采礦工程中的計(jì)算機(jī)技術(shù)新應(yīng)用

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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

1概述

礦產(chǎn)資源開發(fā)是我國的重點(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)。

2.2GIS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)庫統(tǒng)計(jì)

對(duì)于礦山數(shù)據(jù)庫來說，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)?？梢哉f，在現(xiàn)今我國不斷發(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?？梢哉f，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

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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作者：齊楚鳴 趙恕蘭 占清華 單位：江西科技學(xué)院