基于问题原型的采矿方法选择专家系统的研究.pdf

第 1 O期 1 9 9 7年 l O月 一 ， 2 ， L ， ‘ I 黄 金 G0U] 第 l 8卷 l 9 基于问题原型 的采矿方法选择专家系统的研究 一 塑 竖 嘌 东 北 大 学 0 ＼、、 L一 【 摘要】 本文针对矿山的实际需要， 以矿山工作人员为应用对象 在充分分析矿块 回 。 1 引言 关 键 词 苎 璺 丛 0 0 。 。 - 。 一一 采矿 方法选 择是 矿 山工作 的一个 重要 环 节 ， 选 择得 台适 与否 ， 不但影 响 到矿 山生 产的 效益 ， 甚 至 关 系到 矿 山生 产 能 否 正 常 进行 。 由于 采矿 工程极 其复 杂 ， 条 件变 化大 ， 影 响 因 素多 ， 一般 情况 下 ， 采 矿方 法 的选 择都 是 由专 家根 据经 验 ， 通 过类 比法进 行 的。 因此 ， 专 家 经验 对于 矿 山生 产起 着极其 重要 的作 用 。但 由于 专家 的经 验 多 来 自各 自的生 产 实 践 ． 往 往难 以不 断地累 积下 来 ， 这 对采 矿事 业无 疑 收稿 日期1 9 9 7 ． 0 5 1 8 杨 军沈阳市东北大学 2 6 5 信箱I 1 0 0 0 6 f 是 一个 很大 的损失 。专家 系统 的出现 为此 开 辟 了一 条崭 新 的道 路 。它 的最大 的特 点是适 于 处理 那些 难 以用 明确 的数 学手 段来 描述 的 问题 ， 能够 适 用 于 专 家 活跃 的领 域 。 它可 以 把 各个采 矿 专 家 的经 验输 入计 算机 ， 取 长 补 短 ， 并 能在应 用 中不断完 善和 发展 ． 从而 起 到 保 留和传 播 专 家经 验 ， 并 使 之 发 扬光 大 的作 用 ， 更好地 为 矿 山 生 产服 务 。本 系统 就是 以 此 为 目标 研 制 开发 的 ， 它除 了包 括 如 图 1所 示 的专 家系 统 一般 结 构 和 功 能 外 ， 还 根 据 矿 山生产 的实 际 需要 提 出 了三种 问题 原 型 ， 即 方案选 择 、 方 案评价 和原 因查 询 ， 并且建 立 了 各 自的解题规 则 ， 用 于咨询 矿块 回采过 程 中 一 带可以找到 线索 。 另外老岭东部 白头山四周被大面积新生代 火山岩覆盖 范围 内， 仍 有许多 零散 的早 元古 界 地层出露， 已有人根据物探资料认为有元古界 地层延人其中。随着工作的增多和技 术水平 的 提高 ， 在火 山岩下部 发现 金矿可能 不是无稽 之 谈 总之 ， 本 区金矿资源找矿潜力较大 远 景看 好 ， 随着工 作的不 断深 入 ， 在 2 l世纪 内将可 能 成为吉林省一个较 为重要 的金矿基 地 ， 值 得给 以更大注意。 限于篇幅， 本文引用资料来源未能一一列 出 ， 仅致歉意 ， 并表感谢 。 编辑 宿 晓静 Th e me t a I I o g e n i c f e a t u r e s a n d p r o s p e c t s o f t h e e a r l y - mi d dl e p r o t e r o z o i c g 0 I d c o n c e n t r a t i o n a r e a s i n e a t e r n J mI 1 P r o v i n 。 e C u i C h u a n j i n e t a l Ch a n g c h m C o l l e g e 0 ，T e c h n o l o g y Ab s t r a c t T h e r e thr e e l ing e r e a r l y mi d d l e p r o e mz o i e g o l d c o n c e n t r a t i o n a r e a s i n e a s te r n J i l i n P r o v i n c e ， n a me l y ， J i B n _ T o g h