淺談我國數(shù)字化煤礦建設(shè)的現(xiàn)狀與意義

【摘 要】數(shù)字化煤礦建設(shè)是煤礦行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，本文通過對(duì)我國現(xiàn)階段的數(shù)字化煤礦建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行陳述，并指出其存在的問題和不足之處，從而得出建設(shè)數(shù)字化煤礦的重要意義。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化煤礦 發(fā)展現(xiàn)狀 建設(shè)意義

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化概念逐漸的進(jìn)入人類生活的方方面面，同樣，煤礦行業(yè)也朝著數(shù)字煤礦發(fā)展[1]。煤礦行業(yè)生產(chǎn)過程中不斷自動(dòng)化、信息化、集成化，使得數(shù)字化煤礦的發(fā)展得到了充分重視。數(shù)字化煤礦不僅能夠提供安全可靠的生產(chǎn)環(huán)境，而且能大大的提高煤礦行業(yè)的生產(chǎn)效率，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)，也能改善煤礦行業(yè)的傳統(tǒng)形象，提高企業(yè)的知名度。因此，煤礦企業(yè)都大力發(fā)展數(shù)字化煤礦，建設(shè)數(shù)字化煤礦的氣氛在行業(yè)內(nèi)空前膨脹。但是在實(shí)際操作中如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，本文結(jié)合我國現(xiàn)階段數(shù)字化煤礦建設(shè)的現(xiàn)狀，探討了數(shù)字化煤礦存在的問題和缺陷，得出了數(shù)字化煤礦建設(shè)的重要意義。

一、數(shù)字化煤礦的概念

數(shù)字化煤礦的定義源于數(shù)字地球的定義衍生而來，即以礦山范圍內(nèi)的三維坐標(biāo)信息及其相互關(guān)系為基礎(chǔ)而組成的信息框架，同時(shí)匯總該框架內(nèi)嵌入所有信息的總和。煤礦能獲取兩個(gè)層面的信息：固有信息和動(dòng)態(tài)信息，固有信息包括礦井的地質(zhì)、測(cè)量、鉆孔等原始數(shù)據(jù)也包括煤層、圍巖、井巷等地質(zhì)體空間信息；動(dòng)態(tài)信息包括供電、采掘、運(yùn)輸、通風(fēng)、給排水等生產(chǎn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及其裝備信息，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的信息，如：設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境、人員，生產(chǎn)經(jīng)營管理信息，專業(yè)分析輔助決策信息。數(shù)字化煤礦建設(shè)的主要內(nèi)容包括礦山科學(xué)技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略、礦山數(shù)據(jù)資源的共享、礦產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、礦山的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、采礦安全和采礦科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的需要等，它把關(guān)于礦山系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的所有原始數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成我們可以理解的信息，轉(zhuǎn)換成具有煤礦經(jīng)濟(jì)價(jià)值的知識(shí)。

二、數(shù)字化煤礦的發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的問題和不足

（一）數(shù)字化煤礦發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國大部分的礦山企業(yè)都加速了對(duì)煤礦信息化網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字化煤礦建設(shè)，在井上下的生產(chǎn)和安全等各環(huán)節(jié)，對(duì)主要設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了子系統(tǒng)程序自動(dòng)化生產(chǎn)控制以及監(jiān)測(cè)，大大提高了生產(chǎn)效率，改善生產(chǎn)過程中的安全狀況。但在煤礦的勘察、規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、全過程監(jiān)控等信息化領(lǐng)域，與發(fā)達(dá)國家的采礦差距還比較大。國內(nèi)礦山企業(yè)既沒有把信息資源當(dāng)作礦山的重要戰(zhàn)略資源之一加以統(tǒng)籌開發(fā)，主要是還沒有形成穩(wěn)定的系統(tǒng)性能、充足的煤礦信息資源—體化基礎(chǔ)設(shè)施。建設(shè)數(shù)字化煤礦，不僅可為采礦作業(yè)人員創(chuàng)造了—個(gè)安全可靠的工作環(huán)境，更重要得是把整個(gè)煤礦開采變成了—個(gè)透明體，技術(shù)人員可以通過計(jì)算機(jī)屏幕就可以看到井上下的一切內(nèi)容，如果再加上虛擬的現(xiàn)實(shí)設(shè)備，工作人員就可以隨時(shí)到達(dá)“現(xiàn)場(chǎng)”的每一個(gè)角落，進(jìn)行“現(xiàn)場(chǎng)”作業(yè)和指揮等工作[4]。因此，數(shù)字化煤礦的建設(shè)使井下的一切內(nèi)容變成公開透明化，把一切可能的危險(xiǎn)因素變成可預(yù)知的，一切操作過程也變的可以控制的，使煤礦開采變成了本質(zhì)安全型。

