什么是计算机在采矿工业中的应用?

什么是计算机在采矿工业中的应用?

[拼音]：jisuanji zai caikuang gongye zhong de yingyong

[外文]：application of computers in mining industry

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、管理以至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。微型处理机的问世，使其应用更趋普及。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。

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，编制最佳生产进度计划，通过矿山生产过程的模拟以确定设备类型和配比，通风网路设计，岩石力学研究和爆破参数设计等。

建立矿床模型

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，如地震勘探和测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。将矿床平面图或剖面图输入计算机，以建立每方块带有坐标、矿岩量，有用矿物品位、经济指标等的矿床方块模型。近年来，逐步推广地质统计法，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与相关性的特点，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。

圈定露天矿境界

60年代初有些国家开始用图论和网络理论、动态规划等圈定露天矿境界，以保证矿山经营的最大经济效益和资源的合理利用。70年代浮(移)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。

编制最佳生产进度计划

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。约束条件在露天矿中为采场、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。

矿山生产过程的模拟

由于矿山生产过程复杂多变。且常带有随机性，例如装卸矿石或煤的时间、设备故障的时间等都是随机变量，服从一定的概率分布。采用随机模拟，可求得在不同类型设备和配比下的作业效率及经济效果，从而确定最佳方案。

井下通风网路的设计计算

60年代，电子计算机成功地应用于通风网路并很快在主要采矿国家中推广。目前，主要应用电子计算机进行通风网路的设计计算，以期用最少的投资，满足矿井正常生产的需要；模拟研究异常以至灾害情况下的通风问题，以提供应急的通风措施。

矿山岩石力学的研究

利用电子计算机可以有限元法研究矿山岩石力学。近年来又开展了边界元法的应用，以及用随机模拟作地表下沉、露天矿边坡稳定性分析和经济分析。中国于60年代后期开始将有限元法应用于矿山岩石力学的研究，分析在巷道和工作面周围的应力分布和位移，以及地压显现等，都取得了成效。利用模拟进行边坡分析，也取得一定进展。

爆破参数设计

在建立炸药能量、岩石性质、孔网参数与爆破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。

生产过程的监视与控制

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的信息加以处理，发出信号，由 *** 作人员完成控制动作；

（2）闭环控制，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指令，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年代初，直至70年代初小型机与微型机的相继出现和迅速发展后，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。目前可以实现对单个设备或生产环节进行开环或闭环电子计算机控制，如矿井固定设备、井下运输系统、地面洗选厂和装卸贮运系统的遥控或自动化；对井下环境实行集中监控；但对工作面生产过程的电子计算机控制则仍有一段距离。随着微型机的推广，已开始在一些关键性生产设备上配备电子计算机，例如在露天矿大型吊斗铲上配备了电子计算机，便于司机 *** 作并达到最佳化，大大提高工作效率（见矿井集中监控，矿井自动化）。

矿山经营管理

将矿山信息传输－处理系统与以优化决策方法为基础的应用软件结合起来，组成具有管理功能的信息系统，其中包括地质资源、计划管理、生产调度、质量控制、设备维修、供应与仓库管理、销售、财务、劳动、能源、环境保护等子系统。美国肯尼柯特铜公司早在60年代初就开始应用电子计算机，并发展成具有一定规模和功能的管理信息系统，仅库存管理一项就取得了200多万美元的年经济效益，英、苏等国的煤炭部门建立了以电子计算机为基础的全部门自动化管理系统，大大减少文件报表传递量，简化管理机构，提高管理质量和效率，取得很大成绩。

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：通过集中监控系统，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;对于一些关键性设备，实行预防性维修，以取得最佳的经济效果；对库存物资实行控制，以便既保证需要又不积压；对大型贵重器材，还可在矿务局以至全部门内统一调配。进行电子计算机管理，常利用数据库技术，既可方便地实现大量数据的存取、更新，又可供各部门人员调用。