u H ， L a o l i n g ，J i n y i n b i e Ha i g o u c o n c e n t r a t i o n盯鼬s ， wh i c h h a v e t h e l o c a l f e a l u r e o f o r e - f o r mi n g l i mi t a t i o n， o 一 p r o c e s s i n g c o mp l e x i l y， a u r i f e r o u s c o s mi c d u s t c o n t a mi n a t i o n a n d th e,re g i o n a l f e a t u r e s o f s l r a t a b u nd l n g， mu l t i p l e 8 o li ve， n mg ma - a t i o n， i n h 洲e ． d i a c h r otfi s m e t c Th e y ma y b e d i d i n t o trin e mi n e r a l i z a ti o n b e h s an d t wo p o t e n t i a l pr o s p e c ti v e a l ．a ,5 I t i s i n i t i a l l y e s ma t e d t o b e a b e t t e r p r o s p e c t a n d h ig h O o t e n t l且 l a l ．8 f o r o r e - fi n d i n g ． Ke y wo r d s g o l d fie l d； r a e t a l l o g e n l c f e a t u r e； me t a l l o g e n i c p r e s p e c t 维普资讯 2 0 黄金 出现 的问题 本 文主要 就这 三种 问题 原 型进 行 分析 图 1 采 矿专家系统 总体塘构 囤 2 采矿领域各因素关系网的建立 由于本 系统 各类 问题的 解决 都是 建立在 对 采 矿领域 各 因素之 间关系 充分分 析基 础 之 上的 ， 因 此 ， 首 先 简 单介 绍 一 下 因 素 间 的关 系 。本 系统 将采 矿领域 各 因素之 间的关 系分 为 四类 因果 关 系 、 限 定关 系 、 分 类 关 系 和隶 属关 系 。 因果 关系 指 出两 因素 问存 在 因果 关系 。 例如 凿岩 、 运搬 等工艺 将会 产生 矿石 的损失 和贫 化 。 限定 关系 指 出两 因素 在取值 上 的 限制 。 例如 生产 能 力 的确 定将 受 到 国家 需求 量 的 影 响 。 分类关系 指出两因素 间不同层次的类 别关 系 。例如 采矿方 法包 括空 场法 、 崩落 法 和充 填 法等 。 隶 属关系 指 出两 因素 包含 关系 。例 如 回采工 艺包含 凿岩 、 爆 破 、 通风 、 运搬 等 。 本 系统就是 通 过 因果 关系 、 限定 关系 、 分 类关 系 和隶 属关系将 采矿 领域 的各个 因素连 成一个网络。如图 2所示 ， 推理工作就在这 个 网上进 行 。 3 方 案选择 问题 方 案选 择就是 首先 根据地 质条 件和技 术 经 济条件 确 定技 术 上 可行 的方 案 ， 然 后 计 算 各方案 的技 术 经济 指 标 。如 果 方 案 唯一 ， 且 对各 技术 经济 指 标 满 意 ， 则 进 行 方 案 的工 艺 工程设 计 ， 并 提 出 相关 注意 事 项 。 而对 某 个 技术 经济 指标 不 满 意 时 ， 则 找 出影 响该 指 标 的 因素 ， 并提 出改进 措施 直到满 意为 止 ， 再 进 行下 项工 作 如果 方 案不 唯 一 ， 则 对 各 方 案 进行技 术 经济 指 标 的 综 合评 价 ， 并推 荐 最 优 方 案， 直 到用 户满 意 为 止 ， 再 进 行 下 项 工作 。 