中国数字矿山建设的道路

[摘 要]随着科技的发展,人们生活水平的日益提高,能源危机已经迫在眉睫.社会的快速发展给中外的采矿业也带来了前所未有的机遇与挑战.采矿业是以矿产资源为生产对象的古老产业,绝大多数的矿山都以劳动密集型传统的开采技术为主,不仅大量耗费劳动力、生产量底、而且也付出了巨大的环境代价.所以我们必须要为合理的利用与开发中国矿山开辟出一条新的道路——数字矿山的建设.

[关 键 词]矿山数字化建设发展

一、所谓数字矿山

1.数字矿山的概述

数字矿山的建设通俗点来讲其实是和数字化地球的建设是相同的,只是尺度与范围有所不同而已.所谓数字矿山就是指在矿山范围内建立一个以三维坐标为主线,将矿山信息构建成一个矿山信息模型,描述每一点的全部信息,就是对真实矿山整体及其相关现象的统一认识与数字化再现.是我国资源信息化管理的一个重要组成部分.

2.数字矿山的特点及结构

数字矿山是国家战略资源安全保障体系的重要组成部分,是评价矿山资源生态环境的重要数据基础.我国在资源开采自动化控制、评价、管理、矿业专用软件方面对外依存度高,严重影响了资源评价、储量监管、生产自动控制的水平、效率和可信度,降低了矿山设计和计划编制的效率与可靠性,制约了矿山信息化的进程.数字矿山的特点为基础信息数字化、生产过程虚拟化、管理控制一体化、决策处理集成化.数字矿山自下而上可分为以下七个主层次：基础数据层、模型层、模拟与优化层、设计层、执行与控制层、管理层、决策支持层.

二、数字矿山的建设

数字矿山是以矿山系统为原型,以地理坐标为参考系,以矿山科学技术、信息科学、人工智能和计算科学为理论基础,以高新矿山观测和网络技术为支撑,建立起的一系列不同层次的原型、系统场、物质模型、力学模型、数学模型、信息模型和计算机模型并集成,可用多媒体和模拟仿真虚拟技术进行多维的表达,同时具有高分辨率、海量数据和多种数据的融合以及空间化、数字化、网络化、智能化和可视化的技术系统.研究与开发内容为：

1.矿山数字地质、矿床模型研究与开发建立空间和矿物属性的矿山实体数字地质、矿床模型、采场模型、地理信息系统模型、虚拟现实模型等,用以表征矿床中矿、岩的空间分布和相应部位的属性数据.

2.虚拟条件下矿山模拟开采技术研究：以地质及矿床模型为基础,结合其它关键信息构造虚拟矿山,进行数字模拟开采,完成矿山长、中、短期开采计划编制、露天矿穿爆设计等工作.

三、建设数字矿山的意义

建设数字矿山的重要意义主要体现在：

1.数字矿山是我国资源安全保障体系的重要组成部分.建设数字矿山可使我国全面准确的掌握矿产资源的分布情况及利用情况并对我国资源进行有效的分配与合理的利用.

2国际矿产资源开发研究目前最重视的工程即数字矿山的建设.数字矿山是矿业开发的最关键所在,无论谁掌握了这关键点必将会毫无疑问的控制整个行业的发展趋势甚至形成垄断.

3.当前资源开发的发展也迫切的需要建设数字化矿山,是落实资源开发方针的重要内容.数字矿山的最重要的功能就是能够使我们全面、动态、准确地掌握我国全部金属矿山的总储量、基础储量和资源量的变化,从而进行科学化可视化的管理,达到对资源合理的开发利用和进行有效节约的目的.

四、我国数字矿山的发展规划

结合我过矿山的实际情况与科技发展现状,很多业内人士一致认为中国数字矿山建设最适合三步走战略.第一步建立矿山空间数据仓库,第二步构建数字矿山基础平台,第三步建立矿山安全Office系统,在完成三步走战略时一定要注重在建设过程中要高度关注数字矿山中技术投入与强大的科学技术的支持.即：

1.数字矿山集成平台：在三维地矿建模与可视化平台方面,拉近矿体边界准确圈定、储量动态管理、采掘优化设计、采矿过程模拟、综合监控调度、安全隐患预警、应急救援决策等生产性需求与国外的距离.

2.采矿模拟仿真系统：采矿仿真是建立在控制论、相似理论、系统运筹学和采矿工程基础之上,利用物理-力学模型、信息处理与可视化技术实现采矿过程中的装备控制与行为模拟.

3.露天矿全自动化系统：露天矿GPS智能调度系统是露天矿数字矿山建设的关键技术,广泛使用于露天矿的生产指挥和生产管理领域.

五、我国矿山数字化的前景

我国的数字矿山建设刚刚起步,正处在快速发展阶段,必须密切跟踪数字矿山技术前沿,大力培养一批高级专业化人才队伍和研发平台,专门研发数字矿山关键技术内容和数字矿山的整体构架,必将加速我国数字矿山关键技术的研发和实施.为实现矿山自动化——信息化——数字化质的跨越而不懈努力,为我国数字矿山建设做出新贡献!

作者简介：

张海天,男,汉族,1988年11月21日,辽宁省东港市,现就读于辽宁工程技术大学矿业学院,采矿二学位11班；

张小双,男,汉族,1990年1月1日,河南省南阳市,现就读于辽宁工程技术大学,矿业学院,采矿工程系；

李志源,男,汉族,1992年6月6日,河南省南阳市,现就读于辽宁工程技术大学,矿业学院,地质工程系勘查技术与工程.