云南省煤礦數(shù)字化礦山建設現(xiàn)狀分析及發(fā)展規(guī)劃研究

潘喆懿 李沛奇

【摘要】煤炭行業(yè)在我國社會發(fā)展過程中起到了重要的作用，多年來煤炭開采技術的發(fā)展一直受到各界人士的關注。如今隨著經(jīng)濟的發(fā)展進步，科技不斷的改革完善，各種先進技術不斷的被應用到該領域中本文對于云南省煤礦數(shù)字化礦山建設現(xiàn)狀進行了分析，提出一些建議，供相關人士參考借鑒。

【關鍵詞】云南省煤礦數(shù)字化礦山建設

伴隨社會不斷發(fā)展和進步，現(xiàn)代化監(jiān)測技術已經(jīng)被廣泛的應用到煤炭開采工作中，成為了與行業(yè)發(fā)展息息相關的技術手段。數(shù)字化礦山技術在煤炭開采中的應用能夠提升測繪工作的準確度，幫助工作人員獲取更可靠清晰的數(shù)據(jù)來源，降低安全隱患，在實際應用中已經(jīng)體現(xiàn)出更多的優(yōu)勢。

一、數(shù)字化礦山概念介紹

我國經(jīng)濟發(fā)展過程中煤炭工業(yè)起到了重要的作用效果，國內(nèi)的煤炭開采量已經(jīng)達到了每年30多億噸，但是施工作用中經(jīng)常會出現(xiàn)災害事故問題，多年來國家各級安全部門對于這個問題重視度比較高，未來數(shù)字化礦山建設是必經(jīng)之路。所謂的數(shù)字化礦山技術是合理的將自動控制技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、信息技術融合到一起的礦山開采手段，對整個作業(yè)區(qū)域建立可視化的模型。將以往不同的空間、時間三維空間資源統(tǒng)一到同一網(wǎng)絡平臺上，對于大量的地質(zhì)結構數(shù)據(jù)和資料進行實時的控制和檢測，利用各種現(xiàn)代化的軟件系統(tǒng)進行綜合的處理分析，包括遙感測試軟件、三維可視化軟件、空間分析軟件、輔機設計軟件等。讓整個生產(chǎn)過程的安全性、科學性得到了很到的提升，能夠有效的提升企業(yè)經(jīng)濟效益和市場占有率，對于整個行業(yè)發(fā)展起到促進作用。

數(shù)字化礦山的理解可以分為三個層次，第一層次是利用現(xiàn)代化的計算機技術將采集到的實際資料數(shù)據(jù)通過三維化進行展示，對于整體情況詳細的分析；第二層次是在根據(jù)已有的資料信息基礎上建立三維模擬礦山，并且對于獲得的數(shù)據(jù)進行添加；第三層次是礦山信息的動態(tài)化管理，生產(chǎn)管理一體化。根據(jù)實際的變化數(shù)據(jù)及時對于模擬狀況進行調(diào)整，實時更新數(shù)據(jù)。

二、云南數(shù)字化礦山建設分析

1、目前云南的資源狀況

云南省處在我國的西南部，整個省中的很多地域為高原地區(qū)，也是國內(nèi)煤炭生產(chǎn)的基地之一?？傮w儲量來看其煤炭資源比較豐富，種類也比較齊全，可是問題是由于資源分布的不是非常均勻，造成礦體的規(guī)模相對比較小，很多煤礦的實際生產(chǎn)水平不足，地質(zhì)結構的特點造成不能建筑大型的煤礦，小型煤礦的技術水平比較落后，應用的設備技術相對陳舊，采取的安全措施也不足，對于各種災害的預警水平也不夠，給生產(chǎn)和員工的安全帶來很大的隱患，也無法滿足行業(yè)的長久性發(fā)展需求。此外云南地區(qū)的煤炭資源中主要以中高灰煤居多，褐煤的存儲量是各種類型煤炭儲量的首位，想要應用數(shù)字化技術應該基于云南省內(nèi)的資源狀況和實際狀態(tài)進行分析，科學的進行規(guī)劃和管理是發(fā)展中急需要面對和解決的問題。

