数字矿山范文1

【关键词】数字矿山；研究现状；建设

0.引言

随着信息技术、计算机技术、通信技术、自动控制技术、3S(GIS,GPS,RS)技术、网络技术的发展，矿山信息化、数字化的实现也成为可能。在1999年召开的首届国际数字地球大会上，再次提出了数字矿山的概念。启用先进的数字化手段对矿产资源的开采进行合理设计规划、科学并有效的控制是空间技术、信息技术发展的必然结果，使其在矿业中发挥出越来越大的作用, 是当代矿业发展的目标和方向。数字矿山是把真实矿山用数字化的形式再现出来，是在统一的空间坐标下，用科学合理的方法将各类矿山、地质信息组织在一起，将海量异质的矿山信息和资料进行全面、高效、有序的管理和整合。

1.数字矿山建设的意义

数字矿山建设在实现资源的可持续发展方面发挥出巨大的作用。数字矿山可以将矿产资源的存储情况和开采情况系统化、数字化地表现出来。数字化矿山的研究和建设对于现代矿山企业的发展具有十分重要的意义，表现在如下几个方面:

1.1简化管理

矿山是一种特殊的地理区域，现代矿山一般规模大，占地广，地质条件参差不齐，开采方式复杂。数字矿山利用计算机技术把地质资料汇总管理，不但保证了地质数据资料管理工作的高效及正确性，也提高了管理人员的工作效率，减少了工作量。

1.2利于开发和发现资源

数字矿山信息系统可以综合分析矿山多年开采和补充勘探的大量的地质资料，以三维立体的方式将这些资料表达出来，作为矿床地质信息的定量描述，对矿体分布规律进行进一步分析，从而能够对矿床边缘及深部成矿进行有效的预测。对矿床图形进行分析研究，还可以合理的确定矿山的开拓计划、优选采矿方法，从而大大提高工程设计、分析的能力。

1.3为地质灾害的预防提供依据

矿山是一个多介质的复杂结构空间体，发生地质灾害的情况随时可能遇到。一旦决策失误或措施不及时，都将会导致重大事故。数字矿山信息系统可以利用勘测资料和生产过程中提供的监测数据，对可能出现的地质灾害进行预测分析，为灾害的预防提供了可靠的依据。

2.数字矿山研究现状

2.1国外研究现状

目前，实现远程遥控和自动化采矿是矿业发达的国家建设数字矿山的重点。国际著名矿山企业加拿大国际镍业公司从20世纪90年代初，就开始在数字化矿山的基础上研究遥控采矿技术，其目的是实现整个采矿过程的远程遥控操作。现在，国际镍业公司已研制出远程遥控样机系统，并在加拿大安大略省的萨德泊里盆地的几家地下镍矿试用，实现了在地面对地下矿山机械进行控制，甚至可以从400km以外的多伦多对地下镍矿的采、掘、运等活动进行远程控制。澳大利亚联邦科学与工业研究组织在2001年的项目“勘探和采矿数据四维可视化”中，用VRML和Java实现了一个四维可视化、交互的平台，该平台主要目的是集成测量、地质、钻孔、三维地震、重力、地球物理等真三维数据，高效、快速和便捷地显示在网络上，为用户提供一个交互、易理解的煤矿虚拟环境，并实现了对三维数据的解释、验证和认知。

2.2国内研究现状

我国目前可用于数字化矿山方面的软件相对比较少，水平和发达国家相比也有很大差距，但也取得了一定的成绩。2002年春天，以“数字矿山战略及未来发展”为主题的中国科协第86界青年科学家论坛胜利召开。我国第一座数字矿山山东新汶矿业集团泰山能源股份有限公司翟镇煤矿，它与北京大学遥感与地理信息系统研究所合作，是国内第一家应用数字化矿井技术矿山。北京华油吉澳科技开发有限责任公司投资成功开发了面向石油地质专家和油藏工程师的专业应用软件系统GEOTOOLS3.0系统。煤炭科学研究总院西安分院开发的矿井三维地质模型软件，具有光照模型显示、储量自动计算、三维多层地质建模、任意地质剖面剖切功能及矿井巷道系统三维模型显示和成图等功能。北京理正软件设计研究院开发的LeadingGIS也比较好的实现了地质体的三维可视化，武汉中地信息工程有限公司的MAPGIS、北京超图的SUPERMAP等都带有二维可视化的模块。还有首钢矿业公司的GIS-MES-ERP-OA 集成系统和山东招金集团的三维地测采生产辅助决策系统。

3.存在的问题与不足

随着信息技术飞速的发展，数字矿山也已经开始从理论分析阶段逐步走向实际应用阶段。虽然我国对数字矿山技术研究取得了一定的成就，但是矿山数字化整体水平还比较低，在矿山数字化建设过程中还存在着一系列问题，与国际先进水平存在一定差距。目前很多大中专院校都开设了数字化矿山的相关专业，我国现阶段既熟悉矿山的业务又了解信息系统整体规划的综合性人才依然缺乏。

我国很多矿山的经营理者和专业技术人员, 对建设数字矿山的重要性认识不足，加之需投入大量的人财物，导致他们积极性不高。另外还有一些企业没有把建设数字矿山作为矿山发展的战略任务来对待, 缺少长远的发展规划, 从而也影响了数字矿山建设的进程。

