用于采矿方法选择的专家系统.pdf

在地下矿山 形 ， 迄 ／ 象 用于采矿方法选择的 楚 生产中， 需要选择最适合具 而使支护 体条件的采矿方法。采矿方法直保证回采率 最优 ， 矿石运输至选厂的措施合适， 工作条件 安全 。 在选择采矿方法时． 最关键的是要获得 有关矿体 、 围岩、 环境和社会效益的资料。再 者 ， 采矿投资较高， 必须仔细研究关联着选择 的各种因素。 否则． 旦开始开拓后再改变采 矿方法， 就要花费大量资金和时间。 如果矿体是新圈定矿床的一部分 ， 则采 矿方法通常是在获得足够资料后进行可行性 研究时确定的。 在这个阶段， 只能分析钻探岩 心和 或 地面测绘资料而得出结果 ， 此后， 根 据从地下勘探坑道和补充钻探获得的资料作 出较可靠的分析 。在各个勘探阶段和掘进矿 山永久通道的过程中要继续选择采矿力怯 和 不断改进当前的计划。也可从类似的生产矿 山收集资料。 如果从地质、 地质力学和经济上 考虑需要改变现有矿 山的采矿方法时． 这些 资料就特别有用 。新开发的矿山在生产初期 可获得有关岩体性质的资料 ， 这对采矿方法 的最终选择起着决定性 的作用。 矿山井巷的稳定性至关重要。要保证井 巷稳定， 就必须了解岩体的特性。 随着井巷的 掘进 ， 开采前占主要地位的应力状态发生变 化 ， 诱导应力状态 、 岩石性质、 地质断裂的存 在和特性及所选定的采矿方法均对岩体的地 压显现产生巨大的影响。 充分了解这些参数 ， 就能确定最合适的井巷位置、 尺寸和形状． 从 选择合理的采矿方法 ， 需要考虑、 评价和 选择决定性因素。这通常是由专家凭经验和 直觉判断选定。为了模拟专家的判断和专门 知识t 使用计算机系统得借助于大型的知识 库和专家在选择时所使用的启发式准则 。为 此开发 出一种基于知识的专家系统 Mi n e x - p e r t ， 以帮助选择采矿方法。虽然设计基于知 识的专家 系统有许多种方法， 但这里采用 了 以准则为基础的设计方法 ， 因为这种方法很 容易将一定的要求用准姒表达 ， 可模型化． 可 处理知识结构的不定性和不均性 。图形接 12 允许用户以图形操作该专家系统， 凡是能 与该专家系统共用数据 的外部程 序也可输 入 。 为 了开发 Mi n e x p e r t 专家系统 ， 将采矿 方法分为两大类 支护采矿法和不支护采矿 法。这样分类有利于专家系统用筛选法选择 采矿方法。 支护采矿法又分为两类 ； 自然支护 采矿法和人工支护采矿法 划归 自然支护法 的有空场法 分段和深孔崩矿空场法 和房柱 法。属于人工支护法的有分 层充填法、 留矿 法、 V c R法以及方框支架法 ． 在不支护采矿 法中有分段崩落法、 阶段崩落法以及下向分 层膳落法。而长壁采矿法可归于不支护采矿 法， 但也可分在人工支护采矿法类 。 采矿专家在选择合理的采矿方法时 ， 通 常首先是舍弃那些不怎么合适的采矿方法。 超前平巷的开挖可增加开采前地质资料， 进 一 步探明矿床 。这些知识可使我们有效处理 断层和减少生产间断。地震活动区域预测及 矿石 品位资料的增加可改进资金流动计划， 优化资源开发。 l 6 超前平巷中使用混凝土， 在经济上、 技术 上均比较可靠 ， 但仍需选择个闭合速度小 的场地进行半工业试验， 包括混凝土间柱试 验。 WME 1 0 ---0 2 1 4 张欤} L 维普资讯 但在许多情况下单 只舍弃还是不够的， 必须 考虑在当前情况下可确定的和不可确定的因 素 。 而这些因素各矿不同， 因而在他矿获得成 功的采矿法不能在新矿山直接搬用。由于有 不可确定的因素， 答案的得出只能靠判断， 而 不是靠逻辑分析。 