（二）數(shù)字化煤礦存在的問題和不足

從數(shù)字煤礦近些年來發(fā)展?fàn)顩r來看，實(shí)際上目前我國煤礦數(shù)字化建設(shè)還存在很多問題，準(zhǔn)確來說還沒有完全意義上建成數(shù)字化煤礦。數(shù)字煤礦是一個(gè)十分復(fù)雜的巨型系統(tǒng)，現(xiàn)階段的數(shù)字化煤礦各環(huán)節(jié)信息化獲取的方式和水平各不相同，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)格式兼容性差，最終使的信息不能重復(fù)利用。現(xiàn)階段我國煤礦數(shù)字化還處于初級(jí)發(fā)展階段。目前，可以把推動(dòng)煤礦數(shù)字化發(fā)展的相關(guān)專業(yè)開發(fā)商分為三大類：分別是開發(fā)煤礦地質(zhì)測(cè)量系統(tǒng)、開發(fā)煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)、開發(fā)煤礦信息管理系統(tǒng)，這些開發(fā)商是數(shù)字礦山的領(lǐng)跑者和實(shí)踐者[6]，由于這三類開發(fā)商覆蓋了煤礦所有主要的業(yè)務(wù)部門和科室，但是各自所采用的技術(shù)路線和開發(fā)的應(yīng)用平臺(tái)卻千差萬別，從而導(dǎo)致目前各類系統(tǒng)信息難以整合共享，信息資源無法進(jìn)行共享。我國現(xiàn)階段在技術(shù)層面承載著數(shù)字煤礦海量信息平臺(tái)的技術(shù)是3DGIS[7]。但3DGIS的理論與煤礦對(duì)數(shù)字化要求的適用性客觀需求差距較大。煤礦數(shù)字化建設(shè)需要3DGIS技術(shù)作為框架支撐，而3DGIS技術(shù)卻只能在三維可視化渲染引擎方面才能比較成熟的進(jìn)行應(yīng)用，通用的商用3DGIS平臺(tái)還沒有出現(xiàn)，現(xiàn)階段通用三維的建模算法、空間分析以及空間信息存儲(chǔ)引擎等至關(guān)重要的技術(shù)方面仍在探究階段。因此，我們可以看到現(xiàn)階段的3DGIS支持與煤礦的實(shí)際需求還有一定差距。

三、數(shù)字化煤礦的發(fā)展的意義

（一）數(shù)字化煤礦的建設(shè)可以不斷的完善測(cè)量計(jì)算、地質(zhì)分析、選礦采礦、生產(chǎn)安全等各個(gè)專業(yè)知識(shí)和技術(shù)資料，再結(jié)合相應(yīng)軟件建立一個(gè)形象逼真的三維模擬圖形，可以真實(shí)地模擬煤礦立體的地質(zhì)形態(tài)和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際環(huán)境。

（二）數(shù)字化煤礦可以作為檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)手段，能夠把容易發(fā)生危險(xiǎn)的煤礦部位所設(shè)置的監(jiān)控設(shè)施統(tǒng)一起來進(jìn)行在線監(jiān)控，起到有效的安全監(jiān)控預(yù)防作用。

（三）數(shù)字化煤礦可以把其他合作單位提交的測(cè)量、勘探、設(shè)計(jì)等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行復(fù)核，找出其中需要進(jìn)一步完善的關(guān)鍵部分，從而提高項(xiàng)目成果的精確度，最終使得設(shè)計(jì)方案能和礦山實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)相吻合，科學(xué)推動(dòng)煤礦的長遠(yuǎn)發(fā)展。

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