目前，我国适用于矿山应用的数据集成软件非常缺乏，专业研发团队相对薄弱。所以，进行数据集成软件的研发是当前建设数字化矿山的一个迫切任务。

4.数字矿山建设建议

为提高矿山的竞争力，实现矿山的安全高效、绿色环保、科技文明发展，建设数字矿山是十分紧迫的。根据目前现状，需要培养人才、引进人才、留住人才。矿山主管部门及企业高层领导要亲自牵头，确保有足够的资金投入，制定详细的规划和具体的实施步骤，循环渐进，逐步实施，并加强高级管理人员的信息化培训工作。数字矿山建设应该按从简单到复杂、从小规模到大规模的原则有序进行，并在国家空间数据基础设施（NSDI）的统一框架下，按照行业、企业数字化建设的要求和惯例，建立矿山数据仓库，逐步实现矿山地、测、采专业的数字化，矿山安全管理数字化，矿产资源管理数字化。

5.结束语

数字矿山是现代化矿山的发展方向，也将是资源开发可持续发展的重要方向。矿山企业应结合自身实际情况，整体规划，有重点、分步骤、有序地实施数字化建设。数字矿山的功能性及重要性将会在今后的应用中逐步显现出来。数字矿山的发展前景非常广阔，但同时也充满了挑战。

【参考文献】

［1］魏建现．数字矿山建设的探讨[J].现代矿业,2010(7).

［2］吴立新.中国数字矿山进展[J].地理信息世界,2008(10):6-13.

［3］王青,吴惠城,牛京考.数字矿山的功能内涵及系统构成[J].中国矿业，2004，13(1)：7-10.

数字矿山范文2

论文摘要：目前，随着信息化技术的发展，大量与矿山有关的信息都必须依托GIS（Geographic Information System）技术对矿山数据进行收集、整理、处理、分析。GIS作为目前发展最迅速的高新技术之一，将其应用在矿山，可以大大地推动矿山生产经营管理的现代化进程。因此，构建基于GIS的数字矿山势在必行。本文从我国数字矿山的现状出发，探讨了数字矿山的功能体系，对建设数字矿山的关键技术进行分析，并简要介绍了北京东方泰坦科技有限公司的Titan（泰坦）空间信息基础平台软件总体实施情况。

0 引言

自美国前副总统戈尔于1998年1月在“数字地球：21世纪如何认识我们的星球”的演讲中首次提出数字化地球的概念及其框架以来，数字化的概念和实践陆续出现在各个具体的产业和领域中，数字化信息技术也越来越深刻地影响着人类社会的发展。根据国家“十五”计划对企业信息化的要求，要利用信息化带动矿山等传统企业的发展[1]。

GIS(Geographic Information System)是用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科。以GIS为平台，构建数字矿山DM（Digital Mine）是对所有与矿山有关的数据信息进行数字化，可以实现信息处理、检索、输出的自动化、可视化、与地理关系的一体化，以便矿山进行计算机辅助设计、矿产资源预测和矿山生产的动态管理等，以达到充分合理开发利用资源，谋求矿山开发的**社会经济效益和环境效益的目的。

1 我国矿山信息化现状分析

近年来，我国矿山行业的信息化建设虽然有了较大发展，但总体状况仍然很不容乐观。在矿山勘察、规划、设计、生产、管理等信息化领域，与发达国家的差距越来越大。我国矿山没有把信息资源当作矿山的重要战略资源之一加以统筹开发与综合利用，更没有形成信息资源充足、系统性能稳定的矿山信息基础设施。总体来说存在以下问题：

1.1 矿山信息化总体水平较低

我国是一个矿业大国，矿山行业是劳动密集型行业，信息化程度很低。除了少部分矿山企业有较先进的各种信息管理系统外，大部分矿山尚处于信息管理的初级阶段，没有很好地利用信息技术促进企业的发展，缺乏统筹规划，从而导致这个层次上的矿山企业没有较好的计算机网络设施，没有共享的网络信息数据，也就使这类矿山企业在以信息为主导的知识经济面前没有优势可言[2]。

1.2 大部分企业只注重硬件投资，忽视了软件的开发、管理与应用

大部分企业没有建立适合企业生产发展的矿山基础信息数据库，缺乏完善的地学煤矿空间信息系统、储量资源管理系统及三维地质模型系统等，没有形成一个完善的矿山软件体系。

1.3 对现代信息化认识不足

虽然矿山企业对信息化的认识与以往相比有了一定程度的提高，但与国家信息化建设要求的要利用信息化带动矿山等传统企业的发展尚有较大差距。在信息化项目建设上，各个矿山也相差很大，仅有那些效益好、规模大，市场观念和现代管理意识强的大中型矿山企业对信息化需求较为强烈[3]。

1.4 信息资源管理不够完善

目前，已有一部分企业虽然已经开通了企业内部通信网络，但绝大多数企业网站仅仅是网络的简单扩充上，并没有充分利用网络进行深层次的信息资源开发，缺乏共享的、网络化的信息资源，不能使企业内部及企业与客户之间的进行有效地信息沟通，直接影响企业的生存与发展。

2 DM的理念及功能体系研究

2.1 DM的涵义

DM是建立在数字化、信息化、虚拟化和集成化基础上的，由计算机网络管理的管、控一体化系统。它综合生产、经营、管理、环境、资源、安全与效益等各种因素，使企业在实施绿色采矿的条件下实现整体协调优化，以增强矿山企业在市场中的竞争能力和适应能力，其最终目标是实现矿山的高度信息化、自动化与高效率。

