关于采矿系统工程的现状以及发展趋势的探讨

侯 敏

四川省煤炭设计研究院

关于采矿系统工程的现状以及发展趋势的探讨

侯 敏

四川省煤炭设计研究院

加快采矿系统工程的创新发展，对推动我国矿山企业信息化、提升现代化管理水平等都有着重要的意义。目前，我国采矿的系统工程主要涉及两个方面的内容，一方面是采矿工程，另一方面属于系统工程。两者相互结合在一起就构成了采矿系统工程。研究采矿系统工程已经成为采矿业发展的重要趋势，有利于提高我国采矿技术水平，提高企业的经济效益，实现采矿企业的可持续发展。本文主要研究采矿系统工程的发展现状以及未来的发展趋势，供读者参考。

采矿系统；工程现状；发展趋势；探讨

1、采矿系统工程的基本概况

1.1 国内的发展现状

第一是一些用量相对较少的矿产现存量较多，而需求量高的矿产则存量较少，这与现阶段人们生产生活的需求存在矛盾，需要适当调整。第二、我国矿产总资源丰富，但由于人口基数众多，使得人均矿产资源量相对不足。第三、很多地下资源难以开采，即使现存量丰富，但是没能找到合适的开采方法，便未能达到合理应用。最后我国矿产资源的分布区域不均匀。近些年来采矿系统工程的理念被提出，采矿系统工程是在采矿工程原理的基础上，利用系统论、数学、统筹等方法进行分析的一门学科。采矿系统工程经过几十年的发展，已深入到采矿工程的各个领域。从国内外的角度来看，我国在采矿工业上起步较晚，在技术上仍存在着很多技术瓶颈。相比西方发达国家，仍然存在较大差距。对于我国当前的矿质开采，其研究范围则主要包括以下几个方面：矿床附加条件的分析与评价；矿山开采设计规划；矿山建设与项目评价；矿山生产工艺系统；矿山压力及边坡稳定等。

1.2 采矿系统工程的原理

我国已发现168种矿产，探明有储量的矿产157种，其中能源矿产9种，金属矿产54种，非金属矿产91种，水气矿产3种。已发现矿床、矿点20多万处。我国是世界上矿产资源总量丰富，矿种比较齐全的少数几个资源大国之一。但是经过很多年的开采，再加上很多采矿方法的不合理，我国的矿产资源已濒临枯竭，因此我们需要依据采矿系统工程的原理，科学开采。采矿系统工程是将系统工程的原理、理论和方法与采矿的方法、概况结合起来，最后运用数学、计算机等统筹学的方法进行处理。首先介绍采矿系统工程的应用学科，系统工程和采矿工程作为基础，目前也已广泛应用了统筹学的方法，如线性规划、整体规划、动态规划等规划理念，再结合计算机中的先进技术，如系统模拟、系统动态学、人工智能学、决策支持系统、人工智能、专家系统等。

2、采矿系统工程的特点

2.1 全面应用定量研究方法和计算机技术

采矿系统工程的的发展是以运筹学在矿业中的应用为起点逐渐壮大起来的，目前，几乎所有的运筹学分支都已经被广泛应用到采矿系统工程中来，比如数学规划、图论、网络流、动态规划、排队论、存储论、决策论、随机控制等。不仅如此，计算机科学所涵盖的一些技术方法也已经成为采矿系统工程的常用手段，如计算机网络、数据库管理系统、计算机建模仿真等等。

2.2 紧跟信息科学和信息技术的发展

IT产业的进展必然影响到采矿系统工程。例如20世纪50年代出现的DENDRAL专家系统，70年代Standford研究所的R.O.Dud等人成功研制出的地质找矿专家系统PROSPECTOR，我国在20世纪80年代末90年代初先后建立了露天矿开拓运输方案专家系统和开采方法专家系统。智能采矿作为21世纪矿业发展的重要方向和前瞻性目标，其实现离不开采矿系统工程的发展，更离不开信息技术的不断发展。进入21世纪后，GPS(全球卫星定位系统)、GIS(地理信息系统)、R S(遥测系统)在矿业界已得到广泛应用。至于矿业上使用的硬、软件，更是随着信息技术的发展而不断地更新换代。目前，物联网、大数据、云计算、虚拟现实等新兴技术的出现，必然会进一步推动采矿系统工程的发展。

2.3 密切结合矿业工程的需要

采矿系统工程的发展离不开矿业工程的具体环境，在处理问题时要经常考虑影响因素多、分布广、特殊性强等矿产工业特点。当前我国金属矿业正朝着绿色开采、深部开采、智能开采三大方向发展，在这个过程中出现了许多新的优化问题，如绿色开采中的生态成本如何计入采矿成本进行系统优化、智能开采中信息技术和智能设备的应用造成工艺流程和管理方式的变化及生产决策的管理优化等新问题，这些新问题都是采矿系统工程要进行解决的，也伴随着矿业的不断发展而发生变化。

3、采矿系统工程的未来发展趋势

3.1 多项目大系统方向

采矿系统工程，在结构上具有多环节、多层次，但是需要从整体上进行优化布局。在单项优化的基础上，人们需要进一步扩大视野，研究更大的对象，特别是决策支持系统的开发，必须在更高层次上开展。随着巨系统、大系统等宏观研究手段的发展，多项目大系统已经受到采矿工作者的重视。

3.2 科技化发展方向

计算机技术的发展可以说是日新月异的，推动了功能多个部门或者联合多个部门，研发这方面的微型计算机，该类型的计算机已经占领大中型计算机的市场领域。以微型计算机为基础的工作站CM在APO矿业系统中已经成熟，方便使用。随着硬件系统的不断发展，在国际矿业系统中，计算机技术将会有更普遍的应用。根据国内外采矿系统工程的主要研究软件，其已无法满足用户需求，必须用“剪裁”软件来取代，用于分析采矿系统中遇到的各种问题。

3.3 实用化的发展方向

采矿系统工程的诸多理论研究成果，经过一系列的转化，当前正逐步向实用技术转化。对于实用性较强的项目，其应用的速度相当快，而这样促进了技术与理论研究的结合，使其发展更为完善。而在优化方法方面，形成了多样化的格局，主要是应用系统工程方法分析和探究采矿工程中的问题，从规划、网络分析到概率计算等，均涉及数学和计算机技术的应用。

总而言之，采矿系统工程的不断发展，对推动我国采矿企业的发展具有非常重要的作用。结合采矿企业的发展现状，吸取国外的先进技术，加强先进技术的应用，对采矿业的发展具有非常重要的作用。

[1]聂川超.可视化技术在采矿工程中的应用[J].黑龙江科学，2014，04：279.