某鎳礦礦山技術信息體系的研究與實踐

阮俊紅，冒立朝

(金川集團有限公司鎳鈷研究設計院，甘肅金昌 737100)

某鎳礦礦山技術信息體系的研究與實踐

阮俊紅，冒立朝

(金川集團有限公司鎳鈷研究設計院，甘肅金昌 737100)

為了保障礦山的可持續發展，對礦山技術信息進行科學、有效的組織管理，實現信息的網絡化共享。某鎳礦針對礦山技術信息的特點，結合數字礦山建設目標，建立了礦山技術信息體系。該體系經過幾年的運行，使礦山日常技術工作的模式和方法均發生了變化，礦山技術人員的工作效率、工作質量也得到提高。

技術信息體系;數字化;Surpac軟件;信息安全;可持續發展;網絡化

1 引言

某鎳礦經過50年的發展，積累海量級的不同類別的數據與圖紙，不僅有井下、巷道工程數據，地下的多層地質數據，還有地表工業場地數據、地表巖移數據。各種靜態、動態數據以及大量的礦圖、臺帳等數據與圖表。因此，如何能夠科學地管理和分析現有海量數據，如何從有著復雜邏輯關系的礦山專業數據中提煉出礦山生產建設的相關信息［1］，對各種信息進行綜合分析、處理，滿足不同層次的信息需求，已成為礦山快速發展要解決的主要問題。

2 礦山技術信息體系

建立礦山技術信息體系的目標，是合理地組織地質、測量、采礦信息的編錄、處理、存儲和輸出。以最少冗余的數據存儲，為礦山生產的技術管理提供最完備的信息支持［2］。為了實現這一目標，根據信息流程和信息組成，參照某鎳礦統一的《科技檔案分類編號試行辦法》，建立起多維、分層次、便于技術信息共享和交流的集成的開放式體系結構(如圖1)。

圖1 某鎳礦礦山技術信息體系

該鎳礦技術信息體系主要包含四個子系統:礦山測量子系統、礦山地質子系統、采礦子系統、標準與規范子系統。

2.1 礦山測量子系統

圖2 測量子系統數據流程

礦山測量子系統包含:數據的標準化輸入管理;實測圖繪制;三維實體井巷工程模型的建立。礦山測量方面要求強制推行全站儀的使用，將所有井下在建井巷工程(開拓、采準、坑探工程)和盤區進路的實測驗收數據用全站儀自動采集，數據導入到surpac礦業軟件平臺下，計算機自動展點，生成礦山井巷工程實體模型和盤區回采進路實體模型，在輸出工程量和采礦量的同時，生成完整的礦山井下巷道和采空區模型。對所有的地表及井下測量控制點數據用surpac軟件中數據庫的功能予以存儲管理，并根據情況的改變及時更新。其信息流程如圖2所示:

該系統使用前后的部分工作對比如表1所示:

2.2 礦山地質子系統

礦山地質子系統，首先將地質勘探的鉆孔數據導入礦業軟件平臺通過地質解譯生成勘探線剖面圖，用勘探線剖面地質界線生成礦體模型(描述礦體形態);在已建成的的礦體模型的基礎上通過surpac軟件依據采樣化驗數據進行樣品組合、塊體模型賦值，進行礦產資源評價并估算資源量(描述礦體質量)。礦山地質子系統的信息流程如圖3所示。

2.3 采礦子系統

在礦山地質子系統及礦山測量子系統形成的礦體模型和工程模型的基礎上根據采礦設計工作的需求切平、剖面圖和相關的工程實測圖，快速高效地開展采礦設計工作;在surpac軟件平臺上快速進行基建進度計劃和生產計劃的編制并進行進行礦山系統優化和總體規劃。

圖3 礦山地質子系統的信息流程

2.4 標準與規范子系統

為了配合礦技術信息體系各項工作的開展，僅有專業技術標準與規范已經不能滿足現階段開展技術工作的需求，在技術信息體系中加入技術標準與規范這一子系統。該子系統除了各專業方面的標準與規范以外還專門制定了surpac軟件應用技術標準(地質專業、測量專業、采礦專業)。

