采矿系统工程的现状与发展 高林（贵州盘江精煤股份公司土城矿，贵州六盘水５５３５２９） 摘要：采矿系统工程是－－ｆ３新兴的学科，融合了采矿工程和系统工程。在现阶段的矿业系统工程中，采矿系统工程发挥着重要 的作用。本文中，笔者结合自身的工作实际，分析了采矿工程的系统理论，介绍了采矿系统工程的现状，最后探讨了采矿系统工程的 发展趋势。实践证明，系统工程的应用，具有较大的经济和安全效益。 关键词：系统采矿；发展现状；未来趋势 中图分类号：Ｆ４０３．６ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００８—０１５５（２０１４）０８—００３１—０１ 采矿系统工程结合了系统工程和采矿工程，在矿 业系统的研究之中，已经占有了相当重要的位置，尤其 是在煤矿系统工程中。应用该系统主要包括两个方面 的作用：一是提高采矿和安全技术水平，二是可以给采 矿企业带来较大的经济收益。 １采矿系统工程的简介 采矿系统工程按照采矿工程的基本原理，采用现 代数学和系统理论的相关方法，分析和探究采矿工程 中综合优化的问题，属于采矿工程学的范畴，是采矿工 程学的一个分支。采矿系统工程是一门新兴的学科， 涉及的面比较广，影响的因素比较多，而且作业点比较 分散，因此这就要求从整体上把握，借助系统工程来发 挥其作用。 此外，采矿系统工程涉及多门学科，脱节现象比较 严重，但是通过近年来的研究和发展，各个学科的交叉 情况已经出现，有着良好的渗透，因此又出现了安全系 统工程、地质统计学和边坡系统工程等多个边缘的学 科。采矿系统工程在处理相关的问题时，需要考虑采 矿作业的诸多问题，所以在人工智能、计算机辅助和多 目标决策等领域备受青睐。 ２采矿系统工程的发展现状 （１）当前，计算机技术和数学方法在采矿工程有 着广泛的应用。在采矿系统工程中，比如非线性规划、 线｝生规划和整数规划等，计算机技术中的动态规划、多 目标决策等一些理论在采矿系统工程中均有着广泛的 应用。因此，在采矿系统工程中，计算机技术和数学理 论是成为一种有效的手段。 （２）在采矿系统工程中，应用大量信息科学。信 息科学的发展是比较快的，但是如何将其应用到采矿 系统工程中，是采矿系统工程发展中遇到的一个不小 的难题。而另外一个例子便是，ＧＰＳ的出现及其在探 矿作业中的应用，给采矿作业带来了方便。这主要是 因为全球定位系统可收集附近的地形情况、地貌情况 等，而ＧＩＳ和ＲＳ等在采矿系统中也有了应用。 早年ｄＢＡＳＥ，ＦｏｘＢａｓｅ以及今年研发出来的Ｆｘｏ和 收稿日期：２０１４—０４—２５ 作者简介：高林（１９８６一），男，助理工程师，现在贵州盘江精 煤股份公司土城矿主要从事采矿安全生产系统工作。 Ａｃｃｅｓｓ等数据软件在采矿系统工程中有着广泛应用， 主要是用来存储和分析数据。而数据库技术在采矿系 统工程中的应用，则标志着各种数据技术开始融合。 在勘察地面情况时，这种综合的技术在获得地面测量 数据时有较大的优势，被应用于观察矿位在地面的具 体分布情况，分析矿石的厚度等。为准确绘制出矿物 的分布图像，也就是所谓的组件井眼内的分布，澳洲的 Ｓｕｒｐａｃ矿业软件的应用比较广。 （３）在采矿系统工程中，多边形法、地质统计学方 法和距离平方反比法等是评估矿石品位的三种比较常 用的方法。其中，多边形法和距离平方法二者相比，前 者比较简单粗略，在寻找高密度矿方面有着应用。而 距离平方反比法可以对每块岩石的距离作为权衡每个 钻孔的权重，这是一种普遍应用的方法。而统计学的 法方法主要是遵循线性估计的额原则，在二十世纪８０ 年代，学者提出非线｝生统计学，已经在采矿系统中有了 应用。这些为人工智能网络和遗传算法等提供了可 能。 利用分散的方块拼凑成完整的、连续的矿石，这主 要是因为每一个方块都有其自身的矿岩量和几何形 状。在采矿系统工程中，这是常用的方块方法。而通 过积分方法计算出矿岩量的含量。 此外，高精度的线框模型法也在采矿系统工程中 有着应用，主要适用于剖面图和矿石平面图的设计。 在这种方法下，矿量的计算通常根据平面图上的数据 输入到计算机中，然后通过计算机来进行计算。这种 方法得到的结果精度虽然比较高，但是如何绘制剖面 图是一个难点，目前为止还没有很好的解决方法，即便 在绘制中引用专家系统、人工智能网络等，也无法绘制 剖面图。 （４）现阶段，除了采用剖面图中的图像方法之外， 还有建立三维实体模型方法。