1、封面頁 （設計好之后可以刪掉這個文本框哦）現代科學技術在礦山開采工程中的應用 在六大系統、采礦過程以及采礦工藝方面的應用現代科學技術在礦山六大系統中的應用 1現代科技在采礦工藝上的改進3現代科學技術在采礦過程中的應用 2現代科學技術在礦山六大系統中的應用監控檢測系統井下人員定位系統井下人員緊急避險系統壓風自救系統供水施救系統通訊系統監控檢測系統 隨著3s技術的不斷發展，現代礦山監測監控已經從以往靠布設監測點人工讀取數據的方式向衛星實時監控自動讀取數據的方向發展。 而隨著井下生產范圍轉移和擴大，礦井下地壓監測范圍不斷擴大導致地壓監測系統監測數據量呈幾何倍數擴大，致使原電話線網絡數據傳輸經常產生數

2、據堵塞，系統死機和掉線斷網等問題。 光纖作為信息載體時具有頻帶寬、損耗低、重量輕、抗干擾能力強、保真度高、工作性能可靠、成本不斷降低等優點，因此用光纖替代傳統的電話線進行數據傳遞，可以有效解決數據傳輸量增大與網絡傳輸瓶頸日益突出的矛盾。 井下人員定位系統由無線編碼發射器、數據采集控制設備 、數據傳輸額網絡、地面中心軟件系統及服務器構成。 其工作原理為：系統人員定位分站的無線收發數據板將低頻的加密數據載波信號經發射天線向外發送；人員隨身攜帶的標識卡進入低頻的發射天線工作區域后被激活（未進入發射天線工作區域標識卡不工作），同時將加密的載有目標識別碼的信息經卡內高頻發射模塊發射出去；接收天線接收到標

3、識卡發來的載波信號，經分站主板接收處理后，提取出目標識別碼通過通過遠距離通訊線送地面監控計算機，完成礦井人員自動跟蹤定位管理 。 除進行定位以外，還可以在人員的識別卡上安裝不同的功能模塊，使其完成實時的呼叫應答等功能。井下緊急避險系統 井下突發緊急情況下為遇險人員提供生命保障的有機整體,主要由避險路線、自救器、緊急避險設施、應急預案及管理體制等部分構成。 井下緊急避險設施主要有自救器、救生艙、避難所和防透水型固定式避難所。 通訊系統 礦山通訊系統的建設是礦山六大系統建設的基礎的重點。井下作業之間的通訊、井下與井上管理部門的通訊以及其他的通訊在礦山中是十分重要的，不僅在日常生產中通能夠保證各個作

4、業面之間的協調，同時也有利于井上生產管理人員根據井下情況進行生產調度，在發生緊急情況時還能夠及時地通過通訊系統了解井下實時情況，使救援更加高效。 通訊系統的建設應應該覆蓋全礦，在監控檢測系統、人員定位系統、緊急避險系統中應用較廣泛。在礦山中將電話線網絡變為光纖網絡不僅可以增大信息傳輸量，而且可以使信息的傳輸更加穩定，高效。另外，隨著無線網絡的發展，很多輔助通訊設施也被應用于礦山，例如，透地通訊系統。 當災難或事故發生時，井下與地面的光纖鏈路極易受到損壞，導致地面與井下無法建立通信連接，救助救援缺乏現場第一手的信息資料，將為應急救災帶來極大的難度。透地通信系統作為光纖鏈路的備份通信手段，可在光纖

5、主鏈路受損下，為地面和井下提供雙向的語音和數據通信，而不受周邊環境變化等影響，是救生艙/避難硐室首選的無線通信技術。 移動便攜型隔爆型普通型現代科學技術在采礦過程中的應用機器人技術13采礦遙控和自動控制技術2其他智能化技術在采礦中的應用機器人技術在采礦中的應用 采礦業是一種勞動條件惡劣、風險大的生產行業。因此，采礦業迫切要求開發各種不同用途的機器人以取代人類從事在這種危險環境中的工作。此外，采掘工藝一般比較復雜，很難用一般的自動化機械完成。采用帶有一定智能并且具有相當靈活度的機器人是目前最理想的方法。 目前國內已經投入使用或者正準備投入使用的機器人主要有特殊煤層采掘機器人 、噴漿機器人 、隧道

