计算机在矿山工业中应用与发展

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1、计算机在矿山工业中的应用与发展计算机在矿山工业中的应用与发展摘要随着计算机工业的大力发展,微型机在采矿工业中的应用也越来越广泛,其应用深度和广度也日益增加。采矿等传统产业要实现飞跃发展,必须与信息科技相结合。目前我国矿山企业信息化改造的薄弱环节是生产技术的改造,有必要将信息技术直接嵌入到采矿生产工艺与过程中去。本文将对计算机技术在采矿工业中的应用进行分支综述,并对其发展趋势和应用前景进行扼要分析。关键词采矿工业计算机应用人工智能通信一、矿山系统工程理论知识的发展与应用计算机在采矿工业中应用的一个重要方面是矿山系统工程。矿山

2、系统工程始于50年代,源于计算机与运筹学在矿业中的应用,当时只是运用运筹学的一些方法来解决那些运算工作量不很大的采矿工业中的一些实际问题;到了70年代中期,计算机在采矿工业中得到了应用,从而促进了矿山系统工程的发展;到了70年代末80年代初,采矿工业中已应用大中型计算机来解决科研、设计、生产中的一些复杂与运算工作量很大的实际问题,我国的矿山系统工程有了进一步的发展;近几年来微型计算机的普遍使用,多种计算机技术的引进与开发使得矿山系统工程向纵深发展,计算机在采矿工业中的应用亦更广泛、更深入,几乎涉及到了采矿工业中的各个方面。

3、由于采矿工程研究的对象是一个复杂的大系统,采用传统的手工设计方法难以实现矿山设计的优化。同时,现在的矿山企业处于激烈的市场竞争中,只有作出生产成本最低、产品质量最好的开采计划,优化开采作业,才能在市场竞争中稳步发展。而传统的手工方法编制开采计划过于繁琐,常常是计划完成时已过时而不能用;受时间限制,也不能进行风险评价和敏感分析及编制多方案计划进行比选。计算机技术和矿山系统工程的发展为此提供了有效的手段。其应用领域主要包括:矿山开采优化设计、采掘接替专家系统、矿山生产动态管理系统、矿山信息管理系统等。二、计算机技术在采矿工业中

4、的应用在采矿工业中,计算机作为科研与管理人员的辅助工具,主要用来进行数值计算、数据管理、绘图模拟,后来发展到知识处理和图像分析。采矿系统的规划与决策、矿岩稳定性分析与力学性质的预测、工程设计参数的确定与优化等,都离不开数值计算,尤其是其中一些计算方法(如:有限元法)复杂、计算量大,需借助计算机来实现。采矿工业在数值计算方面的发展主要是采用和研究一些新的算法和数学理论,如:神经网络计算、遗传算法等,并与灰色理论、模糊数学、小波分析或其他算法相结合,以便解决采矿工业中不确定因素较多,数学模型难以建立的实际问题。计算机绘图在采矿

5、工业中应用日益广泛。首先,绘图与数值计算结合紧密,由最初的计算曲线绘制发展到三维数值模拟。现已建立了各种三维模型,如:三维矿床模型、采矿或岩体工程的开挖与充填三维模型、露天矿边坡稳定性分析三维模型、等等。另一方面,应用计算机辅助设计(CAD)技术进行工程制图和工艺设备的设计。随着地下矿山的开采深度增加,许多露天矿也已转入深凹开采,需要研制新型采掘与运输工艺设备,因此,CAD技术在这方面有着广阔应用前景。图像分析技术也逐渐应用于采矿工业中。利用摄像或CT探测技术获取图像,由计算机对图像进行分析处理,从中获取某些特征参数或信息

6、。该技术可用于地质勘探、矿物鉴别、矿岩节理与断层识别、露天矿爆堆块度分析,等等。采矿生产过程依赖于各种采矿知识和工程经验,如:矿体特征、岩石的类型、结构和性质、锚杆支护和采运设备选型、采矿方法选择,等等。为此,人们建立了各种各样的矿业知识库和专家系统,以实现矿业知识的获取、存储和处理,并且逐步将各种人工智能理论与技术应用到采矿工业中。1.计算机辅助设计技术计算机辅助设计(ComputerAidedDesign,简称CAD)作为一种成熟的计算机技术已广泛应用于机械设计、建筑工程等领域,矿业领域也不例外。该技术主要通过二维或三

7、维图形进行工程设计与优化。在采矿工业中,最常用的辅助设计开发软件是AutoCAD,它具有较强的绘图功能和开放的体系结构,可作为二次开发平台,方便的进行功能的扩展,在国内外矿山得到广泛的应用。目前,我国的许多矿山和大学科研机构合作在Auto-CAD平台上开发出多种实用的矿山辅助设计软件。2.数据库管理信息系统数据库管理信息系统是在采矿工业中应用最早也是最成熟的计算机技术,它的研制与应用使得大量数据能在计算机中进行存储、加工、查询、更新和修改。目前它已被广泛应用于地质勘探、矿山设计、生产管理等日常生产活动。在这些实际应用中,有

8、的是仅仅应用数据库管理信息系统,有的是把数据库管理信息系统与其它应用软件结合起来应用。目前新开发的数据库管理信息系统是智能数据库系统(IDS),这种数据库系统在新的数据加入原数据库后,原数据库可以自动对整个数据进行重新组织或安排,以保证对数据查询和处理的有效性和快速性。3.人工智能人工智能技术主要包括专