2.2 DM基本特点

DM具有以下六大特征：

2.2.1 应具备完善的企业数据传输网络。DM建设中的各种海量数据、模型的管理、应用与共享是通过网络来进行的，这就需要建立一个宽带、高速和双向的通讯网络平台，确保数据在矿山企业内外的高速传输，以利于矿山产品、经营等社会化信息在网上的快速传递，便于矿山信息的公众共享和产品市场的实时运作。

2.2.2 具备完整的矿业信息数据库及矿业应用模型，数字矿山的核心就是数据仓库。时空数据仓库、矿业应用模型等核心系统能够管理着矿山地物的几何信息、拓扑信息和属性信息，管理着矿山工程、设计、生产、决策服务等重要环节，如：矿山开采沉陷设计、储量计算、瓦斯聚集程度模型等。

2.2.3 真三维地学模拟(3DGM)、各类数据挖掘工具等包装系统；3DGM和数据挖掘对“数据与模型仓库”中的海量数据与模型，进行数据与模型的过滤和重组。

2.2.4 以测量(包括数字摄影测量、GPS、大地测量及井下常规测量)、地球物理探测、遥感技术为综合手段来建立精确、全面的矿山综合信息数据采集与更新系统。

2.2.5 以采矿CAD(MCAD)、虚拟现实(VR)、仿真(CS)、科学计算(SC)、可视化(VS)、办公自动化等多技术高度集成[7]。采矿CAD、虚拟现实、仿真、科学计算、可视化等系统，不仅能够对矿山井上的各种作业条件进行3D模拟，而且可以对井下的地质、地层分布情况进行准确的模拟与虚拟分析，还可以对即将下井作业的矿工进行虚拟的井下条件培训，提高他们的安全意识和工作效率。

2.2.6 建立完善的矿山GIS系统。MGIS作为现代矿山信息化办公与决策的公共平台，作为各类矿山软件集成和各类模型融合的公共载体，在矿山业务的全过程中起着决定性作用。面向21世纪DM的MGIS系统应该是一个能为采矿业提供矿山信息组织管理、采矿模拟、空间分析与可视决策支持的真三维GIS系统[4]。

.3 DM功能体系

2.3.1 矿井测量信息系统

矿区层面的矿井测量信息系统主要包括各矿测量报表和各种图纸的生成与更新，以及矿测资料的网络化管理。报表主要是指掘进巷道尺度报表；各种图纸包括采掘工程平面图、井上下对照图以及井下控制网展点图等。

2.3.2 矿井水文地质信息系统

主要包括：基础水文地质信息管理子系统、矿井涌水量计算和水害防治子系统、水化学信息管理子系统、矿区水资源评价与管理子系统等。

2.3.3 煤矿储量及资源回收信息系统

主要包括：煤层三维空间可视化模型建立、矿井储量基础库、矿井动态储量信息子系统、矿井储量分类统计报表的输出、矿井储量库数据管理与查询、矿井储量资源回收管理子系统等。

2.3.4 矿井生产自动化监测与控制系统

主要包括：综采工作面监控系统、胶带机监控系统、机电设备自动化系统。可根据煤矿的实际情况，采用有线、无线等多种方式建立各种监测、监控系统和通信系统，接入综合业务网。采集的井上/井下生产数据及地面各控制系统的实时数据拟采用工业以太网前沿传输技术，传递到相应的中央服务器或根据地域划分的应用服务器，能够实现地域调度和集团总体管理。

2.3.5 矿井宽带多功能移动通信系统的开发与应用

工作频率可根据需要，在4MHz带宽的范围内任意设定，多个信道自动扫描、自动分配，并在手机和基站上自动显示；与地面公用有线电话网和无线移动电话网联网；手机和基台的发射功率连续可调，满足各种不同矿井的不同需求，为今后的人员跟踪、机车跟踪、图像传输和井下寻呼系统提供技术平台和传输通道。

3 DM建设关键技术

3.1 DM建设总体技术体系

DM的实现与应用涉及GIS、虚拟现实、网络、多媒体、数据库和海量数据存储等多种高新技术，集成应用是其实现的关键。因此，DM建设将是一个复杂的系统工程，需要一大批科技工作者和技术人员不断努力才能实现。依据DM的数据流程下图1列出了从数据获取、数据传输、数据存储、数据处理和数据共享等层面的DM总体技术框架。

3.2 以GIS为平台的DM建设关键技术

基于DM建设的目标和主要内容，对现代先进技术进行集成创新，应完成以下关键技术的攻关，为不同的矿山企业做出符合国情、符合企业实际的基于GIS的DM建设技术方案。

3.2.1 矿山空间数据库管理与数据挖掘技术

针对矿山数据信息的复杂性、海量性、不确定性和动态多源、多精度、多时相和多尺度性的特点，为统一管理和共享数据，必须研究一种新型的空间数据库管理技术，其中包括矿山数据的分类组织、分类编码、元数据标准、高效检索、快速更新与分布式管理。而为了从矿山海量的空间数据库中快速提取专题信息，发掘隐含规律，认识未知现象和进行时空发展预测等，必须研究一种高效、智能、符合矿山思维的数据挖掘技术。矿山数据挖掘技术是指从海量的矿山数据中提取专题信息、发掘隐含规律、认识未知现象和进行时空发展预测的过程。这些规律和知识对矿山的安全、生产、经营与管理能发挥预测和指导作用，可以方便未经专门培训的用户和各业务部门工作人员共享和使用海量矿山信息。

