淺析礦山的數(shù)字化建設(shè)

陳雷??

摘要：自動化技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為傳統(tǒng)的礦山工業(yè)帶來了新的契機(jī)。建設(shè)數(shù)字化礦山是大勢所趨，是礦山建設(shè)實(shí)現(xiàn)安全、高效生產(chǎn)的重要途徑。本文對數(shù)字化礦山的概念以及數(shù)字化系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行簡要的分析。

關(guān)鍵詞：礦山建設(shè) 數(shù)字化 應(yīng)用

中圖分類號：TD21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-5349（2017）14-0198-01

一、數(shù)字化礦山概述

數(shù)字化礦山是對確實(shí)存在的礦山整體以及其相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一認(rèn)識與數(shù)字化再現(xiàn)，是數(shù)字礦區(qū)和數(shù)字煤礦的重要組成部分，其核心是在統(tǒng)一的時間坐標(biāo)和空間框架下，對于各類礦山信息進(jìn)行科學(xué)合理的組織，將大量異質(zhì)的礦山信息資源進(jìn)行全面、高效以及有序的管理和整合。是建立在數(shù)字化、信息化以及集成化等的基礎(chǔ)上的，由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理的管控一體化系統(tǒng)，其中涵蓋了生產(chǎn)、管理、資源以及安全等因素，讓企業(yè)能夠真正實(shí)現(xiàn)整體的協(xié)調(diào)優(yōu)化，并在可持續(xù)發(fā)展的前提下，使礦山企業(yè)的整體效益、市場競爭力以及適應(yīng)能力得到有效的提高，以實(shí)現(xiàn)礦山的綜合自動化為目標(biāo)。

二、數(shù)字化礦山系統(tǒng)的應(yīng)用

1.人員考勤系統(tǒng)

由于大部分礦山人員結(jié)構(gòu)復(fù)雜、綜合素質(zhì)偏低，必須采取行之有效的考勤手段，人員考勤系統(tǒng)的應(yīng)用正好可以很好地杜絕黑工替工這一現(xiàn)象的發(fā)生，并已經(jīng)被多數(shù)的國有礦山所采用。

2.人員設(shè)備定位系統(tǒng)

礦山是一個發(fā)生安全隱患問題比較多的地方，安全生產(chǎn)事故頻發(fā)，既給礦工的家庭帶來了災(zāi)難性的傷害，而且給社會也造成了不利的影響。近些年，科研人員加大對礦山人員設(shè)備定位系統(tǒng)的研究，不僅有利于機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)轉(zhuǎn)，還方便于發(fā)生事故后及時開展救援活動。運(yùn)用全球定位系統(tǒng)（GPS）對露天礦山進(jìn)行人員設(shè)備的定位，另外由于地面對GPS有屏蔽的作用，所以一般情況下采用陀螺定位技術(shù)對井下開采的礦山進(jìn)行定位。但當(dāng)前在我國很多的礦山仍然在使用外國早期的傳輸技術(shù)，不足之處在于存在較大的定位誤差，因此最好采用基于RFID（射頻識別）技術(shù)的井下定位系統(tǒng)或是基于Zigbee和CAN技術(shù)的井下定位系統(tǒng)彌補(bǔ)不足，并可以通過可視化平臺精準(zhǔn)地顯示出井下的人員設(shè)備定位情況。

3.預(yù)警救援系統(tǒng)

我國在礦山生產(chǎn)安全方面有著諸多不足之處，最為主要的就是正在使用的監(jiān)測系統(tǒng)大部分只能報警，而做不到有效地預(yù)警提示。在這種情況下，可以選擇將人員設(shè)備定位系統(tǒng)、井下微震監(jiān)測系統(tǒng)以及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等綜合起來構(gòu)建預(yù)警救援系統(tǒng)。另外，還可以采取加強(qiáng)UPS電源設(shè)計，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生后導(dǎo)致停電的情況下仍可以接著使用，為救援行動能夠有效開展提供便利。

4.儲量管理系統(tǒng)

整個礦山屬于一個動態(tài)的系統(tǒng)，其中資源的儲備量也在隨時發(fā)生變化，而只有及時掌握礦山儲量的變化情況，才能對礦產(chǎn)資源進(jìn)行合理的利用，另外，也有利于相關(guān)的國土資源部門了解資源變動的真實(shí)情況。例如對于金屬礦山來說，通常會運(yùn)用地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)原理，通過礦床三維地質(zhì)模型來預(yù)計礦量，具體可分為建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫、創(chuàng)建三維實(shí)體線框模型、建立塊體模型、采用變異函數(shù)計算品位以及估算礦產(chǎn)儲量等步驟。當(dāng)前，我國很多的礦山在進(jìn)行三維建模時，多數(shù)都在采用國外的Surpac、Micromine等數(shù)字軟件。再通過普通克里格法或距離冪次反比法對塊體模型的塊段進(jìn)行品位賦值，其區(qū)別在于兩種算法的權(quán)值不同，最后再采用地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)對資源儲量進(jìn)行估算。采用Surpac系統(tǒng)輸入變化了的數(shù)據(jù)信息，通過儲量管理計算模塊就能夠?qū)吔邕M(jìn)行重新的圈定，呈現(xiàn)變化了的儲量，并能夠輸出圖形和統(tǒng)計報表。儲量生產(chǎn)管理系統(tǒng)的應(yīng)用改變了以往手工統(tǒng)計數(shù)據(jù)的方式，能夠很好地查詢以及更新修改數(shù)據(jù)，順利完成資源儲量動態(tài)檢測的工作。

5.安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)

礦井里面存在諸多的危險成分，例如有毒有害氣體、粉塵以及超高溫度等，其中在礦井下進(jìn)行礦產(chǎn)開采的過程中很容易產(chǎn)生有毒有害氣體，導(dǎo)致礦工等工作人員出現(xiàn)中毒情況，它是礦山安全事故中最為嚴(yán)重的災(zāi)害事故之一。另外，高密度粉塵或是超高溫度都將給工作人員的身體造成一定程度的傷害，引發(fā)安全事故。為了避免上述等情況的發(fā)生，現(xiàn)有的礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不只是監(jiān)測生產(chǎn)過程當(dāng)中的某一個因素，而是監(jiān)測監(jiān)控整個生產(chǎn)過程中的每個環(huán)節(jié)，具備宏觀全局性。所以對井下隨時有可能出現(xiàn)的各種危險因素進(jìn)行實(shí)時連續(xù)無縫式的監(jiān)測，可以使我國礦山安全生產(chǎn)水平得到有效的提高。

三、結(jié)語

數(shù)字化礦山的建設(shè)是一個長期復(fù)雜、動態(tài)持續(xù)的過程，其中涉及測量、地質(zhì)、采礦以及安全等多項(xiàng)專業(yè)知識和技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合相應(yīng)的軟件建立起三維模擬圖形，可以充分展現(xiàn)出具有立體感的真實(shí)的地質(zhì)形態(tài)和生產(chǎn)現(xiàn)場情況。數(shù)字化礦山建設(shè)的成功，將有利于我國礦產(chǎn)資源行業(yè)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化重組，從而有效提高其在國際市場的競爭力。

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責(zé)任編輯：于 蕾