王建龍

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)，甘肅 蘭州 730207）

隨著現(xiàn)代數(shù)學(xué)研究領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，數(shù)學(xué)手段在礦產(chǎn)地質(zhì)工作中的重要價(jià)值也得到了彰顯，并且在計(jì)算機(jī)科學(xué)日益發(fā)達(dá)的大背景下，傳統(tǒng)數(shù)學(xué)手段與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)之間的融合，以及數(shù)理手段與礦業(yè)地質(zhì)學(xué)工作之間的相互聯(lián)系，都將顯得更加密切。最終形成一種良性循環(huán)的工作體系。為此在開(kāi)展礦產(chǎn)地質(zhì)工作的過(guò)程中，通過(guò)有計(jì)劃、有目的的使用數(shù)學(xué)手段，不僅可以明顯提升工作效率，還可以節(jié)約大量的時(shí)間，而且適當(dāng)減少研究人員的工作量，同時(shí)提高了數(shù)學(xué)手段使用的效益[1]。所以，當(dāng)?shù)V業(yè)工作者更加注重于數(shù)學(xué)手段的使用結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來(lái)的便捷性優(yōu)勢(shì)，礦產(chǎn)地質(zhì)工作中的應(yīng)用成效和價(jià)值會(huì)更加顯著。

1 數(shù)學(xué)方法在礦產(chǎn)地質(zhì)工作中的應(yīng)用價(jià)值

礦產(chǎn)地質(zhì)工作的困難系數(shù)較高等特點(diǎn)，所以在礦產(chǎn)地質(zhì)工作中運(yùn)用數(shù)理手段的要求也就需要進(jìn)一步提高，為此關(guān)于礦產(chǎn)地質(zhì)學(xué)工作就業(yè)難的研究表明，主要表現(xiàn)在由現(xiàn)場(chǎng)地理環(huán)境的復(fù)雜性決定，成為了現(xiàn)階段的礦產(chǎn)地質(zhì)學(xué)工作進(jìn)行中的主要方法之一，得到了運(yùn)用數(shù)理手段困難較多的現(xiàn)實(shí)情況，也就是由于數(shù)理手段可以充分發(fā)揮出巨大的優(yōu)越性，所以可以穩(wěn)步提高礦產(chǎn)地質(zhì)學(xué)工作的效益。同時(shí)隨著數(shù)學(xué)研究的提高和進(jìn)展，概率分析方法也已形成了在礦業(yè)地質(zhì)工作中最普遍的使用方法之一。并在進(jìn)行一系列的預(yù)測(cè)工作時(shí)，能夠?yàn)榈V產(chǎn)地質(zhì)勘測(cè)提供相應(yīng)的理論支持。尤其對(duì)于詳細(xì)了解礦業(yè)地質(zhì)工作中的各類(lèi)安全風(fēng)險(xiǎn)，并且科學(xué)合理地測(cè)量一定的礦產(chǎn)資源結(jié)果，就能夠利用數(shù)理教育預(yù)測(cè)方法得出相對(duì)應(yīng)的科學(xué)結(jié)論，以便制定更有效的管理措施進(jìn)行管理工作。所以，將數(shù)理手段運(yùn)用于礦產(chǎn)地質(zhì)工作中的具體方面，主要就是發(fā)揮著對(duì)重大安全事故的預(yù)警功能，礦產(chǎn)地質(zhì)工作中對(duì)重大安全事故的合理減少保證，以及重大傷亡事故和損失的合理杜絕。通過(guò)礦產(chǎn)地質(zhì)動(dòng)作中各個(gè)方面的數(shù)據(jù)，都是經(jīng)由數(shù)學(xué)方法進(jìn)行相應(yīng)的分析預(yù)測(cè)，才能凸顯數(shù)學(xué)方法應(yīng)用的效率性和全面性。

2 數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法

2.1 一般數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法

統(tǒng)計(jì)分析方法是在礦業(yè)地質(zhì)工作過(guò)程中，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行科學(xué)的考察與數(shù)據(jù)分析的途徑，并由此獲取地質(zhì)工作中的關(guān)鍵信息，從而可以將所研究的數(shù)據(jù)作出更全面的推理，并從中推斷出研究對(duì)象的總體特點(diǎn)。也因此在礦產(chǎn)地質(zhì)工作研究和數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，往往存在著相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析規(guī)律。例如對(duì)其分布狀態(tài)、形成條件等特性的研究，也就是由于受各種地理事件和框架劃分的影響也正是由于研究結(jié)果存在一定的差異，成為了在礦產(chǎn)地質(zhì)工作中不可忽視的問(wèn)題。因此，一般數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法強(qiáng)調(diào)利用概率進(jìn)行分析，以此對(duì)不同的地質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)和觀察，才能避免在勘探過(guò)程中發(fā)生危險(xiǎn)事故，進(jìn)一步保證財(cái)產(chǎn)安全和人員安全[1]。