数字矿山范文3

关键词：数字矿山 矿山测量 数字化制图 地理信息系统 地球空间信息科学

1、"数字矿山"的定义

"数字矿山"是以矿山系统为原型，以地理坐标为参考系，以矿山测量技术、信息科学、人工智能和计算机科学为理论基础，以计算机技术和通信技术为主要支撑，建立起的一系列不同层次的原型、系统、模型的集成。具有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。它是信息化、数字化的虚拟矿山，是用信息化与数字化的方法来研究和构建的矿山。通过它可以了解整个矿山系统所涉及的信息过程，特别是矿山系统多体之间信息的联系和相互作用的规律。

数字矿山是一个复杂的多学科技术交叉形成的综合性数字化矿山生产管理系统，它涵盖了矿山建设、安全生产、管理经营等内容。数字化矿山不是GIS概念的简单延伸，而是一个包含多者特征的崭新的概念。

数字矿山及其战略意义在于，它采用现代信息技术、数据库技术、三维可视化技术、传感器网络技术和过程智能化控制技术等，在矿山企业生产活动的三维尺度范围内，对矿山生产、经营与管理的各个环节与生产要素实现网络化、数字化、模型化、可视化、集成化和科学化管理，根据实际的应用要求，建立矿山规划设计、矿山安全生产管理、矿山应急救援指挥、矿山经营管理、矿山办公自动化等应用系统。从而做出有利于生产要素组合优化的决策，达到企业资源合理配置，求得最大的经济效益。特别是在矿山安全生产过程中的实时信息监测、收集、分析、预警、决策等方面发挥重大作用。

2、"数字矿山"的特征及组成

数字矿山的特征和基本组成基于DM的定义， DM的基本组成可大致为以下几大部分：（1）以测量（包括数字摄影测量、GPS、大地测量及井下常规测量）、地球物理探测、遥感技术为综合手段来建立精确、全面的矿山综合信息数据采集与更新系统；（2）3D地学建模即对测量、钻孔、物探、传感等数据集于一体进行真3D地学模拟和动态数据维护，对地层环境、矿山实体、采矿活动、采矿影响等进行真实的、实时的3D可视化再现、模拟与分析。（3）建立一个宽带、高速和双向的通讯网络平台，确保数据在矿山企业内外的高速传输，以利于矿山产品、经营等社会化信息在网上的快速传递、实时运作；（4）调度系统指MGIS，负责提供拓扑建立与维护、空间查询与分析、制图与输出等GIS基本功能，并进行数据访问控制、开放接口和生产调度与指挥管理等；（5）功能系统负责提供各类专业问题模拟与分析功能；（6）核心系统负责统一管理数据和模型，进行决策分析与支持等；（7）用户二次开发平台。根据用户的切实需要而提供的，可进行二次开发的平台，以更好的满足用户需要，实现用户所需功能。

可以看出，数字矿山的核心是数据。在此基础上再建立相关模型仓库，管理各类为矿业工程、生产、安全、经营、管理、决策等服务的各类专业应用模型，如开采沉陷计算、开采沉陷预计、顶板垮落计算、围岩运动模型、储量计算、通风网络解算、瓦斯聚集模型、涌水计算等。因此，在数字矿山建设中，矿山测量的重要工作和作用就是建立和健全地理空间基础信息系统及地理空间应用系统。做好基础数据的采集、组织、管理和利用将会给其他设备和生产信息的加载与集成提供统一的地理空间位置平台。

3、数字矿山的现状与未来

近年来，我国矿山行业的信息化建设虽然有了较大发展，但总体状况仍然很不容乐观。发达国家早在80年代就开始进行数字矿山建设，并在近30年取得了优异的成果，而我国在此领域，与发达国家的差距越来越大，资源的统筹开发与综合利用不足，更没有形成信息资源充足、系统性能稳定的矿山信息基础设施。这方面主要存在以下几个问题：矿山信息化总体水平较低；大部分企业只注重硬件投资，忽视了软件的开发、管理与应用；对现代信息化认识不足；信息资源管理不够完善。

4、矿山测量的任务

矿山测量因具有一定的的特殊性和多学科交叉性，它的发展和进步与三个方面密切相关：一是采矿技术和矿业工程的发展及要求；二是测绘科学技术与仪器设备的发展；三是其它学科的发展与影响。矿山测量工作者担负着矿山地面和地下三维空间的测量、定位与制图，矿体几何，储量管理及开采监督，开采沉陷观测及开采损害防护等任务。近十多年来，资源、环境、灾害和人口问题成为人类社会发展的四个重大问题。矿山测量工作者在矿区和工矿城市环境的动态综合监测，环境评价，及矿区环境信息管理，矿区开采信息管理系统，开采沉陷区综合治理等方面做了大量的工作，起到了重要作用。目前，以3S为主导的空间信息技术将逐渐应用于矿山测量及矿山建设与生产中，对现代化采矿工业起到优质高效服务和辅助决策的作用。

5、主要研究内容与目标

在数字矿山建设中，就矿山测量而言，除常规的矿井建设、生产中的测量任务之外，应特别重视以下的研究：自动化矿山信息采集系统；矿山开采环境动态信息系统；矿山开采环境实时监测与治理系统；矿山开采环境信息系统的误差分析系统，以确定系统精度和可靠性的估算模型；分析属性数据精度和空间信息精度相互影响的规律；建立矿山开采环境系统的精度和可靠性评价系统。

