數字礦山的建設論文

論文導讀：數字礦山實際就是以礦山系統爲原型，以礦山科學、資訊科學、人工智能爲理論基礎，透過採用現代資訊、數據庫、網絡支撐、傳感器和過程智能控制技術，在礦山企業生產活動的三維尺度範圍內，對礦山生產、經營與管理的各個環節及生產要素實現礦山企業生產的安全、高效和低耗，達到礦山資源管理和生產的最優化。（1）各行業競相建設：煤炭、冶金、有色、黃金、非金屬等礦山競相開展了多種數字礦山技術開發與示範工程建設，並在技術先進性、建設效果等方面相互超越。（1）目前，透過研究GPS的WGS-84座標系與我國國家大地座標系以及礦區獨立座標系之間相互轉換的問題，提出基於Delaunay三角網的遊動9參數等一系列座標轉換方法，以滿足礦區控制網座標轉換的實際需要。

關鍵詞：礦山，建設，方法

1.引言

21世紀是各種技術飛速發展的時期，數字化、網絡化、智能化已成爲知識經濟的重要標誌，通訊、資訊和自動化生產及檢測技術的迅速發展和應用已經深刻地影響和改變着傳統的礦業生產。數字礦山實際就是以礦山系統爲原型，以礦山科學、資訊科學、人工智能爲理論基礎，透過採用現代資訊、數據庫、網絡支撐、傳感器和過程智能控制技術，在礦山企業生產活動的三維尺度範圍內，對礦山生產、經營與管理的各個環節及生產要素實現礦山企業生產的安全、高效和低耗，達到礦山資源管理和生產的最優化。

2.數字礦山概述

2.1數字礦山概念

數字礦山就是指在礦山範圍內建立一個以三維座標爲主線,將礦山資訊構建成一個礦山資訊模型,描述礦山中每一點的全部資訊。按三維座標組織、存儲起來,並提供有效、方便和直觀的檢索手段和顯示手段,使有關人員都可以快速準確、充分和完整地瞭解及利用礦山各方面的資訊。科技論文。

2.2數字礦山意義

數字礦山可將企業的安全生產與經營管理業務流程數字化並加工成新的資訊資源,迅速準確地提供給各層次的'管理者及時掌握動態業務中的一切資訊,以做出有利於生產要素組合優化的決策,使企業資源合理配置,從而使企業能夠適應瞬息萬變的市場經濟競爭環境,求得最大的經濟效益。

2.3數字礦山的特徵

2.3.1實時的數據傳輸網絡。數字礦山技術環境下，理論上講礦山數據庫實時更新，井下工程數據可以實時傳輸到數據庫，井下瓦斯傳感器實時監測各處瓦斯含量，並實時反映到監測網絡上，井下現實狀態真實地、實時地反映出來，克服了傳統滯後性，提高了礦山工程的科學性。

2.3.2礦業數據資訊系統化。數字礦山的核心就是數據倉庫。科技論文。整個礦山的問題都與礦業地理資訊有關，所以事件必須與準確的地理資訊數據緊密聯繫。真正做到從數據收集、處理、融合、設備跟蹤、動態定位、調度指揮的全過程系統化。

2.3.3三維模擬系統。建立起虛擬礦山，進行礦山的模擬運轉，運輸系統模擬運轉、通風系統的模擬運轉、電路電機系統的模擬運轉，進行礦井開拓設計對比，突發事故搶險演習等等，還可以對礦工進行虛擬的井下條件培訓，提高他們的安全意識和工作效率。

3.數字礦山建設

3.1數字礦山建設現狀

目前，我國數字礦山建設現狀成果喜人，一批產、學、研結合的數字礦山建設優秀項目與成果脫穎而出。其特點可概括爲：

（1）各行業競相建設：煤炭、冶金、有色、黃金、非金屬等礦山競相開展了多種數字礦山技術開發與示範工程建設，並在技術先進性、建設效果等方面相互超越。

（2）建設重點各不相同：目前的數字礦山工程建設形式多樣，有的以OA&ERP爲主，有的以面向地質測量、一通三防、採掘設計爲主，有的以人員定位、光纖環網、井下通訊系統爲主，也有的以卡車調度、監測監控、安全檢查系統爲主。

