顧登賢

（皖北煤電集團(tuán)恒泰分公司　安徽　馬鞍山　238171）

淺論計(jì)算機(jī)在礦山生產(chǎn)和管理中的應(yīng)用

顧登賢

（皖北煤電集團(tuán)恒泰分公司安徽馬鞍山238171）

運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，系統(tǒng)的對(duì)礦山狀態(tài)進(jìn)行分析，為礦山的安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)處理以及輔助經(jīng)營管理決策提供科學(xué)的服務(wù)，從而更好地提高礦山企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。本文就是針對(duì)目前礦山企業(yè)生產(chǎn)和管理的特點(diǎn)、應(yīng)用情況等進(jìn)行深入的分析，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在礦山企業(yè)中得到合理應(yīng)用。

計(jì)算機(jī)；礦山企業(yè)；應(yīng)用

引言

當(dāng)前，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)深入到了礦山企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的許多方面，礦山企業(yè)可以通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能、進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)、安全監(jiān)測以及進(jìn)行生產(chǎn)決策。但是作為一個(gè)正常的生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)，其出現(xiàn)的各種企業(yè)活動(dòng)既有一定的規(guī)律，也總伴有許多隨機(jī)的、復(fù)雜的事件，如果想更好地應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)，就要通過智能數(shù)據(jù)庫進(jìn)行完成，未來智能數(shù)據(jù)庫與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合是計(jì)算機(jī)在礦山企業(yè)中的應(yīng)用趨勢。

1　礦山生產(chǎn)生產(chǎn)企業(yè)特點(diǎn)

（1）礦山企業(yè)是開采大自然地下有用礦產(chǎn)的企業(yè)，屬于資源性企業(yè)。在一個(gè)國家整個(gè)工業(yè)體系和序列中，屬于原材料工業(yè)，源頭或上游工業(yè)。其企業(yè)的效益不僅取決于下游行業(yè)對(duì)其資源的需求數(shù)量以及該企業(yè)所占據(jù)資源的品位高低，更依賴于該企業(yè)生產(chǎn)成本控制的好壞。

（2）認(rèn)識(shí)礦巖變化的規(guī)律非常困難。在現(xiàn)今社會(huì)，我們還不能深入地下全部準(zhǔn)確地知道某處礦巖的自然規(guī)律。只能通過建礦前的地質(zhì)報(bào)告進(jìn)行預(yù)測，但不一定準(zhǔn)確。因此生產(chǎn)過程中的決策非常重要，決策的正確與否直接關(guān)系到礦山企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。

（3）礦山企業(yè)生產(chǎn)具有破壞性、不可恢復(fù)性的特點(diǎn)，而且這種破壞不可恢復(fù)，不可逆轉(zhuǎn)，不可重來。最初建礦的工程破壞了原來大自然地表生態(tài)、地壓、地下水系的平衡，這種平衡的過程我們現(xiàn)階段并不能完全知道和控制，常常因?yàn)闆]控制好而形成災(zāi)難。優(yōu)化的生產(chǎn)設(shè)計(jì)則可以最小程度地減少由于生產(chǎn)帶來的破壞。由于礦山存在于地殼內(nèi)部，地質(zhì)結(jié)構(gòu)、礦山形態(tài)、理化性質(zhì)等因素時(shí)刻都在發(fā)生著改變，作業(yè)面也在隨著采礦工作的不斷進(jìn)行而變化，隨之變化的還有工藝、技術(shù)、參數(shù)等條件，這就使得要求整個(gè)開采工作要體現(xiàn)靈活化，在這時(shí)，一定要積極加強(qiáng)礦山的生產(chǎn)活性，對(duì)于采礦進(jìn)度與生產(chǎn)進(jìn)度及時(shí)調(diào)整。

（4）礦山最終是否會(huì)取得豐厚的經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)也取決于礦山自身資源的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)利益最大化，往往要挑選礦石價(jià)值高、儲(chǔ)量大、礦體厚、埋藏淺、礦巖穩(wěn)定性高、開采過程相對(duì)簡單的礦山進(jìn)行大力的投資建設(shè)，這樣才能保證獲得充分的利益[1]。

（5）礦山企業(yè)在管理上要具有靈活性、適應(yīng)性和協(xié)調(diào)性。由于礦產(chǎn)位于地下，礦體本身就具有復(fù)雜多變的性質(zhì)，隨著時(shí)間的推移，質(zhì)量、密度、品位等都會(huì)發(fā)生較大波動(dòng)，這些波動(dòng)會(huì)直接導(dǎo)致工作中出現(xiàn)難以解決的問題，管理必須適當(dāng)?shù)撵`活性[2]。礦山企業(yè)針對(duì)相應(yīng)的開采條件、技術(shù)水平、產(chǎn)品價(jià)格，及時(shí)調(diào)整礦山生產(chǎn)情況、采掘計(jì)劃以及工藝措施等，以便于能更好的適應(yīng)環(huán)境的變化。同時(shí)礦山管理中要及時(shí)對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度、生產(chǎn)組織、計(jì)劃調(diào)度進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)規(guī)劃，以此來避免由于環(huán)境艱苦所引發(fā)的工種、工序、工作地等的多變因素，最終的目的就是要保證生產(chǎn)過程中的安全性。