3 技術信息體系的特點

3.1 技術信息數字化

為了使礦山整個流程的各種信息能有效地獲取、識別、轉換、存儲、再生，便于勘探、設計、生產工作充分有效地利用這些礦床信息資料進行優化設計［3］，就必須將礦山信息轉化成計算機能夠識別、傳輸、運算的數據流，完成這個工作靠的就是信息的數字化技術。

3.1.1 數字化的實現

首先對于紙質信息利用數字化掃描儀進行掃描，然后在cad平臺進行矢量化，對于無法掃描的板圖利用數字化儀進行數字化處理，制作電子圖紙，將館藏的紙質礦山技術信息轉化為數字化平面技術信息。然后，借助三維可視化礦山工程軟件SURPAC軟件為平臺實現礦山技術信息的三維數字化，使得基礎技術信息從數據錄入到圖形生成實現了在同一平臺上的一體化管理，同時實現了基礎圖件，如鉆孔柱狀圖、素描圖等的計算機自動或半自動生成和計算機統一存儲和管理，從而使礦山信息管理更加規范，工作效率得到進一步提高。

3.1.2 礦山技術信息的數字化成果

圖4 地表、礦體、地質構造及工程模型

目前主要以地質勘探報告的鉆孔編錄數據和信息參數建立了礦山四個礦區的地質鉆孔數據庫、礦體模型和品位模型;測量數據庫和地表模型;主要斷層構造模型，以實測數據、初步設計和施工圖為基礎，建立了各礦山中(分)段工程、充填系統、排水排泥系統、開拓系統、礦石運輸系統、通風系統的巷道模型(如圖4)。根據盤區進路實測數據建立了各采空區模型(如圖5);以地表地形測量數據為基礎建立了礦區地表模型、地表公路模型及地表主要建筑的實體模型(如圖6)。

3.2 技術信息體系網絡化

礦山的技術信息是主要是為地質、測量、采礦技術人員服務的，通過生產數據的不斷更新來滿足日常技術工作的需要，但是其它部門在進行資源管理、資源統籌規劃時也有礦山技術信息的需求，同時礦山還需要從上級主管部門、設計研究單位、外界相關部門交換或獲取信息，這些情況都迫切的要實現技術信息在礦山內外部共享［4］。礦山信息網絡化是實現礦山內外部信息共享的基礎。該鎳礦在技術信息網絡化方面使用的是局域網應用模式，技術信息的發布采用的是Web信息系統。

3.2.1 局域網應用模式

這種模式的特點是應用系統建立在企業內部局域網上，優點是實現起來比較方便，可以充分利用企業現有的局域網系統而不用做改動，服務器可以建立起高速Internet連接和固定靜態IP地址。

3.2.2 Web信息系統

礦山技術信息的發布方面，該鎳礦利用Intenet網絡技術構建一個的現代化Web信息系統即數字化礦山遠程查詢系統(如圖7)，實現對技術信息的發布與管理工作，通過公司局域網，各部室和礦山單位可以通過網絡遠程查詢已有信息目錄及信息的摘要，甚至下載電子資料。對于紙質介質的礦山技術信息的利用可以通過間接查閱原件來實現，提高了工作效率，充分體現了現代化檢索工具在礦山技術資料管理工作中的優勢，提高技術信息的管理水平［5］。

圖7 網絡可視化遠程查詢系統

3.2.3 技術信息的安全保障

正如任何事情都是一把雙刃劍，隨著信息系統和計算機信息網絡在企業作用的不斷擴大，如果管理不善，它所帶來的安全問題，將會給企業帶來更大的損失［6］。所以在礦山信息網絡化的同時，該鎳礦為了保障礦山信息安全，保障礦山技術信息體系可持續的健康發展，采取了如下保障信息安全的措施:

(1)對所有數據庫、數據信息、軟件、用戶注冊信息、訪問日志等建立自動備份體系，一旦發生設備損失或軟件數據損壞，能及時恢復系統正常工作;

(2)網絡系統內部IP地址與用戶身份確認與用戶網卡地址對應，如果用戶發生網絡違法或破壞行為，網絡管理技術人員可以提出準確的技術依據，配合安全和公安部門進行查處;

(3)設置防止內外部病毒侵入和傳播的動態檢測、實時監控、殺滅報告等軟硬件技術措施;

