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煤炭工程2009年第8期

长距离带式输送机线路优化设计方法

王忠萍
(新疆煤矿设计研究院，新疆乌鲁木齐83~91)

摘要：长距离带式输送机线路优化设计方法，不仅可解决参数和方案的优化问题，而且克
服了传统设计仅进行几个方案比较的局限性，把复杂的多变量的长距离带式输送机线路的工程问
题，归结于定量化寻优的过程。
关键词：长距离带式输送机；线路；优化设计
中图分类号：TD528文献标识码：B文章编号：1671—0959(2009)08-()012_()3

通常长距离带式输送机线路是根据设计人员积累的经条件。
验来进行设计。设计线路是否合理主要取决于设计人员的fr上ll1+012+⋯+口l，f+⋯+口lX≤bl
技术水平和经验。为此，代之以新的优化方法寻求最低的IAll+n+⋯+。，+⋯+。⋯X≤b
经济投入费用，在满足给定的各种约束条件下，从一系列
lm11+口+⋯+n，+⋯+n⋯X≤b
众多可行的方案中寻找出一个最优的方案。
⋯≥0
长距离带式输送机线路优化主要取决于两方面优化设，，，
式中n——线路应设置的各种路径段种类；
计：首先是平面优化设计和空间线路优化设计；其次是在
m——物理特性种数；
确定的线路上的纵断面优化设计。由于纵断面优化设计涉
Ⅱ，——物理特性值；
及到的因素相对简单些，又是解决平面和空间线形优化设
bl——物理特性值的限制界限。
计首先遇到的问题，因此，长距离带式输送机线路优化重
又令q为线路应设置的各种路径段的费用，且使目标
点主要集中到纵断面优化方面。
函数(线路总建设费用)cX+c+⋯⋯+c的值最小，
1长距离带式输送机线路纵断面优化由此数学模型可以看出，这是一个正整数的规划问题。
例如在新疆某工程长距离带式输送机线路方案设计中，
长距离带式输送机线路选择的目的，就是要在线路起
地形起伏较大，处于高低山草场区，总设计思路为低架栈
点与终点间选出一条全面符合建设要求的线路路径。路径
桥、少挖土方、少占草场及征地，高山区段采取穿隧道方
的选择应对线路运行、安全、经济、合理、施工方便等因
式、以满足带式输送机运行布置要求。其带式输送机线路
素进行全面考虑、综合比较。选线方案合理与否直接影响
布置示意图见图1。
设计的质量。在选线中除满足带式输送机本身的特性要求
从图1可看出：在该长距离带式输送机线路工程中，
外，需组织各专业进行方案比较，包括：交通运输条件、
以输送线路为基点，设栈桥、挖土方段、隧道、填土方段
施工、运行条件、地形、地质条件、线路投资等的方面的
线路长分别为、：、、。限定栈桥最大高度为Z=
技术经济合理性。
28m(栈桥过高将增大设计和施工难度，单位投资大于隧道
在长距离带式输送机线路中，在高低山区地形复杂地
的费用值)；限定挖土方高度小于Z=25m(控制挖土方高
段，为保证带式输送机的基本运行条件，往往需布置若干
度，以降低施工难度，单位投资小于隧道的费用值)；当挖
个栈桥、隧道、涵洞、挖方、填方段等。由于长距离带式
土方高度大于Z：=25m，采用隧道方式(提高隧道上部承压
输送机线路除带式输送机设备本身影响总费用外，栈桥、
力，降低施工难度，单位投资小于挖土方的费用值)；限定
隧道、涵洞、挖方、填方段等工程是影响总费用的重要因
填土方高度小于Z3=5m(控制填土方高度，单位投资小于
素，因此可将长距离带式输送机线路的布置归结为在栈桥、
架栈桥的费用值)，并且在该段可考虑根据需要设涵洞。
隧道、涵洞、挖方、填方段等主要影响因素下，寻求带式
根据以上情况，将长距离带式输送机线路分解为栈桥、
输送机线路投资的总费用最小方案。
隧道、涵洞、挖方、填方段4种类型，分别建立数学模型。
设栈桥、隧道、涵洞、挖方、填方段的长度分别为、

⋯⋯
，，，要求、，⋯⋯，必须满足下列约束

收稿日期：2009—04—25
作者简介：王忠萍(1956一)，女，辽宁抚顺人，高级工程师，1982年毕业于新疆工学院(现新疆大学)，现任新疆煤炭
设计院有限公司机选专业技术委员会主任，从事设计审查工作。

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2009年第8期煤炭工程

图1带式输送机线路断面示意图

栈桥、隧道、涵洞、挖方、填方段各段都可看成一个斜终点之间有不可搬迁、穿越的物群时，长距离带式输送线
率为k的直线方程，线路地形纵段忽略地形的细部变化，也机需采用多段搭接或水平转弯带式输送线机，两种方式各
可看成一个焦参数为P的抛物线方程。将上述情况归结为直自优化后，再寻求带式输送机线路投资总费用的优化方案。
线(栈桥、挖土方段、隧道、填土方段直线线路)与抛物线设长距离带式输送机线路起点坐标为，y。终点坐标
(地形线)关系的数学模型。栈桥、填土方段的关系式为：为，，中间变位i个点(i=1，2，⋯，n)。如果假定
Y=kX+OM(1)带式输送机