2　計(jì)算機(jī)在礦山企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)指的是最早的計(jì)算機(jī)技術(shù)，這種技術(shù)成功研制之后使得大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中，通過對(duì)于信息的保存、查詢、修改功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的管理?，F(xiàn)在這種技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于勘探、設(shè)計(jì)以及管理的日常工作中來。數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用是企業(yè)信息系統(tǒng)的核心技術(shù)，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫是企業(yè)信息系統(tǒng)的根本所在，是用戶最關(guān)心的資源。企業(yè)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用基本程序均可以概括為六個(gè)方面：數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)加工、信息解釋、信息輸出。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在礦山企業(yè)主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：

2.1.1生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理

統(tǒng)一的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)建立企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，用統(tǒng)一的平臺(tái)對(duì)不同控制系統(tǒng)各生產(chǎn)自動(dòng)化裝置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和發(fā)布，并按信息化管理的要求，向企業(yè)管理層各管理子系統(tǒng)模塊提供生產(chǎn)現(xiàn)場的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時(shí)礦山企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，使用設(shè)備多，流程復(fù)雜，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的建立為礦山企業(yè)各級(jí)管理部門提供的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)生產(chǎn)過程信息，有效地幫助調(diào)度人員及時(shí)掌握生產(chǎn)狀況，保證生產(chǎn)平穩(wěn)。

2.1.2報(bào)警實(shí)時(shí)監(jiān)視

通過比較當(dāng)前的數(shù)據(jù)和歷史趨勢數(shù)據(jù)，特別是結(jié)合裝置安全運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，通過趨勢圖和數(shù)據(jù)的分析可以及早報(bào)告事故隱患，并且通過對(duì)事故前后實(shí)時(shí)記錄的歷史數(shù)據(jù)的分析，定位事故發(fā)生的原因。如當(dāng)前煤礦系統(tǒng)普遍使用的瓦斯報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)，即通過對(duì)煤礦井下瓦斯數(shù)據(jù)連續(xù)采集，并進(jìn)行匯總，在做到即時(shí)監(jiān)控的同時(shí)還能為煤礦瓦斯治理提供可靠的數(shù)據(jù)來源。

2.1.3參與礦山企業(yè)管理

利用計(jì)算機(jī)建立企業(yè)信息管理系統(tǒng)，支持大量原始數(shù)據(jù)的查詢、匯總。在企業(yè)中形成以計(jì)算機(jī)為核心的閉環(huán)管理系統(tǒng)，使企業(yè)的人、財(cái)、物、供、產(chǎn)、銷全面結(jié)合、全面受控、實(shí)時(shí)反饋、動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)、以銷定產(chǎn)、以產(chǎn)求供，降低成本。如當(dāng)前礦山企業(yè)普遍使用ERP管理系統(tǒng)，它涵蓋了包括財(cái)務(wù)、人力、采購、銷售等礦山企業(yè)經(jīng)營管理的重要過程和環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營管理數(shù)據(jù)的及時(shí)性、決策的科學(xué)性和成本控制的準(zhǔn)確性。

2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

在礦山企業(yè)中，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來輔助人們完成礦山生產(chǎn)設(shè)計(jì)各個(gè)階段的工作，包括資料整理分析、工程計(jì)算、工程設(shè)計(jì)優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)效益分析以及圖形制作等。如通過計(jì)算機(jī)對(duì)礦山生產(chǎn)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)的方法能夠使其繪制出二維圖形與工程操作圖，見圖1。在采礦的行業(yè)中，最通用的計(jì)算機(jī)制圖技術(shù)就是CAD技術(shù)，除此之外，目前還有一些制圖軟件時(shí)專門為礦業(yè)生產(chǎn)工作服務(wù)的，如LYNX等。

在實(shí)際的生產(chǎn)操作中經(jīng)常把多種軟件與CAD進(jìn)行捆綁，這樣就能大大加強(qiáng)圖形處理能力。再比如3DMine等軟件的使用可以對(duì)工藝流程的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化處理，直接通過軟件對(duì)礦山整體進(jìn)行三維建模處理，能夠有效地在計(jì)算機(jī)上面直觀的看到采礦全過程，負(fù)責(zé)人可以通過這一點(diǎn)對(duì)礦山生產(chǎn)進(jìn)行更精準(zhǔn)的計(jì)算分析，針對(duì)不同工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷墓ぷ?。也可以利用圖像分析技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行針對(duì)性處理，以此來提供必要信息和資料，這種技術(shù)在未來會(huì)在整個(gè)礦業(yè)的工作運(yùn)轉(zhuǎn)中占有很大比重，具有非常大的潛力[3]。

