采矿系统工程研究现状与展望

徐宝国

【摘 要】采矿系统工程作为与国家和社会经济发展息息相关的工程，它的每一次重大突破，都可以带来相关技术的变革，从而带动整个产业的发展。矿产资源作为维系人类社会经济发展的重要资源，其重要性不言而喻，采矿工程系统发展到今天，做出了巨大的贡献。了解采矿工程系统的原理，针对当前采矿系统工程的现状，提出一些对改进其系统有利的建议，让采矿系统工程继续为人类造福，有其时代意义。

【关键词】采矿系统；现状；发展

1. 采矿系统工程概述

采矿工程是一门由来已久的古老技术，很多问题都只能定性，而不能定量的解决，现场问题常常依赖经验判断，容易存在很大的主观差异性，借助采矿系统工程中的数字与计算技术，可以实现采矿技术问题的定量决策，大大提高了准确性和科学性。此外，采矿工程所涉及的面较广，影响因素较多，如何从总体上合理把握，综合协调，也就需要利用系统工程的相关知识来解决。从近年来发展情况看，随着新技术，新方法不断引入到采矿系统工程中，为我国的高效安全采矿带来了新的活力和发展。采矿系统工程的每一次重大突破，都可以带来相关技术的变革，从而带动整个产业的发展。矿产资源作为维系人类社会经济发展的重要资源，其重要性不言而喻，采矿工程系统发展到今天，做出了巨大的贡献。

2 .采矿系统工程概述

采矿系统工程是以采矿工程内在规律为依据，结合系统论和现代数学方法，来研究和解决采矿工程中的综合问题的一种工程学科。它是根据采矿系统工程发展起来的一门新学科，这个工程主要有以下特点：

2.1 系统性

采矿工程有着涉及面广、影响因素多、作业点分散的特点，因而需要在工作中从总体上进行全面协调。借助系统工程自觉地从总体上整合采矿，让采矿工作得以统筹安排、有序发展。

2.2 科学性

采矿工程由来已久，是一门古老的技术，它过去依赖于经验判断而不是精密计算。在现代采矿工程系统中，引入各种现代数字和计算机技术，实行定量化决策，提高了采矿工程的科学性。

2.3 边缘性

采矿过程涉及的诸多学科之间有着许多联系，而之前存在联系脱节的现象。通过系统工程将采矿工程和系统工程相互渗透和交叉，从而完善这一系统。以至出现了安全系统工程、地质统计学、边坡系统工程等边缘学科。

3 .采矿系统工程发展现状的研究和分析

3.1 采矿系统工程特点

采矿系统工程作为一门由采矿工程和系统工程之间的结合所形成的学科，目前该工程也逐渐被人们所关注与重视，其主要表现在以下几个方面：第一，整体性，由于采矿工程自身所涉及到的范围比较广，所受到的各种影响因素也相对比较多，且作业点也较为分散，因此需总体上来实施协调，而这也正是采矿系统工程的一个主要特征。第二，伴随着社会市场经济发展速度的加快，社会信息发展也随之发生了相应的变化，而采矿系统工程也随着这种变化发生了相应的变化，在采矿作业中，不管是软件，还是硬件均日益科学化、成熟化，综合性探矿技术也得以广泛地应用。第三，边缘性。在以往采矿工程中，脱节是一种较为常见的现象，而随着系统工程的出现，伴随各学科间互相交叉以及渗透，出现了一些边缘性学科，即地质统计学科、安全系统工程学科等，使得采矿工程各领域均实现了信息化、科学化。

3.2 我国当前采矿工程发展所存问题

第一，在应用范围上，尽管我国采矿事业在计算机信息软件上取得的进步较大，但是和国外软件相比，其自身的综合市场竞争力仍旧比较低；第二，在采矿作业中，所采用的硬件设备仍旧较为单一、老旧，总体实力较差，所用设备还不是很健全；第三，在发展过程中，所采用的采矿工艺仍旧是传统的工艺，大多采用的模仿或者照搬的方式，采矿技术满足不了采矿工程不断发展变化的需求。

3.3 发展现状

基于上述内容的阐述，下面笔者就采矿系统工程中的井下开采煤矿技术的发展现状进行阐述。从我国采矿工艺的历史变迁以及演变情况来看，发展至今，我国井下采矿工艺主要可分为以下几个方面：即连采工艺、综合机械采矿工艺、爆破采矿工艺以及普通机械化采矿工艺，在这几种采矿工艺中，综合机械采矿工艺为当前应用最为广泛的一种工艺，该工艺是把井下所有工艺均转变成为连续且机械化的作业，该工艺不仅减轻了采矿人员劳动强度，同时还大大了其工作的成效与安全系数，在其生产流程中主要包括以下几个阶段，即割煤、采空区处理、运煤以及工作面的支护等。而普通机械采矿工艺则是指其装煤工序与落煤工序为机械化作业。而在爆破采矿工艺中，落煤工序主要采取的是爆破法，而装煤则采用的是人工手工操作的方式，运煤采用的是机械化方式，在工艺中，打眼为关键环节，在进行该项工作时，应按照施工现场顶板条件、煤层的厚度以及节理裂脱发育的实际情况等来明确爆破打眼参数。连采工艺从其实质上来讲，该工艺其实就是上述综合机械采矿工艺的辅助或者补充，该工艺主要包括两个方面的内容，即煤柱回收与煤房掘进。

4 .采矿系统工程发展新趋势

采矿系统工程作为采矿学和系统工程学的结合，它在遵循采矿工程内在规律的过程中，要解决采矿系统的优化问题，同时，它还要结合现代数学和计算机技术的发展步伐，不断完成理论与技术的优化。

4.1 新学科、新技术的广泛采用

采矿系统工程不断运用其它学科的优势，壮大自己。当前阶段，模糊数学、人工智能在采矿系统工程中较受欢迎。同时全球定位系统、虚拟现实技术、遥感技术和地理信息系统也在矿山迅速应用。这些新学科、新技术，都给采矿系统工程带来了新发展。

4.2 出现跨学科的趋势

采矿系统工程是一个复杂的动态系统，它的决策，仅仅依靠单一学科显然难以取得较为理想的效果，因而在某些技术上采用跨学科多种方法综合使用。以露天矿开采中的电铲卡车调度来说。它涉及到GPS、计算机、无线通讯等硬件系统，还包括测量平差、数据处理、线性规划和动态规划等软件系统。

4.3 软件开发的市场化、规范化

采矿系统工程的新突破、新成果，往往以软件形式在市场上销售。如地质统计学、矿床模型、地质数据处理、露天矿境界优化等等，这些软件被一些大型矿业公司采用，从而存进整个矿业发展。

4.4 技术的实用化

在早期的采矿系统工程中，运筹学解决了采矿问题，却容易偏离采矿的工艺要求。直到CAD技术的出现，使人们用计算机实现了传统的设计方法的转变，然而还是忽视了优化的目标。在当前形势下，人-机交互作用的模式实现了决策的优化，提高了作业的自动化程度。

5. 结论

采矿系统工程作为一门新兴学科，促进了采矿技术水平的发展。随着我国经济的高速发展，采矿工程也将会迎来新的发展机遇和挑战。采矿系统工程的出现无疑证明了先进技术对生产力的促进作用，今后也必将被广泛应用。

参考文献：

[1] 张引良.采矿系统工程的发展现状与新趋势[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（28）.

[2] 吳昊，李在永.关于采矿系统工程优化设计的研究[J].中国科技财富，2012，（7）：134.endprint