采礦系統工程研究現狀與展望

徐寶國

【摘 要】采礦系統工程作為與國家和社會經濟發展息息相關的工程，它的每一次重大突破，都可以帶來相關技術的變革，從而帶動整個產業的發展。礦產資源作為維系人類社會經濟發展的重要資源，其重要性不言而喻，采礦工程系統發展到今天，做出了巨大的貢獻。了解采礦工程系統的原理，針對當前采礦系統工程的現狀，提出一些對改進其系統有利的建議，讓采礦系統工程繼續為人類造福，有其時代意義。

【關鍵詞】采礦系統；現狀；發展

1. 采礦系統工程概述

采礦工程是一門由來已久的古老技術，很多問題都只能定性，而不能定量的解決，現場問題常常依賴經驗判斷，容易存在很大的主觀差異性，借助采礦系統工程中的數字與計算技術，可以實現采礦技術問題的定量決策，大大提高了準確性和科學性。此外，采礦工程所涉及的面較廣，影響因素較多，如何從總體上合理把握，綜合協調，也就需要利用系統工程的相關知識來解決。從近年來發展情況看，隨著新技術，新方法不斷引入到采礦系統工程中，為我國的高效安全采礦帶來了新的活力和發展。采礦系統工程的每一次重大突破，都可以帶來相關技術的變革，從而帶動整個產業的發展。礦產資源作為維系人類社會經濟發展的重要資源，其重要性不言而喻，采礦工程系統發展到今天，做出了巨大的貢獻。

2 .采礦系統工程概述

采礦系統工程是以采礦工程內在規律為依據，結合系統論和現代數學方法，來研究和解決采礦工程中的綜合問題的一種工程學科。它是根據采礦系統工程發展起來的一門新學科，這個工程主要有以下特點：

2.1 系統性

采礦工程有著涉及面廣、影響因素多、作業點分散的特點，因而需要在工作中從總體上進行全面協調。借助系統工程自覺地從總體上整合采礦，讓采礦工作得以統籌安排、有序發展。

2.2 科學性

采礦工程由來已久，是一門古老的技術，它過去依賴于經驗判斷而不是精密計算。在現代采礦工程系統中，引入各種現代數字和計算機技術，實行定量化決策，提高了采礦工程的科學性。

2.3 邊緣性

采礦過程涉及的諸多學科之間有著許多聯系，而之前存在聯系脫節的現象。通過系統工程將采礦工程和系統工程相互滲透和交叉，從而完善這一系統。以至出現了安全系統工程、地質統計學、邊坡系統工程等邊緣學科。

3 .采礦系統工程發展現狀的研究和分析

3.1 采礦系統工程特點

采礦系統工程作為一門由采礦工程和系統工程之間的結合所形成的學科，目前該工程也逐漸被人們所關注與重視，其主要表現在以下幾個方面：第一，整體性，由于采礦工程自身所涉及到的范圍比較廣，所受到的各種影響因素也相對比較多，且作業點也較為分散，因此需總體上來實施協調，而這也正是采礦系統工程的一個主要特征。第二，伴隨著社會市場經濟發展速度的加快，社會信息發展也隨之發生了相應的變化，而采礦系統工程也隨著這種變化發生了相應的變化，在采礦作業中，不管是軟件，還是硬件均日益科學化、成熟化，綜合性探礦技術也得以廣泛地應用。第三，邊緣性。在以往采礦工程中，脫節是一種較為常見的現象，而隨著系統工程的出現，伴隨各學科間互相交叉以及滲透，出現了一些邊緣性學科，即地質統計學科、安全系統工程學科等，使得采礦工程各領域均實現了信息化、科學化。

