采礦工程中的計算機技術新應用
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摘要：在計算機技術快速發展的過程當中，其在多個領域當中得到了應用，并獲得了較好的應用效果。在采礦工程生產當中，也需要能夠做好計算機技術的結合應用，進一步提升工作開展效果。在文章中，將就計算機技術在采礦工程中的應用進行一定的研究。
1概述
礦產資源開發是我國的重點產業，在現階段發展當中，對于生產安全、生產效率等方面具有了更高的要求。在現今信息化時代背景下，各領域也較多的應用到的計算機技術，在采礦行業發展中，也可以對先進的計算機技術進行充分應用，在充分發揮計算機技術作用的情況下進一步促進自身的良好發展。
2計算機技術應用
在現今礦產資源開發工作當中，可以應用到的計算機技術有：
2.1虛擬現實技術
虛擬現實技術是目前新興的學科，也是一項具有熱點、較高關注度的技術類型。在該技術中，以計算機人工模擬為基礎，將礦山實時環境同多媒體科技發展相結合，形成三維動態、能夠進行人機交互的管理環境。同傳統二維設計方式不同，在虛擬現實技術應用中，能夠以新的、立體方式對礦山規劃進行建模，滿足實際的生產要求。目前，Vega、IMAGIS等都是該技術應用中經常使用到的軟件。在該技術應用中，主要即是對影像的高程、色彩、平面以及結構等進行數字化處理，在依據統一坐標的情況下，通過無縫拼接處理形成，在實際應用當中，能夠在較短的時間內，對真實影像為基礎的GIS數字三維模型進行建立，能夠結合實際需求對圖形進行直接操作，同時應用轉換矩陣等方式生成對應的圖像。在技術應用當中，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動態的方式進行呈現。同時，在技術應用中，能夠先使用CAD成圖，之后對其進行導圖，以此將平面圖形實現對立體圖形的轉化。應用價值方面，在實際礦產開發當中，該技術在應用當中，則能夠對礦井在建設、生產當中可能發生的突水、塌方等事故進行預防，避免經濟、人員傷亡損失情況的發生。而對于已經發生的事故，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用，對安全問題的發生進行快速、直觀的假設，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、風險評估的目標進行實現。此外，該技術在實際應用中，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，在低技術條件、環境、地質等情況綜合考慮的基礎上，對合理的方案進行選擇，以此起到優化生產系統、完善礦井設計的目標。
2.2GIS信息監管系統
對于該系統來說即應用計算機網絡技術、地理信息集成原理與空間管理技術，對于整個采礦生產所開展的監測，能夠對礦山生產當中的決策、分析提供支持。在該系統運行中，以計算機技術為基礎，采集信息包括有遙感、測量以及攝影測量等技術，在引入GPS系統的基礎上，緊密結合礦山生產的資源特征以及空間特點，以實時的方式監控整體采礦工作的開展，為實際生產當中的管理決策提供有效的系統運行數據以及空間定位數據。在該系統建立中，需要應用礦山數據為基礎，具體的數據來源，則包括有不同類型的平面設計圖、網絡圖以及地質地形圖等，此外還具有不同類型的實測數據以及技術報告。在具體組建當中，即在使用已有GIS軟件的基礎上對其進行開發。同時，需要將應用模型、空間分析引入到礦山模擬當中，在經過模擬獲得數據后，將其輸入到GIS系統當中。在礦區中，經常應用到的系統有GPS卡車調度系統以及OA系統等，在信息監管當中，則能夠對這部分數據進行有效的綜合管理，最終實現對GIS信息監管系統的建立。該系統在運行中的主要方式，即在系統軟件支持的情況下，由地面通信總站通過巷道當中鋪設的通訊設備以及設置的數據傳輸中斷，對井下地質數據智能終端傳感器、固定監測點等進行信息采集以及數據巡檢，以此將車輛人員在井下的分布情況、地下實時的濕度、溫度相關數據體現在客戶端上。同時，通過無線GPRS機的應用，將信息傳輸到主管部門的服務器上，以此能夠在地面遠程的方式下，對井下地質環境變化規律、采掘狀態進行有效的監管，可以說，在該監管方式應用的情況下，能夠對礦山高效、安全的生產起到積極的促進作用。
2.3動態數據庫統計
