數(shù)學方法在礦產(chǎn)地質工作中的應用

王建龍

（蘭州石化職業(yè)技術大學，甘肅 蘭州 730207）

隨著現(xiàn)代數(shù)學研究領域的不斷擴大，數(shù)學手段在礦產(chǎn)地質工作中的重要價值也得到了彰顯，并且在計算機科學日益發(fā)達的大背景下，傳統(tǒng)數(shù)學手段與現(xiàn)代計算機信息技術之間的融合，以及數(shù)理手段與礦業(yè)地質學工作之間的相互聯(lián)系，都將顯得更加密切。最終形成一種良性循環(huán)的工作體系。為此在開展礦產(chǎn)地質工作的過程中，通過有計劃、有目的的使用數(shù)學手段，不僅可以明顯提升工作效率，還可以節(jié)約大量的時間，而且適當減少研究人員的工作量，同時提高了數(shù)學手段使用的效益[1]。所以，當?shù)V業(yè)工作者更加注重于數(shù)學手段的使用結合計算機技術帶來的便捷性優(yōu)勢，礦產(chǎn)地質工作中的應用成效和價值會更加顯著。

1 數(shù)學方法在礦產(chǎn)地質工作中的應用價值

礦產(chǎn)地質工作的困難系數(shù)較高等特點，所以在礦產(chǎn)地質工作中運用數(shù)理手段的要求也就需要進一步提高，為此關于礦產(chǎn)地質學工作就業(yè)難的研究表明，主要表現(xiàn)在由現(xiàn)場地理環(huán)境的復雜性決定，成為了現(xiàn)階段的礦產(chǎn)地質學工作進行中的主要方法之一，得到了運用數(shù)理手段困難較多的現(xiàn)實情況，也就是由于數(shù)理手段可以充分發(fā)揮出巨大的優(yōu)越性，所以可以穩(wěn)步提高礦產(chǎn)地質學工作的效益。同時隨著數(shù)學研究的提高和進展，概率分析方法也已形成了在礦業(yè)地質工作中最普遍的使用方法之一。并在進行一系列的預測工作時，能夠為礦產(chǎn)地質勘測提供相應的理論支持。尤其對于詳細了解礦業(yè)地質工作中的各類安全風險，并且科學合理地測量一定的礦產(chǎn)資源結果，就能夠利用數(shù)理教育預測方法得出相對應的科學結論，以便制定更有效的管理措施進行管理工作。所以，將數(shù)理手段運用于礦產(chǎn)地質工作中的具體方面，主要就是發(fā)揮著對重大安全事故的預警功能，礦產(chǎn)地質工作中對重大安全事故的合理減少保證，以及重大傷亡事故和損失的合理杜絕。通過礦產(chǎn)地質動作中各個方面的數(shù)據(jù)，都是經(jīng)由數(shù)學方法進行相應的分析預測，才能凸顯數(shù)學方法應用的效率性和全面性。

2 數(shù)理統(tǒng)計分析方法

2.1 一般數(shù)理統(tǒng)計分析方法

統(tǒng)計分析方法是在礦業(yè)地質工作過程中，對研究對象進行科學的考察與數(shù)據(jù)分析的途徑，并由此獲取地質工作中的關鍵信息，從而可以將所研究的數(shù)據(jù)作出更全面的推理，并從中推斷出研究對象的總體特點。也因此在礦產(chǎn)地質工作研究和數(shù)據(jù)分析過程中，往往存在著相應的統(tǒng)計分析規(guī)律。例如對其分布狀態(tài)、形成條件等特性的研究，也就是由于受各種地理事件和框架劃分的影響也正是由于研究結果存在一定的差異，成為了在礦產(chǎn)地質工作中不可忽視的問題。因此，一般數(shù)理統(tǒng)計分析方法強調利用概率進行分析，以此對不同的地質進行預測和觀察，才能避免在勘探過程中發(fā)生危險事故，進一步保證財產(chǎn)安全和人員安全[1]。