2.2 特殊數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法

在不斷進(jìn)行的礦產(chǎn)地質(zhì)管理工作過(guò)程中，由于實(shí)際工作中遇到的大量問(wèn)題已經(jīng)無(wú)法進(jìn)行有效處理，就要求特殊數(shù)理統(tǒng)計(jì)與分析方法的使用，以處理相對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，從而達(dá)到更加理想的數(shù)據(jù)分析效果。例如，在礦產(chǎn)地質(zhì)工作中，就會(huì)時(shí)常出現(xiàn)礦產(chǎn)分布和常態(tài)分布之間具有很大不同的問(wèn)題，總結(jié)出來(lái)的數(shù)值呈現(xiàn)時(shí)往往存在著離散性較強(qiáng)，而普通數(shù)據(jù)分析的最小二乘卻往往沒(méi)有辦法正確地給出實(shí)際的數(shù)值，使得問(wèn)題如果無(wú)法得以解決就很容易犯敏感錯(cuò)誤。針對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)群中心作為統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)集群的離散程度作為自變量進(jìn)行穩(wěn)健性統(tǒng)計(jì)分析，就可以比較真實(shí)清楚地表現(xiàn)出礦業(yè)的地理環(huán)境，從而避免了礦產(chǎn)分布差異及其數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析結(jié)果中的偏差問(wèn)題，對(duì)在實(shí)際的礦產(chǎn)地質(zhì)工作中開(kāi)展科學(xué)研究與數(shù)據(jù)分析，發(fā)展定向數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方式發(fā)揮著非常重要的意義。

3 數(shù)學(xué)方法在礦產(chǎn)地質(zhì)工作中的應(yīng)用

3.1 地質(zhì)過(guò)程的數(shù)學(xué)模擬

礦產(chǎn)地質(zhì)系統(tǒng)在經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的演化過(guò)程之后，通過(guò)數(shù)學(xué)方法模擬出礦物地質(zhì)的再現(xiàn)過(guò)程，因此針對(duì)更加細(xì)致、嚴(yán)格的礦產(chǎn)地質(zhì)科學(xué)研究工作進(jìn)行，需要依據(jù)數(shù)學(xué)模擬來(lái)提供科學(xué)的依據(jù)和方法，并在減少礦產(chǎn)地質(zhì)工作對(duì)人工實(shí)驗(yàn)的依賴時(shí)，有利于真實(shí)具體呈現(xiàn)出演化的過(guò)程，以此提高整個(gè)礦產(chǎn)地質(zhì)的科研工作品質(zhì)。例如，對(duì)于高溫高壓情況中巖層運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的性能形狀改變，以及邊界層間動(dòng)能轉(zhuǎn)換機(jī)制的研究，都必須建立在數(shù)學(xué)方法的實(shí)際應(yīng)用層面，同時(shí)結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)的模擬系統(tǒng)，才能真實(shí)進(jìn)行生動(dòng)形象的數(shù)據(jù)再現(xiàn)。也正是由于以往傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的限制，導(dǎo)致了研究工作進(jìn)展緩慢，并且得到的數(shù)據(jù)也存在一定程度的偏差，而將地質(zhì)過(guò)程的數(shù)學(xué)模擬引入到礦產(chǎn)地質(zhì)工作中，不僅能有效完成相應(yīng)的工作和任務(wù)，還能形成一套高效率的計(jì)算方式，進(jìn)而提高整個(gè)礦產(chǎn)地質(zhì)的工作質(zhì)量。因此，礦產(chǎn)地質(zhì)工作中的統(tǒng)計(jì)分析方法得到廣泛的發(fā)展，形成了多元化的統(tǒng)計(jì)工作模式，有助于礦產(chǎn)地質(zhì)工作開(kāi)展更具現(xiàn)實(shí)的意義。再比如埃德曼法、特爾菲法、油田模型法等，都是依據(jù)數(shù)學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)上，再次借助計(jì)算機(jī)技術(shù)而形成的工作方法，才能具體表達(dá)出礦產(chǎn)當(dāng)?shù)氐孛?、地形分布、土壤分布，通過(guò)比較真實(shí)可靠的研究結(jié)果，提供精準(zhǔn)的科學(xué)數(shù)據(jù)，對(duì)于礦產(chǎn)地質(zhì)工作的規(guī)律掌握起到了一定的促進(jìn)作用。

3.2 礦產(chǎn)資源的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)

