數字礦山特征與建設技術分析

申亞梅

摘要：在礦山的建設中主要包括傳統礦山、數字礦山與智慧礦山三個階段，而數字礦山是礦山未來發展的大勢所趨，數字礦山將實現礦山的調度數字化與信息集成化，全面提升礦山企業管理的安全性與生產效率。本文從數字化礦山建設的含義與特征入手，討論鐵礦數字化礦山的建設技術，希望對我國礦山的建設與管理研究帶來幫助。

關鍵詞：數字礦山;特征;建設技術

近年來，國內外在數字化礦山建設領域取得重大突破，信息時代的到來讓我國不同行業發展面貌煥然一新，同樣也對礦山建設帶來了積極影響，數字礦山也在這一背景下出現。鐵礦資源關系著社會的發展，需要礦山企業在發展中加強信息化建設，進而對鐵礦進行科學開采，創造良好的經濟效益和生態效益。

一、數字化礦山建設的含義

數字礦山是在數字城市延伸出來的全新概念，也可以理解為虛擬礦山，數字礦山對網絡技術、微電子技術加以利用，進行數據資源的數字化傳輸、加工與存儲，貫穿于礦山開采、安全管理、經營的各個環節，進而幫助礦山企業獲取更大的經濟效益，這也是我國礦產開采發展的必然趨勢[1]。

二、數字礦山的特征

數字化礦山的一個顯著特征在于可視化管理，在虛擬現實技術的支持下仿真模擬礦山結構與開采情況，掌握礦區的地質信息，實現安全預警，鑒于近年來井下作業與礦山開采中由于地質因素發生數起安全事故，需要借助信息技術對生產流程監管，進而讓生產過程更加科學。另一個特征在于構建了數據庫，這也是礦山建設的關鍵，進而讓數據在安全的環境下共享，促進各單位之間的合作。此外，可以自動化設定參數和技術方案，分析監測數據，為礦山企業的管理人員制定管理制度。

三、鐵礦數字化礦山的建設

（一）鐵礦數字化建設概況

某鐵礦位于巖石過渡地帶，礦區面積60平方公里，礦區長度為25公里，寬度2.4公里，是當地規模最大鐵礦。由于該鐵礦開采超過40年，鐵礦資源幾乎開采殆盡，并且開采的難度加大。需要礦山企業在開采鐵礦資源的過程中加快信息化和數字化建設，打造數字礦山管理平臺進行降低開采難度，提升開采效率。該鐵礦企業的建設的總體目標如下：其一，借助計算機軟件系統讓方案設計、開采環境模型化與可視化;其二，借助通信技術與傳感器對生產過程、人員安全與設備安全的數據進行自動采集和智能分析，對移動設備進行定位與跟蹤，實現對生產過程中智能化調度。其三，在無線通訊技術的支持下建立語音和視頻同時傳輸的網絡系統，達到信息及時共享的目標;其四，組建數字倉庫，滿足于查詢、統計與分析需要;其五，將系統加以整合，建立數字露天礦山主界面，隨時對應用系統查看，實現功能的擴充。

（二）運用現代信息技術

其一，在建立數字化管理系統的過程中，需要礦山企業對多種營銷因素全面分析，之后計算機軟件系統合理利用，不斷優化礦山開采方案，讓礦山開采具有模型化、數字化與可視化的特點，之后礦山企業需要在管理的過程中將通信技術與傳感器技術結合利用，對礦山的各種信息自動化采集，比如用于開采設備管理，在智能化分析的前提下進行可視化處理，定位與跟蹤開采中的移動設備，確保設備的高效運行，實現智能化的調度，這一過程中對3S及其集成技術進行利用。3S技術包括了GPS技術、RS技術、GIS技術，在監控鐵礦開采和作業的過程中先利用GPS技術確定目標地物的位置以及高程，之后借助RS技術獲取的衛星遙感影像掌握地物信息，最終GIS技術進行空間分析處理，讓方案的制定有根據。

其二，礦山企業需要結合鐵礦床的實際情況圍繞光纖和無線通訊進行多媒體通訊網絡的構建，形成數據、語音和視頻結合的網絡結構體系，將鐵礦開采信息隨時共享。在生產調度和安全管理中礦山調度系統是保證通訊質量的主要信息技術，可以保證開采的效率。

其三，利用信息技術對數據庫進行過濾與整合，建立鐵礦數字倉庫，之后滿足查詢、統計和分析需要，為管理者提供數據資產和決策分析。在建立數字化管理平臺的工程中可以呈現合理的礦山主界面，多種功能都可以提升開采的合理性[2]。

（三）構建三維數字化模型

其一，在進行數字化礦山的建設中，引進DIMINE礦業軟件有利于明確平臺的構建流程，整個流程以地質、測量、采礦等信息收集到形成一維可視化數字模型的建立為基礎，之后建設三維可視化模型。礦山企業需要對開采過程中的各種問題進行預測，并且對生產勘探、深部探礦等勘探資料進行管理。之后結合鐵礦區的各種資源分布特點與開采要求獲取各類信息，之后構建三維可視數字化模型和地質基礎數據庫，可以及時對礦山地質信息和鉆孔具體情況進行掌握[3]。

其二，礦山企業在建立三維實體模型的同時，及時顯示開采中鉆孔數據庫以及礦體模型，發現和處理開采中遇到的各種問題，把握開采礦產資源的具體環節，最大限度避免貧化和損失。在實際管理中要基于礦體三維模型，并建立三維地表模型和鐵礦采場模型，最終在結構體系下體現并相互作用，保證開采和管理工作的順利進行。

其三，在系統平臺下對地質數據庫管理，可以隨時對地質數據導入、更新與刪除，比如鉆探、槽探作業中利用采集的數據呈現在DIMINE軟件，可以自動展示開采現狀的坡底線。此外，DTM算法可以自動生成三維鐵礦采場現狀模型，之后和三維數字化模型配合，對礦區開采人員與設備情況監測，及時找出安全隱患，保證開采的進度不受到嚴重影響。安全管理是礦山企業運營管理的重要內容，安全監控系統的打造就可以采集礦山的結構數據，監控作業人員。此外，在環境管理的過程中實現了設備的節能減排和開采環境監督，讓網絡環境開發和網絡互聯，提升信息的可視性[4]。

結束語：

綜上所述，新時期，社會經濟飛速發展，對鐵礦等礦產資源的需求量也在增加，而多年開采后也導致開采的難度加大，安全隱患更大，需要建立數字化礦山。礦山企業需要堅持具體問題具體分析，完善開采管理制度，建立數字化管理平臺，保證各項決策的科學性，最終提升開采的安全性，為礦山企業提升開采效率帶來幫助。

參考文獻：

[1]王忠江，丘永富，陳乘棟.數字化礦山建設中地下礦山采礦設計自動化建模技術[J].新疆有色金屬，2020，43（2）：55-56.

[2]馮文博.可視化礦山與機電技術在數字礦山建設中的應用研究[J].機電信息，2020，11（27）：50-51.