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[摘要]：本文在讨论计算机技术在采矿工业中应用现状的基础上重点讨论了计算机1.数据库管理。2.矿山设计及科学计算。3.编制最佳生产进度计划。4.生产过程的监视与控制等方向的应用，并对其应用前景和发展趋势进行简要分析。
[关键词]：计算机技术 采矿工业 应用 展望
一、前言
随着计算机技术的不断发展与进步，大多数采矿公司都已经意识到完全凭借手工完成地质勘探、储量估算、矿山规划及其它技术工作速度太慢，同时也会浪费大量的人力、物力、财力。另一方面，随着人类对地下矿产的不断开采，开采品位由高到低，资源紧缺、迫使更多公司利用计算机技术开采低品位矿产，选择有效的采矿和选矿方法，进行综合采选，综合利用，提高矿产资源的利用率和回采率，降低矿石的损失率和贫化率。而采矿和选矿过程中生成的有毒气体、废水、费石和粉尘等物质以及噪声和振动等因素对环境、土地、才气和水质等造成危害。这就要求收集大量信息，为了使作业能顺利进行，必须利用计算机技术对这些信息进行全面处理。采矿工程的各个领域中遇到的现象大多是随机现象，很难通过直接试验来解决，而计算机技术的开发为之提供了一种行之有效的方法，可以研究各种复杂的问题。
二、计算机技术在采矿中的应用现状
采矿工业使用计算机约始于20世纪50年代后期，至今计算机已广泛应用在采矿工业的勘探、设计、建设、生产、管理以致全局性开发规划等各个方面，包括科学计算、数据处理和自动控制等各个领域。而计算机软件的开发也从70年代以前就开始了。从探矿数据的管理到矿山闭坑复垦各个环节的应用软件应有尽有，人们可以从不同的角度和不同的层面来观察模型的各个部位。采矿工业中计算机技术的发展趋势如何，矿业工作者对计算机硬件和软件技术有何期望。美国科罗拉多州的Gibbs Associates公司在1991年和1993年对此进行了调查，而调查结果显示计算机软件在采矿业中的应用需求，确实是全球性的，而仅有5%的矿业工作者使用计算机软件进行工业开采。而32%的人回答说仍有一部分地质评价和矿山设计工作需依赖手工完成。可见在80年代计算机软件在采矿业的应用率还是非常低的。而随着近几年的发展和不断完善这一比例有了显著提高。中国自60年代开始了这方面的研究。70年代后期在冶金、煤炭等矿山系统发展较快。
1.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。在这里详细谈谈数据库对于设备和物资管理的应用。随着机械化自动化水平的提高。设备和物资的管理受到广泛重视，主要内容是：通过集中控制系统，收集和积累关于设备运转情况的数据，结合设备故障、寿命等方面的档案资料，制订出最佳维修和设备更新计划，对一些关键性设备，实行预防性维修，以取得最佳的经济效果。对库存物实行控制，以便既保证需要又不积压，对大型贵重器材，还可在矿务局以致全部门内统一调配，进行电子计算机管理，常利用数据库技术，即可方便地实现大量数据库的存取、更新，又可供各部门人员调用，极大地减少零部件及材料消耗。在这些实际应用中，有的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。目前新开发数据库管理信息系统是智能数据库系统（TDS）。这种数据库系统在新的数据加入原数据库后，原数据库可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。