圖1 礦產(chǎn)資源統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)圖

在現(xiàn)代化礦產(chǎn)地質(zhì)工作發(fā)展的形勢(shì)下，數(shù)學(xué)方法獲得更廣泛的應(yīng)用為基本保障，而統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)的方式逐漸增多，構(gòu)成了礦產(chǎn)地質(zhì)工作發(fā)展的效率體現(xiàn)，而只有當(dāng)數(shù)學(xué)技術(shù)手段的高效特性顯著增強(qiáng)，在現(xiàn)代數(shù)學(xué)手段支持下的礦產(chǎn)地質(zhì)預(yù)測(cè)工作也會(huì)有所進(jìn)展。因此，利用大數(shù)據(jù)分析決策方法預(yù)測(cè)礦產(chǎn)資源的主要形式，需要為其提供準(zhǔn)確的概率計(jì)算，通過(guò)借助計(jì)算機(jī)技術(shù)的嚴(yán)密統(tǒng)計(jì)和分析下，具體到礦產(chǎn)資源分布的大致位置，才能以此作為基礎(chǔ)開(kāi)展大范圍的實(shí)際作業(yè)。因此，統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)工作體系的開(kāi)展，是為礦產(chǎn)質(zhì)地工作制定出優(yōu)化的方式和方法，利用所取得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行深層次的分析確立統(tǒng)計(jì)決策的理論。同時(shí)，礦產(chǎn)資源的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，不僅在整個(gè)預(yù)測(cè)行為上與礦產(chǎn)實(shí)際狀況進(jìn)行聯(lián)系，也是對(duì)實(shí)施精準(zhǔn)進(jìn)行預(yù)測(cè)的主要方式。比如，針對(duì)之前統(tǒng)計(jì)出的數(shù)據(jù)資料，確定相對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)因素，才能在整合的礦產(chǎn)地質(zhì)資料中，尋找到有效實(shí)施與開(kāi)展的工作方式。為此統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性直接影響到礦產(chǎn)地質(zhì)工作的正常開(kāi)展，如果資料完整性存在不足的現(xiàn)狀，就會(huì)導(dǎo)致預(yù)測(cè)工作無(wú)法實(shí)施，針對(duì)不同預(yù)測(cè)區(qū)域的概率進(jìn)行詳細(xì)劃分，并在兩個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)域概率呈現(xiàn)出相似的重疊，就可以依據(jù)數(shù)學(xué)方法的編輯性開(kāi)展相應(yīng)的預(yù)測(cè)，以此對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行真實(shí)的統(tǒng)計(jì)，為后續(xù)礦產(chǎn)資源的開(kāi)采奠定基礎(chǔ)。

3.3 數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用分析

在礦產(chǎn)地質(zhì)工作中，數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用效果比較理想，已經(jīng)逐漸具備了礦產(chǎn)地質(zhì)自動(dòng)化的特征，主要運(yùn)用的是指數(shù)方程來(lái)判斷礦業(yè)地質(zhì)的類(lèi)型和含量，同時(shí)根據(jù)泥巖中孔隙率與深度之間的關(guān)系，也能夠判斷各種類(lèi)型的礦物。例如，礦產(chǎn)地質(zhì)工作人員就已經(jīng)測(cè)量出了金屬鋨和三氧化二錳的數(shù)據(jù)，而通過(guò)將收集到的全部數(shù)據(jù)信息綜合起來(lái)，就知道了各個(gè)含量之間所存在的相互關(guān)聯(lián)，也就會(huì)變得簡(jiǎn)單方便，工作人員就可以將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的儲(chǔ)存，并在利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行全方位的研究時(shí)，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)信息庫(kù)的針對(duì)性運(yùn)用，通過(guò)自身具有的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建數(shù)據(jù)分析自動(dòng)化的地質(zhì)圖繪制，不僅能夠極大縮短對(duì)數(shù)據(jù)分析、處理的時(shí)間，還能形成高效的數(shù)學(xué)利用體系。比如，對(duì)于每一種礦物元素的背景值探究，都應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際的數(shù)據(jù)進(jìn)行多方面分析，如果出現(xiàn)了背景值采用的數(shù)值存在嚴(yán)重偏差，就會(huì)導(dǎo)致礦產(chǎn)地質(zhì)工作開(kāi)展面臨阻礙。由此可以看出，數(shù)學(xué)模式應(yīng)用具有十分重要的價(jià)值，針對(duì)不同數(shù)據(jù)種類(lèi)進(jìn)行不同數(shù)學(xué)模型的選取，才能得出整體性、針對(duì)性地礦產(chǎn)地質(zhì)數(shù)據(jù)。

圖2 數(shù)據(jù)分析流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)學(xué)方法在礦產(chǎn)地質(zhì)工作中的應(yīng)用，需要借助數(shù)學(xué)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的收集分析，并結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)形成一定基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)模型，才能實(shí)現(xiàn)兩者之間的有效結(jié)合，為此依據(jù)將數(shù)理手段作為礦產(chǎn)地質(zhì)工作的基石，計(jì)算機(jī)作為輔助類(lèi)型的數(shù)據(jù)處理計(jì)算方法，就形成了促進(jìn)了將數(shù)理手段和礦產(chǎn)地質(zhì)工作進(jìn)行快速的融合的關(guān)鍵因素。所以，為了礦產(chǎn)地質(zhì)工作的高效進(jìn)行，就必須為二者促進(jìn)并提出更有效的技術(shù)手段。