2、云南生煤炭市場供應狀況

由于地域性條件以及氣候的影響，上個世紀的九十年代起云南整體的經(jīng)濟發(fā)展速度減緩，省內(nèi)生產(chǎn)的煤炭基本能夠滿足本省的需求。由于國內(nèi)十二五計劃的實施，各種政策優(yōu)惠的推廣，云南省的工業(yè)化發(fā)展腳步提升，煤炭行業(yè)領域發(fā)展速度加快。如今云南地域市場應用的能源主要包括四種類型，分別是天然氣、石油、水電、煤炭，煤炭資源消耗量相對比較高，科學預估發(fā)展到2020年的時候整個云南省的煤炭生產(chǎn)總量就能夠達到12500噸，這是數(shù)字和實際的煤炭生產(chǎn)數(shù)量之間具有巨大的差距。為了保證生活的基本需求和工業(yè)發(fā)展的需要，云南省總體處在投入資金購買煤炭的狀態(tài)下，如此會帶來比較大的經(jīng)濟負擔，提高煤炭開采水平，避免經(jīng)濟損失也是云南省發(fā)展中需要面對的。

3、云南省數(shù)字化礦山建設現(xiàn)狀

從整體水平上分析來看云南省的礦山建設還停留在初期的階段，很多的自動化控制技術、信息技術、網(wǎng)絡技術沒能夠落實到實際的應用中，省內(nèi)沒有真正意義的數(shù)字化礦山系統(tǒng)?？墒请S著該種技術在其他區(qū)域或是省份的應用，帶來了明顯的效果，云南各級領導人員已經(jīng)對于該種技術手段有了認識，明白了數(shù)字化礦山技術對于提升生產(chǎn)效率、帶動行業(yè)領域發(fā)展的意義，在具體的行業(yè)規(guī)劃中提出來進行數(shù)字化礦山建設的意見。數(shù)字化礦山能夠對于自然災害進行比較準確的預測，提升應用企業(yè)的安全等級水平，降低災害發(fā)生的概率，給作業(yè)人員提供保障。這對于解決云南省事故頻發(fā)現(xiàn)象具有重要的意義。

三、云南省數(shù)字化礦山建設的問題

基于云南省的煤炭行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀不能滿足實際的應用需求，結合美國研究者查得諾蘭的系統(tǒng)建設模型分析，暫時性將云南的數(shù)字礦山建設規(guī)劃為從計算機時代向信息時代的轉折，對于其中不科學的地方合理分析處理，為后續(xù)的發(fā)展服務。

1、數(shù)據(jù)信息利用問題

建設過程中面臨的第一困難是豐富地質(zhì)數(shù)據(jù)并且實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享，云南省計算機網(wǎng)路干線為數(shù)字礦山建設提供了一定的支持。信息資源應該是企業(yè)應用的核心內(nèi)容，可是很多的煤炭企業(yè)不能夠將礦山建設的資源作為重點，對于信息系統(tǒng)的開發(fā)和利用程度不夠，各種資源沒有實現(xiàn)共享，存在的問題比較多。

1.1信息孤島。前期規(guī)劃的失衡，整個云南省內(nèi)部對于信息的安排計劃和統(tǒng)籌不足，很多部門構建的網(wǎng)絡傳輸干線僅僅適合自身應用，信息集成的水平不足，使用率非常低，沒能最大化發(fā)揮出信息價值意義。

1.2規(guī)章制度不健全。對于信息化管理工作沒有能夠建立統(tǒng)一的標準，導致整個云南省內(nèi)部企業(yè)之間的橫向信息聯(lián)系比較微弱，技術水平層次處于不一樣的等級，各個企業(yè)之間的信息交互使用遇到了瓶頸。

1.3專業(yè)人員不足。數(shù)字化礦山建設涉及的范圍非常廣泛，具體關系到自動化、控制、數(shù)字信號、計算機等各個專業(yè)，由于專業(yè)性人才的不足，整個云南省內(nèi)部也沒有專業(yè)化的培訓機制，具體應用中的人為失誤比較多，讓數(shù)據(jù)處理工作的效率降低，數(shù)據(jù)的準確性不足造成方案設計的偏差，整體應用效果不理想。

2、數(shù)字化礦山生產(chǎn)的管理問題

2.1企業(yè)生產(chǎn)能力不夠。數(shù)字化建設必須投入大量的資金，由于云南省的經(jīng)濟水平處于較低的層次，各個企業(yè)的經(jīng)濟實力有限，部分中小企業(yè)內(nèi)部的設備技術都處在比較落后的階段，不能夠及時更新，如此的矛盾限制了信息化的建設速度。

