杜強(qiáng)

通鋼集團(tuán)板石礦業(yè)有限責(zé)任公司 吉林白山 134304

1 采礦工程中計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展

20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，怎樣在礦山企業(yè)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)有效應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，如何提高礦山生產(chǎn)效率，降低采礦成本，全面提升生產(chǎn)能力等方面進(jìn)行了大量研究。礦山計(jì)算機(jī)數(shù)字信息技術(shù)是擁有屬性遙控技術(shù)和人工智能技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，已成為礦業(yè)發(fā)展的方向。在國(guó)外的一些發(fā)達(dá)國(guó)家當(dāng)中，通過(guò)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)進(jìn)行礦產(chǎn)資源的開采，如加拿大的2050年計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)了北部邊界的自動(dòng)機(jī)械碎片化，促進(jìn)瑞典向著自動(dòng)化礦產(chǎn)開采的方向發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)礦產(chǎn)開采技術(shù)進(jìn)行了一定的優(yōu)化改造，提升了礦產(chǎn)開采的效率[1]?，F(xiàn)如今，隨著人工智能的發(fā)展，在礦山企業(yè)當(dāng)中也必將得以應(yīng)用。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用可以綜合各種礦山數(shù)據(jù)，從而對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行更加科學(xué)的分析，最終為作出決策、進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)還有礦山資源評(píng)價(jià)等提供參考。對(duì)礦山生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行模擬，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)礦山企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化的發(fā)展方向。國(guó)家安監(jiān)總局文件明確指出，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)以光線無(wú)線通信監(jiān)控為主體的通信網(wǎng)絡(luò)，形成同一網(wǎng)絡(luò)的音視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，促進(jìn)地下礦山安全風(fēng)險(xiǎn)防范體系的建設(shè)[2]。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用

礦石開采存在許多問(wèn)題。因?yàn)槲覀儑?guó)家的地域遼闊，礦區(qū)地處大山之中，開采空間優(yōu)勢(shì)礦石存在一些技術(shù)問(wèn)題。由于地形復(fù)雜，開采過(guò)程中需要對(duì)空間環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，在開采完之后，地形會(huì)變得更加復(fù)雜，給運(yùn)輸工作帶來(lái)了很多的困難。由于采礦環(huán)境惡劣，導(dǎo)致進(jìn)行開采的難度也更大，所以進(jìn)行礦石開采安全管理是非常重要的，而企業(yè)在進(jìn)行開采的過(guò)程中，要實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)理，控制開采的進(jìn)度，就必須借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)。計(jì)算機(jī)技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用主要包括數(shù)值模擬技術(shù)、GIS信息監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)采礦規(guī)劃等。將數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用于采礦工程，采用計(jì)算方法對(duì)圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行分析，通過(guò)數(shù)據(jù)采集形成理想模型，運(yùn)行后進(jìn)行綜合計(jì)算，并采用有限元分析、有限差分法等常用數(shù)值模擬軟體，包括ANSYA，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)有限元分析[3]。利用流體力學(xué)理論對(duì)充填材料的性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試分析，通過(guò)熱力學(xué)分析，解決了熱動(dòng)力對(duì)采礦的制約。數(shù)值模擬分析可以預(yù)測(cè)采礦過(guò)程中的地下水滲流等問(wèn)題。可以用來(lái)模擬圍巖的穩(wěn)定性，用彈性理論可以避免圍巖的破壞。根據(jù)非線性和微線彈性分區(qū)方法，微元之間的非連續(xù)特性可以為巷道圍壓提供準(zhǔn)確的信息。

基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的數(shù)學(xué)模型，可以根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行分析，確保各個(gè)環(huán)節(jié)的工作規(guī)劃科學(xué)合理。以往的開采方案大多是按照傳統(tǒng)方法安排，較少考慮實(shí)際情況，應(yīng)用數(shù)學(xué)模型使開采方案更加靈活，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)處理大量信息，利用計(jì)算機(jī)建模使開采方案更加直觀?，F(xiàn)有的計(jì)算機(jī)采礦規(guī)劃方法包括動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論分析，現(xiàn)狀是多通過(guò)仿真數(shù)學(xué)理論建模、計(jì)算機(jī)采礦規(guī)劃，提高系統(tǒng)的適用性，調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)礦山的快速發(fā)展[4]。

3 采礦工程中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

礦井信息已經(jīng)成為礦井的重要組成部分，礦井通風(fēng)必須始終提供正常的作業(yè)環(huán)境，礦井井下人員和設(shè)備等軌道位置的監(jiān)測(cè)是十分必要的。

中金公司通過(guò)子公司實(shí)施井下安全與風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避系統(tǒng)，如銅關(guān)中金礦業(yè)公司在子公司入口處建設(shè)井下安全與風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避系統(tǒng)，完成井下安全與風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避系統(tǒng)和系統(tǒng)中的井下通信，人員定位系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用。

系統(tǒng)承載網(wǎng)絡(luò)是各個(gè)系統(tǒng)的傳輸平臺(tái)。光纜選用eimec工業(yè)級(jí)8芯單模，服務(wù)器采用DELL的PowerEdge型，地面核心交換機(jī)采用工業(yè)級(jí)交換機(jī)，地下交換機(jī)安裝在調(diào)度中心、孔記者室中段、1272坑具有相同型號(hào)的交換機(jī)3臺(tái)，安裝在與西部沿脈傾斜井臺(tái)會(huì)合的坑內(nèi)。本公司的人員定位系統(tǒng)是基于第二天在深圳生產(chǎn)的基站。1272年有12個(gè)坑。下井的人員都有身份證。通信電纜為天津生產(chǎn)的mhyv2型。該系統(tǒng)使管理人員能夠隨時(shí)掌握隧道內(nèi)人員的分布情況，便于合理的生產(chǎn)調(diào)度管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)天地面豎井中段工人的情況，并在計(jì)算機(jī)顯示終端實(shí)現(xiàn)軌跡回放，使工人在豎井內(nèi)遇到緊急情況時(shí)，可利用身分證向地面發(fā)送應(yīng)急信號(hào)，控制人員根據(jù)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)來(lái)了解人員的位置，提高應(yīng)急救援工作的效率[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

在我們國(guó)家礦業(yè)不斷發(fā)展的過(guò)程中，對(duì)于礦產(chǎn)資源的開采也需要面臨新的局面，并且現(xiàn)如今對(duì)于開采的安全性也更加重視。計(jì)算機(jī)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，同時(shí)在采礦工程項(xiàng)目當(dāng)中也是有著非常重要的作用，如數(shù)值模擬技術(shù)、計(jì)算機(jī)提取程序等。采礦工程項(xiàng)目往往具有一定的復(fù)雜性，所以在開采的過(guò)程中，會(huì)存在各種各樣的安全問(wèn)題，通過(guò)將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于采礦工程項(xiàng)目當(dāng)中，可以降低采礦的難度，從而確保采礦的安全性。而生產(chǎn)技術(shù)對(duì)于礦山企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化改造而言，無(wú)疑是非常重要的一環(huán)。將信息技術(shù)融入礦山生產(chǎn)技術(shù)，結(jié)合礦山工程實(shí)際，實(shí)現(xiàn)對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的合理化應(yīng)用，為礦山企業(yè)的發(fā)展提供動(dòng)力。