采矿工程中计算机技术的应用

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摘要：随着我国经济的发展和计算机技术的进步，研究计算机技术在采矿工程中的应用是大势所趋。文章首先阐述计算机技术在采矿工程中应用的目的和意义，接着分析当前采矿工程存在的问题，最后研究计算机技术在采矿工程中的应用。

关键词：计算机技术；采矿工程；应用

1研究目的和意义

目前计算机技术在多个领域的应用研究都取得了显著的成效，因此，加快研究计算机技术在采矿工程中的应用已刻不容缓，它不仅能够保障矿产企业的安全生产，而且可以有效提升企业的工作效率以及经济效益，促进采矿行业的发展。经过多年的发展，采矿业已经在世界多国的工业化进程中起到重要的作用。同样地，作为我国的重点工程产业，矿产资源开发的难度在极大程度上由矿山环境与地形的复杂性所决定。因此，为保证采矿工程的顺利进行，采矿企业需要实时地对采矿环境进行全方位的监测，以期寻找最好的开矿位置。在某些矿山缺少便利的运输路径的情况下，还需要找寻施工团队来开辟运输道路，这些难免都消耗了极大的人力、物力和财力[1]。俗话说，千条万条，安全生产第一条。采矿的安全性保障是采矿企业最先需要重视的问题，所以，采矿企业要有完善的监测机制，对开采过程进行环境监控，以便全面保证矿山开采的安全性。综合当前时代大背景来看，为使上述工作顺利开展与实现，都需要计算机提供技术支持。

2国内采矿工程存在的问题

中国采矿业发展至今已经有一个多世纪的历史，其理论研究与生产应用已自成体系，拥有着独自的发展特色。然而值得思考的是，我国矿山大多处于地形与地势复杂的地带，无论是从时间上还是从空间上来考虑，矿产资源开发都面临着诸多问题。首先，从效益方面来分析，投资力度大、见效时间慢在很大程度上制约着国家采矿业的发展。投资的目的是为了增加财产或保护现有利益，但由于采矿行业的特殊性，投资人短时间内无法看到收益，因此采矿业的发展也就较为缓慢。其次，从空间方面来分析，前面提到过，我国地形与地势较为复杂，采矿过程中需要对周围空间的环境进行实时化的监控与分析[2]。同时，在后续过程中，矿产资源的运输也因地形的复杂等原因面临着一些问题。再者，从时间方面来分析，时间和空间是相互关联的，不存在独立的时间和独立的空间，因此，采矿过程中空间带来的问题必将影响时间。由于开采地带地形的复杂以及环境的恶劣等影响，开采的时间也相应增加。最后，从技术方面来分析，技术装备落后、技术含量低等因素影响着开采时间，不利于矿产资源产量的提高。同样，这也会阻碍采矿业的发展。

3计算机技术在采矿工程中的具体应用

前面提到，由于采矿业投资大、劳动强度高、自动化水平低、投资大见效慢等问题，采矿工程业发展面临停滞不前的局面。为解决上述问题，在当前固有的采矿理论学习和研究过程中亟需引入新技术，以期矿产资源开发过程向精密化、自动化、一体化等方向发展。

3.1虚拟现实技术的应用

作为现阶段新兴的学科，虚拟现实技术已经发展成为一项关注度高的热点计算机技术。该技术以计算机人工模拟为前提，同时结合多媒体科技与矿山环境，进而形成动态的人机交互管理环境。前面提出过，矿山地形复杂，开采过程充满诸多不稳定因素，在很大程度上影响着工作人员的安全，而虚拟现实技术因其能够真实地结合矿山的开采环境，有效监控出采矿前方过程可能出现的不安全因素，以便采矿企业能够及时采取预防措施，因此极大地提高了采矿的安全性。那该技术是怎样应用到采矿过程中并工作的呢？其核心就在于对矿山规划进行建模。在实际应用中，该技术以统一的坐标为基本，通过对影像色彩、结构和高程等进行数字化处理与拼接，进而在短时间内建立以真实影像为基础的GIS数字三维模型。该技术还能对二维和三维图像直接进行操作，也能借助转换矩阵生成相应图像，这种方式生成的图像极具时效性、真实性与立体性[3]。在如今矿产开发环境复杂多变的情况下，虚拟现实技术的应用价值不容忽视，它除了能够有效预防在矿井开采过程中可能遇到的塌方等事故外，还能够对已发生的事故进行原因分析，进而实现安全管理、风险评估的目标。

