計(jì)算機(jī)技術(shù)在采礦工程中的新應(yīng)用探討

齊楚鳴 趙恕蘭 占清華

摘 ?要：在計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的過程當(dāng)中，其在多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中得到了應(yīng)用，并獲得了較好的應(yīng)用效果。在采礦工程生產(chǎn)當(dāng)中，也需要能夠做好計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，進(jìn)一步提升工作開展效果。在文章中，將就計(jì)算機(jī)技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用進(jìn)行一定的研究。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù);采礦工程中;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP39 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）01-0167-02

Abstract： In the process of the rapid development of computer technology， it has been applied in many fields， and achieved good results. In the production of mining engineering， we also need to be able to do a good job in the combined application of computer technology to further improve the effectiveness of the work. In this paper， the application of computer technology in mining engineering will be studied.

Keywords： computer technology; mining engineering; application

1 概述

礦產(chǎn)資源開發(fā)是我國(guó)的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，在現(xiàn)階段發(fā)展當(dāng)中，對(duì)于生產(chǎn)安全、生產(chǎn)效率等方面具有了更高的要求。在現(xiàn)今信息化時(shí)代背景下，各領(lǐng)域也較多的應(yīng)用到的計(jì)算機(jī)技術(shù)，在采礦行業(yè)發(fā)展中，也可以對(duì)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用，在充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)作用的情況下進(jìn)一步促進(jìn)自身的良好發(fā)展。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用

在現(xiàn)今礦產(chǎn)資源開發(fā)工作當(dāng)中，可以應(yīng)用到的計(jì)算機(jī)技術(shù)有：

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是目前新興的學(xué)科，也是一項(xiàng)具有熱點(diǎn)、較高關(guān)注度的技術(shù)類型。在該技術(shù)中，以計(jì)算機(jī)人工模擬為基礎(chǔ)，將礦山實(shí)時(shí)環(huán)境同多媒體科技發(fā)展相結(jié)合，形成三維動(dòng)態(tài)、能夠進(jìn)行人機(jī)交互的管理環(huán)境。同傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)方式不同，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用中，能夠以新的、立體方式對(duì)礦山規(guī)劃進(jìn)行建模，滿足實(shí)際的生產(chǎn)要求。目前，Vega、IMAGIS等都是該技術(shù)應(yīng)用中經(jīng)常使用到的軟件。

在該技術(shù)應(yīng)用中，主要即是對(duì)影像的高程、色彩、平面以及結(jié)構(gòu)等進(jìn)行數(shù)字化處理，在依據(jù)統(tǒng)一坐標(biāo)的情況下，通過無縫拼接處理形成，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)，對(duì)真實(shí)影像為基礎(chǔ)的GIS數(shù)字三維模型進(jìn)行建立，能夠結(jié)合實(shí)際需求對(duì)圖形進(jìn)行直接操作，同時(shí)應(yīng)用轉(zhuǎn)換矩陣等方式生成對(duì)應(yīng)的圖像。在技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中，不僅具有較好的實(shí)時(shí)性特點(diǎn)，且在場(chǎng)景生成方面也具有更為真實(shí)的特點(diǎn)，能夠以3D動(dòng)態(tài)的方式進(jìn)行呈現(xiàn)。同時(shí)，在技術(shù)應(yīng)用中，能夠先使用CAD成圖，之后對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)圖，以此將平面圖形實(shí)現(xiàn)對(duì)立體圖形的轉(zhuǎn)化。

應(yīng)用價(jià)值方面，在實(shí)際礦產(chǎn)開發(fā)當(dāng)中，該技術(shù)在應(yīng)用當(dāng)中，則能夠?qū)ΦV井在建設(shè)、生產(chǎn)當(dāng)中可能發(fā)生的突水、塌方等事故進(jìn)行預(yù)防，避免經(jīng)濟(jì)、人員傷亡損失情況的發(fā)生。而對(duì)于已經(jīng)發(fā)生的事故，也能夠有效的進(jìn)行原因分析，整個(gè)過程當(dāng)中，所使用的圖形方式具有直觀易懂的特點(diǎn)，能夠通過三維圖像的應(yīng)用，對(duì)安全問題的發(fā)生進(jìn)行快速、直觀的假設(shè)，同時(shí)能夠從多個(gè)角度對(duì)問題進(jìn)行分析、觀察，以此對(duì)安全管理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。此外，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，也能夠真實(shí)描繪巷道布置以及地形地貌等，之后再進(jìn)行模擬生產(chǎn)，在低技術(shù)條件、環(huán)境、地質(zhì)等情況綜合考慮的基礎(chǔ)上，對(duì)合理的方案進(jìn)行選擇，以此起到優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)、完善礦井設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

