數(shù)字礦山技術(shù)

1、數(shù)字礦山技術(shù)信息技術(shù)的快速發(fā)展和浪潮般的推廣應(yīng)用為礦山企業(yè)帶來了機(jī)遇也帶來了壓力?！皵?shù)字礦山”應(yīng)運(yùn)而生并開始提到一些決策者的議事議程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)、3S(GISGPSRS)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展國內(nèi)眾多研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者對數(shù)字礦山建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)和建設(shè)方案從不同角度提出了各自的看法及思路。建立數(shù)字礦山既可以實(shí)現(xiàn)安全管理的數(shù)字化為打造本質(zhì)安全型礦井提供信息保障也是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的精細(xì)化為打造高產(chǎn)高效礦井提供決策手

2、段。數(shù)字礦山既不是“數(shù)字地球”概念的簡單延伸也不是普通ERP概念的簡單復(fù)制而是一個包含二者部分特性的嶄新概念。中國礦山在礦山勘察、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)采礦國家的差距越來越大中國礦山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)和利用更沒有形成系統(tǒng)性能穩(wěn)定、信息資源充足的礦山信息基礎(chǔ)設(shè)施也沒有形成“數(shù)字礦山”建設(shè)規(guī)范。2數(shù)字礦山的定義數(shù)字礦山也稱智慧礦山是建立在礦山數(shù)字化基礎(chǔ)上能夠完成礦山企業(yè)所有信

3、息的精準(zhǔn)適時(shí)采集、網(wǎng)絡(luò)化傳輸、規(guī)范化集成、可視化展現(xiàn)、自動化操作和智能化服務(wù)的數(shù)字化智慧體。1)數(shù)字化基礎(chǔ):已把礦山的所有內(nèi)容處理成現(xiàn)代計(jì)算機(jī)可以接受、儲存、拷貝、加工和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字信息并保證信息的完整性。2)精準(zhǔn)適時(shí)采集:能準(zhǔn)確地采集到任何地點(diǎn)、任何時(shí)間所需要的安全、生產(chǎn)和管理等信息并保證信息的及時(shí)性。3)網(wǎng)絡(luò)化傳輸:所有信息包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)可以通過局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)進(jìn)行準(zhǔn)時(shí)、可靠、安全的傳輸必要的數(shù)據(jù)要保證時(shí)鐘同步。

4、4)規(guī)范化集成:通過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式、開放的通信協(xié)議和統(tǒng)一的管理規(guī)范所定義的數(shù)據(jù)倉庫實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用中信息的互連互通確保數(shù)據(jù)的唯一入口和一致性。5)可視化展現(xiàn):對于數(shù)據(jù)倉庫中的所有信息和模型均可用四維地理信息系統(tǒng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、模擬仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)和可視化分析技術(shù)進(jìn)行表達(dá)和展現(xiàn)實(shí)現(xiàn)透明管理。6)自動化操作:對于主要生產(chǎn)執(zhí)行環(huán)節(jié)、監(jiān)聽監(jiān)視環(huán)節(jié)、時(shí)限性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高的環(huán)節(jié)以及環(huán)境惡劣、易疲勞環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)操作自動化或無人化。7)智能化服務(wù):在一些

5、諸如危險(xiǎn)辨識、災(zāi)害預(yù)警、事故報(bào)警、方案設(shè)計(jì)、計(jì)劃編制、過程控制、經(jīng)濟(jì)分析、調(diào)度優(yōu)化等方面提供智能化工具和綜合決策支持最大限度地降低腦力勞動強(qiáng)度避免人為決策失誤。8)數(shù)字化智慧體有2層含義:1通過數(shù)字化再造使整個礦山具有自我分析能力和決策能力使礦山的人、機(jī)、環(huán)境處在高度協(xié)調(diào)的統(tǒng)一體中運(yùn)行2通過不斷地收集、學(xué)習(xí)和濃縮相關(guān)專家的最新知識使數(shù)字礦山的神經(jīng)中樞具有眾多專家集體決策的能力。5數(shù)字礦山研發(fā)進(jìn)展隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和眾多硬件廠商的努

6、力數(shù)字礦山的網(wǎng)絡(luò)平臺和有關(guān)硬件的研究已經(jīng)取得了長足進(jìn)展無論是技術(shù)還是應(yīng)用都已經(jīng)基本成熟。眾所周知數(shù)字礦山軟件系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵是先進(jìn)的理念、科學(xué)的模型和快速的計(jì)算機(jī)算法通過眾多學(xué)者的研究已經(jīng)突破了包括三維精細(xì)化快速建模礦體圈定和精細(xì)儲量評價(jià)各種礦圖的自動生成礦山四維地理信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范建設(shè)礦山災(zāi)害仿真、預(yù)警和事故預(yù)測預(yù)報(bào)專業(yè)系統(tǒng)分析等一系列理論難題。化、網(wǎng)絡(luò)化和可視化.數(shù)字礦山系統(tǒng)開發(fā)涉及諸多關(guān)鍵技術(shù)。2.1礦山三維可視化建模關(guān)鍵技術(shù)三維模

