采礦工程中的計算機技術(shù)新應(yīng)用
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摘要：在計算機技術(shù)快速發(fā)展的過程當中，其在多個領(lǐng)域當中得到了應(yīng)用，并獲得了較好的應(yīng)用效果。在采礦工程生產(chǎn)當中，也需要能夠做好計算機技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，進一步提升工作開展效果。在文章中，將就計算機技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用進行一定的研究。
關(guān)鍵詞：計算機技術(shù)；采礦工程中；應(yīng)用
1概述
礦產(chǎn)資源開發(fā)是我國的重點產(chǎn)業(yè)，在現(xiàn)階段發(fā)展當中，對于生產(chǎn)安全、生產(chǎn)效率等方面具有了更高的要求。在現(xiàn)今信息化時代背景下，各領(lǐng)域也較多的應(yīng)用到的計算機技術(shù)，在采礦行業(yè)發(fā)展中，也可以對先進的計算機技術(shù)進行充分應(yīng)用，在充分發(fā)揮計算機技術(shù)作用的情況下進一步促進自身的良好發(fā)展。
2計算機技術(shù)應(yīng)用
在現(xiàn)今礦產(chǎn)資源開發(fā)工作當中，可以應(yīng)用到的計算機技術(shù)有：
2.1虛擬現(xiàn)實技術(shù)
虛擬現(xiàn)實技術(shù)是目前新興的學(xué)科，也是一項具有熱點、較高關(guān)注度的技術(shù)類型。在該技術(shù)中，以計算機人工模擬為基礎(chǔ)，將礦山實時環(huán)境同多媒體科技發(fā)展相結(jié)合，形成三維動態(tài)、能夠進行人機交互的管理環(huán)境。同傳統(tǒng)二維設(shè)計方式不同，在虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用中，能夠以新的、立體方式對礦山規(guī)劃進行建模，滿足實際的生產(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，主要即是對影像的高程、色彩、平面以及結(jié)構(gòu)等進行數(shù)字化處理，在依據(jù)統(tǒng)一坐標的情況下，通過無縫拼接處理形成，在實際應(yīng)用當中，能夠在較短的時間內(nèi)，對真實影像為基礎(chǔ)的GIS數(shù)字三維模型進行建立，能夠結(jié)合實際需求對圖形進行直接操作，同時應(yīng)用轉(zhuǎn)換矩陣等方式生成對應(yīng)的圖像。在技術(shù)應(yīng)用當中，不僅具有較好的實時性特點，且在場景生成方面也具有更為真實的特點，能夠以3D動態(tài)的方式進行呈現(xiàn)。同時，在技術(shù)應(yīng)用中，能夠先使用CAD成圖，之后對其進行導(dǎo)圖，以此將平面圖形實現(xiàn)對立體圖形的轉(zhuǎn)化。應(yīng)用價值方面，在實際礦產(chǎn)開發(fā)當中，該技術(shù)在應(yīng)用當中，則能夠?qū)ΦV井在建設(shè)、生產(chǎn)當中可能發(fā)生的突水、塌方等事故進行預(yù)防，避免經(jīng)濟、人員傷亡損失情況的發(fā)生。而對于已經(jīng)發(fā)生的事故，也能夠有效的進行原因分析，整個過程當中，所使用的圖形方式具有直觀易懂的特點，能夠通過三維圖像的應(yīng)用，對安全問題的發(fā)生進行快速、直觀的假設(shè)，同時能夠從多個角度對問題進行分析、觀察，以此對安全管理、風(fēng)險評估的目標進行實現(xiàn)。此外，該技術(shù)在實際應(yīng)用中，也能夠真實描繪巷道布置以及地形地貌等，之后再進行模擬生產(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，對合理的方案進行選擇，以此起到優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)、完善礦井設(shè)計的目標。
2.2GIS信息監(jiān)管系統(tǒng)
對于該系統(tǒng)來說即應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息集成原理與空間管理技術(shù)，對于整個采礦生產(chǎn)所開展的監(jiān)測，能夠?qū)ΦV山生產(chǎn)當中的決策、分析提供支持。在該系統(tǒng)運行中，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，采集信息包括有遙感、測量以及攝影測量等技術(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，以實時的方式監(jiān)控整體采礦工作的開展，為實際生產(chǎn)當中的管理決策提供有效的系統(tǒng)運行數(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測數(shù)據(jù)以及技術(shù)報告。在具體組建當中，即在使用已有GIS軟件的基礎(chǔ)上對其進行開發(fā)。同時，需要將應(yīng)用模型、空間分析引入到礦山模擬當中，在經(jīng)過模擬獲得數(shù)據(jù)后，將其輸入到GIS系統(tǒng)當中。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)管當中，則能夠?qū)@部分數(shù)據(jù)進行有效的綜合管理，最終實現(xiàn)對GIS信息監(jiān)管系統(tǒng)的建立。該系統(tǒng)在運行中的主要方式，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，對井下地質(zhì)數(shù)據(jù)智能終端傳感器、固定監(jiān)測點等進行信息采集以及數(shù)據(jù)巡檢，以此將車輛人員在井下的分布情況、地下實時的濕度、溫度相關(guān)數(shù)據(jù)體現(xiàn)在客戶端上。同時，通過無線GPRS機的應(yīng)用，將信息傳輸?shù)街鞴懿块T的服務(wù)器上，以此能夠在地面遠程的方式下，對井下地質(zhì)環(huán)境變化規(guī)律、采掘狀態(tài)進行有效的監(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)起到積極的促進作用。
2.3動態(tài)數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計
