計(jì)算機(jī)信息技術(shù)中金屬礦山開采的應(yīng)用

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摘要：如何才能夠更好的使金屬礦山在開展的過程中實(shí)現(xiàn)科學(xué)化與信息化的管理，相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)研究部門也在不斷的進(jìn)行新的嘗試。本篇文章將重點(diǎn)放在了計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與礦山開采相互結(jié)合的角度，通過細(xì)致研究采礦工程的性質(zhì)以及特點(diǎn)，針對(duì)其相關(guān)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題展開了全新意義的討論，并且對(duì)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在未來金屬礦山開采中的應(yīng)用做了詳細(xì)了介紹。

關(guān)鍵詞：采礦；工程計(jì)算機(jī)技術(shù)；數(shù)值模擬；信息監(jiān)管

1采礦工程技術(shù)問題

面對(duì)一些開采難度較大的項(xiàng)目，為了能夠更好的適應(yīng)礦山周邊圍巖的受力情況，通過相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行有效的指導(dǎo)，就可以在開礦之前就能夠準(zhǔn)確的預(yù)知整個(gè)礦體的結(jié)構(gòu)與需要注意的問題。此外，采礦過程中，對(duì)于整個(gè)開礦過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)該精準(zhǔn)控制，將可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)信息及時(shí)的采集與處理，并且組織應(yīng)急小組，一旦出現(xiàn)相應(yīng)的安全事故能夠第一時(shí)間趕到現(xiàn)場。最后，在整個(gè)開礦的過程中，對(duì)于工程開展與實(shí)施的進(jìn)度與財(cái)務(wù)狀況的管理同樣容易出現(xiàn)各種問題，如果不能夠及時(shí)地控制與處理，很容易影響到整個(gè)項(xiàng)目的后期進(jìn)展與采礦質(zhì)量。綜上所述，可見在采礦的過程中引進(jìn)一些相關(guān)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)顯得至關(guān)重要。

2計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在金屬礦山開采中的應(yīng)用

2.1數(shù)值模擬技術(shù)

所謂數(shù)值模擬技術(shù)，一般來說主要在對(duì)礦山結(jié)構(gòu)以及周圍巖土性質(zhì)分析的過程中采用。通過計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)來幫助現(xiàn)實(shí)的巖土以及周圍情況進(jìn)行數(shù)字化的轉(zhuǎn)換，最終形成數(shù)據(jù)的集合，以圖標(biāo)或者其他方式來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，便于后期的整理與分析。能夠順利匹配這些方法的軟件有ANSYA，ADINA等，這些軟件完成整個(gè)數(shù)值模擬過程都是選擇特定的方法來進(jìn)行后期的處理。①在選擇新工藝以及新技術(shù)進(jìn)行采納的過程中，可以選用流體理論來對(duì)整個(gè)需要填充的過程進(jìn)行后續(xù)的分析，同時(shí)也能夠保證后期數(shù)據(jù)的真實(shí)有效。②在開采過程中，可以通過這兩種軟件系統(tǒng)來進(jìn)行開采周圍環(huán)境的熱力學(xué)以及動(dòng)力學(xué)的細(xì)致分析，保證開采工作能夠順利平穩(wěn)的推進(jìn)。③采用數(shù)值模擬技術(shù)能夠?qū)τ诳赡艹霈F(xiàn)的事故以及風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行提前的預(yù)判，比如對(duì)于在開采過程中出現(xiàn)的瓦斯問題以及地下水滲漏等都能夠有效的預(yù)測(cè)，以降低可能出現(xiàn)大規(guī)模事故的風(fēng)險(xiǎn)[1]。除了上述兩種軟件的應(yīng)用以外，F(xiàn)LAC和UDEC這兩者更容易作用于對(duì)周圍巖體結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬過程，可以面向各種類型的巖體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)解析與測(cè)定。