但是这种方法目前还没 有开发出来，仅仅是一种设想。这种设想是在一系列 的地质剖面图的方块上，把这系方块拉伸成三维实体， 然后能够得出一个不同的位置，使得每个下矿体截面 的方向。在地质勘查中，一般采用模糊综合评价的方 法来判断矿产资源的储量，因此这首先需要建立一个 加权系统为基础的、完整的评级体系，然后用模糊评价 和灰色关联分析法分析和评价。 （下转第３３页） ３１ 工程量浩大且较为系统，关键线路工程起着基础性的 作用，因此，“三类”工程的施工必须要进行合理的安 排，使其施工进度平衡和协调。就以陈四楼煤矿主井 筒后期工程项目为例，其井下和地面施工就采取了不 同的施工方式。又如，淮南矿业集团丁集煤矿对施工 现场的划分，主、副、风三个井筒都是采用同样的施工 方法，并且是在同一个工业广场进行，在井筒基岩段采 取地面预注浆封水，达到最高峰时，三个井筒有五个单 位同时施工，一旦之前场地的划分不合理，措施工程的 进程就会更为缓慢。 ２．６安全控制 《建设工程监理规范》中没有明确规定安全控制的 要求，然而在煤矿项目建设中进行安全监理却是必要 的，能够有效地规避风险。 煤矿项目监理强调安全控制，它有助于实现整个 控制目标Ｌ２ Ｊ。以个人观点看来，安全监理首先应该是 一种技术服务活动，这种服务活动具有社会性，而不是 政府监督和强制性管理行为。因此，它承担的责任、工 作性质、内容和范围等都有很大的不同，其次，煤矿安 全管理人员的安全专业知识要足，要有相应的岗位证 书。再次，安全管理要收取国家规定的费用。最后，安 全评价在煤矿建设项目中起着重要的作用，可以使安 全监理工作有效进行。 有关煤炭安全的法律法规逐步形成体系，但煤矿 安全的监理工作大多是由政府执法机构负责，监理服 务机构具有社会性，比较灵活，不能按部就班，这就要 求根据监理的本质，明确规定安全监理服务的内容、职 责及其范围。 ３结语 煤矿工程建设项目特点较为明显，其工程监理也 与其他工程监理大不相同，安全管理可以促进煤矿工 程建设的进程，尽快实现工程的总建设目标，保证工程 如期完成和确保工程质量以及提高投资监理的效果， 由于煤矿工程的作业大多在地下进行，施工环境恶劣， 没有先进的技术装备，另外，监理收取的费用较低，监 理人员不符合要求，很难进行有效的安全监理，使煤矿 监理工作无法正常进行。总之，监理人员要加深对煤 矿工程监理的认识，监理费用要增加，使监理单位可以 招纳符合要求的监理人员，以此来提高煤矿建设项目 的施工监理水平，从而加快我国煤炭建设项目的施工 进程。 参考文献： ［１］张松风．浅谈工程施工监理中的安全管理［Ｊ］．广东水 利电力职业技术学院学报，２０１２，３７（１５）：１８７—１８８． ［２］张家勋，王继坤．浅谈煤矿建设项目的施工监理［Ｊ］．中 卅Ｉ煤炭，２０１２，３５（１０）：１５５—１５６． （责任编辑：陈凌霄） （上接第３１页） 不过，当前人们也使用人工智能和遗传算法分析和评 论，形成了以收益法为基础的评估方法。 ３采矿系统工程的未来发展趋势 采矿系统工程是由采矿学和系统工程相结合的学 科，一方面，该系统工程需要遵循采矿学的内在发展规 律，而另一方面，其必须不断地更新和优化理论与技 术。 （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。 （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）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。 结语 采矿系统是一个复杂系统，一个动态的复杂系统， 多因素、多变量的特性决定了其对生产对象、作业条件 等有着很大的影响。比如对于复杂的动态系统而言， 运用采矿系统中的优化技术和理论方法，优化设计采 区，则可收到较为理想的效果，对于采区的优化设计有 广阔的前景，使采矿系统的发展朝着规范、科学和系统 的方向发展。 参考文献： ［１］王军辉．采矿系统工程的发展现状与新趋势［Ｊ］．民营 科技（实践思考），２０１２（２）． ［２］侯风林．系统工程的现状与发展［Ｊ］．科技视界（矿业科 技），２ｏ１２（９）． ［３］王亮亮．采矿系统工程的现状与发展［Ｊ］．科技信息（工 程技术），２ｏ１４（２）． ［４］岳宗洪．采矿工程的发展现状与新趋势［Ｊ］．中国矿业， ２００９（２３）． （责任编辑：陈凌霄） ３３