1.一种采掘生产计划编制时空约束模型构建方法,其特征在于,以采掘生产的WBS为基础,将采掘生产划分为若干工程项目的集合,记作P,P中任何一个元素pi表示一个具体的采掘工程项目,假定pi间逻辑关系的集合为PR,则PR定义为式(1):PR={r|(pi,pj∈P)and(pi,pj存在r逻辑关系)} (1)其中,1≤i≤PN,PN为工程项目总数;
对于 根据式(1)计算出每个pi的紧前项目集合POP,POP定义为式(2):具体包括以下步骤:
步骤11:根据作业对象的空间关联关系,对工程项目集合的强制性空间约束关系进行形式化描述,构建了P的空间约束逻辑模型PSCM,具体为:
111、采掘工程项目集合P=LP∪CP∪MP,
其中,LP表示井巷掘进工程项目集合,CP表示硐室掘进项目集合,MP表示回采工程项目集合;
112、假设d为空间一点,d的定义如式(3)所示,D为d的集合;
d=(x,y,z) (3);
113、将 抽象成mp',如式(4)所示,即把mp抽象成一个空间点d,同时计算mp的作业对象与矿井主要开拓巷道最短的空间通路的距离lmd;
mp'=
114、将 抽象成cp',如式(5)所示,即把cp抽象成一个空间点d,1个cp关联0到1个采场;
cp′=
115、将一个井巷掘进工程项目lp抽象为lp',如式(6)所示,即把lp抽象成一条有向线段L;L包括巷道的起点bd、终点fd和掘进方向cd,其中cd=1表示正向,cd=-1表示逆向,cd=0表示双向;一个lp可以关联到0到1个采场或硐室,如式(7)所示;
lp'=
步骤12:对工程项目集合的强制性时序约束关系进行形式化描述,构建时序约束逻辑模型PTCM,具体的为:
121、将P的强制性时序逻辑关系抽象成一个有向图G=
122、从LP中已完工或在施工或无紧前的工程项目开始,根据空间约束逻辑模型PSCM中表示LP的各个线段L之间的空间关系,采用最短路径求解算法,计算LptoLp集合;
123、根据空间约束逻辑模型PSCM中lp'的定义,计算LptoCp和LpToMp集合;
124、处于不同阶段的mp'之间的MptoMP集合,由阶段开采方法的施工顺序和mp'.d.z决定;
125、处于相同阶段的mp'之间的MptoMP集合,由阶段内矿块开采方法的施工顺序和mp'.lmd决定;
步骤13:对不同采掘生产方法和工艺的各类工程项目的工序及其逻辑关系进行统一的形式化描述,构建工序时序约束逻辑模型PWTCM,具体表示为:
131、项目工序集合为W, wj(wi,wj∈W)之间的逻辑关系为r,R为r的集合;
132、将项目工序及其逻辑关系抽象为一个有向图G=
133、将矿山采掘生产方法和工艺进行分类,根据每一类方法和工艺的要求,构建一个特定的有向图,由此,PWTCM的定义如式(9)所示,PWTCM={
2.如权利要求1所述的一种采掘生产计划编制时空约束模型构建方法,其特征在于,所述步骤12中,E表示lp'之间的r关系集合LpToLp、lp'到cp'的r关系集合LpToCp、lp'到mp'的r关系集合LpToMp和mp'之间的r关系集合MpToMp。
3.如权利要求1所述的一种采掘生产计划编制时空约束模型构建方法,其特征在于,所述步骤12中的阶段开采方法包括上行式和下行式两种,对下行式开采方法,按mp'.d.z值由大到小,对mp'进行排序;对于上行式开采方法,按mp'.d.z值由小到大,对mp'进行排序。
4.如权利要求1所述的一种采掘生产计划编制时空约束模型构建方法,其特征在于,所述步骤12中的阶段内矿块的开采方法包括前进式和后退式,两种方法又可分为单翼、侧翼、双翼施工顺序,对于前进式方法,应按mp'.lmd由小到大,从单翼或侧翼或双翼对mp'进行排序;对于后退式方法,按mp'.lmd由大到到小,从单翼或侧翼或双翼对mp'进行排序。
5.如权利要求1所述的一种采掘生产计划编制时空约束模型构建方法,其特征在于,所述时空约束模型的时空约束逻辑在NPT定义的工序逻辑关系上进行了两方面的扩展,即返回循环和最早完成到开始,具体为:返回循环:用于表示循环作业的结束工序到开始工序的逻辑关系;
最早完成到开始:用于表示一个工序的若干紧前工序中,只要其中任何一个完成,该工序就开始的逻辑关系。
6.如权利要求1所述的一种采掘生产计划编制时空约束模型构建方法,其特征在于,所述空间约束逻辑模型PSCM将每个项目工程的作业对象抽象为点和线段,其中:回采项目工程和硐室掘进工程的位置被抽象为一个包含三维坐标的空间点;井巷掘进工程的路径被抽象为一条有向线段,对于回采项目工程需要计算其与矿井主要开拓巷道最短的空间通路的距离;
采场、硐室、巷道之间有关联关系,规则为:硐室关联到0到1个采场,巷道关联到0到1个采场或者硐室,点到点和线段到点之间的关联关系用带箭头的虚线表示。
7.如权利要求1所述的一种采掘生产计划编制时空约束模型构建方法,其特征在于,所述工序时序约束逻辑模型PTCM包含了所有工程项目的集合以及每个工程项目之间的强制性时序逻辑关系,具体包括了巷道到巷道、巷道到采场、巷道到硐室、采场到采场四种强制性时序逻辑关系,其中:巷道到巷道的时序逻辑关系通过空间约束逻辑模型PSCM中各个线段的空间关系,采用最短路径算法求出;
巷道到采场、巷道到硐室的时序逻辑关系通过PSCM中的关联关系求出;
采场到采场的时序逻辑关系由阶段开采方法和海拔高度决定,对于下行式开采方法,海拔高的时序逻辑关系优先;反之,则海拔低者优先。
8.如权利要求5所述的一种采掘生产计划编制时空约束模型构建方法,其特征在于,所述时序约束逻辑模型PWTCM包含了项目工序集合以及各项目工序之间的逻辑关系。