基于人工智能理论的采矿方法选择的研究

徐征军，李雪松，张 安

（山东黄金矿业股份有限公司新城金矿安全生产部，山东 烟台 261400）

在我国整体社会经济高速发展的进程中，采矿行业起到了重要的推动作用。对于人类的生活、社会的发展而言，矿物质资源意义深远。因此，有关部门应当充分重视采矿方法的选择，明确其在采矿作业中的重要地位，进而为进一步提升采矿作业的安全性和采矿质量、效率，探寻出最合适的采矿方法选择技术。

1 采矿方法选择概述

（1）采矿方法选择的作用。对于一个国家综合实力的提升而言，矿物质资源具有重要的影响，其也会对国家经济发展产生影响，由此可见，采矿方法的选择对于整体采矿行业乃至国家都具有深远的意义[1]。另外，采矿方法的选择对于投入成本的降低、生产作业的安全性、作业生产率的提升、矿石产量的增加以及矿石贫化率与损失率的降低也有较大影响。采矿方法的选择属于系统较为复杂的工程，矿体的赋存条件以及矿床的地质条件和采矿方法的选择息息相关，涉及众多影响因素，而部分因素却拥有不确定性以及模糊性。另外，各地区选择采矿方法的准则也各有差异，使得此项工作层次、目标都较多，这也为此项工作的开展制造了诸多困难。

（2）传统采矿方法选择的技术。在传统的选择采矿方法工作中，通常会有三步工作，分别为初选采矿方法、分析技术经济以及综合比较分析。详细来看，就是采矿企业应当严格按照矿床的地质特点以及企业自身掌握的采矿技术，对可行性的采矿方案进行初选，随后对其技术经济展开全面分析，若各项比对方案并没有较为明显的差距，专业人员还应当开展更加细致的综合性比对、分析，进而做出最优选择。这种模式较为依赖专业人员的个人经验，但也被个人能力所限制，同时充满了主观上的随意性，使得最终结果较为片面、主观。

2 人工智能技术在采矿方面的发展状况

伴随科学技术水平的不断提升，人工智能已经被逐渐应用到采矿行业中，同时其优越性也日益凸显出来[2]。其中，专家系统作为人工智能技术的主要应用之一，其开发工具在市场中现已大量出现，而研发出来的各种专家系统也被广泛应用到各个采矿企业的采矿作业当中，其中较为常见的便是露天矿区爆破系统、矿区设施选型决策的支持系统以及矿区锚杆支护的选型和设计系统。然而相比于发达国家，我国采矿施工各类作业问题较为复杂，缺乏合适的相关硬件、软件，使得我国有关人工智能技术应用于采矿作业仍显落后。

3 借助数学方法优选采矿方法的优点

在多年的数学优选技术比对过程中，我们可以明确各种方法具备一些共同点，包括了：

（1）计算无量纲化。和传统方法相同，借助数学方法优选采矿方法也会对有研究需要的、类似于开采矿床技术的采矿方法进行列举，同时对一些包含采矿成本、矿房作业能力、采矿效率、采矿贫化率和损失率、单耗炸药以及采切工程量在内的经济技术指标加以精确选定。需要注意的是，上述指标具备量纲，例如kg/t、t/d、m/kt以及%等，这些指标在传统的采矿方法选择中无须进行处理，但是在借助数学方法优选采矿方法时，有关人员需要将其量纲去掉，即无量纲化，在计算中只用到指标中的数字，从而最大限度地将各指标可能产生的不同影响进行去除。

（2）赋予权重。所谓权重，即权数，属于模糊数学的专用名词之一，主要是对因子的相对重要性程度进行表征的一类表征量度值。在研究借助数学方法优选采矿方法的过程中，除了需要将以上指标进行引入之外，还应当引入一些难以计量的影响因素，比如生产管理工作的难度、采矿方法中结构稳定性、填充体可靠系数、矿体的赋存条件适应性、通风状况、安全性和作业条件、施工难度和环保工作、生产的整体可靠性、设计规模的保证性以及开采的集中程度等。无论是对于采矿方法的选择，还是实际采矿施工而言，以上因素都有着重要影响，很多时候甚至会成为决定因素。在传统的采矿方法选择中，通常比对众多方案时只可以进行定性分析，且无法对定量的各项指标展开综合性比对。但是在借助数学方法优选采矿方法时，对于那些无法定量的各项指标能够借助科学方法将权重值赋予在其上面。

（3）计算机编程计算。在借助数学方法优选采矿方法时，可以使用计算机展开科学计算，并且这种方式能够使计算流程更简单，计算软件也在随着时代的发展不断优化和更新，其计算速度极快，而精准度也很高。

在借助数学方法优选采矿方法时，有关部门还应当意识到模糊数学的优势：对采矿作业的采矿方法选择工作而言，其拥有较多的影响因素，包括了矿体有用成分的分布、矿岩的自身性质、矿石的价值以及矿体的产状等，很多时候人们对这些因素的描述都较为模糊[3]。对于模糊数学而言，其模糊现象为一部分客观事物间的重要差异在过渡过程中出现的不确定性，即模糊目标或者模糊约束，在采矿行业中包括了采矿作业影响地表的程度、矿体的形态、规模、产状、采矿施工的安全性、矿岩自身的物理力学特性、地质水文环境以及矿石自身的价值等。由此可见，选择采矿方法属于一类模糊问题。正如上文所述，采矿方法的传统选择方法缺点很多，不良影响也较大。但是在模糊数学中，我们可以探寻出较为有效的处理措施。由于矿体位于构造较为复杂的应力场内，开采技术条件模糊性较大，未知性以及随机性也较高，所以，有关人员在选择采矿方法时也会伴随这些模糊性、未知性以及随机性。

4 人工智能理论中神经网络的优势

①处理信息具备自学习、自组织特征，方便综合、推广和联想。在神经网络神经元间，一般用权值的大小代表其连接强度，而此权值一般能够经由学习训练样本实时改变，在增加训练样本量以及持续学习的过程中，连接强度也会加强，使得神经元反映样本特点的灵敏度有所提高。②每一个神经元都兼具储存以及处理信息的能力，伴随神经元间的连接强度发生改变，不仅能够将信息记忆反映出来，还可以将处理信息反映出来。③每一个神经元都能按照接收信息展开独立处理、运算，对结果进行及时输出，在系统中能够同时将多个神经元输出结果加以计算，随后向下一级进行输送，使之展开后续处理。④神经网络中储存的信息会被分布到不同位置。神经网络借助神经元间连接与分布的各个连接权值对特定信息展开表示，这使得即使局域网络受到损伤，也能确保正常输出网络，使网络容错性得到提升。

5 结论

总之，在不同采矿区域，其矿体的结构、形态及采矿条件各有差异，同时采矿方法的选择也会随科学技术的发展而出现更新，因此，不同矿区的采矿方法也各不相同。通过长期的实践可知，很多矿区如今都具备丰富的数据信息，而一些采矿企业并不能有效运用这些数据信息，所以更应重视采矿方法的选择技术。