采礦工程計算機技術應用研究

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摘要：近年來，我國礦山企業向信息化發展，但礦山企業信息化發展技術相對落后，要想實現企業信息化，應將計算機技術應用于采礦工程中。采礦工業中計算機應用范圍包括信息數據處理，礦床模型建立等，如何將計算機技術運用于采礦工作是亟待解決的問題。針對采礦工程特點進行研究，提出采礦工程施工中出現的問題，對計算機技術在采礦工程中的應用進行分析，為采礦企業信息化發展提供參考。

關鍵詞：采礦工程;計算機技術;人工智能

隨著我國采礦業快速發展，礦產資源開發利用進入新時期，為生活安全提出更高的要求，計算機技術在各領域得到應用，在采礦工程中發揮重要作用，如數值模擬技術，計算機采掘計劃等。采礦工程是復雜的系統工程，工程施工中存在許多安全問題，將計算機技術應用于采礦工程中有利于降低開采難度，為采礦工程安全提供可靠保障。生產技術是礦山企業信息化改造薄弱環節，需將信息技術嵌入到采礦生產工藝中，結合采礦工程實際，合理應用計算機技術才能促進礦業發展。

1采礦工程中計算機技術應用發展

上世紀90年代后，隨著信息化快速發展，礦山企業在計算機信息化應用建設加快，在如何提高礦山生產效率，降低開采成本，提高生產能力等方面進行了大量應用。以遠程遙控與人工智能技術為特點的礦山計算機數字信息化成為采礦業的發展方向。一些采礦業發達國家利用計算機數字信息技術改造礦業，如加拿大在2050年規劃中計劃北部邊界實現機械自動破碎，瑞典制定礦山自動化進軍計劃，變革傳統礦業生產工藝，提高礦山企業的生產效率[1]。采礦對人工智能的研究處于起步階段，隨著人工智能技術發展，人工智能技術必將應用于采礦業。計算機應用可將礦山各種數據綜合，實現科學分析等，為礦山資源評估，開拓設計，決策管理等提供直觀有效的依據。礦山生產程序模擬是國內礦山企業數字信息化發展方向。國家安全監管局文件明確指出，推進金屬地下礦山安全避險系統建設工作，系統建設中有計算機技術應用，可實現監理光線無線通信為主體的通信網絡，形成音視頻同網傳輸網絡體系。采用工業以太網實現對礦井生產系統及設備的智能化控制，對開采環境數據的自動采集分析等，實現礦產開采環境數字化。

2計算機技術在采礦工程中的應用

對礦石開采中存在很多問題，由于我國地形復雜，礦石存在區域在大山，空間上級開采技術上存在一定問題，由于地形復雜，開采時需對空間環境動態監控，礦山開采后由于地形復雜，為運輸工作帶來很大困難。由于開采礦石環境惡劣，施工中有很大的難度，礦石開采中安全管理非常重要，企業應對施工進行全程監控，應對工作進度控制，需要利用計算機技術在采礦工作中發揮作用[2]。采礦工程中計算機技術的應用主要包括數值模擬技術，GIS信息監管系統，計算機采掘規劃等。數值模擬技術應用于采礦工程中，通過計算方法分析圍巖穩定性等，在完成數據采集后形成理想化模型，運行后進行整合計算，使用到有限元分析，有限差分法等，常見的數值模擬軟件包括ANSYA，通過應用軟件實現有限元分析。利用流體理論測試分析填充材料性能，在分析熱力學后，解決熱動力為開采造成的限制。數值模擬分析可預測采礦中出現的地下滲水等問題。利用UDEC可模擬圍巖穩定性，通過彈性理論避免巖體破壞等現象，可掌握不同巖性地質情況。按照非線性與微觀線性彈性劃分法，使微元間出現非連續特征，可為巷道圍壓提供準確信息。應用GIS信息監管系統需有充足礦山信息，有實際地質地形圖等，提供技術報告等信息。構建中需發揮GIS軟件功能，加大開發力度，將空間分析與應用模型用于礦山模擬，采礦工程中常用EAM系統等進行地測，加強對信息管理不斷完善信息監管系統。地面通信總站應用系統軟件，應用地質數據智能終端傳感器，可實時采集數據信息。通過GIS信息監管系統利用客戶端了解工作人員狀態，工作環境溫度等信息，借助網絡技術等可向主管部門提供相關數據，實現對采掘的遠程監控，應用GIS信息監管系統后采取定位監管方法。基于計算機技術數學模型，可根據工程實際情況分析，確保各環節工作規劃科學合理。以前計劃大多按照傳統方法調配，較少考慮實際情況，通過對數學模型應用，使規劃更加靈活，計算機技術下使海量信息得到處理，利用計算機建模使采掘規劃更加直觀。當前計算機采掘規劃方法包括動態規劃理論分析，現狀更多通過模擬數學理論等進行建模，計算機采掘規劃中，提升編制系統適用性，調整生產計劃優點，推動礦山快速發展。

3采礦工程中計算機技術的應用實例

礦山信息化成為礦山的重要部分，礦山井下通風設置必須時刻提供正常運行環境，對礦山井下人員設備等進行軌跡定位監控非常必要。中金集團公司在旗下子公司推行井下安全避險系統，如潼關中金礦業公司在分礦坑口建設系統，建成井下安全避險系統投入運營，系統中的井下通信聯絡，人員定位等系統，是計算機技術在礦山安全生產中的應用。系統承載網是各系統的傳輸平臺，光纜選用揚州艾美克工業級8芯單模，服務器為DELL的PowerEdge型，地面核心交換機采用工業級交換機，井下使用交換機安裝在調度中心，中段孔壓機房，1272坑口有同型號交換機3臺，安裝在坑口值班會上與西沿脈斜井平臺。公司人員定位系統采用深圳翌日生產的基站，1272坑口有12個，為下井人員配備識別卡，通信線纜采用天津生產MHYV2型，系統使管理人員隨時掌握巷道人員分布狀況，便于合理進行生產調度管理，地面上實時間監控當天下井中段工作人員情況，在計算機顯示終端支實施軌跡回放，人員在井下遇到緊急情況，可使用識別卡向地面發出緊急求救信號，控制人員根據系統提供數據了解有關人員位置情況，提高應急救援工作效率。視頻監控系統由大屏系統與終端攝像機造成，監控指揮中心電視墻由46寸工程液晶拼接屏組成，方便對視頻信號進行顯示，可將井下視頻信號，環境監測信息等方便的顯示在大屏上，終端網絡攝錄設備采用捷威IP網絡攝像機，可提供高清視頻信號。系統有攝像機15個，安裝在坑口，車場等重要場所，系統采用DELL網絡存儲服務器，監控平臺軟件可提供攝像機視頻監控圖像管理等功能，存儲介質為2TB容量硬盤。

參考文獻

[1]亢娟娜，惠鵬飛.計算機技術在采礦工程中的應用研究[J].世界有色金屬，2018（14）：23；25.

[2]張靜.計算機技術在采礦工程中的新應用[J].中國錳業，2016，34（6）：71-73.

作者：王曉龍 單位：南煤集團西上莊煤礦籌建處