1、精選優質文檔-傾情為你奉上數字礦山軟件國內應用現狀 姓名： 學院：信息科學與工程學院 班級： 學號： 摘要：數字礦山被定義為，以計算機及其網絡為手段，把礦山的所有空間和有用屬性實現數字化存儲、傳輸、表述和深加工，并應用于生產與管理和決策之中。近年來，我國礦山數字化進程發展較快，取得了一些成就，但總體數字化程度不高，與國際先進水平仍有很大差距。 關鍵詞：數字礦山；數字化；應用；現狀 數字化礦山(Digital Mine)或簡化/簡稱為“數字礦山”，是對真實礦山整體及其相關現象的統一認識與數字化再現，是一個“硅質礦山”，是數字礦區和數字煤礦的一個重要組成部分。核心是在統一的時間坐標和空間框架下，科

2、學合理地組織各類礦山信息，將海量異質的礦山信息資源進行全面、高效和有序的管理和整合。 隨著計算機技術、空間數據庫技術以及地理信息系統技術的發展與深入研究，信息化在采礦工程及礦山生產技術管理中，也發揮著越來越重要的作用。信息技術的快速發展和浪潮般的推廣應用，為礦山企業帶來了機遇，也帶來了壓力，“數字礦山”應運而生。數字礦山是以計算機及其網絡為核心手段，實現礦山信息的獲取、存儲、傳輸、表述、深加工及其在各個生產環節和管理與決策中的應用。它是一個由多個相互關聯的軟、硬件分系統組成的龐大系統。礦山數字化的最終目標，是應用礦產經濟、數學地質、信息技術的原理與方法，通過計算機及軟件，把礦床地質、礦產開發等

3、有關信息，以地理坐標為標準有機集成起來。并通過數學分析研究，建立這些數據的三維空間聯系，實現現實礦山實體的數字化、可視化，從而解決礦山生產動態管理、生產方案優化決策、礦山生產規劃、礦床邊深部找礦增儲、資源的合理開發利用等技術問題，以便減少資源的浪費和環境污染，提高礦業開發的社會經濟效益。1.礦山數字化的必要性及其應用從世紀年代中期起，計算機在我國礦山開始得到應用，經過學術界與工業界近年的努力，取得了不小進展。數字礦山則是數字地球和數字中國理念及技術，在礦山勘探、開發及礦山管理中的具體應用，是一種未來礦山的嶄新體系，是對真實礦山整體及其相關現象的統一認識與數字化再現。礦山數字化的實現對礦山企業的

4、發展具有極其重要的意義。1.1化解礦山風險隱患，增強安全系數數字礦山建設的目的，就是要通過將礦山各種信息系統、計算技術和工業控制的有機整合，最大限度合理調配各種資源，最優化地控制與調度各種裝備與設備，實現礦山管理的科學性和生產的安全、高效、經濟和礦產資源利用的最優化。數字礦山是對真實礦山整體及其相關現象的統一性認識與數字化再現，可以有效利用數字化的方式，對環境進行監測和監視。對生產空間的各種信息進行采集，建立各種分析模型。對采集的信息進行加工處理，化解開采過程中的高危險、高危害因素，預防可能發生的各種災害事故，做到重大事故的提前處理，把事故消滅在隱患之中。降低開采風險，降低工人勞動強度和保障生

5、產人員的安全。通過礦山數字化，提高礦山安全生產管理能力，進一步提升礦山技術管理水平，為安全生產決策提供技術保障，最終實現基于數字化、信息化和管理現代化的本質安全型礦井。1.2合理開發資源，減少資源浪費和環境污染隨著現在高品位的礦山、易采礦石越來越少，低品位礦石和埋藏深度大的礦石越來越多，越來越難采、難選。數字化礦山，一方面可以重新圈定礦體和計算儲量，另一方面也可以為降低采礦成本提供有效的途徑。礦山數字化后，可優化工業指標，根據不同產品的廠家對原料的要求，通過有目的、有計地采礦，富礦石與中低品位礦石按一定比例配礦成為商品礦石，也增加了中貧礦石的利用率。數字礦山有利于合理開發資源，充分利用中低品位

6、礦石，綜合利用多組分礦物資源，優化品位指標。同時，通過建立礦物模型，查明三維空間各礦物定量分布規律，通過定點采礦和按比例配礦，保持人選礦石中礦物含量有利配比，提高選礦回收率，降低選礦藥劑的用量，減少資源浪費和環境污染。1.3降低礦山勞動強度，提高工作效率通過礦山數字化信息系統，可以了解整個礦山所涉及的信息過程，特別是礦山系統多體之間信息的聯系和相互作用的規律。以計算機為工具建立的原始資料數據庫和礦床模型，可隨時在計算機上高效、便捷查尋。利用這些數據建立地質模型；進行不同礦種不同品位的資源管理和資源評估，也可以利用地質模型進行礦山設計、井下測量、安排生產進度、優化參數等功能。數字化礦山以開采生產

