计算机在矿山中的应用.doc

第一节计算机在矿山生产中的应用信息化社会中，计算机在社会经济、文教、卫生、军事及科学技术方面的广泛应用，正深刻地改变人类的生存环境及生活方式。众所周知，计算机从应用功能来看，可进行文字处理，数据传输及保存和处理，图件的处理和绘制等，以及到现在的人工智能开发和应用等。矿山企业也不例外，计算机的使用和普及对矿山企业的发展也将起到前所未有的促进作用，本节仅就矿山企业的应用原理做简单概述。一、矿山企业普及计算机的必要性1、矿山企业数据的冗杂性迫切需要计算机数字化处理矿山企业是一个特殊的生产领域。现代矿山一般规模庞大，面积较广，生产环节繁杂，不同矿山地质条件和矿体赋存条件差别很大，主要表现为矿床地层构造复杂，矿体厚度不稳定，倾角变化大，顶底板不稳定，有时受地下水的威胁等等；生产方式复杂，生产矿井提升、运输方式多样；设备复杂，种类繁多，设备数量多。由此可见，矿山的信息量巨大，并且数据类型多，包括地质、采矿、测绘、选冶、分析、安全环保、经济、建设、生产与管理等多方面的数据。这些数据具有以下主要特点1数据来源多样性。矿山生产数据涉及地、测、采、选、冶等领域。数据载体有文字资料、表格、图形影像、数据库等。2数据分布时空性。数据具有时空四维的几何和属性信息，并且随着生产的持续进行，数据时刻处于不断的更新和变化中。3生产阶段多变性。矿山信息涵盖矿山生产和建设的各个阶段，如探矿阶段、开拓阶段、采准阶段、备采阶段、选冶阶段等。4数据结果不确定性。矿山的各种数据来自不同的空间和环境，许多数据具有不确定性或模糊性，需在矿山生产的统一使用中才能发挥作用。2、矿山企业生产的特殊性需要各种数据处提供科学依据由于矿山企业生产具有投资大、风险高等特殊性，矿山企业的生产数据具有重要经济价值。大量的数据不及时收集、整理、保存，一旦丢失，将给矿山造成巨大的经济损失。矿山数据的保存和分析对矿山的生产、技术、安全、管理、效益、资源的有效利用及环境的保护具有重要意义，例如矿山生产外围的找矿，地质灾害评估，采矿对地下水及地表水、生态的影响，矿山塌陷区的复垦等，均需要有大量详实可靠的数据做为科学分析和决策的依据。3、矿山企业的生产现状及发展也迫切需要科学、高效的生产及管理方式目前，大部分矿山工程施工、开采过程、设备、材料信息、经营管理信息等的收集和处理主要停留在手工操作上，已不能适应现代企业生产、管理、办公等要求。矿山企业急需高效的管理方法与系统来适应企业的发展。生产数据的数字化，生产程序的智能化等科学手段应是满足这一需求的最好方法之一。高效应用计算机及其应用系统可以达到1生产前，提供科学优化方案及程序2生产中，可随时根据各种情况(数据)的变化，迅速得出预测结果，及时提供应对措施或修改设计方案。包括对井下安全情况的即时监测等情况。3生产后的各种数据是企业未来生产决策的科学依据。总之，矿山企业是一个复杂的动态生产系统，该生产系统具有结构非线性、行为多样性、信息不确定性和状态不可逆性的特点。面临着非常巨大的困难，数字化矿山的建立将提供解决这些问题的可能。二、矿山计算机应用原理及范围简述1、矿山企业计算机应用原理按矿山企业对计算机的应用功能来看，主要体现在如下几个方面(1)文字及简单的图表处理文字及简单的图表处理属于计算机的基础知识，一般用于管理部门或写文字报告时使用，这一类办公软件较多。(2)生产数据的处理和分析生产数据的处理和分析常见于生产部门，对所采集的数据可进行科学分析或统计应用。简单的也可用正常的办公软件，如OFFICE/EXCEL/WORD等均有表格处理功能，可以对部分数据进行处理。