矿山测量的工程化随着矿山生产的发展和科学技术的进步，矿山测量向工程型转化是矿山测量事业发展的必然。除了现代高新测绘仪器在矿山生产中的研究应用外，将由单一纯工程服务型向工程服务决策型转化，矿山测量工作者的素质不应局限于单一专业，而应该向一专多能及工程型扩展。矿区经济的持续发展，必然要求周边交通运输、工农业及相关领域的可持续发展，矿区采动带来的对厂房、高速公路、楼群等影响，采矿工程、矿山测量、岩土工程之间的相结合，以解决这类新型边缘问题势在必行。

矿业可持续发展过程必然是矿山测量工程化发展过程，也是多学科穿插重新组合形成新门类学科的过程。矿山测量工作者也将在矿山边坡工程、矿山地压控制，开采沉陷及采矿地表建设、岩石动力学，以及越来越多的方面发挥较重要的决策职能。

我国矿山生产作业流程的动态性与复杂性，DM的建设必将是一个复杂的、长期的系统工程。应积极推广当代信息化技术在我国数字矿山建设中的应用，充分利用GIS平台，加快基于GIS技术的数字矿山建设，化解矿山开采过程中的高风险、高危害因素，落实我国的资源开发政策，力保使我国资源开发进入一个可持续发展的良性循环，从而提高我国矿山在国际上的竞争力。

参考文献：

[1]汤国安，杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].科学出版社，2009年6月.

[2]钟登华，郑家祥，刘海波，张伟波.可视化仿真技术及其应用[M].中国水利水电出版社，2002年3月.

[3]顾海霞，万玮.虚拟现实技术在矿业领域应用现状综述.电脑知识与技术·学术交流.2008年第33期.

数字矿山范文4

关键词：数字矿山 矿山建设内容 矿山建设发展

一、 数字矿山的相关知识

1.数字矿山的概述

“数字化矿山”(Digital Mine)或简化/简称为“数字矿山”，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，是一个“硅质矿山”，是数字矿区和数字煤矿的一个重要组成部分。核心是在统一的时间坐标和空间框架下，科学合理地组织各类矿山信息，将海量异质的矿山信息资源进行全面、高效和有序的管理和整合。它们利用电子技术与机械技术的结合把工业机器人用于生产,使机械化转向自动化,从而大大提高了生产率,降低了成本,增加了竞争能力。数字矿山的任务是在矿业信息数据仓库的基础上，充分利用现代高科技技术，建立在数字化、信息化、虚拟化、智能化、集成化基础上的，由计算机网络管理的管控一体化系统，综合考虑各种因素，协调并优化企业结构，提高整体效益、市场竞争力和适应能力，最终实现矿山的综合自动化。

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。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。从以上对数字矿山的描述中，我们不难看出，数字矿山是以矿产资源、人员、物料等要素组成的整体系统为对象，进行规划、设计、评价和创新，提高矿山企业效率、降低成本、保证人员安全健康、增加经济效益标，对矿山企业整体系统进行优化。

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。

按功能划分，数字矿山包括六大类系统：数据获取与管理系统、数字开采系统、矿区地理信息系统、选矿数字监控系统、管理系统、决策支持系统。其中数字开采系统是核心系统，也是效率和效益的主要创造者。

二、　数字矿山建设的内容

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。数字矿山主要研究内容是以计算机及其网络为手段,把矿山的所有空间和有用属性数据实现数字化存储、传输、表述和深加工,应用于各个生产环节与管理和决策之中,以达到生产方案优化、管理高效和决策科学化的目的。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。

3.矿山生产过程管控一体化应用可视化技术实现生产过程、工艺、设备、仪器的自动监测与控制。

4.矿山生产经营决策支持系统“数字矿山”的目的之一就是要利用现有的各种数据、信息,在综合、全面地分析后,为矿山的规划管理和可持续发展提供决策支持。

三、 数字矿山的研究意义

数字矿山建设的意义和必要性主要表现在:

1. 数字矿山是国家战略资源安全保障体系的重要组成部分。数字矿山建设可使我国全面翔实地掌握矿产资源的分布利用情况和对我国工业的保障程度,结合国际市场行情,即能实现合理利用国内外两种资源、两个市场,科学、定量地预测未来供需形势,建立有效的战略资源供给配置战略及保障机制。

2.数字矿山建设是当前国际矿产资源开发研究的热点。数字矿山是矿业开发的制高点,谁占领了这一制高点,将控制整个行业的发展趋势和主动权,因此发达国家的数字矿山建设发展很快,并在数字矿山的基础上,进行实时过程控制、资源实时管理、矿山信息网建设、新机械应用和自动控制自动化智能化研究。

3. 数字矿山建设是当前资源开发的需要,是落实资源开发方针的重要内容。数字矿山的功能之一就是使我们能全面、动态、准确地掌握我国金属矿山储量、基础储量和资源量的变化,从而进行科学化的管理,达到资源的合理开发利用和节约目的。

4. 数字矿山建设是提升我国矿山国际竞争能力的重要措施。我国矿山采矿技术总体水平较低,与国际先进水平相比存在较大差距。数字矿山建设将迅速提高采矿设计、决策和管理的科学水平,通过采用高新技术、新装备来提高劳动生产率,增加矿石产量,提高产品质量,降低生产成本,实现提升我国冶金矿山国际竞争能力的目的。

5. 数字矿山建设是资源可持续发展的重要基石。数字矿山建设可以将矿产资源的情况(包括开采和储量)数字化表现出来,根据这些信息可以判断需要优先发展那些资源,可以保证国民经济可持续发展。

