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摘要:對計算機技術在采礦工程中的新應用進行詳細的研究，旨在為我國采礦行業的發展提供借鑒，進而促進整個行業的發展。

關鍵詞:計算機技術;采礦;數值模擬

礦業在國民生產總值中占有重要的地位，發展也十分迅速，隨著各種新技術的使用，礦產的開發與利用也達到新高度，這對社會的需求有很大的緩解作用。但是也帶來了一些問題，從企業個體再到社會需求，都對礦業生產的技術安全、生產安全以及效率等有了更高的要求，出現了很多新的技術層面的問題。我國“十二五”規劃中，主要針對礦業也就是采礦過程中出現的問題，借助計算機科技，并以此為基礎，提出一些解決的有效辦法。比如，數值模擬和虛擬現實技術等。計算機技術的應用，能夠有效的解決很多采礦工程中面臨的問題，并取得很大進步。

1采礦工程中面臨的技術層面問題

在采礦工程中，技術層面的問題也更加多樣，從礦產資源開采的難度來看，圍巖應力的分布對礦產的開采產生很大影響。工程在開挖之后圍巖和巷道會出現形變的問題，礦體自身的復雜性，工程對地下狀況推斷的準確度等問題。從安全層面出發，涉及對環境空間動態進行掌握的程度，工程在作業時實時監控與風險的評估，對災害的預警以及應急方案決策分析等。在采礦的效率層面，編制出采掘的具體計劃，對工作的進度進行掌握，管理放礦和經濟指標的分析等也需要重點進行研究。而計算機科技的新應用則是為了有效解決上述問題。

2計算機技術在采礦中的新應用

2．1數值模擬技術

這一技術在采礦中的應用，主要是借助數值的計算分析采礦時巖土工程與圍巖的穩定性，并對數據進行整理和收集，建立起理想模型，借助模型的運算，對計算進行整合，并得到具體的問題和結論。使用到的方法有邊界元法和有限元法以及加權余量法等。這一技術中常用的軟件是ADINA和ANSYA等，這些不同的軟件能夠借助數值模擬計算開展有限元的分析，在具體進行采礦時，這兩個軟件主要開展以下環節的工作:a可以借助流體理論測試和分析填充材料的性能，可以積極的推進各種新工藝的應用和發展;b可以開展動力學和熱力學方面的分析，對控制熱動力對采礦所產生的阻礙有很大的幫助;c數字模擬還可以分析耦合的現象，可以有效、實時的對礦內和礦石的突出以及地下的滲水等進行有效預測。UDEC和FLAC在圍巖的穩定性模擬中更加適合，借助彈性理論能夠使巖體的破壞和變形等問題得到有效的解決，根據不同巖體的性質進行詳細的分析。從宏觀的角度出發，主要以微觀線彈性和非線性劃分的原則為主要依據;從微觀的角度出發，假設其單元比較均質，變形與彈性特征比較強，然后考慮到因為存在裂隙和節理，造成微元間接觸表現為非連續性。不僅可以為巷道內圍巖的控制提供數據，還可以研究地表的沉降以及巖體變化的特性等。數值模擬技術的使用，隨著國內科研水平和采礦安全等要求以及計算機科技的發展，在很多地方的采礦中已經十分常見，成為了解決復雜項目工程和地形的重要手段，對采礦工程施工的預算，地質災害的預警以及描繪應力環境等都有顯著作用，所以發展的前景十分可觀。

2．2虛擬現實技術

這是一種新興的學科，以計算機的人工模擬為基礎，把多媒體技術的發展和礦山環境等相融合，達到人機交互動態礦山管理的目的。和傳統基于CAD制圖的二維技術中地質地形與開拓方案，這一技術使用全新立體成像模式，對礦山的規劃開展更形象與立體式的建模。這一技術主要對影像色彩、結構和高程等進行數字化形式的處理，根據統一的坐標進行拼接，能夠迅速的建立起以真實圖像為基礎的三維數字模型，借助對2D和3D圖像開展的直接操作，使用轉換矩陣對圖像進行組合與生成。不僅能夠使時效性得到滿足，生成的場景和現實情況很接近，使用3D動態方式進行呈現。還可以先使用CAD組成圖像，然后再導入，把平面化圖像轉變成立體化圖像。VR技術能夠有效避免生產或者在建井時可能出現的透水與塌方等情況，進而避免出現經濟方面的損失以及人員的傷亡，還可以對出現的事故進行預測，并對成因進行分析，因為圖像比較直觀，能夠有效、快速的使用三維圖像對可能出現的安全情況進行假設，從多個角度分析、觀測問題，對風險進行評估，實現安全化管理。此外，可以借助虛擬現實技術，真實的描繪出地貌地形與巷道的布置，并展開生產模擬，對地質環境、經濟與技術等進行全面考慮，選擇最佳方案，進而實現系統化生產以及優化設計的目標。