6、鑿巖機器人 、智能巡檢機器人。國外最新研制的有美國的月球采礦機器人以及韓國的深海采礦機器人。 特殊煤層采掘機器人 目前，一般都用綜合機械化采煤機采煤，但對于薄煤層的特殊情況，采用遙控機器人進行特殊煤層的采掘是最佳的方法。 特殊煤層采掘機器人能拿起各種工具，比如高速轉機、電動機和其它采爆器械等，并且能操作這些工具。該機器人的肩部應裝有強光源和視覺傳感器，這樣能及時將采區的情況傳送給操作人員。操作人員可以根據實時傳輸的畫面及時地修改指令對其運行方式進行調整，使其更好地實現爆破、開采煤層的功能，既不會造成資源的浪費，又降低了人工采煤產生的一系列費用。 鑿巖機器人 中南大學多年來對隧道鑿巖機器人進行了

7、前期研究。1998年開始了隧道鑿巖機器人工程樣機的開發，現已完成樣機研制。這臺“隧道鑿巖機器人”是雙臂型機器人，它兩只巨大的鐵臂上各有一個6 米長的鉆頭，可以在任何堅硬的巖石上打出所需要的炮眼。 這種機器人利用傳感器來確定巷道的上緣，自動瞄準巷道縫，然后操作者在電腦上輸入工作界面面積和炮眼數目，機器人便自動設計鉆孔的疏密布局并予以執行，把鉆頭按規定的間隔布置好，鉆孔過程用微機控制，隨時根據巖石硬度調整鉆頭的轉速和力的大小以及鉆孔的形狀，這樣可以大大提高生產率，操作人員在安全的地方監視整個過程的作業。瓦斯、地壓檢測機器人 瓦斯和沖擊地壓是井下作業中的兩個不安全的自然因素，一旦發生突然事故，是相當

8、危險和嚴重的。但瓦斯和沖擊地壓在形成突發事故之前，都會表現出種種跡象，如巖石破裂等。 瓦斯、地壓監測機器人是一種采用帶有專用新型傳感器的移動式機器人，連續監視采礦狀態，在發生巖石破裂以及監測位置地壓顯現時能夠及時報警，以便及早發現事故突發的先兆，采取相應的預防措施。 智能巡檢機器人 視頻監控系統是礦山的一個重要系統，傳統的視頻監控系統中攝像機均采用固定安裝方式,很難實現對礦山的全方位監控。 礦山智能逃檢機器人是一種利用機器人技術、無線通信技術、視頻壓縮與傳輸技術、視覺技術，可實現對礦山的全面監控。室內智能巡檢機器人采用3輪式結構，主要用于室內重要場所的移動監控；室外智能巡檢機器人采用履帶結構，

9、同時進行防水、防塵、防震、防撞設計主要用于室外重要場所的移動監控。 將智能巡檢機器人運用于現代礦山的視頻監控中，是對現有的視頻監控系統的一個很好的改進，通過移動的智能巡檢機器人可實現礦山各個環節的全方位監控。同時它也是數字礦山發展的必然產物，具有廣闊的應用空間。采礦遙控和自動控制技術 采礦設備的遙控和自動控制技術提高了生產效率，降低了成本，增加了安全性，還減少了操作人員的聽力損傷，對有危險的作業具有更大的優越性。 借助于龐大完善的礦山計算機管理信息系統和各種先進的傳感器、微型測距雷達、攝導向儀器等裝置，使鏟運機、自卸卡車等設備可以實現在無人駕駛的情況下能夠正常運行，實現對采礦設備工況和性能的監