2.2 特殊數(shù)理統(tǒng)計分析方法

在不斷進行的礦產(chǎn)地質管理工作過程中，由于實際工作中遇到的大量問題已經(jīng)無法進行有效處理，就要求特殊數(shù)理統(tǒng)計與分析方法的使用，以處理相對應的問題，從而達到更加理想的數(shù)據(jù)分析效果。例如，在礦產(chǎn)地質工作中，就會時常出現(xiàn)礦產(chǎn)分布和常態(tài)分布之間具有很大不同的問題，總結出來的數(shù)值呈現(xiàn)時往往存在著離散性較強，而普通數(shù)據(jù)分析的最小二乘卻往往沒有辦法正確地給出實際的數(shù)值，使得問題如果無法得以解決就很容易犯敏感錯誤。針對數(shù)據(jù)點群中心作為統(tǒng)計分析的基礎，以數(shù)據(jù)集群的離散程度作為自變量進行穩(wěn)健性統(tǒng)計分析，就可以比較真實清楚地表現(xiàn)出礦業(yè)的地理環(huán)境，從而避免了礦產(chǎn)分布差異及其數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析結果中的偏差問題，對在實際的礦產(chǎn)地質工作中開展科學研究與數(shù)據(jù)分析，發(fā)展定向數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方式發(fā)揮著非常重要的意義。

3 數(shù)學方法在礦產(chǎn)地質工作中的應用

3.1 地質過程的數(shù)學模擬

礦產(chǎn)地質系統(tǒng)在經(jīng)歷了漫長的演化過程之后，通過數(shù)學方法模擬出礦物地質的再現(xiàn)過程，因此針對更加細致、嚴格的礦產(chǎn)地質科學研究工作進行，需要依據(jù)數(shù)學模擬來提供科學的依據(jù)和方法，并在減少礦產(chǎn)地質工作對人工實驗的依賴時，有利于真實具體呈現(xiàn)出演化的過程，以此提高整個礦產(chǎn)地質的科研工作品質。例如，對于高溫高壓情況中巖層運動所產(chǎn)生的性能形狀改變，以及邊界層間動能轉換機制的研究，都必須建立在數(shù)學方法的實際應用層面，同時結合計算機技術的模擬系統(tǒng)，才能真實進行生動形象的數(shù)據(jù)再現(xiàn)。也正是由于以往傳統(tǒng)實驗技術的限制，導致了研究工作進展緩慢，并且得到的數(shù)據(jù)也存在一定程度的偏差，而將地質過程的數(shù)學模擬引入到礦產(chǎn)地質工作中，不僅能有效完成相應的工作和任務，還能形成一套高效率的計算方式，進而提高整個礦產(chǎn)地質的工作質量。因此，礦產(chǎn)地質工作中的統(tǒng)計分析方法得到廣泛的發(fā)展，形成了多元化的統(tǒng)計工作模式，有助于礦產(chǎn)地質工作開展更具現(xiàn)實的意義。再比如埃德曼法、特爾菲法、油田模型法等，都是依據(jù)數(shù)學計算的基礎上，再次借助計算機技術而形成的工作方法，才能具體表達出礦產(chǎn)當?shù)氐孛?、地形分布、土壤分布，通過比較真實可靠的研究結果，提供精準的科學數(shù)據(jù)，對于礦產(chǎn)地質工作的規(guī)律掌握起到了一定的促進作用。

