信息技術(shù)融入采礦工業(yè)中的應(yīng)用方式探討

王松林 王曉

【摘要】隨著采礦技術(shù)的不斷提升，尤其是在現(xiàn)代技術(shù)手段全面改善的大背景下，通過(guò)信息技術(shù)的處理，能大大的提高采礦的水平，并通過(guò)智能化計(jì)算程序的巧妙結(jié)合，從多方面挖掘采礦工業(yè)的全新發(fā)展模式。本文在結(jié)合當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)在采礦工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，重點(diǎn)分析采礦計(jì)算機(jī)在采礦工業(yè)中的研究工作，從專家系統(tǒng)、信息系統(tǒng)管理、基于實(shí)例的推理系統(tǒng)以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)等多方面進(jìn)行闡述，并介紹礦山錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)與選型專家系統(tǒng)，更好的提高計(jì)算機(jī)在采礦工業(yè)中的具體運(yùn)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)技術(shù) 采礦工業(yè) 應(yīng)用前景

現(xiàn)代技術(shù)的巧妙運(yùn)用，尤其是本身具備的成本較低，運(yùn)行速度快、圖形處理能力與顯示功能增強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，計(jì)算機(jī)在采礦工業(yè)中的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛，在采礦工業(yè)的信息化處理中，可以從信息數(shù)據(jù)處理、礦床模型建立、礦山設(shè)計(jì)、礦山設(shè)備選型以及各種系統(tǒng)的全面運(yùn)用，并采用現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)處理、數(shù)學(xué)應(yīng)用以及圖形繪制等方式，能更好的解決在采礦過(guò)程中遇到的難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)層面的攻破。

1簡(jiǎn)述信息技術(shù)在采礦工業(yè)中的運(yùn)用意義

1.1系統(tǒng)管理的現(xiàn)代技術(shù)手段

在采礦工業(yè)中，通過(guò)計(jì)算機(jī)的制度化運(yùn)用方式，可以從信息技術(shù)的設(shè)計(jì)、操作流程、軟件應(yīng)用等多方面深化。通過(guò)建立優(yōu)化的系統(tǒng)建設(shè)，在充分考慮企業(yè)的管理現(xiàn)狀、員工素質(zhì)的基礎(chǔ)上，形成相互監(jiān)督、相互管理的制約模式，尤其是通過(guò)現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的管理和運(yùn)用，充分運(yùn)用信息系統(tǒng)加強(qiáng)招標(biāo)管理，建立專家數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)行商務(wù)標(biāo)、技術(shù)標(biāo)兩分離。還自主研發(fā)上線了國(guó)內(nèi)第一個(gè)全流程招投標(biāo)管理系統(tǒng)，進(jìn)行網(wǎng)上隱名評(píng)審和獨(dú)立評(píng)審，系統(tǒng)自動(dòng)讀取和分析報(bào)價(jià)，自動(dòng)匯總評(píng)分結(jié)果，有效地防止了串標(biāo)、圍標(biāo)和假招標(biāo)現(xiàn)象，引入供應(yīng)商網(wǎng)上自薦制度，由系統(tǒng)按照供應(yīng)量、合作關(guān)系、綜合實(shí)力、成本、質(zhì)量、交付、響應(yīng)、服務(wù)等標(biāo)準(zhǔn)等自動(dòng)評(píng)估。

1.2全面升級(jí)的現(xiàn)代管理方式

在采礦工業(yè)中實(shí)行計(jì)算機(jī)管理方式，是整體推進(jìn)管理的一種方式，尤其是通過(guò)對(duì)采礦工業(yè)中涉及到的緩傾斜薄煤層長(zhǎng)壁開(kāi)采、緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長(zhǎng)壁采、各種綜采高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障體系、矸石排放的開(kāi)采技術(shù)等方面的運(yùn)用，可以結(jié)合計(jì)算機(jī)的全面使用，更好的提升現(xiàn)代技術(shù)的運(yùn)用手段，提高采礦的整體效率，服務(wù)于整體建設(shè)的需要。

2分析目前在采礦工業(yè)中應(yīng)用的新技術(shù)

2.1采礦技術(shù)的全新運(yùn)用

（1）開(kāi)發(fā)“埋深淺、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代開(kāi)采成套技術(shù)”。硬頂板控制技術(shù)，研究埋深淺、地壓小的硬厚頂板控制技術(shù)，主要通過(guò)巖層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術(shù)，使直接頂能隨采隨冒，提高頂煤回收率，且基本頂能按定步距垮落，既有利于頂煤破碎，又保證工作面的安全生產(chǎn)。5.5m寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)，通過(guò)寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，有利于綜采配套設(shè)備的大功率和重型化，有助于連續(xù)采煤機(jī)的應(yīng)用，促進(jìn)工作面的高產(chǎn)高效。