3.2 我國當前采礦工程發展所存問題

第一，在應用范圍上，盡管我國采礦事業在計算機信息軟件上取得的進步較大，但是和國外軟件相比，其自身的綜合市場競爭力仍舊比較低；第二，在采礦作業中，所采用的硬件設備仍舊較為單一、老舊，總體實力較差，所用設備還不是很健全；第三，在發展過程中，所采用的采礦工藝仍舊是傳統的工藝，大多采用的模仿或者照搬的方式，采礦技術滿足不了采礦工程不斷發展變化的需求。

3.3 發展現狀

基于上述內容的闡述，下面筆者就采礦系統工程中的井下開采煤礦技術的發展現狀進行闡述。從我國采礦工藝的歷史變遷以及演變情況來看，發展至今，我國井下采礦工藝主要可分為以下幾個方面：即連采工藝、綜合機械采礦工藝、爆破采礦工藝以及普通機械化采礦工藝，在這幾種采礦工藝中，綜合機械采礦工藝為當前應用最為廣泛的一種工藝，該工藝是把井下所有工藝均轉變成為連續且機械化的作業，該工藝不僅減輕了采礦人員勞動強度，同時還大大了其工作的成效與安全系數，在其生產流程中主要包括以下幾個階段，即割煤、采空區處理、運煤以及工作面的支護等。而普通機械采礦工藝則是指其裝煤工序與落煤工序為機械化作業。而在爆破采礦工藝中，落煤工序主要采取的是爆破法，而裝煤則采用的是人工手工操作的方式，運煤采用的是機械化方式，在工藝中，打眼為關鍵環節，在進行該項工作時，應按照施工現場頂板條件、煤層的厚度以及節理裂脫發育的實際情況等來明確爆破打眼參數。連采工藝從其實質上來講，該工藝其實就是上述綜合機械采礦工藝的輔助或者補充，該工藝主要包括兩個方面的內容，即煤柱回收與煤房掘進。

4 .采礦系統工程發展新趨勢

采礦系統工程作為采礦學和系統工程學的結合，它在遵循采礦工程內在規律的過程中，要解決采礦系統的優化問題，同時，它還要結合現代數學和計算機技術的發展步伐，不斷完成理論與技術的優化。

4.1 新學科、新技術的廣泛采用

采礦系統工程不斷運用其它學科的優勢，壯大自己。當前階段，模糊數學、人工智能在采礦系統工程中較受歡迎。同時全球定位系統、虛擬現實技術、遙感技術和地理信息系統也在礦山迅速應用。這些新學科、新技術，都給采礦系統工程帶來了新發展。

4.2 出現跨學科的趨勢

采礦系統工程是一個復雜的動態系統，它的決策，僅僅依靠單一學科顯然難以取得較為理想的效果，因而在某些技術上采用跨學科多種方法綜合使用。以露天礦開采中的電鏟卡車調度來說。它涉及到GPS、計算機、無線通訊等硬件系統，還包括測量平差、數據處理、線性規劃和動態規劃等軟件系統。

4.3 軟件開發的市場化、規范化

采礦系統工程的新突破、新成果，往往以軟件形式在市場上銷售。如地質統計學、礦床模型、地質數據處理、露天礦境界優化等等，這些軟件被一些大型礦業公司采用，從而存進整個礦業發展。

4.4 技術的實用化

在早期的采礦系統工程中，運籌學解決了采礦問題，卻容易偏離采礦的工藝要求。直到CAD技術的出現，使人們用計算機實現了傳統的設計方法的轉變，然而還是忽視了優化的目標。在當前形勢下，人-機交互作用的模式實現了決策的優化，提高了作業的自動化程度。

5. 結論

采礦系統工程作為一門新興學科，促進了采礦技術水平的發展。隨著我國經濟的高速發展，采礦工程也將會迎來新的發展機遇和挑戰。采礦系統工程的出現無疑證明了先進技術對生產力的促進作用，今后也必將被廣泛應用。

參考文獻：

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[2] 吳昊，李在永.關于采礦系統工程優化設計的研究[J].中國科技財富，2012，（7）：134.endprint