7、型是數(shù)字礦山表達(dá)的基本方式也是實(shí)現(xiàn)數(shù)字礦山的關(guān)鍵.礦山三維地質(zhì)模型是在野外地質(zhì)勘探和室內(nèi)地質(zhì)資料分析的基礎(chǔ)上利用計(jì)算機(jī)量化描述地質(zhì)對象的幾何形態(tài)、拓?fù)潢P(guān)系和物性特征等信息.通過對礦山地質(zhì)對象的一維、二維和三維信息數(shù)據(jù)綜合解釋后重構(gòu)而建立的復(fù)雜整體計(jì)算機(jī)三維模型即為礦山三維地質(zhì)模型。2.2快速市場響應(yīng)機(jī)制下的動態(tài)資源儲量估算技術(shù)礦產(chǎn)資源儲量估算是礦山礦產(chǎn)勘探各階段極其重要的工作之一資源儲量估算的結(jié)果是安排礦產(chǎn)勘查計(jì)劃、礦山開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和

8、管理的基礎(chǔ)和依據(jù).其工作過程不僅僅限于礦石的資源儲量估算而且還涉及到礦石質(zhì)量、礦體形態(tài)、規(guī)模、復(fù)雜程度、工程程度、開采條件及經(jīng)濟(jì)價(jià)值等問題.因此資源儲量估算一直被列為地質(zhì)勘探開發(fā)各階段極其重要的工作中.并且現(xiàn)代礦山生產(chǎn)也迫切需求能適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)和市場動態(tài)變化對礦體的礦石量和品級做出快速應(yīng)變和動態(tài)化、自動化管理的資源儲量估算方法及軟件系統(tǒng)。2.3支持礦山信息化全程計(jì)算機(jī)輔助的系統(tǒng)集成化技術(shù)對于礦山由于問題域的復(fù)雜性導(dǎo)致信息化中往往是在勘探

9、、開采設(shè)計(jì)、礦山生產(chǎn)等環(huán)節(jié)采用多個不同的軟、硬系統(tǒng)多種技術(shù)綜合應(yīng)用如何整體實(shí)現(xiàn)信息化是一個難題.進(jìn)行“多S”的集成使各部分有機(jī)結(jié)合、相互銜接數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流轉(zhuǎn)順暢、充分共享.這既是礦山工作信息化的基本內(nèi)容之一也是礦山工作信息化的基本標(biāo)志之一。建設(shè)數(shù)字礦山對充分利用開發(fā)礦山資源化解開采過程中的高危險(xiǎn)、高危害因素落實(shí)我國礦產(chǎn)資源開發(fā)政策促進(jìn)礦山科技進(jìn)步的發(fā)展等具有積極重要的意義。通過對數(shù)字礦山定義的分析闡述了數(shù)字礦山的主要特征并據(jù)此提出了我國

10、數(shù)字礦山建設(shè)的主要內(nèi)容。數(shù)字礦山是未來礦山的發(fā)展方向。礦山應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況整體規(guī)劃礦山的數(shù)字化建設(shè)有重點(diǎn)、分步驟地實(shí)施。建立礦山信息管理系統(tǒng)為礦山數(shù)字化搭建好軟硬件網(wǎng)絡(luò)平臺實(shí)現(xiàn)礦山管理數(shù)字化。數(shù)字建設(shè)涉及到企業(yè)的方方面面首先是人的思想觀念與思維方式的轉(zhuǎn)變?nèi)缓笫瞧髽I(yè)管理體制與管理模式的變革.企業(yè)決策者、管理者和廣大工程技術(shù)人員要共同參與和積極配合才能再創(chuàng)礦山企業(yè)輝煌。在數(shù)字礦山建設(shè)的過程中既要從系統(tǒng)的角度去探討數(shù)字礦山的整體功能及其構(gòu)架也應(yīng)

11、該有側(cè)重的對數(shù)字礦山的系統(tǒng)功能內(nèi)涵及含蓋的幾個核心技術(shù).我國數(shù)字礦山戰(zhàn)略對策我國礦山企業(yè)信息化現(xiàn)狀基本是%無路無車’(既沒有起碼的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施與硬件資源“又沒有相應(yīng)的礦山應(yīng)用軟件)&%有路無車’(進(jìn)行了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施與硬件資源建設(shè)投入“卻忽視了礦山應(yīng)用軟件的投入)&%車貨不一’(礦山應(yīng)用軟件及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建設(shè)混亂無序“無法實(shí)現(xiàn)信息資源共享)三層次并存&&0$受體制&觀念和教育程度的限制“我國礦山企業(yè)的決策者&管理者和工程技術(shù)人員在礦山信

12、息化建設(shè)方面尚存在1種不良傾向因循守舊&短期效益&重硬輕軟和事不關(guān)己高高掛起&&0$“2戰(zhàn)略在給我國礦業(yè)帶來挑戰(zhàn)的同時(shí)“也帶來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇$礦山信息化改造是一項(xiàng)復(fù)雜&系統(tǒng)而艱巨的工作“有觀念的因素“也有技術(shù)的因素和資金的制約$因此“提出以下戰(zhàn)略對策$$3進(jìn)行觀念更新$組織人才培訓(xùn)應(yīng)加大宣傳力度“組織各類人才培訓(xùn)“盡快進(jìn)行觀念更新“使企業(yè)決策者&管理者和廣大工程技術(shù)人員積極參與和協(xié)同配合“3建設(shè)$$%加大經(jīng)費(fèi)投入$組織科技攻關(guān)政府