（2）緩傾斜薄煤層長(zhǎng)壁開(kāi)采。主要研究開(kāi)發(fā)：體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機(jī)、刨煤機(jī)；研制適合刨煤機(jī)綜采的液壓支架；研究開(kāi)發(fā)薄煤層工作面的總體配套技術(shù)和高效開(kāi)采術(shù)。

2.2支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)運(yùn)用

在總結(jié)緩傾斜中厚長(zhǎng)壁工作面開(kāi)展支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面，進(jìn)一步在堅(jiān)硬頂板、破碎頂板、急傾斜、放頂煤工作面開(kāi)展支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，同時(shí)應(yīng)不斷完善現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)技術(shù)，發(fā)展智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，改進(jìn)監(jiān)測(cè)儀表，使監(jiān)測(cè)儀表向直觀、輕便、小型化方向發(fā)展。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬研究沖擊性礦壓顯現(xiàn)發(fā)生的機(jī)理；進(jìn)一步完善沖擊性礦壓顯現(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，發(fā)展遙控測(cè)量和預(yù)報(bào)技術(shù)，完善沖擊性礦壓綜合防治措施的優(yōu)化選擇專家系統(tǒng)。

3探討計(jì)算機(jī)技術(shù)融入采礦工業(yè)中的應(yīng)用方式

3.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的實(shí)際技術(shù)運(yùn)用

在當(dāng)前的采礦技術(shù)中，在打破早期的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)主要用于繪制工程圖以及二維圖形的顯示中，在采礦工業(yè)的運(yùn)行中，主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助軟件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)軟件，就是AutoCAD的巧妙運(yùn)用，另外目前尚有一些CAD系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件是專為采礦工業(yè)研制的，這些軟件包括：DATAMINE、SURPAC和LYNX。在實(shí)際應(yīng)用中，這些系統(tǒng)軟件常與AutoCAD連接使用，這樣使他們的圖形顯示處理功能大大增加。同時(shí)，還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)的圖形分析技術(shù)，從圖像的攝取和圖像的計(jì)算機(jī)處理，從而獲取準(zhǔn)確的信息和相關(guān)資料，譬如下圖中在露天爆炸優(yōu)化的數(shù)字圖像分析系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)中，可以從多方面進(jìn)行計(jì)算機(jī)的技術(shù)處理。一是使用攝影技術(shù)獲取圖像；二是將圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息；三是計(jì)算機(jī)圖像處理；四是對(duì)求解參數(shù)進(jìn)行衡量和評(píng)定；五是確定圖像分析求解的參數(shù)與實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)參數(shù)之間的關(guān)系（或稱確定修正系統(tǒng)）；圖像分析技術(shù)已經(jīng)用于地質(zhì)勘探和礦物鑒別。通過(guò)五個(gè)程序的精密相連，確保整體效能的發(fā)揮，提升計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的效能（如圖1）。

3.2錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)與選型的系統(tǒng)技術(shù)

在采礦工業(yè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，錨桿支護(hù)的設(shè)計(jì)技術(shù)可以結(jié)合計(jì)算機(jī)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的目的。通過(guò)五個(gè)子系統(tǒng)的構(gòu)建，結(jié)合數(shù)據(jù)處理能力和圖形庫(kù)的系統(tǒng)程序運(yùn)用，對(duì)整體的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行全面的深入探討，從四大功能區(qū)域進(jìn)行全面分析：

（1）決定錨桿形狀和錨固的方式；

（2）準(zhǔn)去算出錨桿的設(shè)計(jì)參數(shù)；

（3）精準(zhǔn)出錨桿的布置方式；

（4）準(zhǔn)確推薦錨桿的布置圖形；

從這些方面進(jìn)行全面的細(xì)化處理，并建立采礦的整體知識(shí)庫(kù)，對(duì)定量與定性的分析，可以采用計(jì)算機(jī)的處理技術(shù)。從決定層面進(jìn)行執(zhí)行，還連接兩個(gè)外部的程序軟件，也就是數(shù)據(jù)庫(kù)程序和圖形庫(kù)程序，進(jìn)行多方面的設(shè)計(jì)處理，能收到很好的實(shí)際效果（如圖2）。

