數字礦山技術字礦山”應運而生并開始提到一些決策者的議事議程。絡技術的發展,國內眾多研究機構和學者對數字礦山建設的關鍵技術和建設方案從不同角度提出了各自的看法及思路。建立數字礦山既可以實現安全管理的數字化,為打造本質安全型礦井提供信息保障,也是實現生產管理的精細化,為打造高產高效礦井提供決策手段。數字礦山既不是“數字地球”概念的簡單延伸,也不是普通ERP概念的簡單復制,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、規劃、設計、生產、管理、全過程監控等信息化領域與發達采礦國家的差距越來越大,中國礦山既沒有把信息資源當作礦山、信息資源充足的礦山信息基礎設施,也沒有形成“數字礦山”建設規范。2數字礦山的定義數字礦山也稱智慧礦山,是建立在礦山數字化基礎上能夠完成礦山企業所有信息的精準適時采集、網絡化傳輸、規范化集成、可視化展現、自動化操作和智能化服務的數字化智1)數字化基礎:已把礦山的所有內容處理成現代計算機可以接受、儲存、拷貝、加工和網絡傳輸的數字信息,并保證信息的完整性。2)精準適時采集:能準確地采集到任何地點、任何時間所需要的安全、生產和管理等信息,并保證信息的及時性。3)網絡化傳輸:所有信息包括實時數據、多媒體數據和管理數據可以通過局域網和廣域網進行準時、可靠、安全的傳輸,必要的數據要保證時鐘同步。4)規范化集成:通過標準的數據格式、開放的通信協議和統一的管理規范所定義的數據倉庫實現各種應用中信息的互連互通,確保數據的唯一入口和一致性。5)可視化展現:對于數據倉庫中的所有信息和模型均可用四維地理信息系統技術、虛理。6)自動化操作:對于主要生產執行環節、監聽監視環節、時限性強、準確度高的環節以及環境惡劣、易疲勞環節實現操作自動化或無人化。7)智能化服務:在一些諸如危險辨識、災害預警、事故報警、方案設計、計劃編制、過程控制、經濟分析、調度優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度,避免人為決策失誤。8)數字化智慧體有2層含義:1通過數字化再造使整個礦山具有自我分析能力和決策相關專家的最新知識,使數字礦山的神經中樞具有眾多專家集體決策的能力。5數字礦山研發進展隨著計算機網絡技術的發展和眾多硬件廠商的努力,數字礦山的網絡平臺和有關硬件的研究已經取得了長足進展,無論是技術還是應用都已經基本成熟。眾所周知,數字礦山軟件系統的技術關鍵是先進的理念、科學的模型和快速的計算機算法,通過眾多學者的研究,已經突破了包括三維精細化快速建模,礦體圈定和精細儲量評價,各種礦圖的自動生成,礦山四維地理信息系統技術規范建設,礦山災害仿真、預警和事故預測預報,專業系統分析等難題。3)我國礦山信息化程度低,目前應該投入大量的人力、物力、財力在全國大力進行數字礦山建設,盡快地把我國的礦山建設成數字礦山,化解礦山開采過程中的高風險、高危害因素,落實我國資源開發政策,力保使我國資源開發進入可持續發展的良性軌道,從而提高我力。4)信息技術在我國礦山企業的應用現狀數字礦山是信息技術在礦山企業的應用程度的集中體現。建設數字礦山,必須立足現狀,有目標、有步驟地推進。因此,有必要對信息技術在我國礦山企業的應用現狀進行實事求是的定位,對我們現在處在通向數字礦山道路的什么階段有一個清醒的認識。從上個世紀80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20年的努力,取得如今已不同程度地在計算機上完成;一些礦業公司和礦山企業建成了局域網;不同規模的管理信息系統的應用較為普遍,并開始向更高層次升級。然而,從發揮的效用看,信息技術在我國礦山企業的應用還十分有限,概括起來有以下主要特點:(1)應用的廣度和深度處于,系統軟件和常用的平臺軟件大都是最新版本,但應用的廣度和深度仍處于初級階段。例如,在管理方面,計算機與網絡主要用于財務、生產臺帳、綜合統計、報表生成等,以及這些工作中的數據傳輸;在礦體圈定、礦量品位計算及生產計劃等與礦山生產直接相關的領域,計算機主要用于模仿手工作業過程,即使如此,計算機化的程度也還較低(不少礦山仍然在圖板上完成大部分工作);在選礦方面,少數礦山安裝了簡單的監測系統。先進的手段與實踐中觀念和方法的陳舊之間的矛盾阻礙了信息技軟件產品。簡單的辦公自動化和管理軟件可以交給任何一家軟件公司開發,但深層次應用必需的、直接用于生產過程與技術方案設計的專業軟件,至今沒有專業的開發隊伍,沒有達到礦山生產過程的軟件,但它們大都是針對某個具體問題而開發,功能專一、零散,形不成系統,實用性不強,大部分只有很短的使用壽命,有的甚至一開發出來就束之高閣。國外有不少高水平的、功能強大的用于礦山生產的專業軟件產品,但在中國的推廣困難重重。除一套完整的進口系統價格昂貴外,最重要的原因是軟件系統中使用的解決問題的理念和方法與我國現行的理念和方法差別太大,難于應用。凡此種種,致使適用于我國礦山生產實際的專業軟件在低水平上徘徊了若干年后,許多科研院所和礦山開發的軟件出現應用流產,而后處于近乎停頓不前的狀態。