矿块 回采 中如 采矿方 法选 择之 类的 问题都 可 由该 原型 解决 。解 题规则 见 圈 3 囤 2采矿领域 因素 关系网 一 分类关系 卜 隶属关系3 一限定关系4 一因果关系 囤 3方案选择问题的解题 规则 维普资讯 第 1 8卷1 9 9 7年第 1 0期 2 I 4 方案评 价 问题 方 案评 价问 题首先 根据 适用 条件 判断评 价问题的可行性如果满足要求， 则计算技 术 经济 指标 ； 否则 ， 指 出不 能满足 的条 件及 其 可能 产生 的后果 ， 然后 提 出补救措 施 ， 再进 行 下项 工作 。如果 在 实 际工 作 中 ， 需 要 对 某一 个 方案 的 可行 陛进行 分 析 ， 则 可 由此 问 题 原 型来 解决 解题 翘 刚 见罔 4 国 4 方寨评蚧伺题的样题规则 5 原 因查询 问题 在矿块 回采 过程 中会 经常 出现诸 如采矿 损失率、 贫化率过大等不理想 的情况 ， 这 时， 利 用该 问题原 型 可 以分 析 问 题 出现 的原 因 ， 并 提 出补救措 施孵 题规 则 见图 5 。 国 5 原因分析问题的解 题规则 6 应用举例 本文仅对方案选择 问题举一应 用实例。因 为本系统是作为某矿山的科 研项 目而进行开发 的 ， 目前知识库 中只输人 了与 充填采 矿法有 关 的知识 ， 因此 ， 提出的采矿方法都是充 填法。 假设 当前矿体的条件是 上 盘围岩 稳 固性 不 稳 固 ； 下 盘 围岩 稳 固性 中等稳 固； 矿 体稳 固睦 中等稳 固 ； 水 平厚度 1 2 m 出矿设 备 铲运 机 ； 倾 角 4 3 。 。 由系统 可 以得 出下 表 的结果 。其 中表 中 各 技术 经 济 指标 及 其 权 值 既 可 以 由系 统 推 出， 也 可 以 由用 户根据 当前 情况来 确 定。 技术经济指标及 其综台 比较结果 表 堡 t - l妻 第 譬 ‘ o。 3 2 m o 。 ⋯⋯ 0 “ ⋯ ⋯ i 一 1 4 2 O ．o L rj ． 0 1 8 g 量 沿走向上向水平舟最克填法 - e2 5 5 2 J 1 2 0 7 2 5 7 0 ． 硒 rj 9 2 ． 0 9 2 2 6 点桂武上向水平舒甚克填{ 圭 1 5 o l 0 4 8 3 3 ． 2 L 4 4 O ． 。 4 0 L 6 4 ．c 0 8 上向进路充墒泣L 5 0 7 s L I 2 5 4 I fJ 0 4 7 rj ． O L 6 rj 7 9 2 7 上表 所示 ， 初始 可以使 用的 采矿方 法 摇 走 向上 向水 平 分 层 充填 法 、 点 柱式 上 向水 平 分 层充填 法和 上向进 路充 填法 。系统 经过综 合 指标的 计算 ， 将 推 荐 采 用 沿走 向上 向水平 分 层 充填法 。 7 结论 本系 统是 针对 矿 山的实 际需要 ， 在充 分 维普资讯 第 1 8卷 - 2 2 黄金 G0U 第 l 0期 1 9 9 7年 l 0月 1 6 开 拓 方 法 及 其 在 黄 金 矿山 的 应 用 兰 西安建筑科技大学 、、 【 摘要】 本 文讨论 了主要开拓巷道的概念 和开 拓方 法 的分类 ， 卫 各种开拓方 法在 黄垒矿山的应用。 关键词 主要开拓 巷道 开拓方法 分类 应用 金属 矿床 地下开 采 中的矿床 开拓 方法是 关 系到一 个矿 山建 设 的 垒局 性 的大 问题 ， 历 来为采矿工作者所重视。但在理论上却有一 些 不尽 人意之 处 。本 文拟 就与 开拓方 法 有关 的问题谈 些 看 法 ， 与 采矿 界 的 同仁 们 进 行讨 论 。 1 开拓巷道 众 所周 知 ， 在进行 金属矿 床地 下开采 时 ， 需 从地 面掘 进 一 系 列巷 道 通 达矿 体 ， 使之 形 成完 整 的提 升 、 运输 、 通 风 、 供 排 水 、 动 力 供 应 、 通讯联 络等 系统 ， 称之 为矿 床开拓 。