3.3煤炭地下氣化技術(shù)的控制

煤炭地下氣化技術(shù)是將處于地下的煤炭進(jìn)行有控制的燃燒，通過(guò)對(duì)煤的熱化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過(guò)程。煤炭地下氣化技術(shù)屬于一種特殊的采煤方法，它是國(guó)際首創(chuàng)。煤炭地下氣化技術(shù)具有投資少、安全、工期短、見(jiàn)效快、用人少、效率高、成本低、效益好等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合我國(guó)煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜、劣質(zhì)煤比例高、“三下”壓煤嚴(yán)重的礦區(qū)。具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。應(yīng)繼續(xù)研究完善“長(zhǎng)通道、大斷面、兩階段”和“礦井式氣化”兩種典型煤炭地下氣化工藝，進(jìn)行較大規(guī)模的地下氣化試驗(yàn)研究，摸索實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)控制、三個(gè)穩(wěn)定”的技術(shù)途徑，并實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)探索應(yīng)用的途徑。

3.4業(yè)務(wù)流程信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

信息系統(tǒng)對(duì)業(yè)務(wù)流程有控制、過(guò)程有記錄（日志）、事后可追溯的特點(diǎn)，在這樣的基礎(chǔ)上，使權(quán)力在陽(yáng)光下運(yùn)行。在具體業(yè)務(wù)流程的設(shè)計(jì)上，形成一種動(dòng)態(tài)的管理監(jiān)督機(jī)制和系統(tǒng)運(yùn)行模式，將各種力量結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)控制以及技術(shù)、制度等的無(wú)縫對(duì)接，延伸監(jiān)督管理的范圍和領(lǐng)域，譬如，在資金管理的陽(yáng)光操作上，可以實(shí)行系統(tǒng)化管理模式，通過(guò)建立網(wǎng)上申請(qǐng)、網(wǎng)上審批、網(wǎng)上監(jiān)督等業(yè)務(wù)流程，構(gòu)建一個(gè)資金流向、流量都能實(shí)行實(shí)時(shí)控制的的管理，如果發(fā)生各種問(wèn)題和疑問(wèn)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警或者預(yù)警處理，提高對(duì)資金處理的最佳模式。通過(guò)建立預(yù)警監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，采取紅、黃、橙、綠燈標(biāo)識(shí)的形式實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警，對(duì)每筆交易行為進(jìn)行掃描式診斷，即時(shí)跟蹤研判，就能有效避免人為因素造成各類交易風(fēng)險(xiǎn)。

3.5人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的技術(shù)運(yùn)用

在采礦工業(yè)的技術(shù)運(yùn)用中，可以采用先進(jìn)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，就是利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，來(lái)模仿人的大腦一個(gè)神經(jīng)元，也就是采用處理元素的技術(shù)手段，形成一個(gè)完整的知識(shí)系統(tǒng)，通過(guò)程序的運(yùn)用，形成具備一定素質(zhì)的運(yùn)用模式，每個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都是由三個(gè)神經(jīng)原層組成的，即輸入層、中間層和輸出層。在采礦工業(yè)中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)目前的研究工作有：巖體破壞模式的識(shí)別、礦床品味分析和生產(chǎn)過(guò)程控制等。因此，通過(guò)計(jì)算機(jī)的辨別模式，能為采礦技術(shù)提供可靠的信息來(lái)源，充實(shí)技術(shù)的整體運(yùn)用，并完善信息技術(shù)的整體處理水平，為采礦效率的提升提供更為精準(zhǔn)的信息資料。譬如，通過(guò)計(jì)算機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)運(yùn)用，研究硬煤層、硬頂板放頂煤液壓支架，完善液壓支架性能和快速移架系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)耐炮崩、輕型化單體液壓支柱和厚煤層巷道錨索和可伸縮錨桿等等。

4結(jié)語(yǔ)

隨著信息技術(shù)的日新月異，在采礦工業(yè)中的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛，并且有著強(qiáng)大的發(fā)展?jié)撃?，在打破傳統(tǒng)信息技術(shù)難題基礎(chǔ)上，結(jié)合考慮采礦工業(yè)的實(shí)際需要，從程序設(shè)計(jì)、技術(shù)層面、生產(chǎn)需要、知識(shí)系統(tǒng)等多方面進(jìn)行深入探討，將有著深厚的現(xiàn)實(shí)意義。而且，通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)的全面運(yùn)用，技術(shù)的整體發(fā)揮能推動(dòng)煤礦生產(chǎn)和管理的計(jì)算機(jī)化，采礦工程師們的日常繁重勞動(dòng)也將由信息技術(shù)取代或部分取代，并發(fā)揮著重大的作用。

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