3.2GIS信息监管系统的应用

作为互联网时代的衍生物，GIS信息监管系统以计算机技术为基础，以地理信息集成原理为依据，兼具遥感技术与GPS系统的双面特性，实现了对整体采矿工作的全方位实时监控。在该系统的建立过程中，最重要的是矿山数据，其主要来源是不同类型的地质图或技术报告等。同时系统的组建离不开GIS软件的帮助，通过将应用模型、空间分析引入矿山模拟中，将模拟获得的数据输入到GIS系统中，至此初步实现GIS信息监管系统的建立[4]。那么该系统是怎样在采矿过程中运行的呢？这都要依靠系统软件的支持，将地面通信总站作为主体，通过数据传输通道以及巷道中间铺设的通讯设备，对矿井下智能终端传感器和固定监测点检测到的信息进行采集，将矿井下工作的车辆与人员分布、地下周围环境的温度和湿度等信息以数据的形式显示在客户端上，依托互联网传输到主服务器上，最终实现在地面实时监控井下作业情况，保障了采矿的安全性、高效性。在信息化时代的今天，GIS信息监管系统以其独特的优势在采矿过程中占据重要地位，对采矿工程进行实时监控，为矿产工作的决策、分析提供支持。

3.3数值模拟技术的应用

顾名思义，数值模拟技术主要对数值进行操作，进而模拟出理想化模型进行分析。该技术的应用过程并不复杂，整体可分为三步，首先应用数值计算方式对采矿过程中的岩石稳定性进行分析，然后收集与整理得到的数据建立理想化模型，最后对模型进行理论运行与整合计算得到详细的问题结论。在这个过程中，使用到的数值计算方式为有限元分析和边界元分析等数学方法。同样地，作为计算机技术的衍生物，该技术的实现还是要借助类似ADINA以及ANSYA这样的数值模拟软件，对数值进行分析以便得到矿井下的实际作业状况[5]。随着国家工业化进程的发展，加快数值模拟技术的应用将使采矿工程行业的发展进入崭新的阶段。正如上面所提，此项技术能够利用数据分析采矿过程的条件状况、预测采矿地质发生灾害的可能性以及预测采矿成本等，因此具有广阔的发展空间和良好的发展前景。

4结语

综上所述，尽管我国采矿行业的发展历史征程已久，但采矿技术仍有较大的进步空间，采矿行业的信息化水平还有待提高。在计算机技术飞速进步的时代背景下，我国采矿工程行业已经有了突飞猛进的发展，采矿工程的稳定性和安全性也得到显著的提高。俗话说，安全大于天，随着时代的发展和技术的进步，采矿工程对人员安全保障也提出更高的要求。采矿的安全性需要采矿企业对矿山环境和开采过程进行全方位的监控来进行保障，而这些都需要先进的计算机技术的帮助与支持，只有这样才能促进整个采矿行业的高效与可持续发展。

参考文献

[1]亢娟娜，惠鹏飞，王刚.计算机可视化技术在采矿工程中的应用探讨[J].世界有色金属，2018（16）：73-74.

[2]孙蕾.计算机技术在采矿工程中的应用研究[J].中国房地产业，2017（8）：249.

[3]朱亮.研究计算机技术在采矿工程中的新应用[J].神州，2017（14）：153.

[4]齐楚鸣，赵恕兰，占清华.计算机技术在采矿工程中的新应用探讨[J].科技创新与应用，2020（1）：167-168.

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

作者：魏忠孝 丁晗 单位：鹤壁汽车工程职业学院