而 为 此所掘 进 的 这 一 系 列井 巷 便 称 之 为 开 拓 巷 道 按 此概 念 ， 通常 开拓巷道 应包 括 以下井 收 稿 日辅1 9 9 7 ． 0 4 2 8 任新 民 西安建筑科技大学 3 0 5信箱7 1 0 0 5 5 矸 袁 趸 I 巷 平硐 包 括 阶段 平 硐 与 主平 硐 、 斜井 、 竖 井 包 括 主井 、 副井 、 明 井与盲井 、 风 井 、 充填 井 、 措 施 井 、 阶段 巷道 、 井底 车场 及其 硐室 、 主 溜井等。 金属矿床地下开采 ⋯将这些巷道 按其 在矿 床 开采 中的作用 分为 主要 开拓巷道 与辅 助开 拓 巷 道 。前 者指 那 些 用 来 提升 、 运 输 矿石 的井巷 ， 其 他则 为后者 ， 井按 主要开 拓 巷 遭 的类 型对 开拓 方法 进行 了分类 。 问题 在 于对开 拓巷 道 的这种划 分及 由此 而 进行 的分 类在 实践 中遇到 了一些 难 以解决 与表述 的 困难 ， 形 成 了理 论 与实 践之 间 的矛 盾 。例如 ， 某些采 用平 硐开 拓的矿 山， 为了解 决设备 、 材 料 、 人 员 的上 下 问 题 ， 专 门 开掘 一 提升 井筒 。该井 简在 矿 山生产 中起着极 为重 要 的作用 ， 常 不 亚于 被 称 之为 主要 开 拓巷 道 的 主平硐 。 但在表 述该 矿 山的开拓 方法时 ， 分析矿块回采问题的基础上研制的 ， 提 出了 参考文献 三种 问题 原型 ， 适 于 解 决矿 块 回 采过 程 中 的 l 解世俊主编 采矿手册第四卷 一般性 问题 ， 因 此， 它 能 适 用 于 地 下 金 属 矿 社 ～ 山， 为矿 山生 产服务 。 一 √ 。 林尧瑞等 专家系 统币 理与实 践 社 ． t 9 8 8 6 9～7 8 北 京 抬 盘 工 业 出 版 北 京 清 华 大 学 出 版 编 辑 崔岱 S t u d y O il e x p e r t s y s t e m E S f o r s e le c t i n g m i n i n g m e t h o d s b a s e d O n p r o b l e m p r o to ty p e Yan g Ho r u n e t a l ∞ f m ￡ f v Ab s t r a c t ． Ai me d 州 u n e e d f o r m i n e， t a k i n g mi n e e ngi n e e r s a s a p p l i a n c e o b j e t and b a s e d 0 1 1 f u l l ana l y s i s ㈣ b l o c k s l o p i n g ． ti ff s p a p e r p t J t f o a r d th r e e p r o b l e m p ml o l y p e s ， e s t a b l i s h e d d o m a i n k n o w l e d g e b a s e K S a n I j d r e w u p p r o g r a mme i n o d t l l e s H s i n f e r e n c e e n n e u s ,e r i n l e r t ；a e e， e x p | a tu t t i on KB ma n a g e me n t e 【 c ， t h u s t h e ES f r a me wa s f o r me d a n d t h e f o utl da l k m r f u r t h e r d e v e l o pme n t o f t h i s s y s t e m l a i d d o wn Ke y wo r d s e x p e r t s y ste n l ； k n o wl e d g e b a s e； mi nk l g me t h o d； pr o b l e m p r o t o t y pe 维普资讯