圖1

2.3計(jì)算機(jī)的模擬技術(shù)應(yīng)用

模擬技術(shù)應(yīng)用主要是通過在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行數(shù)學(xué)模型重構(gòu)，然后再利用計(jì)算機(jī)技術(shù)求解大規(guī)模的代數(shù)聯(lián)立方程組，對(duì)結(jié)構(gòu)類型的反映過程進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，最終為礦山企業(yè)安全生產(chǎn)提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。如筆者所在的礦山，采礦方法為房柱式開采，經(jīng)過多年開采發(fā)現(xiàn)礦體穩(wěn)固性較好，采場穩(wěn)定，為進(jìn)一步提高回采率，對(duì)采場結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行從新優(yōu)化。通過對(duì)現(xiàn)有采場進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，利用MAP3D數(shù)據(jù)分析軟件，模擬采場巖體，建造模型，分析和展示采場位移、應(yīng)變、應(yīng)力和強(qiáng)度因數(shù)，設(shè)計(jì)出合理的采場結(jié)構(gòu)參數(shù)，在保證安全的前提下，進(jìn)一步提高礦山回采率，從而也取得了極大的經(jīng)濟(jì)效益。

3　計(jì)算機(jī)在礦山生產(chǎn)經(jīng)營中應(yīng)用展望

隨著科技的不斷進(jìn)步，人工智能將逐步應(yīng)用于礦山領(lǐng)域，未來的礦山生產(chǎn)將更加依靠科技化、信息化帶來的先進(jìn)成果，促使礦山企業(yè)改變現(xiàn)有的生產(chǎn)方式和管理模式。

3.1專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)就是通過運(yùn)用信息、知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理，來解決專家才能解決的復(fù)雜問題，大大節(jié)省了高智能人群應(yīng)用的成本。專家系統(tǒng)的特點(diǎn)在于通過啟發(fā)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)推理。基本構(gòu)成包括：經(jīng)驗(yàn)、信息、事實(shí)、不確定因素等。如設(shè)備選型決策專家、穩(wěn)定性分析專家、自燃預(yù)測專家、選型專家以及爆破專家等今后將會(huì)普遍應(yīng)用服務(wù)于礦山企業(yè)[4]。

3.2推理系統(tǒng)

推理系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)庫內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)、實(shí)例為依據(jù)，當(dāng)有問題需要及時(shí)解決時(shí)，數(shù)據(jù)庫就會(huì)幫助系統(tǒng)對(duì)之前的類似問題或情況進(jìn)行搜索，搜索之后進(jìn)行系統(tǒng)的比對(duì)工作，最后篩選出有價(jià)值的解決方案，以便于能夠?yàn)閷＜医鉀Q問題提供數(shù)據(jù)上的幫助。相較于專家系統(tǒng)而言，推理系統(tǒng)的相關(guān)應(yīng)用研究成果還比較少，根據(jù)文獻(xiàn)介紹，目前正在研究的推理系統(tǒng)包括：礦山混凝土使用期限推理系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)就是通過大量的實(shí)例進(jìn)行評(píng)估，對(duì)正在新建的地下礦山的使用期限進(jìn)行計(jì)算[5]。

4　結(jié)論

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)信息技術(shù)和智能信息技術(shù)的結(jié)合將會(huì)解決之前礦山企業(yè)無法觸及的深層次問題，也必將礦山生產(chǎn)經(jīng)營帶來翻天覆地的技術(shù)革新。相信不遠(yuǎn)的未來礦山技術(shù)能夠向信息化、虛擬化、遠(yuǎn)程化等方向發(fā)展。

[1]徐會(huì)軍，潘濤.數(shù)字礦山發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].中國煤炭，2014（S1）：27～30.

[2]杜培軍，郭達(dá)志，陳云浩.空間信息技術(shù)在礦山生產(chǎn)和管理中的應(yīng)用[J].金屬礦山，1998，09：13～16.

[3]陳俊智.基于CAS理論的區(qū)域性礦山復(fù)雜采選系統(tǒng)匹配研究及應(yīng)用[D].昆明理工大學(xué)，2009.

[4]王學(xué)貴.礦山建設(shè)立井施工項(xiàng)目集成管理研究[D].中國礦業(yè)大學(xué)（北京），2012.

[5]J.埃爾布朗德，田良燦.計(jì)算機(jī)在礦山設(shè)計(jì)和管理中的應(yīng)用[J].國外采礦技術(shù)快報(bào)，1987，36：22～24.

[6]安小宇，葛勛，牛百順，張書召.無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在礦山生產(chǎn)管理中的應(yīng)用[J].科技信息（科學(xué)教研），2008，04：311+287.

[7]李冬萍，明世祥，張文哲，王艷輝.數(shù)據(jù)挖掘在礦山生產(chǎn)管理領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].礦業(yè)工程，2006，03：63～65.

TD672

A

1673-0038（2015）32-0272-02

2015-7-22

顧登賢（1971-），男，研究生，主要從事計(jì)算機(jī)與通訊專業(yè)。