對于礦山數據庫來說，其具有大型、綜合的特點，將涉及到工程設計、地質等多方面內容。對于動態數據統計工作而言，即是開展礦山數據庫統計的情況，對監測數據進行實時的整合，同時對現場狀態、采礦作業環境進行及時的統計分析。在該數據庫系統當中，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，能夠對數據物理存儲介質進行管理。OS層能夠對物理存儲介質、文件系統以及進程進行管理。DBMS層在運行中，則能夠通過存取控制矩陣、視圖以及權限表等方式實現控制目標。在實際礦山生產運行的過程中，具有種類繁多的數據類型，包括有工程勘察、地質地形、實時生產以及測繪數據，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。在數據庫系統實際應用中，首先會將項目實體當中的全部屬性根據具體取值、來源經過分類形成的數據模式，之后，在數字化建模的情況下，將相關數據進行數據歸類處理，將其中存在的聯系找出、儲存在關系數據庫當中，以此對信息的集成目標進行實現，同時相互數據之間也具有有機的聯系特點，能夠直接應用在查詢、分析以及應用當中。同時，礦山生產信息也具有較多的可變性，為了對系統的實時性進行實現，則可以在工作中應用MAPGIS軟件，對監測系統采集到的現場狀況、數據進行及時采集，同時對分析圖表、監測數據的結果進行準確的保存，并由數據庫系統對實際情況進行分析，給出相應的決策，以此對動態的管理方式進行實現。在該情況下，通過對危險預警系統、數據庫查詢系統的建立，則能夠對生產管理方式進行有效的改變，在保障安全、提升效率的基礎上更好的滿足礦產生產需求。
2.4數值模擬技術
在該技術應用中，即通過數值計算方式分析工程的巖土工程以及圍巖穩定性，在對數據進行收集、整理后對理想化模型進行建立，在經過模型運行、整合計算后獲得具體問題結論。在此過程當中，需要應用到的方式也很多，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是行業內經常應用到的數值模擬軟件，這部分軟件在實際應用中，將以數值模擬的方式完成有限元分析。在具體工作當中，該方式能夠應用在以下方面：第一，能夠應用流體理論測試分析充填材料性能，這對于新興工藝的發展具有積極的推進作用；第二，在動力學、熱力學分析的情況下，能夠對熱動力應用情況進行有效的控制；第三，以數值的方式分析耦合現象，以此對煤礦生產過程當中可能出現的地下滲水、瓦斯突出等問題事故進行提前預測?？梢哉f，在現今我國不斷發展，對于人員安全、工程設計要求不斷提升的情況下，數值模擬技術也因此具有了較大范圍的應用，并成為了目前對復雜地形問題、工程項目問題進行解決的常規手段，在采礦工程的施工預算、地災預警以及災害描繪等方面具有較為顯著的作用，同時體現出了較為可觀的發展前景。
2.5計算機采掘規劃
對于該技術來說，即在現代計算機技術應用的情況下，聯系礦山生產需求實際，通過數學模型的建立進行分析，以此對整個工程開采進度進行科學規劃。在礦山實際生產當中，采掘計劃是對相關生產作業進行指導的重要依據。在以往生產中，所制定的計劃在科學性、系統性等方面存在一定的不足，存在以經驗進行調配的情況，沒有對實際情況進行綜合分析，并因此對生產效率產生了一定的影響。而在引入數學模型的情況下，則能夠使該規劃在應用當中具有更高的靈活性特點，能夠使原有復雜的計算、數據具有了簡單的特征，且計算機建模也能夠使規劃結果具有直觀清晰的特點。而在不斷發展的過程中，計算機的采掘規劃方式也發生了一定的變化與發展，目前，主要是以ES技術、模擬數學理論進行建模，在能夠做好采掘規劃的同時，充分發揮計算機作用，通過強大的運算對其進行優化處理?？梢哉f，計算機采掘規劃工作的發展與應用，能夠使實際生產規劃具有更為合理的特點，使計劃編制系統在適用性方面具有更好的表現，能夠對生產計劃進行隨時的調整，有效的解決實際問題。在進行小規模、靈活調整的方式中，能夠對礦山長期生產起到積極的促進作用，在對生產效率有效提升的情況下，能夠較好的滿足礦山生產經濟利益。
3結束語
在上文中，我們對計算機技術在采礦工程中的應用進行了一定的研究。在未來礦山生產中，需要能夠充分重視計算機技術的重要作用，結合礦山生產實際做好技術開發，進一步提升生產水平。
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作者：齊楚鳴 趙恕蘭 占清華 單位：江西科技學院
