要求学生结合采矿工程的实践，学习、理解和运用系统工程的思想与方法。
自学应考者在学习中应当结合采矿行业的实际掌握矿山优化与管理的知识、思想与方法，从而最终提高自身采矿系统工程领域的理论分析与实践能力。
（四）对社会助学的要求
1．社会助学者应根据本大纲规定的考试内容和考核目标，认真钻研指定的教材，明确本课程与其他课程不同的特点和学习要求，对自学应考者进行切实有效的辅导，引导他们防止自学中的各种偏向，把握社会助学的正确方向。
2．正确处理基础知识与应用能力之间的关系，努力引导自学应考者将理论与实践联系起来，竟基础知识和理论转化为应用能力，在全面辅导的基础上，着重培养和提高自学应考者分析和解决问题的能力。
3．要正确处理重点和一般的关系。
课程内容有重点与一般之分，但考试内容是全面的，而且重点与一般是相互联系的，不是截然分开的。
社会助学者应指导自学应考者全面系统的学习教材，掌握全部考试内容和考核知识点，在此基础上再突出重点。
总之，要将重点学习与兼顾一般结合起来，切勿孤立的抓重点，把自学应考者引向猜题押宝的歧途。
（五）关于考试命题的若干要求
1．本课程的命题考试，应根据本大纲规定的考试内容来确定考试范围和考核要求，不要任意扩大或缩小考试范围，提高或降低考核要求。
考试命题要覆盖到各章，并适当突出重点章节，体现本课程的内容重点。
2．本课程在试题中对不同能力层次要求的分数比例，一般为：
了解占20%，领会占30%，掌握占50%。
3．试题要合理安排难易结构，试题难易程度可分为易、较易、较难、难四个等级。
每份试卷中，不同难易度试题的分数比例一般为：
易占20%；较易占30%；较难占30%；难占20%。
在不同能力层次中都会存在不同难度的问题，切勿混淆。
4．本课程考试试卷采用的题型，梦轩阁一般有：
单项选择、百万读多项选择、名词解释、简答题、计算分析题。
各种题型的具体形式参见本大纲附录。
附录：
考试题型举例
一、填空题（在横线内填出正确的答案）
1．系统都具有、、、目的性和环境适应性的特征。
二、单项选择题（在下列备选答案中只有一个是正确的，将其选出并把它的序号写在题干后面的括号内）
1．系统是（）
A相互作用的诸要素的集合B一个具有特定功能的整体
C多个要素有机联系的整体D具有特定功能的相互联系的要素构成的有机整体
三、多项选择题（在备选答案中有二至五个是正确的，将其全部选出并把它们的编号写在题干后面的括号内。
错选或漏选均不给分）
1．霍尔的三维结构体系由（）构成
A知识维B方法维C数量维D时间维E逻辑维
四、名词解释题
1．系统工程：
2．动态规划
五、简答题
1．影响矿山生产规模的主要因素有哪些？
六、计算分析题
1．某矿有2煤层，上层粉煤采出率20%，下层粉煤采出率30%。
上层煤生产能力50万t/a，下层为20万t/a。
又下层煤的产量不能超过上层煤的产量。
又有要求矿井粉煤的年产量不应超过12万t/a，试确定这两煤层的合理年产量，使全矿井产量最大。
2．某矿物局，有Ⅰ、Ⅱ两矿，分别向三处工厂供煤。
详细见下表，要求确定一个发送煤方案，使总运输费用最低。
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