（3）建設起點差別較大：由於各礦山行業、各生產礦井的資訊化水平不同，基礎條件和技術力量差異較大，因此具體實施數字礦山工程建設，存在改造提升、技術跨越和技術研發3種基本形態。

3.2 數字礦山建設

本文主要論述基於3S技術的數字礦山建設。3S技術在礦山建設中廣泛應用。GPS除廣泛應用於礦區控制及地面測量外，在變形監測、卡車調度等方面也得到了應用；RS近年已發展成爲礦區生態環境受採礦影響的監測、調查與分析的重要手段；GIS在礦業界出現了應用推廣與理論研究並重的局面。

3.2.1 GPS在數字礦山建設中的應用

（1）目前，透過研究GPS的WGS-84座標系與我國國家大地座標系以及礦區獨立座標系之間相互轉換的問題，提出基於Delaunay三角網的遊動9參數等一系列座標轉換方法，以滿足礦區控制網座標轉換的實際需要。

（2）我國一些露天煤礦成功應用了卡車計算機調度系統進行礦山生產的指揮調度。藉助無線通信和GPS衛星定位系統,將收集到的各種數據和邊坡監測數據實時地傳送到中央計算機,由中央計算機進行處理和調度,最終建立起一條數字化生產指揮控制鏈,提高了設備的臺時效率,實現了採礦作業的最優化,鑽機管理部分利用高精度GPS定位系統,實現了爆破孔的自動定位。

3.2.2 RS技術在數字礦山建設中的應用

（1）礦產資源開採狀況遙感動態監測。所謂礦產資源開採狀況動態監測，是將不同時相的礦區環境數據進行對比，從空間和數量上分析其動態變化特徵及未來發展趨勢。目前礦山遙感動態監測提取資訊的方法主要有人機交互式方法和計算機自動提取方法。人機交互式提取，最主要的是在遙感圖像上劃出各地物界線，得到遙感分類圖，再比較各時相的遙感分類圖，這樣可以很好地提取礦山各種地物的變化資訊。

（2）礦山地質災害遙感監測。地質災害是礦山生產與礦區發展的重要影響因素。地質災害發生是一個時空動態過程，遙感應用於防災減災主要包括三個階段：災害發生前對孕災因子、背景資訊的獲取、管理與預處理，並進行災害預報；災害發生過程中對災情的實時動態監測，提供救災減災需要的空間和專題資訊，並進行資訊分析、優化決策等；災害發生後對災情進行綜合分析和災害損失評估，爲災後重建提供資訊基礎和分析。

3.2.3 GIS技術在數字礦山建設中的應用基於GIS技術的礦業地理資訊系統(MGIS)，是實現礦山資訊化的最重要的工具之一。MGIS以在計算機網絡上建立一個長期穩定執行的分佈式系統爲目的，從而實現礦山企業中各種資訊資源的共享，爲“數字礦山”的實現奠定堅實的基礎。

MGIS的功能主要體現在以下幾個方面：

（1）礦山資訊系統的數據管理。針對礦山數據資訊的複雜性、海量性、不確定性和動態多源、多精度、多時相和多尺度性的特點，爲統一管理和共享數據，必須研究一種新型的空間數據庫管理技術，其中包括礦山數據的分類組織、分類編碼、元數據標準、高效檢索、快速更新與分佈式管理。而從海量的礦山數據中提取專題資訊、發掘隱含規律也是空間數據管理的一方面。

（2）空間查詢、空間分析。空間查詢與空間分析是GIS的基本功能，在礦區中，“圖查屬性”、“屬性查圖”、空間緩衝區分析、疊加分析、網絡分析等功能，可以用於採礦過程中保安煤粒的設計、各水平煤層共同要素的提取、通風網絡的設計與實施等。科技論文。

（3）礦區製圖功能。MGIS系統能夠提供各種機制的高品質的數字礦圖，如礦井開拓圖、礦區地形圖、礦區土地利用圖、礦牀產狀圖、採掘工程圖、井上下對照圖等。

4.結束語

數字礦山是礦業科技創新的核心方向，是礦山可持續發展的保障。隨着資訊技術的飛速發展，數字礦山將會很快在礦山生產中推廣應用，數字礦山的強大功能及在礦山生產中的重要性將會在日後的應用中逐步體現出來。

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