10、控，達到一定程度上的智能化和自動化作業。 遠程控制使得地下金屬礦山大型無支護采場的開采成為可能。輔助以遠程視頻監控，所有的開采和生產操作都可以通過地表的控制中心來執行，包括測量、開拓、爆破和鏟運機裝卸等。從而較大程度地提高生產率，降低成本。 采礦機械的自動化對于設計、生產和經濟效益有很重要的影響。機械上安裝車載的監測、控制和追蹤系統，并連接到通信網絡。計算機控制端根據響應傳感器采集到的信息操縱機械運行。遠程控制和自動化減少了系統內人員的數量，同時縮短換班時間、休息時間，減輕工人勞動強度，提高設備的利用率。 采礦專家系統作為解決問題強有力工具，目前在礦山采掘、安全生產、巖石力學和信息技術管理方面

11、應用較為廣泛。優秀的采礦專家系統主要包括：巷道支護設計專家系統，基于松動圈理論的噴錨網支護設計專家系統，面向對象的井巷、硐室支護設計智能專家系統，礦山傷亡事故原因分析專家系統，基于知識的軟巖支護分區優化設計與決策專家系統等。 采礦專家系統與數據庫技術相結合，借助關于信息存儲、共享、并發控制和故障恢復技術隊知識庫進行管理設計，將大大加強專家系統的推理能力和數據處理能力。與神經網絡技術相結合運用神經網絡系統集體運算的能力和自適應能力，可以很好解決專家系統知識的無限性和系統分析的有限性的矛盾。與文字、數值、圖形、圖像以及聲音等多媒體技術相結合，使專家系統變得更加直觀，方便與用戶之間的交流。其他智能化

12、技術在采礦中的應用2神經網絡技術在采礦工程中的應用 人工神經網絡是一種模仿動物神經網絡行為特征，進行分布式并行信息處理的算法數學模型。這種網絡依靠系統的復雜程度，通過調整內部大量節點之間相互連接的關系，從而達到處理信息的目的。 人工神經網絡在處理信息時具有巨量并行分布處理特征，信息處理與存儲單元的合一性、自學習自適應性以及描述大規模非線性復雜系統的能力等特征，在分析確定地質數據、品味估值、巖土工程、采礦方法選擇以及其他方面的礦業領域應用較為廣泛。 將神經網絡與專家系統結合起來，建立采礦方法選擇系統，可以更大程度地利用這兩項技術的優點，可以在一定程度上解決采礦方法知識獲取的“瓶頸”問題。 神經網

13、絡技術在礦業工程中的應用發展方向是網絡實現。目前，神經網絡的實現主要以軟件仿真為主。此外，將神經網絡與專家系統、模糊系統、遺傳算法、小波分析、混沌等相結合，更好地發揮神經系統的優越性。現代科技在采礦工藝上的改進 隨著現代科學技術的進步，各學科的迅速發展也為采礦工藝的改進提供了技術支持。例如在礦山建設方面。利用，利用礦山虛擬與仿真可以將地下礦山的井下各個巷道的情況直觀地反映出來，供設計人員能夠更好地對地下礦山設計進行優化。在礦山充填材料的制備方面，利用各種材料的化學特性，可以利用新材料替代原有的充填料使其充填效果更優，利用輸送管路的仿真技術可以將不同材料在輸送管路的流動特性通過計算機技術反映出來，不僅可以找到更優的材料，而且可以節省進行輸送實驗的費用。在礦山支護方面，利用材料的優秀物理特性，可以使支護更加穩固，而且可以使支護費用大大降低。在溜井排堵方面可以通過實現放入溜井全景掃描儀確定堵塞位置，以便于更優、更加合理、更加高效地進行排堵工作。結語 運載卡車和火車均為無人駕駛，全自動大型鉆井機工作時只需機器人在旁控制主要操作，而中央控制中心將位于離實際礦場數千里之外的地方，看上去像是星球大戰（Star Wars）電影中才會出現的場面，由于人力成本的不斷提高以及采礦作業的危險性，采礦必須擺脫對人力的依賴。上述藍圖就將成為作為世界礦