四、我国数字矿山主攻方向

在总结分析我国数字矿山建设进展与现实需求之后，可以提出中国数字矿山建设应分三步走,即首先建立矿山空间数据仓库,然后构建数字矿山基础平台,再建立矿山安全Office 系统,过程中要高度关注数字矿山相关技术标准的制定 。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:国外露天矿开采技术发展的总趋势是开采规模化、设备大型化、运输多样化、生产连续化和采运自动化 。

4.井下定位与导航技术:生产条件下井下高精度定位与自动导航是遥控采矿与无人采矿的技术基础,矿难条件下自主定位则是矿山应急搜救的技术保障。

5.采场环境智能感知技术:矿山测量与感知模型分别是矿山的眼睛和大脑。矿山采掘对象变化莫测,采场环境千变万化;即使同一采面或掘进头,所面临的岩石结构与岩性也会随时发生变化。

五、结

数字矿山范文5

【关键词】数字化矿山;煤矿信息化;战略;技术研究

数字化矿山和传统的矿山相比之下，其最大的不同便是数字化矿山具有一种新的矿山建设理念和独特的想法，数字化矿山利用数字化的管理模式可以实现各种不同种类的矿山之间的信息资源共享，同样在如今多元化的经济全球的发展下，在虚拟与现实同步的技术下，数字化矿山可以把抽象化转变为数字化，实现矿山内部结构的可视化，再现矿山的挖掘过程。如今高速发展的计算机网络技术为矿山同样提供了极大地便利条件，在数字化计算机的使用下，数字化矿山利用计算机进行仿真，进而对矿山的开采和地质构造做出评估，能够较为准确的预测矿山的危机，在资源的分析下，开采参数也就可以准确得知。可见，数字化信息化矿山给我国的矿山技术的发展带来了极大的便利。

一、数字化、信息化矿山建设的现状

在经济多元化发展的同时，随之而来的便是一系列的市场压力，同样，站在煤矿发展的前沿，也是前所未有的巨大压力排山倒海般逆袭而来，一些煤矿企业深刻的体会到了现代化数字化信息对煤矿事业发展的重要性。但是，就其重要性而言，虽然在已经达成共识，而在实际操作的方面仍然只注重硬件的投入，往往忽视了内部信息资源的开发，大量的计算机就这样被浪费在排版和打印文稿、通过网络传输月度报表和文字资料。针对这一资源的极大浪费，我们得知，计算机的应用意识、信息处理、信息化管理的概念还需要进一步的加强，对于网络运转和日常的经营管理更应该着重关注。

对于任何煤矿发展的企业来说，又或者是相对我们国家在煤矿资源快速发展而言，都必须利用数字化信息化去实现煤矿的安全生产和现代化的管理技巧。然而，信息化建设仅仅是一个循序渐进的过程，这往往需要大量的时间去参与实践过程，完善的具体规划、以矿山建设为出发点的执行标准，都是现代化数字化信息化矿山建设发展的关键。

二、数字化、信息化矿山建设的目的及意义

建设数字化、信息化矿山一方面是可以有效地促进我国的经济市场的多方向发展，另一方面是为了实现煤矿高标准现代化的管理，充分发挥利用现代化装备水平保证矿井安全生产发展的一个需要。

在一套完整的、科学的矿山建设管理的体系下，所有信息流以及数据源的采集、自动的分析和其所特有的控制系统的传输，都可以有效的实现全矿山的安全生产以及自动化数字化分析控制的准确性。在当今世界发展的潮流下，数字化、信息化矿山的建设同样是适应了市场化竞争的需求，既增强了煤矿企业的核心竞争力，又是煤炭企业转型跨越的极大需要。

就目前我国矿山建设的现状而言，一些煤矿企业在管理上的欠缺严重阻碍了市场经济的发展，总而言之，现代化的信息化矿山则更加要求矿山的安全生产管理能力，实现矿井生产指挥的井井有条，进而提高应急指挥能力。然而，生命是一个人、一个社会发展的源泉，煤矿建设无时无刻不在充满着危险性，数字化信息化的矿山建设则在这一方面起到了很好的保障作用，实现了对矿山作业场所的实时监测监控和对有害气体超限的及时报警和断电过程。在操作系统上更是实时监测各生产环节设备的正常运行，规范操作流程，实现生产、运输、外运各个环节的协调运行、统一指挥。

三、数字化矿山的实施战略

作为矿山企业信息化整体构想的数字矿山而言，一方面需要企业的多方位的努力，另一方面则需要研究咨询机构和国家的大力支持。对于企业来说，更重要的是多方位思考，研究好数字矿山的实施策略，有计划、有步骤的实施方案。通常来说，规划就是对整个业务需求、管理需求进行全面的梳理，用科学的眼光设计出具有科学性的技术架构和应用架构。这就是要求了数字化信息化矿山建设必须要有的具体完善的整体规划。

同时，局限于一个小小的知识面，区域，只会与世界高速发展的轨道脱离，每一天的信息都在更新，每一天都会有新的科学性知识，然而，这些信息存在一个天然共享性的特点，作为一个数字化信息化矿山建设发展的一个前提则就要求了对信息的收集与集结，往往集成度越高，其功能性就越大。相对于数字矿山自身而言，在规划实施的过程中，必须着重注意过程控制的集成、管理体系的集成、过程控制与管理系统的集成、数字矿山总体门户的集成。这就是所谓的关注集成。