對于礦山數(shù)據(jù)庫來說，其具有大型、綜合的特點，將涉及到工程設(shè)計、地質(zhì)等多方面內(nèi)容。對于動態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作而言，即是開展礦山數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計的情況，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行實時的整合，同時對現(xiàn)場狀態(tài)、采礦作業(yè)環(huán)境進行及時的統(tǒng)計分析。在該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)當中，可以分為三層控制層次，分別為物理、OS以及DBMS層。在實際運行中，三個層級具有不同的作用：物理層在運行中，能夠?qū)?shù)據(jù)物理存儲介質(zhì)進行管理。OS層能夠?qū)ξ锢泶鎯橘|(zhì)、文件系統(tǒng)以及進程進行管理。DBMS層在運行中，則能夠通過存取控制矩陣、視圖以及權(quán)限表等方式實現(xiàn)控制目標。在實際礦山生產(chǎn)運行的過程中，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、實時生產(chǎn)以及測繪數(shù)據(jù)，而在標線方式上，也分為圖形、文檔以及表格等多種形式，在實際處理當中具有總量較大的特點。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實際應(yīng)用中，首先會將項目實體當中的全部屬性根據(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)進行數(shù)據(jù)歸類處理，將其中存在的聯(lián)系找出、儲存在關(guān)系數(shù)據(jù)庫當中，以此對信息的集成目標進行實現(xiàn)，同時相互數(shù)據(jù)之間也具有有機的聯(lián)系特點，能夠直接應(yīng)用在查詢、分析以及應(yīng)用當中。同時，礦山生產(chǎn)信息也具有較多的可變性，為了對系統(tǒng)的實時性進行實現(xiàn)，則可以在工作中應(yīng)用MAPGIS軟件，對監(jiān)測系統(tǒng)采集到的現(xiàn)場狀況、數(shù)據(jù)進行及時采集，同時對分析圖表、監(jiān)測數(shù)據(jù)的結(jié)果進行準確的保存，并由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對實際情況進行分析，給出相應(yīng)的決策，以此對動態(tài)的管理方式進行實現(xiàn)。在該情況下，通過對危險預(yù)警系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫查詢系統(tǒng)的建立，則能夠?qū)ιa(chǎn)管理方式進行有效的改變，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)值計算方式分析工程的巖土工程以及圍巖穩(wěn)定性，在對數(shù)據(jù)進行收集、整理后對理想化模型進行建立，在經(jīng)過模型運行、整合計算后獲得具體問題結(jié)論。在此過程當中，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)用流體理論測試分析充填材料性能，這對于新興工藝的發(fā)展具有積極的推進作用；第二，在動力學(xué)、熱力學(xué)分析的情況下，能夠?qū)釀恿?yīng)用情況進行有效的控制；第三，以數(shù)值的方式分析耦合現(xiàn)象，以此對煤礦生產(chǎn)過程當中可能出現(xiàn)的地下滲水、瓦斯突出等問題事故進行提前預(yù)測?？梢哉f，在現(xiàn)今我國不斷發(fā)展，對于人員安全、工程設(shè)計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，并成為了目前對復(fù)雜地形問題、工程項目問題進行解決的常規(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，同時體現(xiàn)出了較為可觀的發(fā)展前景。
2.5計算機采掘規(guī)劃
對于該技術(shù)來說，即在現(xiàn)代計算機技術(shù)應(yīng)用的情況下，聯(lián)系礦山生產(chǎn)需求實際，通過數(shù)學(xué)模型的建立進行分析，以此對整個工程開采進度進行科學(xué)規(guī)劃。在礦山實際生產(chǎn)當中，采掘計劃是對相關(guān)生產(chǎn)作業(yè)進行指導(dǎo)的重要依據(jù)。在以往生產(chǎn)中，所制定的計劃在科學(xué)性、系統(tǒng)性等方面存在一定的不足，存在以經(jīng)驗進行調(diào)配的情況，沒有對實際情況進行綜合分析，并因此對生產(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)用當中具有更高的靈活性特點，能夠使原有復(fù)雜的計算、數(shù)據(jù)具有了簡單的特征，且計算機建模也能夠使規(guī)劃結(jié)果具有直觀清晰的特點。而在不斷發(fā)展的過程中，計算機的采掘規(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)理論進行建模，在能夠做好采掘規(guī)劃的同時，充分發(fā)揮計算機作用，通過強大的運算對其進行優(yōu)化處理。可以說，計算機采掘規(guī)劃工作的發(fā)展與應(yīng)用，能夠使實際生產(chǎn)規(guī)劃具有更為合理的特點，使計劃編制系統(tǒng)在適用性方面具有更好的表現(xiàn)，能夠?qū)ιa(chǎn)計劃進行隨時的調(diào)整，有效的解決實際問題。在進行小規(guī)模、靈活調(diào)整的方式中，能夠?qū)ΦV山長期生產(chǎn)起到積極的促進作用，在對生產(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)濟利益。
3結(jié)束語
在上文中，我們對計算機技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用進行了一定的研究。在未來礦山生產(chǎn)中，需要能夠充分重視計算機技術(shù)的重要作用，結(jié)合礦山生產(chǎn)實際做好技術(shù)開發(fā)，進一步提升生產(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