2.利用计算机软件可以在一系列约束条件下编制能获得最大经济效益的进度计划，编制最佳的生产进度计划供选择，约束条件在露天矿中为开采、排土场、选矿（或洗煤）厂和机修厂等能力、质量控制、矿石产量及开采顺序等；在地下开采中，主要是开采顺序、运输、提升、通风以及地面生产系统的能力等。综合考虑各种随机因素，研究各种方案的优劣，进一步进行开拓运输方案的选择。然而基于各矿都有各自不同的生产情况、作业规格等将定要求，以安排各自的生产计划，当前开发的矿用程序只能满足各个矿山比较普遍的要求，而尚无法满足其各自的特殊要求。
矿山设计及科学计算，如建立矿床模型，计算矿床储量，进行矿床品位评价，圈定露天矿境界，通过矿山生产过程的模仪以确定设备类型和配比。通过网路设计，岩石力学研究和爆破参数设计等。其中计算机用在矿床地质数据处理和分析方面开始较早。首先用在物理探矿方面，如地震勘探和浏井资料的数据处理与自动解释等；然后，进一步发展到建立矿床模型和地质数据库。近年来，逐步推质统计法，可直接输入钻孔数据，利用矿床中矿物品位的分布，兼有随机性和相关性的特点，以相关范围内的钻孔资料估计品位并计算矿物储量，确定矿床边界，60年代初有些国家开始用图论和网络理论、动態规划等固定露天矿境界，以保证矿山经营的最大经济效益和资源的合理利用。70年代源动圆锥法得到实际应用，此外，还有优化圆锥法和线性规划网络流法等。在建立炸药能量、岩石性质、孔网参数与爆矿块度等效果之间的数学模型的基础上，根据炸药和岩石条件及经济合理破碎块度的要求，以求得最佳的药量，爆破方法和参数，从而降低矿石成本并改善爆破质量。由于采矿业的储多不确定性因素，通过计算机较件的应用，选择技术上可行，经济上合理的矿山设计方案，必将直接影响到企业和经济效果及其成效。
利用计算机的快速运算和逻辑判断能力，对现代化矿山生产过程实行监控，主要形式包括：1.开环控制，即用电子计算机将检测到的信息加以处理，发出信号，由操作人员完成控制动作。2.闭环控，即电子计算机不仅参与信息处理，且直接对执行机构发出控制命令，以完成控制动作。
电子计算机控制采矿生产过程的研究工作约始于20世纪60年代，直到70年代小型机与微型机的相继出现和迅递发展后，此项研究才得到较大进展，它使采矿自动化水平从闭锁联动发展到综合自动化的高度，使生产过程达到最佳控制，目前可实现对单个设备或生产环节进行实时监控，如矿山固定设备，井下运输系统，地面洗选厂和装御贮运系统的遥控或自动化；对井下环境实行集中监控，对可能发生的生产事故进行预警，大大提高工作效率，减少事故发生率，保证生命财产的安全，使企业获得更大的经济效益和社会效益。 三、计算机技术在采矿业中的展望
1.图象分析技术将日趋细化，通过对图像的分析处理，以获得有用的信息和资料，这种技术在采矿业中具有很大的应用潜力，目前，矿山设计人员，测量人员，地质学家都习惯于依赖信息的一准显示，其表现形式通常为平面图、刨面图、曲线图及等直线图。随着计算机技术的进步和开发公司对于机械化的依赖程序不断提升。研究人员正首力研发更加經济、功能更加强大的采矿分析软件，力求指导整个采矿过程。已有一批计算机模型建立工具，用于物体形象化，或在设计中用来建立物体的三维空间模型，并附有建立实体模型的选项，可使被观察的对象表现为常阴影的三维实体，从而可以生成复杂结构的三维显示，图形的真实性将大大加强。
2.尽管计算机已在采矿业的各个环节有了深入的使用，但对工作面生产过程的电子计算机控制仍有一段距离。面对采矿业在生产过程中具有不确定性和极大的突发性，单一面笼统的控制系统显然已无法满足需要。这就使得人工智能技术的研究显得尤为重要和迫切。
