矿业专家系统的研究现状

      内容提示： 采矿工程是一个极其复杂的大系统， 其中许多问题没有规则结构， 这类问题的求解无法用简单的数据流动或精确的逻辑判断做确定的解答。专家系统技术为解决这类问题提供了有力的工具。近年来采矿专家系统的研究取得了很大的进展，并研制出一批优秀的采矿专家系统。

      2011-2015年矿业设备行业市场深度评估及行业发展趋势研究报告

       随着计算机软件和硬件技术的快速发展， 使得专家系统能够真正渗透到采矿行业， 为煤炭工业的信息化建设注入新鲜血液。采矿专家系统是计算机技术在采矿工业应用的一种表现形式，它集合采矿专家的知识、经验与先进的计算机技术为一体。专家系统在采矿行业中的应用主要表现为以采矿理论为基础，采用分层设计原理、模糊数学推理和神经网络原理等方法，结合人工智能技术来进行采矿专家系统软件的开发。

        采矿工程是一个极其复杂的大系统， 其中许多问题没有规则结构， 这类问题的求解无法用简单的数据流动或精确的逻辑判断做确定的解答。专家系统技术为解决这类问题提供了有力的工具。近年来采矿专家系统的研究取得了很大的进展，并研制出一批优秀的采矿专家系统。

        （1） 煤矿采掘。近年来，随着矿山理论和机械设备技术的发展，由矿山压力引起的煤矿安全问题得到了很大改善，但随着开采深度的增加，采掘机械化程度的提高，巷道断面和工作面控顶距不断增大， 回采巷道和工作面矿山压力显现日趋强烈，煤层顶底板岩性发生了很大变化。针对工作面和回采巷道的特点，提出了很多支护选型设计的方法，并应用专家系统进行巷道和顶板控制设计。开发的较为典型的专家系统有ArizonaaUniversityaDaemen 等开发的煤矿顶板锚杆支护专家系统；英国煤炭公司开发的巷道支护设计专家系统；重庆建筑大学开发的锚喷网支护设计专家系统； 中国矿业大学开发的基于松动圈理论的喷锚网支护设计专家系统； 东北大学开发的面向对象的井巷、硐室支护设计智能专家系统；安徽理工大学开发的煤巷锚杆支护设计专家决策系统； 山东科技大学开发的基于Web 的顶板控制设计决策支持系统； 贵州工业大学开发的工作面液压支架选择模糊专家系统等。这些软件在系统的体系、知识库构成、推理机制方面已经逐步健全和统一。

        （2）安全生产。煤矿安全成为煤炭企业生产的第一要务，利用现代化的信息技术和计算机技术来为煤矿的安全生产保驾护航成为了人们的研究重点， 在煤矿安全生产方面出现了一大批专家系统软件。中国煤炭科学研究院抚顺分院研制开发了矿井瓦斯防治专家系统，简称WSZJ 系统，该系统在沈阳、郑州等煤炭企业得到了应用， 并取得了良好的经济和社会效益；中国矿业大学研制的矿井火灾救灾专家系统，为矿井火灾的防治与救援提供技术支持； 东北大学开发的矿山伤亡事故原因分析专家系统，该系统对于矿山的几大类事故，如竖井提升伤亡事故、井下外因火灾伤亡事故、采掘生产过程中的伤亡事故等，研究编制了相应的事故原因分析专家系统；王文铭等设计的基于神经网络的矿山企业智能诊断专家系统， 利用神经网络极强的学习能力,进行诊断知识的获取和诊断推理。这些安全专家系统的建立为矿井的安全生产提供了技术支持和安全保障。

        （3）岩石力学。岩石力学作为煤矿开采技术领域的重要组成部分，是采矿中最复杂的领域之一。在巷道掘进、支护和工作面顶板控制等方面发挥着重要作用，井下岩体的稳定性、裂隙流动性及力学特性成为学者专家们研究的重点内容。利用专家系统来进行岩石力学的研究也取得了很大进展。目前已经应用的有美国亚力桑那大学的RoofB01ter 系统和RockkS10pekAnalyzer 系统。东北大学开发研制的基于知识的软岩支护分区优化设计与决策专家系统； 贵州工业大学开发的基于神经网络的岩石力学分析专家系统； 基于知识的岩体分类专家系统(简称RMCES 系统)等等。

        （4）信息技术管理。随着计算机技术、智能化技术、互联网技术和现代管理技术的发展， 传统的人工管理方法在信息的整体性、准确性、时效性和信息资源共享等方面存在诸多问题。建立以专家系统为设计手段的煤矿生产信息管理系统，实现了煤矿管理业务的有效整合和信息资源共享， 提高了工作效率和管理水平。中国矿业大学杨仁树等开发了煤矿井巷开挖工程管理信息系统，构建了基于B/S 模型的工程管理信息系统，为企业提高管理水平、增强竞争力、降低成本提供了有力保证。山东精诚软件开发公司开发了煤矿作业规程编制及管理系统，实现了作业规程编制与管理的标准化、质量化和信息化。

（本信息摘自2010-2012年间调研报告）