7、計劃編制為基礎，依據實際的礦石開采量和礦石品質數據，調整計劃目標和重新編制生產計劃。針對實際生產過程中設備生產能力改變、突發故障等不確定情況，研究采礦設備調度優化方法，在無線網絡的支持下，對現場開采生產進行監控并提出動態調整建議和措施，使得采礦生產滿足計劃要求以及采礦生產成本最小化，提高生產效益和社會效益。2礦山數字化系統構架數字礦山建設的目的，是以信息的無縫鏈接來融合礦山生產過程中的各個生產單元，無論是組成、結構和技術要求等各個方面，數字礦山都是一個非常龐大的信息系統。它采用計算機網絡技術、數據庫技術、計算機圖形學、組件技術及技術等，建設礦山統一的空間數據采集、存儲、輸出、查詢與分析平臺，構

8、建服務于生產技術人員的地測、通風、安全、生產技術、調度、機電、運輸、設備及辦公自動化等專業應用系統平臺。2.1數字礦山的基本結構數字礦山以技術為基礎，通過有線和無線網絡接入測繪系統、地質勘探單元，融合遙感航拍等數據，建立豐富詳盡的基礎地理信息系統數據庫，并對這些基礎信息通過三維地學建模系統進行處理和可視化表達，進一步分析、提取相關背景知識，為采礦設計與決策支持系統提供依據。通過決策與支持系統的進一步知識升華，將直接能夠提供給采礦指揮系統參考信息，來生成生產的指導計劃。2.2數字礦山的系統組成按照功能劃分，數字礦山包括六大類系統，即數據獲取與管理系統、數字開采系統、礦區地理信息系統、選礦數字監控

9、系統、管理系統、決策支持系統，每個系統分別定義了具體的功能要求。其中，數字開采系統是核心系統，也是效率和效益的主要創造者。數字開采系統完成與開采各工序直接相關的所有工作，它有礦床模型系統、地質模型系統、優化與模擬系統、輔助設計系統、調度系統等分系統組成。國際上有名的礦山專業軟件公司，都把開發重點放在數字開采系統上。2.3數字礦山的系統結構層次從數字礦山的技術與結構進行分析，可以將復雜的數字礦山系統分為了個層次，每個層包含了對應的應用功能，各個層次和功能之間相對獨立又能保持良好的相關性，很好的處理了內聚與耦合的辯證要求。數據層，即數據獲取與存儲層，為后續各層提供部分或全部輸入數據；模型層，即表述

10、層，它不僅將數據加工為直觀、形象的表述形式，而且為優化、模擬與設計提供輸入；模擬與優化層，實現工藝流程模擬、參數優化、設計與計劃方案優化等；設計層，即計算機輔助設計層，為把優化解轉化為可執行方案，或直接為進行方案設計提供手段；執行與控制層是生產方案的執行者，如自動調度、流程參數自動監測與控制、遠程操作等；管理層，包括與辦公自動化；決策支持層，依據各種信息和以上各層提供的數據加工成果，進行相關分析與預測，為決策者提供各個層次的決策支持。3礦山數字化現狀及存在的問題3.1我國礦山數字化現狀長期以來，我國的礦山一直處于勞動密集型的機械化初級水平，管理粗放，技術和裝備水平落后，決策、設計、生產等許多環

11、節中都是依賴于經驗，科學性程度不高。主要表現為：礦山地質、測量、采礦技術工作手段落后，設計編制人為因素較大，施工、生產過程自動化控制程度低，作業安全保障程度低，生產可視化程度低、通信手段落后，生產設備落后、工人缺乏安全生產與合理操作培訓，管理理念陳舊，系統不健全，信息傳遞速度慢等。這些問題，主要是由于礦山的管理水平較低，管理創新能力不足，經營觀念陳舊、管理基礎薄弱、管理手段和方式落后，導致先進技術、系統和手段上的引進、建設力度不夠。由此造成了生產科學性不高、安全程度低、開采合理性不夠、生產效率低、上傳下達滯后、缺乏有效的安全預警手段和機制等問題。為保障礦山生產的安全、合理、高效，加強礦山的數字

12、化建設就顯得尤為重要。3.2礦山數字化存在的問題在我國，數字礦山的研究已掀起一股熱潮，隨著現代信息技術的發展，我國數字礦山也已經開始從理論分析階段逐步走向實際應用。數字礦山技術復雜，系統龐大，是一個涉及領域很廣的新興學科，數字礦山的建設也是一個龐大的系統工程。雖然我國數字礦山技術研究取得了一定的成績，但是礦山數字化總體水平還很低，在礦山數字化進程上還是存在著不少問題，與國際先進水平有很大差距。3.2.1礦山開采的復雜性和分散性礦山是以自然資源開發利用為對象的生產企業。賦存于地殼淺層中的礦產資源，不僅其所賦存的地質環境非常復雜，而且，對礦體本身而言，其空間位置、形態、元素品位分布等均極富變化，是