目前，重要应用分支之一的专家系统开发工具大量推向市场，开发出来的专家系统也逐步应用于矿山生产。但是，由于采矿工业中复杂的工程问题抽象出来用人工智能技术来解决还存在储多的困难，但随着人工智能技术的迅猛发展，相关研究人员的深入培训，在不久的将来，把人工智能技术应用于采矿工业中是毋庸置疑的，将全面融入到采矿工业的各个生产环节和方方面面。
3.在采矿业中，实例和经济的重要性显得尤为突出，而基于实例和经验的推理系统将为采矿业的开采和生产提供更多可行的帮助，该系统的最大特点就是：可以向人类专家提供大量的与待解决问题相似的实例和经验，这些实例和经验对解决问题来说无疑是很有参考价值的。当用这种方法解决某一特定问题时，该系统首先在实例库中搜寻与待解决问题类似的经验和实例，然后根据系统中提供的推理，判断方法作出判断，目前在采矿工业中，之方面的应用研究还很少。据有关文献介绍，采矿业正在进行以大量的经验和实例为评估依据，地新建的和正在使用的地下矿山混凝土结构的使用期限进行预测。
四、结束语
综上，采矿业的计算机化的实质无疑就是利用计算机的计算功能，对于一个客观复杂系统的结构和过程进行动态的仿真或表演，获得系统结构和过程的数量的反映与结果，然后考察、分析和研究这些量值的变化，认识，评比一个系统的过程和效果，预测系统各项指示的可靠性和因果关系，为决策者决策提供依据。
了解了计算机在采矿业中的应用实质和巨大发展潜力，我们就会针对性对予以研究和开发，基于计算机技术日新月益的向前发展，设计人员队伍的不断壮大，传统的计算机技术和人工智能技术的联合使用将会使过去认为难以解决的采矿工程问题得以解决。先进技术的发展和应用必定大大推动矿山生产和管理的计算机机化，采矿工程师们的日常繁重劳动将由计算机取代或部分地取代，充分利用计算机来辅助专业人员决策，提供一种行之有效的方法进行合理的开发利用。
参考文献：
【1】张金山计算机技术在采矿工业中应用现状与展望。中国矿山 2000 VOL1.9.NO.1.P0769
【2】采矿业计算机技术应用状况调查，世界采矿快报第15卷199年第8期
【3】张幼蒂，张瑞新，人工智能方法及其在采矿工程中的应用[J]煤炭学报 1998.2.6（1）
[关键词]：计算机技术 采矿工业 应用 展望
一、前言
随着计算机技术的不断发展与进步，大多数采矿公司都已经意识到完全凭借手工完成地质勘探、储量估算、矿山规划及其它技术工作速度太慢，同时也会浪费大量的人力、物力、财力。另一方面，随着人类对地下矿产的不断开采，开采品位由高到低，资源紧缺、迫使更多公司利用计算机技术开采低品位矿产，选择有效的采矿和选矿方法，进行综合采选，综合利用，提高矿产资源的利用率和回采率，降低矿石的损失率和贫化率。而采矿和选矿过程中生成的有毒气体、废水、费石和粉尘等物质以及噪声和振动等因素对环境、土地、才气和水质等造成危害。这就要求收集大量信息，为了使作业能顺利进行，必须利用计算机技术对这些信息进行全面处理。采矿工程的各个领域中遇到的现象大多是随机现象，很难通过直接试验来解决，而计算机技术的开发为之提供了一种行之有效的方法，可以研究各种复杂的问题。
二、计算机技术在采矿中的应用现状
采矿工业使用计算机约始于20世纪50年代后期，至今计算机已广泛应用在采矿工业的勘探、设计、建设、生产、管理以致全局性开发规划等各个方面，包括科学计算、数据处理和自动控制等各个领域。而计算机软件的开发也从70年代以前就开始了。从探矿数据的管理到矿山闭坑复垦各个环节的应用软件应有尽有，人们可以从不同的角度和不同的层面来观察模型的各个部位。采矿工业中计算机技术的发展趋势如何，矿业工作者对计算机硬件和软件技术有何期望。美国科罗拉多州的Gibbs Associates公司在1991年和1993年对此进行了调查，而调查结果显示计算机软件在采矿业中的应用需求，确实是全球性的，而仅有5%的矿业工作者使用计算机软件进行工业开采。而32%的人回答说仍有一部分地质评价和矿山设计工作需依赖手工完成。可见在80年代计算机软件在采矿业的应用率还是非常低的。而随着近几年的发展和不断完善这一比例有了显著提高。中国自60年代开始了这方面的研究。70年代后期在冶金、煤炭等矿山系统发展较快。