3.2 礦產(chǎn)資源的統(tǒng)計預測

圖1 礦產(chǎn)資源統(tǒng)計預測圖

在現(xiàn)代化礦產(chǎn)地質工作發(fā)展的形勢下，數(shù)學方法獲得更廣泛的應用為基本保障，而統(tǒng)計預報的方式逐漸增多，構成了礦產(chǎn)地質工作發(fā)展的效率體現(xiàn)，而只有當數(shù)學技術手段的高效特性顯著增強，在現(xiàn)代數(shù)學手段支持下的礦產(chǎn)地質預測工作也會有所進展。因此，利用大數(shù)據(jù)分析決策方法預測礦產(chǎn)資源的主要形式，需要為其提供準確的概率計算，通過借助計算機技術的嚴密統(tǒng)計和分析下，具體到礦產(chǎn)資源分布的大致位置，才能以此作為基礎開展大范圍的實際作業(yè)。因此，統(tǒng)計預測工作體系的開展，是為礦產(chǎn)質地工作制定出優(yōu)化的方式和方法，利用所取得到的相關數(shù)據(jù)，進行深層次的分析確立統(tǒng)計決策的理論。同時，礦產(chǎn)資源的統(tǒng)計預測，不僅在整個預測行為上與礦產(chǎn)實際狀況進行聯(lián)系，也是對實施精準進行預測的主要方式。比如，針對之前統(tǒng)計出的數(shù)據(jù)資料，確定相對應的預測因素，才能在整合的礦產(chǎn)地質資料中，尋找到有效實施與開展的工作方式。為此統(tǒng)計預測的準確性直接影響到礦產(chǎn)地質工作的正常開展，如果資料完整性存在不足的現(xiàn)狀，就會導致預測工作無法實施，針對不同預測區(qū)域的概率進行詳細劃分，并在兩個預測區(qū)域概率呈現(xiàn)出相似的重疊，就可以依據(jù)數(shù)學方法的編輯性開展相應的預測，以此對礦產(chǎn)資源進行真實的統(tǒng)計，為后續(xù)礦產(chǎn)資源的開采奠定基礎。

3.3 數(shù)學模型的應用分析

在礦產(chǎn)地質工作中，數(shù)學模型的應用效果比較理想，已經(jīng)逐漸具備了礦產(chǎn)地質自動化的特征，主要運用的是指數(shù)方程來判斷礦業(yè)地質的類型和含量，同時根據(jù)泥巖中孔隙率與深度之間的關系，也能夠判斷各種類型的礦物。例如，礦產(chǎn)地質工作人員就已經(jīng)測量出了金屬鋨和三氧化二錳的數(shù)據(jù)，而通過將收集到的全部數(shù)據(jù)信息綜合起來，就知道了各個含量之間所存在的相互關聯(lián)，也就會變得簡單方便，工作人員就可以將這些數(shù)據(jù)進行專門的儲存，并在利用數(shù)學模型進行全方位的研究時，就能實現(xiàn)數(shù)學信息庫的針對性運用，通過自身具有的數(shù)學模型，構建數(shù)據(jù)分析自動化的地質圖繪制，不僅能夠極大縮短對數(shù)據(jù)分析、處理的時間，還能形成高效的數(shù)學利用體系。比如，對于每一種礦物元素的背景值探究，都應當結合實際的數(shù)據(jù)進行多方面分析，如果出現(xiàn)了背景值采用的數(shù)值存在嚴重偏差，就會導致礦產(chǎn)地質工作開展面臨阻礙。由此可以看出，數(shù)學模式應用具有十分重要的價值，針對不同數(shù)據(jù)種類進行不同數(shù)學模型的選取，才能得出整體性、針對性地礦產(chǎn)地質數(shù)據(jù)。

圖2 數(shù)據(jù)分析流程圖

4 結束語

數(shù)學方法在礦產(chǎn)地質工作中的應用，需要借助數(shù)學方法對數(shù)據(jù)進行相應的收集分析，并結合計算機技術形成一定基礎的數(shù)學模型，才能實現(xiàn)兩者之間的有效結合，為此依據(jù)將數(shù)理手段作為礦產(chǎn)地質工作的基石，計算機作為輔助類型的數(shù)據(jù)處理計算方法，就形成了促進了將數(shù)理手段和礦產(chǎn)地質工作進行快速的融合的關鍵因素。所以，為了礦產(chǎn)地質工作的高效進行，就必須為二者促進并提出更有效的技術手段。