四、数字化矿山信息建设的主要内容与技术研究

在如今多方位的信息文化传播中，数字化矿山的信息化建设同样也有着至关重要的地位，在这样的一个信息平台上，数字化矿山信息化建设多方位的展示展示矿山所在的地理位置，地理图标，尽可能的把该矿山的动态信息和静态信息及时的集成在信息平台上，为矿山调度指挥中心科学准确的决策提供真实的依据。一方面在建立视频检测系统的同时又要建立设备监测系统;另一方面对于矿山人员同样也要有一个定位考勤跟踪系统，通过这些方面的管理既保障了矿山人员的安全，又在一定程度上反映出每个工作场所和每个工作区域矿山人员的分布情况，实时有效的掌握作业人员的数量，提供了安全保障。

数字化矿山信息建设应具有其所有的专业性、科学性，就环境和产量而言，必须要有一个监测系统作为保障，实现安全生产。然而，为了更有效的对数字化矿山信息化的建设提供更好的全面进行，建立智能喷雾降尘系统和综合通讯指挥系统也是至关重要的。随着煤矿本身对信息化家属的迫切需求以及国家对煤矿安全、信息化建设的关注，可想而知，我国的煤矿信息化建设已经进入一个飞速发展的阶段，信息化矿山的建设在煤矿的发展建设中起着越来越大的作用。

五、数字化矿山信息化建设的发展趋势

随着国内外综合自动化发展技术的日益成熟，我国的矿山行业同样也进入了难得的历史发展中，数字化矿山信息化建设给能源市场带来了活力。然而，任何事物都有其发展的两面性，随着数字化矿山信息化建设生产规模的增大，越来越多的安全问题便接踵而来。面临这一问题，国家希望通过应用高科技检测、监控、通讯来提升矿山安全生产的水平和管理效率。尽可能的用监测监控现场作业，特别是一些非常恶劣的环境下，尽可能的减少或者代替人力作业。提高效率，着重注重安全问题。

六、结语

在数字化矿山信息化建设的过程中，虽然极富挑战性与危险性，但面对市场经济的多元化，信息经济的多变性，更应该及时掌握大量的动态科学知识，以先进的科学矿山建设思想为核心，适应信息化工业革命的的发展的要求以及满足21世纪实现科技强国的战略要求。虽然目前我国的数字化矿山的信息建设的过程仍然存在着各方面的不足，网络环境下的信息素养教育还不尽如人意，高危险的大量作业还未能完全得到保障，管理与监控方面还稍有欠缺，但随着经济的快速发展，数字化矿山的信息建设在经过大量的实践之后，通过利用当代已有的数据库以及计算机网络通讯技术，大力发展矿山企业信息化人才队伍的建设，达到资源共享实现高效化的管理、统计、分析、远程监控，必将克服重重障碍，有效地保障矿山发展的安全性，必然是现代化数字化信息化矿山建设发展的未来形势所在，数字化矿山的信息建设定将走向世界的顶峰。

参考文献

[1]王鹏.浅议煤矿信息化建设[J].科技情报开发与经济，2009，19（16）：127-129.

数字矿山范文6

关键词：矿山；数字化应用；矿山测量

中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：

随着经济和工业生产的不断发展，我国对各种能源的需求量急剧增加。大大刺激了我国能源开采业的发展，但由于我国开遍存在开采技术落后、开采设备老化以及管理制度不完善等问题，不仅导致开采效率落后，而且还容易引发意外事故，给国家造成经济损失同时，也造成了重大人员伤亡。因此，学习国外先进的技术、更新和维护开采设备、完善和优化管理制度已经成为我国能源开采业的一项紧迫任务。随着科学技术的不断发展，数字化测量已经渐渐的在我国的矿山和矿区的测量工作中发展起来。

一、概况

数字矿山是我国在矿山测量中数字化应用的主要表现形式。什么是数字化矿山，所谓数字化矿山是指以计算机应用技术为基础，将现代信息技术、网络传输、数据搜集和存储、分析系统以及自动化控制技术等有机的结合在一起，在矿山开采和生产的三维尺度范围之内，对企业的开采、生产和运行过程中等各个环节实现信息化、及时化、数字化、统一化和合理化的控制和管理，根据企业的实际需求，制定矿山科学发展规划、矿山安全生产、矿山现代化管理、矿山合理化经营等内容的应用系统。数字矿山概念中，能够将企业的生产过程与管理流程通过数字化加工，生成新的信息资料和数据资源，为企业的高级管理人员和决策人员做出正确、合理的决策提供了信息依据。这使得企业的各种资源得到有效的整合和重组，大大提高了企业的自身竞争力，也适应了市场的竞争环境，为在残酷的市场竞争中占据有利位置提供了强有力的支持，同时，也提高了企业的生产效率，实现了企业经济利益的最大化。尤其是在企业的开采和生产过程中，实现对生产信息的检测、搜集、整理、分析研究和决策等方都发挥了重要作用。

在构建数字矿山的过程中，最主要的是要做好矿山的测量工作，建立建全矿山周围的地理空间信息系统和地理空间合理应用系统。企业要想实现矿区经济的长久稳定发展，必须要做好矿区周围的基础设施建设，比如交通道路、各种生活设施、教育设施等建设，而随之而衍生出来的各种问题，比如高速公路、楼房建筑以及工程的各种测量等也同样重要。矿山企业只有科学、合理的解决掉这些问题，才能从根本上实现矿区经济的长久稳定发展，从而实现企业经济利益的最大化。

