數字礦山的技術現狀及發展趨勢

孫波中，潘清元

（天水三和數碼測繪院有限公司，甘肅 天水 741000）

數字礦山就是利用計算機網絡技術，在礦山范圍內建立一個礦山信息模型，把礦山的所有空間、所有屬性實現數字化存儲、傳輸、描述以及深加工，為相關工作者提供直觀、有效、便捷、完整礦山各個方面的數據信息[1]。通過數字礦山的實際應用可以有效促進礦山行業的智能化、自動化發展，進一步提高礦山開采效率。

1 我國數字礦山發展現狀

據統計，目前我國有超過一萬座煤礦，年產煤炭三十多億噸，全國規模以上的煤礦企業就業人員在五百萬以上，我國煤礦生產規模以及從業工作人員均排名世界第一位[2]。近二十年以來，隨著煤礦效益的大幅度提高、科技的不斷發展國家對安全生產越來越重視，我國各個大型煤礦企業均在數字礦山建設方面投入很大的力度，有效促進了我國礦山行業自動化、信息化水平的提高。

目前，天水三和數碼測繪院有限公司很多礦山工程項目已經實現了煤礦自動化生產和經營管理流程化，并在無人自動開采以及企業ERP系統管理方面取得驚人的效果。我公司在礦山開采建立了高產、高效礦井，建設了全井WiFi覆蓋網絡，在此基礎上可以通過手持PDA實現對礦井生產數據、視頻畫面等信息的實時檢測查詢。同時，很多礦山工程還實現了供電、排水和主運輸等的遠程自動化監控；綜采工作面實現了三機聯動、記憶割煤、半自動化/自動化割煤等，這些技術的應用很多已經達到國外的先進水準。雖然，我國大部分的礦山開采單位紛紛實現了不同程度的數字化建設，但是很多中小型煤礦公司仍然處于落后的水平。目前，我國數字礦山建設仍處于發展不平衡的階段。此外，在軟件開發方面，雖然在我國國內召開了一系列的數字礦山為主題的學術會議，但總的來說仍處于發展初期。另外有些公司主要針對企業內部進行專業化開發，沒有引入市場機制，導致開發成本高，至今為止我國礦山生產行業仍未廣泛使用的通用軟件[3]。因此，我國數字礦山技術仍舊需要不斷研究其關鍵技術，掌握核心為提高我國礦山開采效率，提高安全生產水平不斷努力。

2 數字礦山發展中遇到的問題

雖然，我國數字礦山建設取得了十分可喜的成績，但同時也應該看到我國數字礦山建設整體發展與發達國家來講還是有一定的差距。我國礦山信息化發展中還存在很多問題，制約著數字礦山建設的發展，其主要存在以下幾方面問題：

（1）信息化基礎薄弱。因為我國數字礦山建設與發達國家比相對來說是比較晚的，我國很多礦山企業還處于數字化發展建設的初級階段，尤其是中小型企業，僅僅只有少數的大型企業處于數字礦山成熟階段。另外，由于受到礦山企業的生產運行環境、企業經濟效益以、科技機械設備水平以及相關工作人員文化水平的影響，數字礦山建設困難重重，仍舊需要解決很多根本性問題，因此，總體來講我國數字礦山信息化基礎十分薄弱的，今后我們必須立足于我國礦產自動化、信息化水平現狀，科學合理的推薦數字化礦山建設。

（2）礦山開采環境惡劣，地形復雜。礦山開采由于地形十分復雜，需要多種技術綜合應用，而且涉及到的地質、測量、采礦等信息內容復雜，種類繁多，數據量十分龐大，所以給礦山開采工作帶來很大的難度。加上開采環境惡劣，對相關機械設備的安全性要求也是個非常高的，礦山的開采大部分都是處于地下深入，空間狹小、電磁干擾嚴重，不僅十分容易發生爆炸事故，而且嚴重影響機械設備運行信息、地測信息、井下粉塵、井下工作人員活動信息以及井下設備等信息的獲取與傳輸。

（3）信息系統建設滯后、缺乏專業的技術人才以及軟件產品。由于礦山開采十分復雜，涉及面廣，所以要求必須有專業的技術人才既要對礦山開采十分了解，有要求懂得計算機軟件系統以及自動化專業知識。另外，很多軟件雖然開發出來，但是功能比較單一，通用性差，壽命短所以實用性差，因此，阻礙了我國數字礦山技術的建設與發展。

（4）信息數字化實際應用效果不理想。隨著數據庫技術的迅速發展，很多礦山企業都裝備了最新的軟件、硬件系統，但是，由于各個接口不能互相融通，使得各個礦山企業之間很難實現信息資源共享，如何更好地利用、如何更好的提高這些軟件的實用效益與效率還是缺乏一定的研究。另外，就是很多礦山企業雖然已經建立配套完整的信息化裝備，雖然實現了數據的高效錄入，提供的大量數據資源，但是僅僅只是停留在簡單的擴充上，卻反對資源的深度挖掘與分析，不能根據現有的數據預測礦山發展趨勢，從而導致數字化技術實際應用效果不理想。

3 今后我國數字礦山發展的趨勢

（1）加大礦山資源整合力度，朝著生態礦業方向發展?，F在越來越重視環境與資源的節約和保護，為了構建生態平衡的局面，今后會進一步加大礦山資源的整合力度，通過利用現代信息化技術實現礦山資源規模化經濟開采，實現礦山資源的高效開發與利用，充分將數字礦山建立的優勢展現出來，實現我國資源與環境的可持續發展。

（2）實現數字礦山建設的生產管理一體化發展。因為數字礦山建設具有規模大、復雜程度高、涉及面廣的特點，因此，在數字礦山建立過程中需要實現一體化生產與管理。在數字礦上管理模式上也會吸收國外先進的管理模式實現全新的數字化管理模式，及時掌握機械設備運行參數，建立高效的生產調度與監控系統，方便工作人員整體管理，大大提高數字礦山建設的管理水平。

（3）實現無人采礦和遠程遙控采礦技術。隨著高新技術的不斷發展以及機器人產品價格的不斷下降，礦山生產企業在未來發展中人工會大幅減少，會越來越多的選用機器人。此 外，機器人的利用可以實現遠程遙控采礦、甚至無人采礦，人 工只需要利用電子技術對其進行遠程操控就可以了，實現機 械化向自動化方向的發展，提高生產效率，節約生產成本。

（4）開發出多功能礦山應用軟件。未來發展中根據礦山 環境、規模、礦山工程需求等，研發出適合各種條件多種功 能的礦山開采軟件。同時運用數據挖掘、知識發現、專家系 統等可以實現多功能軟件系統的開發，實現礦山開采計劃編 制、生產調度、指揮、資源預測、突發事件預警等工作。

（5）涌現出大量復合型人才。目前，礦山企業已經認識到復合型型人才的匱乏，所以今后會注重復合型人才的培養 與引進，加大專業技術培訓力度，從各個高校挖掘高技術型 人才，鍛煉和培養出一批具有高素質信息化、自動化的隊伍， 因此，將來會涌現出大量復合型人才來彌補人才空缺。

4 總結

總之，我國各大礦山企業為了提高礦山開采的自動化以 及信息化水平都在努力推進數字礦山建設的進一步發展。數 字礦山建設是一項十分具有挑戰性工作，在今后發展中礦山 企業必須抓住機遇，統籌規劃，分階段的穩步推進，實現礦山 行業的智能化發展，提高礦山開采的高效、可持續發展。