2.2煤礦資源管理困難。各個中小型企業(yè)內(nèi)部的優(yōu)質(zhì)資源和信息無法及時的實現(xiàn)共享和整合，企業(yè)分散的存在形式給數(shù)字化礦山的建設帶來經(jīng)濟、技術等多元化的阻礙。企業(yè)綜合競爭實力比較低，各自經(jīng)營，部分附加值較低的產(chǎn)品不進行多余的投資，產(chǎn)業(yè)結構普遍單一都造成管理工作困難。

2.3安全問題。云南由于自身地域性的影響發(fā)生泥石流各種自然災害的概率比較高，地下煤氣層的穩(wěn)定性不足，整體安全控制難度提升。省內(nèi)的中小型煤炭生產(chǎn)企業(yè)普遍存在安全問題，如果出現(xiàn)危機容易形成很大的傷亡，產(chǎn)生不可估計的后果。

3、自動化問題

應用計算機技術和自動化設備進行開采是數(shù)字化礦山技術的核心特點，云南省內(nèi)部各個煤礦企業(yè)的信息傳遞還是通過電話這種方式，指派專業(yè)人員進行監(jiān)控，自動控制技術不能實現(xiàn)。不同企業(yè)之間的差異性造成綜合自動化效果不好。

四、云南省數(shù)字化礦山發(fā)展規(guī)劃——數(shù)字化礦山建設步驟

對于云南省的情況詳細分析后提出具體的發(fā)展規(guī)劃，積極做好前期準備工作，詳細規(guī)劃根據(jù)目標一步一步落實。

1、構架信息采集更新系統(tǒng)

通過該系統(tǒng)實現(xiàn)對于區(qū)域性的地質(zhì)信息進行收集處理，實現(xiàn)實時的監(jiān)控，完成信息的采集、存儲、加工或是更新等具體環(huán)節(jié)，最大化保證信息的科學合理性。

2、建立數(shù)據(jù)檢測中心

通過監(jiān)控中心對于不同的檢測點進行遠程的控制，控制人員的工作量，利用數(shù)據(jù)檢測中心對于各種收集到的數(shù)據(jù)進行規(guī)劃整理，綜合處理。

3、專業(yè)算法庫

在符合實際應用的安全準則和技術規(guī)范條件下，將以上系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)通過一定的規(guī)則建立具體的算法庫。將信息進行加工分析，對于整個礦山的結構進行具體形象的表達，對于開采作業(yè)流程進行模擬，分析模擬環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)隱藏的問題，針對性的解決，為后期工作展開提供支持。

4、GIS數(shù)字礦山信息化平臺

利用這種信息化的平臺將各種動態(tài)的數(shù)據(jù)進行交互式數(shù)據(jù)共享，完成數(shù)據(jù)的查詢或是輸出功能，為后期的生產(chǎn)應用提供集成化平臺，提升信息的應用頻率。

5、建立專業(yè)應用系統(tǒng)

利用三維可視化系統(tǒng)、三維模型系統(tǒng)建立具體的礦山模擬圖像對于實際的作業(yè)過程進行指導，將技術落實到應用中。

五、未來的發(fā)展

結合云南省的實際發(fā)展狀況，未來云南數(shù)字化礦山的發(fā)展應該重視人才的培養(yǎng)，將專業(yè)人才的培養(yǎng)過程和省內(nèi)的各級教育機構結合到一起，或是將專業(yè)人員派往到技術先進的國家進行系統(tǒng)化學習，讓人才的綜合素質(zhì)水平不斷提升；此外政府通過一定的手段或是政策提供多方面的支持，煤炭企業(yè)和政府合作，建立有效的實用性法律法規(guī)，對于行業(yè)內(nèi)部的不良行為進行約束管理，提升管理水平，提供更加好的社會發(fā)展環(huán)境氛圍；同時云南省內(nèi)部的各個企業(yè)通過信息系統(tǒng)進行有效鏈接，實現(xiàn)資源的共享，讓整個領域的數(shù)字化水平得到提升，提高企業(yè)的綜合競爭實力，為長久性發(fā)展奠定良好的基礎。

參考文獻

[1]鄒振興.煤礦數(shù)字化礦山建設現(xiàn)狀分析及發(fā)展規(guī)劃研究[J].中國高新技術企業(yè)，2014.

[2]雷為民.云南省煤礦數(shù)字化礦山建設現(xiàn)狀分析及發(fā)展規(guī)劃研究[J].經(jīng)營管理者，2015（05）.

[3]關興海.測繪技術在地質(zhì)勘查中的應用及發(fā)展方向淺析[J].黑龍江科技信息，2014.