(4)對于需要保密的技術信息進行加密。

4 技術信息體系的應用成果

該鎳礦礦山技術信息體系建成以來發揮了很大的作用，使礦山日常技術工作的模式和方法均發生了變化，礦山技術人員的工作效率、工作質量也得到提高［7］。

(1)生產現狀的可視化:建立工程設計模型和實時更新工程實測模型，使工程進展情況可以在模型上再現，使各級領導及相關技術人員可以通過計算機隨時了解工程進度、采區回采現狀、采充平衡關系等情況，為生產管理和決策提供服務;

(2)計算儲量，進行儲量動態管理:在已建成礦床品位模型的基礎上根據礦山的實際需要利用計算機快速而準確地計算出任意邊界品位的礦床儲量，并提交儲量報表;

(3)模型切圖:在已建成的礦體模型、品位模型和工程模型上按設計人員的要求切平、剖面圖和相關的工程實測圖，快速高效地為采礦設計人員提供基礎圖件;

(4)三維設計:在模型上做采礦設計，非常直接、便捷和高效［7］。可以很容易地確定工程的開口位置和方向，輕松處理設計工程與相關工程的銜接，因為在真實三維空間里能夠對已有工程，采空區，節理、斷層等有直觀的體現，更容易看清各種工程間復雜的相互關系;

(5)工程驗收報量:各礦山所有井下的開拓、采切工程和回采進路的驗收全部使用全站儀自動采集數據，生成CAD或SURPAC格式的數據文件，建立三維實體模型并由測量人員在模型基礎上進行礦石量的精確報量。由于這項功能的推廣應用，該鎳礦的部分礦區逐步用三維實體模型計算生產礦石量取代以前傳統的電子計量衡計量礦石量，原來井下三個中段的三個檢斤房共20個工作崗位的工作直接由該系統原有人員完成，直接為該礦區節約工作崗位24個，礦石計量精度也得到了提高;

(6)進行損失貧化管理:應用已建成的盤區采礦模型進行布爾運算，可以快速、準確的計算出礦石損失、貧化指標，為損失、貧化管理提供技術依據;

(7)生成各種報表:依據模型資料可以自動或半自動生成生產中需要的各種報表。

5 結論

該鎳礦礦山技術信息體系的包容量很大，它是一個集礦山地質、測量、采礦技術等信息于一體的綜合平臺，實現了從勘探、地質、測量、采礦等各專業數據的集成，從根本上優化礦山開采設計、生產方案，使技術人員從繁重的工作中釋放出來，通過幾年的運行確實提高了礦山單位的工作質量和工作效率，使礦山的技術管理水平上了一個新的臺階。

［1］張偉，徐凱帆.礦山信息系統研究.中國科技信息，2008，14.

［2］趙鴻迪，黃士芳.礦山信息資源系統的研究與開發.金礦屬山，1995，6.

［3］李淑芝，陳道貴.地下礦山信息化應用綜述.金屬礦山，2005，12.

［4］閆國杰.關于礦山信息化的問題探討.礦產保押與利用，2003，4.

［5］http//www.Techtarget.corn.cn/jiqiao/506936433055891456/ 20041217/1890153_2.shtml.

［6］張海波，周賢偉.礦山信息安全－我國礦山信息化的關鍵.有色金屬(礦山部分)，2006，5.

［7］brancheasu J.Key Issues in Information systems Management 1994－1995 SIM Delphi Results M1S Quarterly［J］.1996.6.

Study and Practice on the Technology Information System of Some Nickel Mine

RUAN Jun－hong，MAO Li－chao

(Nickel＆Cobalt Research and Engineering Institute of Jinchuan Group Co.Ltd，JinChuan，Gansu，China 737100)

To ensure a sustainable development of the mine，it＇s important to organize and manage technology information of mine scientifically and effectively and to achieve information shared online.Some nickel mine establishes a mine technology information system according to the mine characteristic of technical information combined with goal of digital mine construction.After several years of running，pattern and method of mine＇s daily technical work are changed and efficiency and quality of work of technical persons are improved as well.

technology information system;digitization;Surpac Software;information security;sustainable development;network

TD864

B

1009－3842(2011)04－0074－05

2011－05－18

阮俊紅(1968－)，女，陜西涇陽人，學士，工程師，主要從事礦山數字化建設工作，E－mail:jcgsrjh@163.com