1.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。在这里详细谈谈数据库对于设备和物资管理的应用。随着机械化自动化水平的提高。设备和物资的管理受到广泛重视，主要内容是：通过集中控制系统，收集和积累关于设备运转情况的数据，结合设备故障、寿命等方面的档案资料，制订出最佳维修和设备更新计划，对一些关键性设备，实行预防性维修，以取得最佳的经济效果。对库存物实行控制，以便既保证需要又不积压，对大型贵重器材，还可在矿务局以致全部门内统一调配，进行电子计算机管理，常利用数据库技术，即可方便地实现大量数据库的存取、更新，又可供各部门人员调用，极大地减少零部件及材料消耗。在这些实际应用中，有的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。目前新开发数据库管理信息系统是智能数据库系统（TDS）。这种数据库系统在新的数据加入原数据库后，原数据库可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。
2.利用计算机软件可以在一系列约束条件下编制能获得最大经济效益的进度计划，编制最佳的生产进度计划供选择，约束条件在露天矿中为开采、排土场、选矿（或洗煤）厂和机修厂等能力、质量控制、矿石产量及开采顺序等；在地下开采中，主要是开采顺序、运输、提升、通风以及地面生产系统的能力等。综合考虑各种随机因素，研究各种方案的优劣，进一步进行开拓运输方案的选择。然而基于各矿都有各自不同的生产情况、作业规格等将定要求，以安排各自的生产计划，当前开发的矿用程序只能满足各个矿山比较普遍的要求，而尚无法满足其各自的特殊要求。
矿山设计及科学计算，如建立矿床模型，计算矿床储量，进行矿床品位评价，圈定露天矿境界，通过矿山生产过程的模仪以确定设备类型和配比。通过网路设计，岩石力学研究和爆破参数设计等。其中计算机用在矿床地质数据处理和分析方面开始较早。首先用在物理探矿方面，如地震勘探和浏井资料的数据处理与自动解释等；然后，进一步发展到建立矿床模型和地质数据库。近年来，逐步推质统计法，可直接输入钻孔数据，利用矿床中矿物品位的分布，兼有随机性和相关性的特点，以相关范围内的钻孔资料估计品位并计算矿物储量，确定矿床边界，60年代初有些国家开始用图论和网络理论、动態规划等固定露天矿境界，以保证矿山经营的最大经济效益和资源的合理利用。70年代源动圆锥法得到实际应用，此外，还有优化圆锥法和线性规划网络流法等。在建立炸药能量、岩石性质、孔网参数与爆矿块度等效果之间的数学模型的基础上，根据炸药和岩石条件及经济合理破碎块度的要求，以求得最佳的药量，爆破方法和参数，从而降低矿石成本并改善爆破质量。由于采矿业的储多不确定性因素，通过计算机较件的应用，选择技术上可行，经济上合理的矿山设计方案，必将直接影响到企业和经济效果及其成效。
利用计算机的快速运算和逻辑判断能力，对现代化矿山生产过程实行监控，主要形式包括：1.开环控制，即用电子计算机将检测到的信息加以处理，发出信号，由操作人员完成控制动作。2.闭环控，即电子计算机不仅参与信息处理，且直接对执行机构发出控制命令，以完成控制动作。