(3)信息技術的應用所帶來的效益甚微。如前所述,直到今日,信等),再加上體制和高知識層次應用人才缺乏的制約,致使信息技術帶來的效益(直觀效益和隱形效益)甚微。礦山資源勘查開發信息化建設是數字礦山建設的核心內容,而實現礦山資源勘查開發統工程原理,在數字礦山建設中應以整體最優化為基本目標,整體設計、分步實施、循序漸進,其中的信息技術系統建設應以主題式礦山地質點源數據庫建設為核心,并且與MIS、DDS、ERP和OAS建設密切結合,抓住幾個關鍵技術和數據標準體系,實行多S結合與集數字礦山系統研發中的部分關鍵技術“數字礦山”是真實礦山整體及其相關現象和生產過程的全面數字化、信息化,是存儲于計算機網絡上的、能供多用戶訪問和應用的一種虛擬礦山.通過“數字礦山”能使礦山自然地理、生態環境、礦床地質、礦山建設、掘采選冶、決策規劃等實現數字化、信息化、網絡化和可視化.數字礦山系統開發涉及諸多關鍵技術。2.1礦山三維可視化建模關鍵技術三維模型是數字礦山表達的基本方式,也是實現數字礦山的關鍵.礦山三維地質模型是在野外地質勘探和室內地質資料分析的基礎上,利用計算機量化描述地質對象的幾何形態、拓撲關系和物性特征等信息.通過對礦山地質對象的一維、二維和三維信息數據綜合解釋后重構而建立的復雜整體計算機三維模型即為礦山三維地質模型。2.2快速市場響應機制下的動態資源儲量估算技術礦產資源儲量估算是礦山礦產勘探各階段極其重要的工作之一,資源儲量估算的結果是安排礦產勘查計劃、礦山開發、生產計劃和管理的基礎和依據.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量、礦體形態、規模、復雜程度、工程程度、開采條件及經濟價值等問題.因此,資源儲量估算一直被列為地質勘探開發各階段極其重要的工作中.并且現代礦山生產也迫切需求能適應大規模生產和市場動態變化,對礦體的礦石量和信息化全程計算機輔助的系統集成化技術對于礦山,由于問題域的復雜性導致信息化中往往是在勘探、開采設計、礦山生產等環節采用多個不同的軟、硬系統,多種技術綜合應用,如何整體實現信息化是一個難題.進行“多S”的集成,使各部分有機結合、相互銜接,數據在系統中流轉順暢、充分共享.這既是礦山工作信息化的基本內容之一,也是礦山工作信息化的基本標志之一。建設數字礦山對充分利用開發礦山資源,化解開采過程中的高危險、高危害因素,落實我國礦產資源開發政策,促進礦山科技進步的發展等具有積極重要的意義。通過對數字礦山定義的分析,闡述了數字礦山的主要特征并據此提出了我國數字礦山建設的主要內容。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,實面,首先是人的思想觀念與思維方式的轉變,然后是企業管理體制與管理模式的變革.企業決策者、管理者和廣大工程技術人員要共同參與和積極配合,才能再創礦山企業輝煌。在數字礦山建設的過程中,既要從系統的角度去探討數字礦山的整體功能及其構架,也應該有側重的對數字礦山的系統功能內涵及含蓋的幾個核心技術.我國數字礦山戰略對策我國礦山企業信息化現狀基本是%無路無車’(既沒有起碼的計算機網絡設施與硬件資源"又沒有相應的礦山應用軟件)&%有路無車’(進行了計算機網絡設施與硬件資源建設投入"卻忽視了礦山應用軟件的投入)&%車貨不一’(礦山應用軟件及基礎數據的建設混亂無序"無法實現信息資源共享)三層次并存/&&0$受體制&觀念和教育程度的限制"我國礦山企業的決策者&管理者和工程技術人員在礦山信息化建設方面尚存在1種不良傾向-因循守舊&短期效益&重硬輕軟和事不關己高高掛起/&&0$"2戰略在給我國礦業帶來挑戰的同時"也帶來了前所未有的發展機遇$礦山信息化改造是一項復雜&系統而艱巨的工作"有觀念的因素"也有技術的因素和資金的制約$因此"提出以下戰略對策$,$3進行觀念更新$組織人才培訓應加大宣傳力度"組織各類人才培訓"盡快進行觀念更新"使企業決策者&管理者和廣大工程技術人員積極參與和協同配合"3建設$,$%加大經費投入$組織科技攻關政府&企業應高度重視和聯合投入"通過設立持續穩定的%數字礦山’創新基金來支持"3創新研究"組織不同層次&不同范圍的科研攻關與技術推廣$,$’形成優勢合力$穩步健康推進有關高校&院所和礦山企業之間&不同高校和學科之間應優勢互補&通力合作"有計劃&有步驟地穩步實施"3戰略"力爭實現我國礦業生產的跨越式發展"使我國的礦山和礦區逐步走向可持續發DM的基本組成DM作為一個復雜巨系統,具有同心圓型的層次結構特點.按數據流和功能流進行剖分,DM結構由外向里依次為采集系統、調度系統、應用系統、過濾系統、核心系統共5部分.其基本組成如圖1所示.(1)采集系統負責數據的采集、處理與更新,包括測量、勘探、傳感和文檔(含設計數據)四大類礦山基礎數據.(2)調度系統作為礦山信息化辦公與決策的公共平臺和各類礦山軟件集成和各類模型融合的公共載體的MGIS,負責礦山地物對象的拓撲建立與維護、空間查詢與分析、礦山制圖與輸出等GIS基本功能,并進行數據訪問