Mi n e x p e r t 是一种综合的采矿决策支持 系统 MD S S 的个组成部分。MD S S有许 多模块， 通过数字法和计算机模拟选择和优 化采矿设备， 可通过系统的接 口输入外部程 序。 这点很重要 ， 因为设计人员在选定采矿方 法时可询访许多有关其他项 目的珍贵资料。 用优化矿柱和采矿尺寸的程序检验了这种能 力。 Mi n e x p e t t使用高级程序 C语言 ， 各种 要素都已编入程序 ， 还允许特定的修改 。 在处 理广泛的知识和所研究的因素时， 该系统结 合使用各种表达和处理技术。各个子程序完 成特定的运算 ， 并向工作存储器输入 。 特定运 算包括岩石稳定性指标 R Q D 的计算、 原地 岩石应力的计算。其它由特别子程序完成的 运算包括用开采岩石分级标称值 MR MR WE- 布朗岩体破坏准则评定岩体质量。 应 当指出， 该系统应用虎克_ 布朗准则分析均质 岩体强度。岩体的均质性是指没有地质断裂 与岩体相交叉， 或断裂带极多使得岩体 的特 性和连续体一样。 在执行 Mi n e x p e r t 中结合使用各种表达 和处理方法， 目的在于避免个别方法的某些 缺陷。筛选掉一些不合适的采矿方法是通过 调用一组生产准则来实现的。准则的表达式 为 l F 如果 条件 T H E N 则 动作 。在删除 一 些不合适的采矿方法后， 该系统向用户询 问， 要求对必须用专家判断知识确定的因素 作出回答。对于这些因素应用“ 准则值” 法分 析 。该 系统只询问一些必需要用户回答的问 题 ， 而对那些重要性降低的假定不提问。 在 Min e x p e r t 的知识库 中保存有 2 2种 采矿方法的信息， 其中包括发展中国家尚在 使用的下 向分层法、 水平推进垂直工作面采 矿法、 横撑法、 上向空场法和下 向空场法。 举例说明了表示准则的 C语 言数据结 构及准则表达式。 模块数据库总共有 6 7 条准 则 ， 用户可以人机对话方式输入 、 编辑或删除 准则。 叙述了系统的对话过程、 系统逐步提出 的问题和系统根据用户的回答所作的工作。 在确定实际的岩石稳定性等级以前， 还要作 调整， 以考虑其它会影响岩体整体性的因素。 系统还可显示一些提示， 帮助水平较差的用 户选择调节值。 对于矿石， 在调整好岩石稳定 性等级后也执行同样的过程 。 在选择过程结束后， 打印出一些最合适 的采矿方法。 系统可应用户的要求， 显示出据 此作出决定的结果 。 然后 ， 对每种采矿方法在所提出的条件 下使用的适应性作出描述。准则值法给每项 依据赋值 ， 依据是一些极不稳定的影响因素， 如机械化水平， 矿物品位分布均匀性， 矿体边 界的规则性 、 投资额 、 投资可靠性、 矿石对氧 化和胶结的敏感性和其它需要判断知识确定 的因素。 每种采矿方法都赋与了个可能被选中 的概率值。而对每个应用于特定采矿方法的 因素赋与两个概率值。这有利于系统识别许 多有关的问题 。 对一定采矿方法的肯定或否定 ， 是通过 设定圈值来完成的， 这个设定 使系统进入决 策阶段。系统允许用户对某些问厨不以确定 形式 是 ， 否 而以不确定形式[ 标度一 5 否 -- 5 是 ] 回答 。 用户可向系统询问提出问题的理 由。 最后打印出选定的采矿方法 ， 按概率值 的高低排列。但概率值小于 0 ． 3的采矿方法 不示出， 如果全部采矿方法的概率值均小于 0 ． 3 ， 则只打 印出概率值最高的一种 ， 同时建 议用户检查数据和再次运行程序。 WME 1 0 - - - 0 2 1 5 熊宠民聂辉成 1 7 维普资讯