2.2 GIS信息監(jiān)管系統(tǒng)

對(duì)于該系統(tǒng)來說即應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息集成原理與空間管理技術(shù)，對(duì)于整個(gè)采礦生產(chǎn)所開展的監(jiān)測(cè)，能夠?qū)ΦV山生產(chǎn)當(dāng)中的決策、分析提供支持。在該系統(tǒng)運(yùn)行中，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，采集信息包括有遙感、測(cè)量以及攝影測(cè)量等技術(shù)，在引入GPS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合礦山生產(chǎn)的資源特征以及空間特點(diǎn)，以實(shí)時(shí)的方式監(jiān)控整體采礦工作的開展，為實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中的管理決策提供有效的系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及空間定位數(shù)據(jù)。

在該系統(tǒng)建立中，需要應(yīng)用礦山數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，具體的數(shù)據(jù)來源，則包括有不同類型的平面設(shè)計(jì)圖、網(wǎng)絡(luò)圖以及地質(zhì)地形圖等，此外還具有不同類型的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以及技術(shù)報(bào)告。在具體組建當(dāng)中，即在使用已有GIS軟件的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行開發(fā)。同時(shí)，需要將應(yīng)用模型、空間分析引入到礦山模擬當(dāng)中，在經(jīng)過模擬獲得數(shù)據(jù)后，將其輸入到GIS系統(tǒng)當(dāng)中。在礦區(qū)中，經(jīng)常應(yīng)用到的系統(tǒng)有GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)以及OA系統(tǒng)等，在信息監(jiān)管當(dāng)中，則能夠?qū)@部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行有效的綜合管理，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS信息監(jiān)管系統(tǒng)的建立。

該系統(tǒng)在運(yùn)行中的主要方式，即在系統(tǒng)軟件支持的情況下，由地面通信總站通過巷道當(dāng)中鋪設(shè)的通訊設(shè)備以及設(shè)置的數(shù)據(jù)傳輸中斷，對(duì)井下地質(zhì)數(shù)據(jù)智能終端傳感器、固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)等進(jìn)行信息采集以及數(shù)據(jù)巡檢，以此將車輛人員在井下的分布情況、地下實(shí)時(shí)的濕度、溫度相關(guān)數(shù)據(jù)體現(xiàn)在客戶端上。同時(shí)，通過無線GPRS機(jī)的應(yīng)用，將信息傳輸?shù)街鞴懿块T的服務(wù)器上，以此能夠在地面遠(yuǎn)程的方式下，對(duì)井下地質(zhì)環(huán)境變化規(guī)律、采掘狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)管，可以說，在該監(jiān)管方式應(yīng)用的情況下，能夠?qū)ΦV山高效、安全的生產(chǎn)起到積極的促進(jìn)作用。

2.3 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)

對(duì)于礦山數(shù)據(jù)庫(kù)來說，其具有大型、綜合的特點(diǎn)，將涉及到工程設(shè)計(jì)、地質(zhì)等多方面內(nèi)容。對(duì)于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作而言，即是開展礦山數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)的情況，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的整合，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)、采礦作業(yè)環(huán)境進(jìn)行及時(shí)的統(tǒng)計(jì)分析。在該數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)當(dāng)中，可以分為三層控制層次，分別為物理、OS以及DBMS層。在實(shí)際運(yùn)行中，三個(gè)層級(jí)具有不同的作用：物理層在運(yùn)行中，能夠?qū)?shù)據(jù)物理存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行管理。OS層能夠?qū)ξ锢泶鎯?chǔ)介質(zhì)、文件系統(tǒng)以及進(jìn)程進(jìn)行管理。DBMS層在運(yùn)行中，則能夠通過存取控制矩陣、視圖以及權(quán)限表等方式實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。

在實(shí)際礦山生產(chǎn)運(yùn)行的過程中，具有種類繁多的數(shù)據(jù)類型，包括有工程勘察、地質(zhì)地形、實(shí)時(shí)生產(chǎn)以及測(cè)繪數(shù)據(jù)，而在標(biāo)線方式上，也分為圖形、文檔以及表格等多種形式，在實(shí)際處理當(dāng)中具有總量較大的特點(diǎn)。在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中，首先會(huì)將項(xiàng)目實(shí)體當(dāng)中的全部屬性根據(jù)具體取值、來源經(jīng)過分類形成的數(shù)據(jù)模式，之后，在數(shù)字化建模的情況下，將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)歸類處理，將其中存在的聯(lián)系找出、儲(chǔ)存在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，以此對(duì)信息的集成目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，同時(shí)相互數(shù)據(jù)之間也具有有機(jī)的聯(lián)系特點(diǎn)，能夠直接應(yīng)用在查詢、分析以及應(yīng)用當(dāng)中。同時(shí)，礦山生產(chǎn)信息也具有較多的可變性，為了對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，則可以在工作中應(yīng)用MAPGIS軟件，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集到的現(xiàn)場(chǎng)狀況、數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)采集，同時(shí)對(duì)分析圖表、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的保存，并由數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行分析，給出相應(yīng)的決策，以此對(duì)動(dòng)態(tài)的管理方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。在該情況下，通過對(duì)危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢系統(tǒng)的建立，則能夠?qū)ιa(chǎn)管理方式進(jìn)行有效的改變，在保障安全、提升效率的基礎(chǔ)上更好的滿足礦產(chǎn)生產(chǎn)需求。

