計算機技術在采礦工程的具體應用

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摘要：隨著我國經濟的發展和計算機技術的進步，研究計算機技術在采礦工程中的應用是大勢所趨。文章首先闡述計算機技術在采礦工程中應用的目的和意義，接著分析當前采礦工程存在的問題，最后研究計算機技術在采礦工程中的應用。

關鍵詞：計算機技術；采礦工程；應用

1研究目的和意義

目前計算機技術在多個領域的應用研究都取得了顯著的成效，因此，加快研究計算機技術在采礦工程中的應用已刻不容緩，它不僅能夠保障礦產企業的安全生產，而且可以有效提升企業的工作效率以及經濟效益，促進采礦行業的發展。經過多年的發展，采礦業已經在世界多國的工業化進程中起到重要的作用。同樣地，作為我國的重點工程產業，礦產資源開發的難度在極大程度上由礦山環境與地形的復雜性所決定。因此，為保證采礦工程的順利進行，采礦企業需要實時地對采礦環境進行全方位的監測，以期尋找最好的開礦位置。在某些礦山缺少便利的運輸路徑的情況下，還需要找尋施工團隊來開辟運輸道路，這些難免都消耗了極大的人力、物力和財力[1]。俗話說，千條萬條，安全生產第一條。采礦的安全性保障是采礦企業最先需要重視的問題，所以，采礦企業要有完善的監測機制，對開采過程進行環境監控，以便全面保證礦山開采的安全性。綜合當前時代大背景來看，為使上述工作順利開展與實現，都需要計算機提供技術支持。

2國內采礦工程存在的問題

中國采礦業發展至今已經有一個多世紀的歷史，其理論研究與生產應用已自成體系，擁有著獨自的發展特色。然而值得思考的是，我國礦山大多處于地形與地勢復雜的地帶，無論是從時間上還是從空間上來考慮，礦產資源開發都面臨著諸多問題。首先，從效益方面來分析，投資力度大、見效時間慢在很大程度上制約著國家采礦業的發展。投資的目的是為了增加財產或保護現有利益，但由于采礦行業的特殊性，投資人短時間內無法看到收益，因此采礦業的發展也就較為緩慢。其次，從空間方面來分析，前面提到過，我國地形與地勢較為復雜，采礦過程中需要對周圍空間的環境進行實時化的監控與分析[2]。同時，在后續過程中，礦產資源的運輸也因地形的復雜等原因面臨著一些問題。再者，從時間方面來分析，時間和空間是相互關聯的，不存在獨立的時間和獨立的空間，因此，采礦過程中空間帶來的問題必將影響時間。由于開采地帶地形的復雜以及環境的惡劣等影響，開采的時間也相應增加。最后，從技術方面來分析，技術裝備落后、技術含量低等因素影響著開采時間，不利于礦產資源產量的提高。同樣，這也會阻礙采礦業的發展。

3計算機技術在采礦工程中的具體應用

前面提到，由于采礦業投資大、勞動強度高、自動化水平低、投資大見效慢等問題，采礦工程業發展面臨停滯不前的局面。為解決上述問題，在當前固有的采礦理論學習和研究過程中亟需引入新技術，以期礦產資源開發過程向精密化、自動化、一體化等方向發展。

3.1虛擬現實技術的應用

作為現階段新興的學科，虛擬現實技術已經發展成為一項關注度高的熱點計算機技術。該技術以計算機人工模擬為前提，同時結合多媒體科技與礦山環境，進而形成動態的人機交互管理環境。前面提出過，礦山地形復雜，開采過程充滿諸多不穩定因素，在很大程度上影響著工作人員的安全，而虛擬現實技術因其能夠真實地結合礦山的開采環境，有效監控出采礦前方過程可能出現的不安全因素，以便采礦企業能夠及時采取預防措施，因此極大地提高了采礦的安全性。那該技術是怎樣應用到采礦過程中并工作的呢？其核心就在于對礦山規劃進行建模。在實際應用中，該技術以統一的坐標為基本，通過對影像色彩、結構和高程等進行數字化處理與拼接，進而在短時間內建立以真實影像為基礎的GIS數字三維模型。該技術還能對二維和三維圖像直接進行操作，也能借助轉換矩陣生成相應圖像，這種方式生成的圖像極具時效性、真實性與立體性[3]。在如今礦產開發環境復雜多變的情況下，虛擬現實技術的應用價值不容忽視，它除了能夠有效預防在礦井開采過程中可能遇到的塌方等事故外，還能夠對已發生的事故進行原因分析，進而實現安全管理、風險評估的目標。

