數(shù)字化礦山初探

【摘要】隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和提高，信息化和數(shù)字化的發(fā)展道理已逐漸成為采礦行業(yè)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。對(duì)應(yīng)采礦行業(yè)來(lái)說(shuō)，資源消耗低，科技含量高，人力資源充足，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益好，環(huán)境污染少，是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對(duì)其提出的新要求。因此，采礦行業(yè)的發(fā)展必須與數(shù)字信息化技術(shù)相結(jié)合，走出一條新型的工業(yè)道路。本文首先分析了數(shù)字化礦山的發(fā)展背景，然后具體分析了數(shù)字化礦山的主要特征以及建設(shè)數(shù)字化礦山的主要優(yōu)勢(shì)，闡述了礦山實(shí)現(xiàn)數(shù)字化發(fā)展的比如趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化；礦山；特征；優(yōu)勢(shì)

一、數(shù)字化礦山的介紹和發(fā)展意義

（一）數(shù)字化礦山的介紹

數(shù)字化礦山是指在取得了采礦，地質(zhì)，安全，測(cè)量等領(lǐng)域的技術(shù)資料和相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)的前提下，利用相關(guān)軟件建立起礦山的三維立體模型，從而可以更加清晰真實(shí)的展現(xiàn)礦山的各種地址面貌形態(tài)以及現(xiàn)場(chǎng)采礦生產(chǎn)的情況。該礦山的三維數(shù)字化模型視圖導(dǎo)入了收集到的各種如礦山地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)，礦山資源儲(chǔ)量數(shù)據(jù)等，同時(shí)又將地下采礦設(shè)計(jì)方案，具體實(shí)施情況以及露天采礦方案等輸入到這個(gè)三維視圖模型中，從而得到了整個(gè)礦山的從地上的礦體賦存，水文地質(zhì)，地面狀況到地下的采礦情況，地質(zhì)狀況等全面完整數(shù)據(jù)。另外，該數(shù)字化礦山模型還可以設(shè)計(jì)和創(chuàng)造各種采礦復(fù)墾和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)方案，模擬這些方案的實(shí)際效果，從而確定最佳的采礦和生產(chǎn)方案，極大了提高了采礦效率和經(jīng)濟(jì)效益，減少了資源的浪費(fèi)。

數(shù)字化礦山還可以用于各種檢測(cè)，如在地下采場(chǎng)，排土場(chǎng)，采空區(qū)，礦山邊坡和尾礦庫(kù)等容易發(fā)送危險(xiǎn)事故的地方安裝相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備，則數(shù)字化礦山可對(duì)這些地方進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。另外數(shù)字化礦山還有強(qiáng)大的計(jì)算審查能力，其可以將采礦業(yè)務(wù)需要的設(shè)計(jì)，勘探和測(cè)量等數(shù)據(jù)和相關(guān)技術(shù)資料錄入到數(shù)字化礦山計(jì)算系統(tǒng)中進(jìn)行審查復(fù)核，找出設(shè)計(jì)方案或勘探數(shù)據(jù)中不對(duì)的地方對(duì)其進(jìn)一步修復(fù)完善，從而提高采礦業(yè)務(wù)的精確度和效率，使得礦山的實(shí)際開(kāi)采和生產(chǎn)活動(dòng)可以和相關(guān)的設(shè)計(jì)方案完美的結(jié)合起來(lái)，合理科學(xué)的促進(jìn)礦山的可持續(xù)發(fā)展。

（二）數(shù)字化礦山的意義

關(guān)于建設(shè)數(shù)字化礦山的意義，其主要有兩個(gè)方面。第一數(shù)字化礦山極大的促進(jìn)了礦山科學(xué)合理的發(fā)展，它推動(dòng)了礦山的生產(chǎn)規(guī)劃向更科學(xué)，更全面，更高效的方向發(fā)展，使得礦山的管理具有更強(qiáng)分析能力，更高準(zhǔn)確性和多種多樣的管理手段。另外，數(shù)字化礦山可以模擬多種虛擬環(huán)境，從而使得管理者預(yù)先演練礦山的決策和規(guī)劃方面的工作，幫助管理者提高解決實(shí)際困難的能力和管理工作的效率。第二，數(shù)字化礦山改變了整個(gè)礦山的開(kāi)采和生產(chǎn)的方式，它使得礦山在開(kāi)采，管理，安全，教育，施工，土地利用，礦山規(guī)劃和可持續(xù)利用等方面具有了更加開(kāi)闊的發(fā)展空間和經(jīng)濟(jì)效益，并且為礦山行業(yè)中大型企業(yè)的發(fā)展帶了了更加豐富的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)，管理服務(wù)和安全監(jiān)測(cè)等。