二、数字矿山的特点和组成

从数字矿山的基本定义中我们就可以看出，数字矿山是一种综合性很强的应用系统，它具备了多种功能特性：数字矿山是以企业的内部网络作为“道路”；将采矿、现实模拟、科学计算与智能化作为“工具”；把采矿过程中的专业数据和应用模型作为“载体”；以真实的三维地学模拟和采矿资料作“包装”，以不同地质条件下的矿业开采数据和系统更新做“保障”；以矿山为“调度”。数字矿山通过将这些环节进行合理的调配和整合，从而实现矿也开采过程中，信息及时化、自动化和矿山开采的高效率。最终实现整个开采和生产过程，在没有人的干预下，实现矿业开采和生产的自动化管理。

数字矿山系统是由五个部分组成，分别是：信息采集系统、调度系统、、功能系统、包装系统、核心系统。这个五个系统，在矿山生产和开采的运营过程中都有着非常重要的作用。

（1）信息采集系统

所谓信息采集系统，是在矿山的开采过程中，将信息资料和具体数据进行搜集和整理，并存储起来。信息采集系统又可划分成为几个小系统，比如说对矿山的测量、勘察、传输和记录这几个信息采集子系统。这个环节中，重要的一点是实现信息资料数据的数字化。

（2)调度系统

这里所指的调度系统是通过拓展建设和维护、绘图与传输等一些基本功能，实现对信息数据访问的控制，做好开放端口和生产调度的协调工作，加强管理。

（3）功能系统

功能系统作为数字矿山系统中的重要组成部分，它的主要作用是负责为数字矿山系统提高各种专业虚拟和分析研究功能，通过对一些数据的分析研究和整理，为数字矿山系统的正常运行提供一定的理论基础。

（4）包装系统

在数字化矿山系统中，包装系统主要是为其提供专业的模型工具，并做好不同地理环境下的矿山资料数据和信息资料的筛选功能

（5）核心系统

核心系统主要是在数字化矿山系统中，实现对信息资料数据和各种模具的统一化管理。为企业管理者作出正确的决策提供正确决策分析和理论依据。

信息资料数据作为数字矿山系统中的核心，有着十分重要的作用。与矿山息息相关的地理空间环境数据仓库和以及属性数据仓库是数字矿山系统的基础。在这个基础之上，通过建立相关的模具仓库，对矿业的开采、生产、和发展等提供相关的应用模型。比如冒顶预计、冒顶计算、顶板脱离计算、开采陷落计算、水位量设计、甲烷聚集模型等内容。数据仓库中所存储的所有资料数据和模具仓库中所存放的所有矿业模型。就是通过被各种“工具”在数字矿山的“道路”上，输送的数字“载体”。所以，在实现矿山测量的数字化过程中，最主要的就是建立一个全面的地理环境信息系统和地理空间划分应用系统。

三、研究与应用

在构建数字矿山的过程中，要做好矿山的测量工作，除了要完成平常的开矿、采矿以及日常生产中的任务之外，还应做好其他辅助设施的分析和研究工作：矿山开采图的数字化、信息采集的自动化控制系统、矿区周边环境的防治与治理、生产环境的三维动态信息系统、地理信息系统和全球地位系统的整合与应用、矿山开采环境的监控与管理、开采环境的定时监测等内容。

矿山开采图的数字化和数字化自动成图是在构建数学矿山的过程中，完成搜集矿山周围的地理信息资料和数据的一种重要的手段。在这个环节中，通过专业设备和系统实现信息数据的自动化收集和整理，可以有效的降低数字矿山的建设成本。在信息收集过程中，将各种不同类型的数据和信息进行有机的整理和组合，在使用地理空间环境信息数据库的基础之上，构建一个专业的矿山地学信息系统。在这个系统当中要特别重视各种企业模式的辨别和专业人员系统理论。

在矿山开采环境的防治和综合治理这个环节中，不仅涵盖了传统的矿山事故区域的综合治理和周边环境评价、矿区周边的土地规划和区域管理等内容，也包括了使用地理信息系统等一些先进高科技手段的内容。在开采过程中，矿山的整体空间是随着时间和开采的进度而不断发生变化的，通过目前已有的地理信息系统的数据模型，在对矿山开采环境的地理空间和时间综合三维数据模型的分析研究之下，建立一个科学、合理的矿山地理信息系统。

总结：

随着我国越来越重视能源的开发和利用，也越来越重视对矿山、矿区等能源开发地的测量和开采工作。这就要求我们要不断的学习国外先进的测量和开采技术，做好开采设备的更新和维护工作。而在当前形势下，经济和科学技术的不断发展和进步，使得矿山测量也不在不断的发展和变化，在矿山测量过程中，实现数字化测量已经成为了一个必然的发展趋势，这就要求我们要做好矿山测量中的数字化应用工作。

参考文献：

[1] 江洲,李小林,刘碧松.地理信息系统地址编码技术标准化研究[J]， 世界标准化与质量管理， 2007(05)

[2] 蔡诚,王龙昌,张文涛.简析如何提高矿山测量工作的准确性[J]， 山东煤炭科技，2011(04)

[3] 马健.RTK技术在矿山测量中的应用[J]，露天采矿技术， 2010(03)

[4] 莫焕东.MAPGIS(地理信息系统)在矿山中的应用[J]，现代商贸工业，2008(04)