2．3GIS信息監管系統

GIS是根據地理信息集成原理，與計算機技術、網絡科技以及空間技術等相結合，對整個采礦生產過程開展實時監控，進而實現為礦山空間信息的分析和決策等提供支持與參考。這一系統也是基于計算機科技，信息的采集主要借助遙感、測量和攝影測量等技術，還引入了GPS系統，和礦山資源的特征以及空間相結合，對采礦環節進行實時監控，及時為決策管理提供精確的系統運行和空間數據。GIS信息監管系統的實現需要充足的礦山信息數據，數據的來源一般是各種地形地質圖、網絡圖等，還有很多技術報告與實測數據的匯總，組建主要借助已經存在的GIS軟件，以此為基礎在進行開發與分析。此外，把空間分析和應用的模型引進礦山的模擬，然后把得到的數據輸進GIS系統，進而對數據進行綜合、高效的管理，并建立起系統的監督和管理體系。這一系統運行主要是地面通信總站在GIS系統的基礎上，借助數據傳輸終端與巷道中鋪設的信息設備，對井下監測點和智能終端傳感器定時開展信息的采集和巡檢數據，并把井下的人員和車輛分布以及地下的濕度和溫度等數據具體顯示在客戶端中，借助互聯網傳輸到主管服務器中，進而在地面就能夠對井下的挖掘情況與環境變化等進行監控，借助這種監督和管理方式，使礦山高效、安全生產的目的得以實現。

2．4計算機采掘與規劃

這一技術主要是借助現代化計算機科技，根據礦山中實際作業和生產的需求，建立起數字化模型展開分析，并對采礦開采的進度進行有效的規劃。采掘規劃是對各種礦山作業生產進行指導的依據，以前的規劃缺乏科學性和系統性，更多的按照以前經驗進行調配，沒有對實際生產情況進行分析，生產的效率比較低，引入數學模型，就可以使規劃在應用時更加靈活。計算機科技的使用使復雜計算和數據處理變得很簡單，建模也能夠使規劃的結果更直觀、清晰，建模時也需要滿足一些原則，比如集中生產的原則，生產能力的約束，地質條件的約束以及采掘設備機械的約束等。經過不斷發展，計算機采掘規劃的方法如下:a使用單目標線性規劃理論，借助動態規劃理論分析，計算機進行具體的計算和操作，進而得到最優解;b借助逼近理論展開計算機模擬和編制;c借助ES技術和模糊數學理論進行建模，不僅能夠得出采掘規劃，還可以盡可能優化計算機運算的能力。總之，這一技術的發展有利于提升規劃生產的科學性，強化編制計劃系統的實用性，以便隨時可以對計劃和生產進行調整，使很多問題及時得到解決，對礦山的長期生產更加有效，極大的提升生產的效率，符合長遠利益的發展。

2．5動態數據庫統計

礦山的數據庫涉及工程的設計和地質情況等方面，對實時監測得出的數據進行整合，并對采礦環境與現場的狀況及時進行分析。礦山在生產時的數據具有廣泛的分類，從其表現形式來看，可以分為圖形、表格與文檔，數據的處理量很大。使用數據庫系統，就是把項目內不同實體的屬性，按照取值的方式和來源進行分類，得到一系列的數據模式，借助數字化的建模方式，對全部數據的屬性進行歸類，找出它們之間的聯系，并存入數據庫內，實現集成信息的目的，借助有機聯系的方式，還可以直接在分析、檢索和查詢中使用。

3結語

計算機技術在采礦工程中的新應用具有重要的意義，發展前景十分廣闊，需要引起人們的關注。不斷對其應用進行改進與創新，切實發揮出計算機技術的作用，提升采礦的工作效率，促進整個行業的發展。

參考文獻:

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作者：張靜 單位：陜西國際商貿學院