二、數(shù)字化礦山的特征

數(shù)字化礦山的基本特征主要是以采礦CAD，仿真CR和可視化（VS）為采礦生產(chǎn)運(yùn)輸中的“車輛”，以高速網(wǎng)絡(luò)為礦山區(qū)的“路網(wǎng)”，以數(shù)據(jù)挖掘和三維地學(xué)模（3DGM）為“包裝”，以礦業(yè)數(shù)據(jù)模型為“實(shí)物”，然后以MGIS為整個(gè)礦山的“調(diào)度”，從而形成了一個(gè)完整的礦山生產(chǎn)管理虛擬網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)了信息化和數(shù)字化的礦山，其主要表現(xiàn)為礦山管理的高效化和智能化，礦山生產(chǎn)操作的自動(dòng)化和信息化，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人采礦和遠(yuǎn)程控制采礦兩種高效的自動(dòng)化礦業(yè)開(kāi)采模式。

作為一個(gè)多學(xué)科多項(xiàng)技術(shù)綜合交叉的新領(lǐng)域，數(shù)字化礦山的建設(shè)包含了礦山開(kāi)采開(kāi)發(fā)等相關(guān)企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展的全部過(guò)程。數(shù)字化礦山不僅僅是相關(guān)制造企業(yè)采用的ERP技術(shù)的簡(jiǎn)單模仿，也不是虛擬管理（GIS）概念的簡(jiǎn)單擴(kuò)展，它是包含了ERP技術(shù)和GIS技術(shù)，并且縱向發(fā)展的一個(gè)數(shù)字化管理系統(tǒng)，如圖1所示。

因此，數(shù)字化礦山就是結(jié)合了現(xiàn)代快速發(fā)展的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，信息處理技術(shù)，智能化控制技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的一個(gè)全新的數(shù)字化礦山管理經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)。它可以在三維空間范圍內(nèi)對(duì)礦山企業(yè)的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，如礦山的安全生產(chǎn)，管理經(jīng)營(yíng)等各個(gè)步驟環(huán)節(jié)等實(shí)現(xiàn)可視化，數(shù)字化，科學(xué)化，網(wǎng)絡(luò)化和集成化的管理，從而保障礦山企業(yè)低耗，高效和安全的經(jīng)營(yíng)與發(fā)展。

三、數(shù)字化礦山的優(yōu)勢(shì)

關(guān)于數(shù)字化礦山，其主要具有以下優(yōu)勢(shì)：1）應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)和礦山生產(chǎn)工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)決策、安全生產(chǎn)管理和設(shè)備控制等信息的有機(jī)集成。另外，它還可以保證礦山生產(chǎn)安全，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)能力。2）通過(guò)應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)管理科學(xué)化，生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)安全調(diào)度、生產(chǎn)過(guò)程控制最優(yōu)化。同時(shí)，促進(jìn)礦山標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、示范化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。數(shù)字化礦山最終表現(xiàn)為礦山的高度信息化、自動(dòng)化、高效率、高安全和高效益。3）充分利用資源，減少資源消耗。數(shù)字化礦山管理系統(tǒng)以資源和開(kāi)采環(huán)境進(jìn)行建模為三維軟件的基礎(chǔ)和核心，通過(guò)對(duì)礦體、主要構(gòu)造、地表等進(jìn)行三維模型的構(gòu)建，并通過(guò)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法進(jìn)行精準(zhǔn)的估算儲(chǔ)量，為下一步采礦工程的實(shí)施奠定基礎(chǔ)。另外，在對(duì)導(dǎo)入數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)鉆孔數(shù)據(jù)的開(kāi)孔文件、測(cè)斜文件、樣品分析文件和巖性文件建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，并可以在三維環(huán)境下顯示地質(zhì)數(shù)據(jù)。

四、總結(jié)

從上面的分析可以看出，數(shù)字化礦山的建設(shè)對(duì)創(chuàng)新和發(fā)展采礦行業(yè)有著至關(guān)重要的作用。數(shù)字化礦山在結(jié)合的了數(shù)據(jù)挖掘，智能控制，信息化和網(wǎng)絡(luò)化等高新發(fā)展的技術(shù)的前提下，可以充分合理的利用礦山的人力資源和自然資源，從而為采礦相關(guān)企業(yè)帶來(lái)更大經(jīng)濟(jì)效益，并且促進(jìn)相關(guān)企業(yè)高速長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。因此，數(shù)字化礦山在為了采礦行業(yè)的發(fā)展中必將大放光彩。

參考文獻(xiàn)

[1]盛峰，沈聰聰.淺析數(shù)字化礦山技術(shù)[J].科技日?qǐng)?bào)，2004（2），129-138.

[2]陳麗，王珺屏.關(guān)于數(shù)字化礦山建設(shè)的幾點(diǎn)思考[J].科技日?qǐng)?bào)，2006（1），321-329.j