此外也有专门的系统软件可实现对矿山各种数据的科学分析，如GIS系统等。(3)矿山图件的处理和生成传统矿山生产所用图件或图纸均是先由专业技术人员进行底图的绘制，然后由描图员对底图进行描绘，得出透明图纸或聚脂薄膜图，最后经过晒图才能得到生产设计所需蓝图。不仅工序繁琐，而且有时由于描图员不能很好的理解技术人员的意图，或不能完全看懂图纸，经过描绘的图纸也就经常有这样或那样的问题，对矿山生产有较大的影响。而现在地理信息技术可以使矿山地理信息数字化，利用矿山地面和井下测量信息构建矿山的几何空间框架。矿山数据源包括地形图、测量资料、矿山土地利用图、地质图及文字报告、矿床产状图及文字报告、采掘工程图、井上下对照图、矿山机械设备图纸等。其储存形式，主要有图象、图形、文字、表格等。这些为数据源静态的一面。另一方面，由于矿山生产和区域社会的不断发展，还有大量动态数据，即在生产过程中不断更新、增加的数据和信息。这部分数据是生产和管理的最新资料，是系统保持现实性所必需的。(4)矿山生产程序的智能化及模拟计算机的应用可以将矿山各种数据、信息综合起来，实现科学分析、虚拟现实、模拟生产等，为矿产资源评估、矿山规划、开拓设计、生产安全和决策管理提供直观有效和科学的依据。2、矿山企业计算机应用范围矿山生产中，计算机的应用在矿山不同部门或生产阶段其工作重点也不尽相同，具体如下(1)矿床资源及经济效益分析计算机在矿床资源评价和经济效益分析方面的快捷和高效主要体现在计算机的计算功能，如对矿床的综合评价及矿体边界品位的确定,矿块经济模型的建立及块值的计算,可行性研究及方案选择中的经济效益分析,经济指标的合理确定等。下面仅以边界品位的动态优化为例论述计算机技术在此方面的应用。边界品位是用于区分矿石和废石的临界品位。与边界品位相互作用的因素很多,如采、选、冶成本,产品价格,时间因素,品位空间分布,采、选、冶生产能力及开采计划等。传统的成本法即生产成本等于产品价值所确定的边界品位是一个只考虑成本与价格的单一静态品位。由于产品价格与生产成本不会是一成不变的,资金也具有时间价值,传统的成本计算法已无法将这如此多的因素计算在内，而且费时费力，并且即使计算完毕时，可能各种因素又出现新的变化。但是计算机的应用却为这类优化问题的求解开辟了一条新的思路。如昆明工程大学的计算机网络神经法的探讨。其原理是以最大净现值为目标,考虑采、选、冶生产能力、品位分布及开采计划要求的系统优化方法,建立生产组织优化模型,用计算机进行求解。(2)地下开采中的生产管理地下开采中，不同的采矿方法的生产指标如矿山生产规模、矿石损失率、贫化率、劳动生产率、成本等不同，都有很重要的影响。所以采矿方法选择的合理、正确与否,将直接关系到企业的经济效益。对于地下开采的矿山设计,选择技术上可行、经济上合理的采矿方法是设计中必不可少的重要环节。因为影响采矿方法选择的因素很多,一类是自然条件，如矿体的地质状况、赋存条件以及与市场密切相关的矿石价值等另一类是人为要求,如地表的保护要求、技术上可行的前提下投资者决策者的倾向性要求等。传统的采矿设计依赖于设计者的经验水平或沿用实例类比方式，已远不能适应矿山的发展，近些年来,人们在采矿工程领域引入了人工智能来解决领域内经验判断问题,即不确定性推理问题。一些典型的应用有多目标决策线性规划、灰色系统理论、基于规则的专家系统等。北京有色冶金设计研究总院的顾秀华等人结合采矿设计的工艺特点开发了一套帮助设计者根据矿山资源条件进行采矿方法初选并对初选出的几种采矿方法进行经济比较并决策的专家系统。细化了采矿方法及方案的分类,将基于规则