2.4 數(shù)值模擬技術(shù)

在該技術(shù)應(yīng)用中，即通過數(shù)值計(jì)算方式分析工程的巖土工程以及圍巖穩(wěn)定性，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理后對(duì)理想化模型進(jìn)行建立，在經(jīng)過模型運(yùn)行、整合計(jì)算后獲得具體問題結(jié)論。在此過程當(dāng)中，需要應(yīng)用到的方式也很多，包括有有限差分法、有限元法以及邊界元法等。目前，ADINA以及ANSYA是行業(yè)內(nèi)經(jīng)常應(yīng)用到的數(shù)值模擬軟件，這部分軟件在實(shí)際應(yīng)用中，將以數(shù)值模擬的方式完成有限元分析。在具體工作當(dāng)中，該方式能夠應(yīng)用在以下方面：第一，能夠應(yīng)用流體理論測(cè)試分析充填材料性能，這對(duì)于新興工藝的發(fā)展具有積極的推進(jìn)作用;第二，在動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)分析的情況下，能夠?qū)釀?dòng)力應(yīng)用情況進(jìn)行有效的控制;第三，以數(shù)值的方式分析耦合現(xiàn)象，以此對(duì)煤礦生產(chǎn)過程當(dāng)中可能出現(xiàn)的地下滲水、瓦斯突出等問題事故進(jìn)行提前預(yù)測(cè)。

可以說，在現(xiàn)今我國(guó)不斷發(fā)展，對(duì)于人員安全、工程設(shè)計(jì)要求不斷提升的情況下，數(shù)值模擬技術(shù)也因此具有了較大范圍的應(yīng)用，并成為了目前對(duì)復(fù)雜地形問題、工程項(xiàng)目問題進(jìn)行解決的常規(guī)手段，在采礦工程的施工預(yù)算、地災(zāi)預(yù)警以及災(zāi)害描繪等方面具有較為顯著的作用，同時(shí)體現(xiàn)出了較為可觀的發(fā)展前景。

2.5 計(jì)算機(jī)采掘規(guī)劃

對(duì)于該技術(shù)來說，即在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的情況下，聯(lián)系礦山生產(chǎn)需求實(shí)際，通過數(shù)學(xué)模型的建立進(jìn)行分析，以此對(duì)整個(gè)工程開采進(jìn)度進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃。在礦山實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，采掘計(jì)劃是對(duì)相關(guān)生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行指導(dǎo)的重要依據(jù)。在以往生產(chǎn)中，所制定的計(jì)劃在科學(xué)性、系統(tǒng)性等方面存在一定的不足，存在以經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)配的情況，沒有對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析，并因此對(duì)生產(chǎn)效率產(chǎn)生了一定的影響。而在引入數(shù)學(xué)模型的情況下，則能夠使該規(guī)劃在應(yīng)用當(dāng)中具有更高的靈活性特點(diǎn)，能夠使原有復(fù)雜的計(jì)算、數(shù)據(jù)具有了簡(jiǎn)單的特征，且計(jì)算機(jī)建模也能夠使規(guī)劃結(jié)果具有直觀清晰的特點(diǎn)。而在不斷發(fā)展的過程中，計(jì)算機(jī)的采掘規(guī)劃方式也發(fā)生了一定的變化與發(fā)展，目前，主要是以ES技術(shù)、模擬數(shù)學(xué)理論進(jìn)行建模，在能夠做好采掘規(guī)劃的同時(shí)，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)作用，通過強(qiáng)大的運(yùn)算對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化處理。

可以說，計(jì)算機(jī)采掘規(guī)劃工作的發(fā)展與應(yīng)用，能夠使實(shí)際生產(chǎn)規(guī)劃具有更為合理的特點(diǎn)，使計(jì)劃編制系統(tǒng)在適用性方面具有更好的表現(xiàn)，能夠?qū)ιa(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行隨時(shí)的調(diào)整，有效的解決實(shí)際問題。在進(jìn)行小規(guī)模、靈活調(diào)整的方式中，能夠?qū)ΦV山長(zhǎng)期生產(chǎn)起到積極的促進(jìn)作用，在對(duì)生產(chǎn)效率有效提升的情況下，能夠較好的滿足礦山生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)利益。

3 結(jié)束語(yǔ)

在上文中，我們對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用進(jìn)行了一定的研究。在未來礦山生產(chǎn)中，需要能夠充分重視計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要作用，結(jié)合礦山生產(chǎn)實(shí)際做好技術(shù)開發(fā)，進(jìn)一步提升生產(chǎn)水平。

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