鐵礦數字化礦山的建設分析

張祝亭， 孔 攀

（馬鋼（集團）控股有限公司南山礦業公司， 安徽 馬鞍山 243000）

引言

在信息化時代背景下，我國不同行業領域日漸走上信息化發展道路，數字化礦山建設已成為一大熱點。鐵礦是國家重要的礦產資源之一，在日常開采過程中，礦山企業要強調科技建設，進行鐵礦數字化礦山建設，科學開采地區礦產資源，確保鐵礦資源開采質量的基礎上降低開采成本，加快開采速率，順利提高鐵礦開采的“經濟、社會、生態”三效益。

1 數字化礦山建設的含義

數字礦山是從“數字中國”、“數字城市”等概念中引申出來的，被稱之為“Digital mine”。數字化礦山也就是“虛擬礦山”，和微電子、網絡、信息等技術動態發展密切相關，是指在現代化信息技術作用下，數字化“傳輸、存儲、加工、利用”礦山信息數據與資源，將數字化數據應用到礦產資源開采、經營等多個環節，實現最大化的礦山開采經濟效益。同時，數字化礦山建設體現在多個方面，采集調度、安全采集監控、經營管理等，數字化礦山系統平臺具有數據庫分析、安全監控和預警等功能。在數字化礦山建設中，數據庫是其關鍵點，高效“集成、共享、提取”海量的礦山信息數據，隨時動態監測地區礦山開采的關鍵性區域、人員實踐操作等方面，有效預防礦產開采中的安全隱患，確保地區礦產資源開采工作順利進行。

2 鐵礦數字化礦山的建設

2.1 鐵礦數字化案例

以某地區鐵礦為例，該地區屬于多種金屬共生礦床，包含鈮等其他金屬。該鐵礦床位于巖石過渡地帶，總面積為50 km2，東西長為20 km，南北寬為3 km。迄今為止，該鐵礦床開發時間已超過50年，其中能夠開采的富礦資源日漸減少，開采難度增加。在鐵礦資源開采過程中，礦山企業根據各方面實際情況，科學構建數字化礦山系統平臺，有效解決鐵礦開采難度大的問題，深化地區鐵礦資源開采環節，高效開展鐵礦資源的開采。

2.2 鐵礦數字化礦山建設的有效途徑

在鐵礦資源開采之前，礦山企業根據該地區鐵礦山開采現場各方面情況，結合各方面搜集的信息資料，靈活應用現代化科學技術，結合DIMINE三維礦業軟件，科學構建符合該地區鐵礦開采的系統平臺，構建可行的礦山地質數據庫，包括一系列模型。比如，三維地質表面模型、塊段模型，客觀“估算、評價”該地區鐵礦床中各類礦產資源儲存情況，在地質建模、資源儲量評價過程中，深層次分析地區鐵礦山各方面信息資料，明確該地區鐵鐵礦床中鐵礦資源具體分布范圍、數量、品位等數據。通過這些數據制定可行的鐵礦開采方案，借助構建的數字化礦山系統平臺，巧用合理化方法手段，科學開采該地區鐵礦，順利提高開采率。

2.2.1 運用現代信息技術

在構建過程中，礦山企業要深層次分析各方面影響因素，巧用計算機軟件系統，優化鐵礦資源開采方案，促使該地區鐵礦資源開采環境具有鮮明的“數字化、模型化、可視化”特點。礦山企業要借助傳感器技術、通信技術二者優勢，自動化采集該地區鐵礦開采中各方面信息數據，比如，開采全過程、開采設備、開采環境監控等數據。在智能化分析基礎上對海量信息數據進行必要地可視化處理，準確定位并跟蹤作用到該地區鐵礦開采中的移動設備，對鐵礦資源整個開采過程中實現智能化調度以及控制。在此基礎上，礦山企業要根據該地區鐵礦床具體情況，合理構建多媒體通訊網絡，以光纖、無線通訊為中心，形成以“語音、視頻、數據同網傳輸”三者相結合的網絡結構體系，隨時共享海量該地區鐵礦的開采信息數據。礦山企業要借助技術手段，對構建的數據庫進行規范化過濾以及整合，構建可行的鐵礦數字倉庫，實現多樣化功能，比如，查詢、分析、統計，為合理開采該地區鐵礦資源提供重要的參考資料，促使該地區鐵礦資源得到合理開采。此外，礦山企業要靈活應用科學技術，優化構建的鐵礦數字化礦山系統平臺，形成科學、合理的統一化數字露天礦山主界面，客觀呈現數字露天礦山系統多樣化功能。

2.2.2 構建三維數字化模型

在鐵礦數字化礦山建設過程中，礦山企業要根據作用到系統平臺構建中的現代化信息技術，巧妙引入DIMINE礦業軟件，明確系統平臺構建流程，科學構建三維可視化數字模型。礦山企業要準確把握該地區鐵礦山開采中極易出現的各類問題，科學整理各方面勘探資料，比如礦山深部探礦、生產勘探等。根據該地區鐵礦床中礦產資源分布特點、開采要求等，合理分類獲取的各類信息，科學構建合理化的地質基礎數據庫以及三維可視數字化模型，便于該地區鐵礦資源開采過程中可以隨時動態查詢海量礦山地質信息、鉆孔具體情況等。在此過程中，礦山企業要從實際出發，構建科學化的礦體三維實體模型，三維顯示該地區鐵礦開采中鉆孔數據庫、礦體模型，高層次地發現并處理鐵礦資源開采過程中遇到的各類問題，實時深化鐵礦資源開采具體環節；以“礦體三維模型”為基點，科學構建三維地表模型、鐵礦采場最終境界模型，促使構建的各三維數字化模型處于統一化結構體系中，三者相互作用，不斷發揮具體化功能。在此過程中，礦山開采企業要借助構建的三維數字化模型，使其符合該地區鐵礦資源開采具體要求，更好地作用到鐵礦資源開采各環節。礦山企業可以借助在構建的系統平臺，加強該地區地質數據庫管理，隨時導入、更新、刪除各方面地質信息數據，比如，鉆探、槽探。通過數據采集，讓鐵礦資源開采過程中各方面信息數據出現在DIMINE軟件中，自動化生成該鐵礦資源開采現狀的坡底線等。該系統平臺會在DTM算法作用下，自動生成三維鐵礦采場現狀模型，和其他相關三維數字化模型相互作用，動態監測該地區鐵礦資源開采中人員、設備等一系列因素，及時預警鐵礦資源開采中存在的安全隱患，及時得到科學處理，確保鐵礦開采有序進行。

3 結語

在新形勢下，社會經濟動態發展中對礦產資源需求量明顯增加，礦產資源開采力度與難度明顯加大，數字化礦山建設至關重要。在鐵礦開采過程中，礦山企業要堅持具體問題具體分析的原則，科學構建數字化礦山管理系統平臺，深化鐵礦開采管理與調度，在線采集開采數據，實時提高鐵礦開采效率與質量。

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