中國數字礦山建設的道路

[摘 要]隨著科技的發展，人們生活水平的日益提高，能源危機已經迫在眉睫。社會的快速發展給中外的采礦業也帶來了前所未有的機遇與挑戰。采礦業是以礦產資源為生產對象的古老產業，絕大多數的礦山都以勞動密集型傳統的開采技術為主，不僅大量耗費勞動力、生產量底、而且也付出了巨大的環境代價。所以我們必須要為合理的利用與開發中國礦山開辟出一條新的道路——數字礦山的建設。

[關鍵詞]礦山 數字化 建設 發展

一、所謂數字礦山

1.數字礦山的概述

數字礦山的建設通俗點來講其實是和數字化地球的建設是相同的，只是尺度與范圍有所不同而已。所謂數字礦山就是指在礦山范圍內建立一個以三維坐標為主線，將礦山信息構建成一個礦山信息模型，描述每一點的全部信息，就是對真實礦山整體及其相關現象的統一認識與數字化再現。是我國資源信息化管理的一個重要組成部分。

2.數字礦山的特點及結構

數字礦山是國家戰略資源安全保障體系的重要組成部分，是評價礦山資源生態環境的重要數據基礎。我國在資源開采自動化控制、評價、管理、礦業專用軟件方面對外依存度高，嚴重影響了資源評價、儲量監管、生產自動控制的水平、效率和可信度，降低了礦山設計和計劃編制的效率與可靠性，制約了礦山信息化的進程。數字礦山的特點為基礎信息數字化、生產過程虛擬化、管理控制一體化、決策處理集成化。數字礦山自下而上可分為以下七個主層次：基礎數據層、模型層、 模擬與優化層、設計層、執行與控制層、管理層、決策支持層。

二、數字礦山的建設

數字礦山是以礦山系統為原型，以地理坐標為參考系，以礦山科學技術、信息科學、人工智能和計算科學為理論基礎，以高新礦山觀測和網絡技術為支撐，建立起的一系列不同層次的原型、系統場、物質模型、力學模型、數學模型、信息模型和計算機模型并集成，可用多媒體和模擬仿真虛擬技術進行多維的表達，同時具有高分辨率、海量數據和多種數據的融合以及空間化、數字化、網絡化、智能化和可視化的技術系統。研究與開發內容為：

1.礦山數字地質、礦床模型研究與開發建立空間和礦物屬性的礦山實體數字地質、礦床模型、采場模型、地理信息系統模型、虛擬現實模型等，用以表征礦床中礦、巖的空間分布和相應部位的屬性數據。

2.虛擬條件下礦山模擬開采技術研究：以地質及礦床模型為基礎，結合其它關鍵信息構造虛擬礦山，進行數字模擬開采，完成礦山長、中、短期開采計劃編制、露天礦穿爆設計等工作。

三、建設數字礦山的意義

建設數字礦山的重要意義主要體現在：

1. 數字礦山是我國資源安全保障體系的重要組成部分。建設數字礦山可使我國全面準確的掌握礦產資源的分布情況及利用情況并對我國資源進行有效的分配與合理的利用。

2國際礦產資源開發研究目前最重視的工程即數字礦山的建設。數字礦山是礦業開發的最關鍵所在，無論誰掌握了這關鍵點必將會毫無疑問的控制整個行業的發展趨勢甚至形成壟斷。

3.當前資源開發的發展也迫切的需要建設數字化礦山，是落實資源開發方針的重要內容。數字礦山的最重要的功能就是能夠使我們全面、動態、準確地掌握我國全部金屬礦山的總儲量、基礎儲量和資源量的變化，從而進行科學化可視化的管理，達到對資源合理的開發利用和進行有效節約的目的。

四、我國數字礦山的發展規劃

結合我過礦山的實際情況與科技發展現狀，很多業內人士一致認為中國數字礦山建設最適合三步走戰略。第一步建立礦山空間數據倉庫，第二步構建數字礦山基礎平臺，第三步建立礦山安全Office 系統，在完成三步走戰略時一定要注重在建設過程中要高度關注數字礦山中技術投入與強大的科學技術的支持 。即：

1.數字礦山集成平臺：在三維地礦建模與可視化平臺方面，拉近礦體邊界準確圈定、儲量動態管理、采掘優化設計、采礦過程模擬、綜合監控調度、安全隱患預警、應急救援決策等生產性需求與國外的距離。

2.采礦模擬仿真系統：采礦仿真是建立在控制論、相似理論、系統運籌學和采礦工程基礎之上，利用物理-力學模型、信息處理與可視化技術實現采礦過程中的裝備控制與行為模擬。

3.露天礦全自動化系統：露天礦GPS智能調度系統是露天礦數字礦山建設的關鍵技術，廣泛使用于露天礦的生產指揮和生產管理領域。

五、我國礦山數字化的前景

我國的數字礦山建設剛剛起步，正處在快速發展階段，必須密切跟蹤數字礦山技術前沿，大力培養一批高級專業化人才隊伍和研發平臺，專門研發數字礦山關鍵技術內容和數字礦山的整體構架，必將加速我國數字礦山關鍵技術的研發和實施. 為實現礦山自動化——信息化——數字化質的跨越而不懈努力，為我國數字礦山建設做出新貢獻！

作者簡介：

張海天，男，漢族，1988年11月21日，遼寧省東港市，現就讀于遼寧工程技術大學 礦業學院，采礦二學位 11級1班；

張小雙，男，漢族，1990年1月1日，河南省南陽市，現就讀于遼寧工程技術大學，礦業學院，采礦工程系；

李志源，男，漢族，1992年6月6日，河南省南陽市，現就讀于遼寧工程技術大學，礦業學院，地質工程系勘查技術與工程。