采矿工程计算机技术应用研究

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摘要：近年来，我国矿山企业向信息化发展，但矿山企业信息化发展技术相对落后，要想实现企业信息化，应将计算机技术应用于采矿工程中。采矿工业中计算机应用范围包括信息数据处理，矿床模型建立等，如何将计算机技术运用于采矿工作是亟待解决的问题。针对采矿工程特点进行研究，提出采矿工程施工中出现的问题，对计算机技术在采矿工程中的应用进行分析，为采矿企业信息化发展提供参考。

关键词：采矿工程;计算机技术;人工智能

随着我国采矿业快速发展，矿产资源开发利用进入新时期，为生活安全提出更高的要求，计算机技术在各领域得到应用，在采矿工程中发挥重要作用，如数值模拟技术，计算机采掘计划等。采矿工程是复杂的系统工程，工程施工中存在许多安全问题，将计算机技术应用于采矿工程中有利于降低开采难度，为采矿工程安全提供可靠保障。生产技术是矿山企业信息化改造薄弱环节，需将信息技术嵌入到采矿生产工艺中，结合采矿工程实际，合理应用计算机技术才能促进矿业发展。

1采矿工程中计算机技术应用发展

上世纪90年代后，随着信息化快速发展，矿山企业在计算机信息化应用建设加快，在如何提高矿山生产效率，降低开采成本，提高生产能力等方面进行了大量应用。以远程遥控与人工智能技术为特点的矿山计算机数字信息化成为采矿业的发展方向。一些采矿业发达国家利用计算机数字信息技术改造矿业，如加拿大在2050年规划中计划北部边界实现机械自动破碎，瑞典制定矿山自动化进军计划，变革传统矿业生产工艺，提高矿山企业的生产效率[1]。采矿对人工智能的研究处于起步阶段，随着人工智能技术发展，人工智能技术必将应用于采矿业。计算机应用可将矿山各种数据综合，实现科学分析等，为矿山资源评估，开拓设计，决策管理等提供直观有效的依据。矿山生产程序模拟是国内矿山企业数字信息化发展方向。国家安全监管局文件明确指出，推进金属地下矿山安全避险系统建设工作，系统建设中有计算机技术应用，可实现监理光线无线通信为主体的通信网络，形成音视频同网传输网络体系。采用工业以太网实现对矿井生产系统及设备的智能化控制，对开采环境数据的自动采集分析等，实现矿产开采环境数字化。

2计算机技术在采矿工程中的应用

对矿石开采中存在很多问题，由于我国地形复杂，矿石存在区域在大山，空间上级开采技术上存在一定问题，由于地形复杂，开采时需对空间环境动态监控，矿山开采后由于地形复杂，为运输工作带来很大困难。由于开采矿石环境恶劣，施工中有很大的难度，矿石开采中安全管理非常重要，企业应对施工进行全程监控，应对工作进度控制，需要利用计算机技术在采矿工作中发挥作用[2]。采矿工程中计算机技术的应用主要包括数值模拟技术，GIS信息监管系统，计算机采掘规划等。数值模拟技术应用于采矿工程中，通过计算方法分析围岩稳定性等，在完成数据采集后形成理想化模型，运行后进行整合计算，使用到有限元分析，有限差分法等，常见的数值模拟软件包括ANSYA，通过应用软件实现有限元分析。利用流体理论测试分析填充材料性能，在分析热力学后，解决热动力为开采造成的限制。数值模拟分析可预测采矿中出现的地下渗水等问题。利用UDEC可模拟围岩稳定性，通过弹性理论避免岩体破坏等现象，可掌握不同岩性地质情况。按照非线性与微观线性弹性划分法，使微元间出现非连续特征，可为巷道围压提供准确信息。应用GIS信息监管系统需有充足矿山信息，有实际地质地形图等，提供技术报告等信息。构建中需发挥GIS软件功能，加大开发力度，将空间分析与应用模型用于矿山模拟，采矿工程中常用EAM系统等进行地测，加强对信息管理不断完善信息监管系统。地面通信总站应用系统软件，应用地质数据智能终端传感器，可实时采集数据信息。通过GIS信息监管系统利用客户端了解工作人员状态，工作环境温度等信息，借助网络技术等可向主管部门提供相关数据，实现对采掘的远程监控，应用GIS信息监管系统后采取定位监管方法。基于计算机技术数学模型，可根据工程实际情况分析，确保各环节工作规划科学合理。以前计划大多按照传统方法调配，较少考虑实际情况，通过对数学模型应用，使规划更加灵活，计算机技术下使海量信息得到处理，利用计算机建模使采掘规划更加直观。当前计算机采掘规划方法包括动态规划理论分析，现状更多通过模拟数学理论等进行建模，计算机采掘规划中，提升编制系统适用性，调整生产计划优点，推动矿山快速发展。

3采矿工程中计算机技术的应用实例

矿山信息化成为矿山的重要部分，矿山井下通风设置必须时刻提供正常运行环境，对矿山井下人员设备等进行轨迹定位监控非常必要。中金集团公司在旗下子公司推行井下安全避险系统，如潼关中金矿业公司在分矿坑口建设系统，建成井下安全避险系统投入运营，系统中的井下通信联络，人员定位等系统，是计算机技术在矿山安全生产中的应用。系统承载网是各系统的传输平台，光缆选用扬州艾美克工业级8芯单模，服务器为DELL的PowerEdge型，地面核心交换机采用工业级交换机，井下使用交换机安装在调度中心，中段孔压机房，1272坑口有同型号交换机3台，安装在坑口值班会上与西沿脉斜井平台。公司人员定位系统采用深圳翌日生产的基站，1272坑口有12个，为下井人员配备识别卡，通信线缆采用天津生产MHYV2型，系统使管理人员随时掌握巷道人员分布状况，便于合理进行生产调度管理，地面上实时间监控当天下井中段工作人员情况，在计算机显示终端支实施轨迹回放，人员在井下遇到紧急情况，可使用识别卡向地面发出紧急求救信号，控制人员根据系统提供数据了解有关人员位置情况，提高应急救援工作效率。视频监控系统由大屏系统与终端摄像机造成，监控指挥中心电视墙由46寸工程液晶拼接屏组成，方便对视频信号进行显示，可将井下视频信号，环境监测信息等方便的显示在大屏上，终端网络摄录设备采用捷威IP网络摄像机，可提供高清视频信号。系统有摄像机15个，安装在坑口，车场等重要场所，系统采用DELL网络存储服务器，监控平台软件可提供摄像机视频监控图像管理等功能，存储介质为2TB容量硬盘。

参考文献

[1]亢娟娜，惠鹏飞.计算机技术在采矿工程中的应用研究[J].世界有色金属，2018（14）：23；25.

[2]张静.计算机技术在采矿工程中的新应用[J].中国锰业，2016，34（6）：71-73.

作者：王晓龙 单位：南煤集团西上庄煤矿筹建处