电子计算机控制采矿生产过程的研究工作约始于20世纪60年代，直到70年代小型机与微型机的相继出现和迅递发展后，此项研究才得到较大进展，它使采矿自动化水平从闭锁联动发展到综合自动化的高度，使生产过程达到最佳控制，目前可实现对单个设备或生产环节进行实时监控，如矿山固定设备，井下运输系统，地面洗选厂和装御贮运系统的遥控或自动化；对井下环境实行集中监控，对可能发生的生产事故进行预警，大大提高工作效率，减少事故发生率，保证生命财产的安全，使企业获得更大的经济效益和社会效益。 三、计算机技术在采矿业中的展望
1.图象分析技术将日趋细化，通过对图像的分析处理，以获得有用的信息和资料，这种技术在采矿业中具有很大的应用潜力，目前，矿山设计人员，测量人员，地质学家都习惯于依赖信息的一准显示，其表现形式通常为平面图、刨面图、曲线图及等直线图。随着计算机技术的进步和开发公司对于机械化的依赖程序不断提升。研究人员正首力研发更加經济、功能更加强大的采矿分析软件，力求指导整个采矿过程。已有一批计算机模型建立工具，用于物体形象化，或在设计中用来建立物体的三维空间模型，并附有建立实体模型的选项，可使被观察的对象表现为常阴影的三维实体，从而可以生成复杂结构的三维显示，图形的真实性将大大加强。
2.尽管计算机已在采矿业的各个环节有了深入的使用，但对工作面生产过程的电子计算机控制仍有一段距离。面对采矿业在生产过程中具有不确定性和极大的突发性，单一面笼统的控制系统显然已无法满足需要。这就使得人工智能技术的研究显得尤为重要和迫切。
目前，重要应用分支之一的专家系统开发工具大量推向市场，开发出来的专家系统也逐步应用于矿山生产。但是，由于采矿工业中复杂的工程问题抽象出来用人工智能技术来解决还存在储多的困难，但随着人工智能技术的迅猛发展，相关研究人员的深入培训，在不久的将来，把人工智能技术应用于采矿工业中是毋庸置疑的，将全面融入到采矿工业的各个生产环节和方方面面。
3.在采矿业中，实例和经济的重要性显得尤为突出，而基于实例和经验的推理系统将为采矿业的开采和生产提供更多可行的帮助，该系统的最大特点就是：可以向人类专家提供大量的与待解决问题相似的实例和经验，这些实例和经验对解决问题来说无疑是很有参考价值的。当用这种方法解决某一特定问题时，该系统首先在实例库中搜寻与待解决问题类似的经验和实例，然后根据系统中提供的推理，判断方法作出判断，目前在采矿工业中，之方面的应用研究还很少。据有关文献介绍，采矿业正在进行以大量的经验和实例为评估依据，地新建的和正在使用的地下矿山混凝土结构的使用期限进行预测。
四、结束语
综上，采矿业的计算机化的实质无疑就是利用计算机的计算功能，对于一个客观复杂系统的结构和过程进行动态的仿真或表演，获得系统结构和过程的数量的反映与结果，然后考察、分析和研究这些量值的变化，认识，评比一个系统的过程和效果，预测系统各项指示的可靠性和因果关系，为决策者决策提供依据。
了解了计算机在采矿业中的应用实质和巨大发展潜力，我们就会针对性对予以研究和开发，基于计算机技术日新月益的向前发展，设计人员队伍的不断壮大，传统的计算机技术和人工智能技术的联合使用将会使过去认为难以解决的采矿工程问题得以解决。先进技术的发展和应用必定大大推动矿山生产和管理的计算机机化，采矿工程师们的日常繁重劳动将由计算机取代或部分地取代，充分利用计算机来辅助专业人员决策，提供一种行之有效的方法进行合理的开发利用。
参考文献：
【1】张金山计算机技术在采矿工业中应用现状与展望。中国矿山 2000 VOL1.9.NO.1.P0769
【2】采矿业计算机技术应用状况调查，世界采矿快报第15卷199年第8期
【3】张幼蒂，张瑞新，人工智能方法及其在采矿工程中的应用[J]煤炭学报 1998.2.6（1）