2.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VirtualReality)同樣也是以計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)為技術(shù)支持平臺(tái)來進(jìn)行的，其在數(shù)字化技術(shù)展開的同時(shí)將其與實(shí)際的開礦信息相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)在后臺(tái)輕松控制開采的進(jìn)度與質(zhì)量。該種技術(shù)的突出特點(diǎn)在于其實(shí)現(xiàn)了一種三維立體動(dòng)態(tài)的展示形式，能夠更加輕松直觀的將開礦的周圍環(huán)境以及整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行展示，其技術(shù)的實(shí)現(xiàn)依托于MultiGen，Greator，Vega，VRMAP以及IMAGIS等這樣幾種軟件。總的來說，該種技術(shù)基本上是對(duì)影像、圖形、色彩的一種呈現(xiàn)形式，通過計(jì)算機(jī)信息技術(shù)手段，將實(shí)物形式轉(zhuǎn)換為數(shù)字化形式，并且最終按照2D或者3D的模式進(jìn)行展現(xiàn)，這樣形成的最終影像不僅還原度比較高，并且還可以在平面與立體結(jié)構(gòu)之間靈活地切換。此外也能夠利用CAD軟件先形成圖形的基本框架，然后再進(jìn)行后期3D效果的轉(zhuǎn)化[2]。在一系列技術(shù)手段中VR技術(shù)可以說是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中比較具有代表性的一類，一般在開礦的過程中對(duì)于可能出現(xiàn)的塌方、突水突泥等情況可以利用三維影像對(duì)現(xiàn)場情況進(jìn)行還原，切實(shí)保障整個(gè)礦產(chǎn)開采項(xiàng)目能夠更加安全穩(wěn)妥的開展。

2.3GIS信息監(jiān)管系統(tǒng)

GIS又稱為地理信息系統(tǒng)，在金屬礦山開采的過程中通常發(fā)揮監(jiān)督與控制管理的作用。一般來說該種系統(tǒng)在應(yīng)用過程中需要結(jié)合有關(guān)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及空間監(jiān)管技術(shù)，與開礦工程同步展開監(jiān)測(cè)流程，能夠在分析數(shù)據(jù)的過程中生成對(duì)礦山空間結(jié)構(gòu)的分析模型。需要注意的是，GIS信息監(jiān)管系統(tǒng)在實(shí)際的操作過程中其數(shù)據(jù)來源必須真實(shí)可靠，換言之，所需要的數(shù)據(jù)必須是來自于所勘測(cè)的礦山，在后期的數(shù)據(jù)處理過程中通常是按照實(shí)際已有的GIS軟件來展開的，其中包括有地測(cè)采軟件EAM系統(tǒng)、OA系統(tǒng)以及GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)等，這樣一來監(jiān)測(cè)到的實(shí)際數(shù)據(jù)都能夠?qū)崿F(xiàn)多渠道的相互融合，最終形成一個(gè)完整的GIS信息監(jiān)管系統(tǒng)[3]。

2.4計(jì)算機(jī)采掘規(guī)劃

計(jì)算機(jī)采掘規(guī)劃，其主要是根據(jù)計(jì)算機(jī)處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)開采工作的預(yù)先計(jì)劃與處理。具體來說其主要通過建模的形式來對(duì)后期工程展開統(tǒng)一的規(guī)劃與處理。為了提高最終的開采效率以及項(xiàng)目的綜合經(jīng)濟(jì)效益，計(jì)算機(jī)與開采規(guī)劃的結(jié)合能夠通過建模的形式來使整個(gè)開采過程實(shí)現(xiàn)效率最大化以及靈活化。下圖為利用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)采掘規(guī)劃的基本流程圖。通過了長時(shí)間的研究與分析，最終確定可以利用計(jì)算機(jī)采掘進(jìn)行前期規(guī)劃的途徑主要有這樣三種：第一，可以將單目線性規(guī)劃作為主要的參照理論，最終按照計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行后期執(zhí)行，目的是滿足現(xiàn)實(shí)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃目標(biāo)需要。第二，可以采取逼近理論來實(shí)現(xiàn)后續(xù)計(jì)算機(jī)建模要求，同樣可以滿足后期開采過程中的規(guī)劃目的。第三，采用模糊數(shù)學(xué)理論以及ES數(shù)字技術(shù)理論，這兩種方式都是比較具有創(chuàng)新性的手段，其最終的結(jié)果不但形成了具有科學(xué)可行的開采方向，同時(shí)還能夠在最大程度上開發(fā)與利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，使最終的數(shù)據(jù)效果更加精準(zhǔn)可靠。

參考文獻(xiàn)

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[3]管恩吉，郭忠林，吳世劍．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在礦山系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．礦業(yè)工程，2014(01):62－64.

作者:高鴻斌 單位:蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院