3.2GIS信息監管系統的應用

作為互聯網時代的衍生物，GIS信息監管系統以計算機技術為基礎，以地理信息集成原理為依據，兼具遙感技術與GPS系統的雙面特性，實現了對整體采礦工作的全方位實時監控。在該系統的建立過程中，最重要的是礦山數據，其主要來源是不同類型的地質圖或技術報告等。同時系統的組建離不開GIS軟件的幫助，通過將應用模型、空間分析引入礦山模擬中，將模擬獲得的數據輸入到GIS系統中，至此初步實現GIS信息監管系統的建立[4]。那么該系統是怎樣在采礦過程中運行的呢？這都要依靠系統軟件的支持，將地面通信總站作為主體，通過數據傳輸通道以及巷道中間鋪設的通訊設備，對礦井下智能終端傳感器和固定監測點檢測到的信息進行采集，將礦井下工作的車輛與人員分布、地下周圍環境的溫度和濕度等信息以數據的形式顯示在客戶端上，依托互聯網傳輸到主服務器上，最終實現在地面實時監控井下作業情況，保障了采礦的安全性、高效性。在信息化時代的今天，GIS信息監管系統以其獨特的優勢在采礦過程中占據重要地位，對采礦工程進行實時監控，為礦產工作的決策、分析提供支持。

3.3數值模擬技術的應用

顧名思義，數值模擬技術主要對數值進行操作，進而模擬出理想化模型進行分析。該技術的應用過程并不復雜，整體可分為三步，首先應用數值計算方式對采礦過程中的巖石穩定性進行分析，然后收集與整理得到的數據建立理想化模型，最后對模型進行理論運行與整合計算得到詳細的問題結論。在這個過程中，使用到的數值計算方式為有限元分析和邊界元分析等數學方法。同樣地，作為計算機技術的衍生物，該技術的實現還是要借助類似ADINA以及ANSYA這樣的數值模擬軟件，對數值進行分析以便得到礦井下的實際作業狀況[5]。隨著國家工業化進程的發展，加快數值模擬技術的應用將使采礦工程行業的發展進入嶄新的階段。正如上面所提，此項技術能夠利用數據分析采礦過程的條件狀況、預測采礦地質發生災害的可能性以及預測采礦成本等，因此具有廣闊的發展空間和良好的發展前景。

4結語

綜上所述，盡管我國采礦行業的發展歷史征程已久，但采礦技術仍有較大的進步空間，采礦行業的信息化水平還有待提高。在計算機技術飛速進步的時代背景下，我國采礦工程行業已經有了突飛猛進的發展，采礦工程的穩定性和安全性也得到顯著的提高。俗話說，安全大于天，隨著時代的發展和技術的進步，采礦工程對人員安全保障也提出更高的要求。采礦的安全性需要采礦企業對礦山環境和開采過程進行全方位的監控來進行保障，而這些都需要先進的計算機技術的幫助與支持，只有這樣才能促進整個采礦行業的高效與可持續發展。

參考文獻

[1]亢娟娜，惠鵬飛，王剛.計算機可視化技術在采礦工程中的應用探討[J].世界有色金屬，2018（16）：73-74.

[2]孫蕾.計算機技術在采礦工程中的應用研究[J].中國房地產業，2017（8）：249.

[3]朱亮.研究計算機技術在采礦工程中的新應用[J].神州，2017（14）：153.

[4]齊楚鳴，趙恕蘭，占清華.計算機技術在采礦工程中的新應用探討[J].科技創新與應用，2020（1）：167-168.

[5]張靜.計算機技術在采礦工程中的新應用[J].中國錳業，2016（6）：71-73.

作者：魏忠孝 丁晗 單位：鶴壁汽車工程職業學院