13、一個復雜的系統。而且，其主要作業場所都會隨著時間的推移而不斷發生變化，正常的生產過程一般都要經歷采切、鑿巖、崩礦、出礦、充填等環節，與其他加工企業工藝流程相比，具有離散（即工藝不連續）、分散（即作業場所多）等特征。3.2.2礦山數據豐富但知識貧乏隨著數據庫技術的迅速發展以及數據庫管理系統在礦山廣泛應用，礦山積累的數據越來越多。激增的數據背后，隱藏著許多重要的礦山生產經營信息，人們希望能夠對其進行更高層次的分析，以便更好的利用這些數據。目前的信息系統，可以高效的實現數據的錄入、查詢、統計等功能。卻由于缺乏有效的數據分析和挖掘工具，無法發現數據中存在的關系和規則，無法根據現有的數據預測礦山的發展趨

14、勢，從而導致“數據爆炸但知識貧乏”的現象。3.2.3礦山信息標準化工作滯后大部分大中型礦山企業已經建立了企業內部網，但是絕大多數企業起到的作用僅僅是停留在媒體的簡單擴充上，沒有充分利用網絡進行網絡深層的信息資源挖掘，缺乏共享的、網絡化的信息資源。企業的產品編碼、管理編碼和統計指標等技術標準、規范不一，不能使企業內部、企業與客戶、供應商、業務伙伴的信息流暢通，更談不上電子商務的運用。4數字礦山發展建議基于礦山數字化的一些問題，應建立礦山數據倉庫、礦產資源管理數字化、采、供、銷管理數字化、礦山安全管理數字化、礦山地、測、采專業的數字化的應對策略。4.1礦山地、測、采專業的數字化地質、采礦、測量是礦

15、山的主體專業，是直接為礦山生產服務的，是礦山的核心技術。這部分工作技術含量大，實施難度也大，對人才的要求也高，建立相應的數據庫管理系統是很必要的。在該數據庫中，存儲礦山地形、地質資料，巖層和礦體的產狀，礦石儲量資料，開采設計資料等礦山一系列的原始、動態資料。該數據庫可以方便地質、測量、采礦設計人員和管理人員隨時查詢，了解礦山的整體開采狀況和局部工作面的工作進度，為地質、測量、采礦設計人員極大的減輕了工作負擔，也方便了管理人員進行資料管理。4.2建立礦山數據倉庫數據是礦山生產、管理的重要依據，而礦山現有的數據分散到企業的不同層次、不同部門，無法進行深入、系統的數據分析，更不能滿足管理者的決策分析

16、需求，建立一套全面的礦山數據顯得非常重要。礦山數據倉庫，是實現礦山價值鏈從勘探、采礦、選礦、銷售到礦山復墾全礦范圍的信息倉庫。4.3數字礦山的關鍵技術研發加強數字礦山關鍵技術的自主研發，掌握信息化核心技術開發的自主知識產權，對數字礦山建設至關重要。要建立企業級共享礦業地理管理信息系統，開發礦山專用軟件與模型，改進井下多媒體通訊與無線傳輸技術，加大智能采礦技術研發力度，提高虛擬現實與可視化技術等。5結語數字地球的概念在美國提出之后，采礦業發達國家就已開始利用數字信息技術來改造和提升采礦業，不僅變革了傳統礦業沿襲百年的生產工藝和組織管理模式，且極大地提高了礦山企業的生產效率和安全水平。建設我國礦山

17、數字化，也將是社會經濟、資源環境可持續發展的重要方向。數字礦山是未來礦山的發展方向。礦山應根據實際情況，整體規劃礦山的數字化建設，有重點、分步驟地實施。建立礦山信息管理系統，為礦山數字化搭建好軟硬件網絡平臺，實現礦山管理數字化。參考文獻：1 李育泉礦山數字化技術及其在杜兒坪礦的應用J科技情報開發與經濟，2009(23）2 王青，吳惠城，牛京考數字礦山的功能內涵及系統構成J中國礦業，2004(1）3 王豐收，付光梅，李寶健，等礦山數字化系統的研究J工業安全與環保，2008(10）4 秦德先，陳愛兵，燕永鋒，等礦山數字化信息系統及其應用研究J中國工程科學，2005(4）5孫豁然，徐帥論數字礦山J金

18、屬礦山，2007(2）出師表：先帝創業未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛之臣不懈于內，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費祎、董允等，此皆良實，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下：愚以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補闕漏，有所廣益。將軍向寵，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰“能”，是以眾議舉寵為督：愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優劣得所。 親賢臣，遠小人，此先漢所以興隆也；親小人，遠賢臣，此后漢所以傾頹也。先帝在時，每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、靈也。侍中、尚書、長史、參軍，此悉貞良死節之臣，愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計日而待也。臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顧臣于草廬之中