數字礦山和礦山信息化建設的現狀與發展對策

韓慶濤 常曉龍 王磊

摘要：礦山信息化建設已成為21世紀礦山發展重要方向。數字礦山是一個基于數字化、虛擬化、智能化、計算機化和集成的綜合系統，然后通過計算機網絡進行控制。數字礦山具有智能化、全球化、電子化與非群體化等特點，已逐漸成為提高礦山能力的重要途徑。隨著數字礦山的逐步發展，最終將實現遠程控制采礦。在此背景下，本文對數字礦山建設的現狀及發展對策進行了分析和探討。

關鍵詞：數字礦山;礦山信息化;現狀與發展

前言

目前，礦山事故頻發，給職工生命財產造成嚴重隱患，其中許多是由于礦井中缺乏信息和情報，以及缺乏及時向生產中心傳輸安全數據和信息造成的。鑒于此，必須加強礦山信息化建設和完善，實施有效策略，提高礦山安全管理水平。

一、數字礦山

計算機技術是最重要管理系統，然后由數字化、計算機、虛擬化和智能集成模塊設計的集成系統就是數字礦山。在建立系統時，應將實際采礦情況用作其他坐標的模型。它以信息技術、智能技術和相關理論知識為基礎，以網絡技術和礦山觀測技術為重點，通過仿真和多媒體技術將不同地理層次的不同模型進行集成，進行多維描述，并以高分辨率將不同數據進行組合，形成空間化、智能化、數字化的科技體系。由于該系統包含許多不同的特征，因此通過數字礦山呈現的是虛擬信息源，以圖形和信息的形式呈現礦山（如圖1），在礦山地下工作過程中執行信息和數據處理，并通過計算機網絡執行集中管理和控制[1]。

二、礦山信息化建設面臨的外部機遇

（一）信息化與工業化加速融合

黨中央，國務院高度重視信息工作，制定了信息戰略，規劃等政策，有關信息發展的文件陸續出臺。以互聯網和信息技術為基礎的數字經濟的快速發展已成為培育新動能和創造新效益的主導力量，實現產業轉型和現代化。由于互聯網技術的飛速發展，傳統產業正面臨著IT技術整合的深刻變革。在強大的政治支持下，“新四大工業基地”和新基礎設施建設繼續加快，為工業智能發展創造了新的基地。信息技術涉及面廣，促進作用明顯。要不斷支持生產方式改革，加快企業發展，增強創新能力[2]。

（二）信息技術和產業快速發展

近些年來我國的國民經濟與信息化進程一直處于高速發展加快的節奏，并且在此期間各行各業對信息基礎設施、信息產品和軟件產品、信息技術和信息服務的需求迅速增長，這也導致了信息技術在各個領域的快速發展。人工智能、虛擬現實、智能感知等多項智能技術取得新突破。智能生產關鍵技術有：5G、云計算、大數據平臺和互聯網逐漸成熟。信息技術向應用場景和技術相結合的轉變使得使用復雜的信息技術成為當前行業的趨勢。

三、我國礦山信息化建設的主要問題

（一）缺乏整體規劃

目前，中國礦業公司的決策者和相關技術人員對數字礦山的建設已經有了一定的了解，但在實際操作中還存在一些問題，例如缺乏通用性，導致信息化建設的盲目性較大，無法達到預期的效果。決策者對信息建設的資本投資沒有給予足夠的重視。目前，部分集團已經制定了數字礦山的總體規劃，但數字礦山建設、基礎設施建設和技術改革之間沒有明確的劃分，混淆了三者，導致數字礦山建設投資過多。

（二）信息化和智能化終端設備的耐用性差

因為惡劣的地下環境。濕度太高，以二氧化碳、氮氧化物和二氧化硫為代表的不同腐蝕性氣體濃度高，空氣中不同顆粒的濃度高。這些氣體和微粒對人體造成極大傷害，對智能終端設備具有高度腐蝕性，導致終端設備的耐久性較低。

（三）信息化和智能化傳輸系統運載信息的能力差

礦井智能終端設備采集不同數據后，將采集到的數據進行傳輸。在此過程中，由于礦井的特殊物理環境，信息傳輸過程中存在一些不準確的情況，導致礦井的實際數據與信息中心接收到的數據之間存在差異。

（四）信息化建設缺少頂層設計，信息孤島現象普遍

信息化的價值在于支持戰略的實施、支持業務管理、促進運營流程的優化以及提高電腦化的整合程度和利用率，這需要從整體把握信息化建設的進程。中國大多數采礦信息設計缺乏最高層次的總體規劃和設計，通常僅根據生產需要或法規進入系統。一些礦山使用了大量的傳感器、自動化設備和各種信息平臺，單個操作系統分散，整個生產過程缺乏連續性，不易擴展，造成重復建設和不切實際的建設。系統和部門之間的信息結構相對獨立，數據交換和集成困難。它不僅沒有創建數據鏈，而且還創建了大量數據過載和信息孤島，難以實現數據的有效使用。

四、礦山信息化發展對策分析

（一）加強對人才的培養

數字礦山建設非常需要專業人才，但目前煤炭行業缺乏既懂商業又懂信息技術的復合型人才。此外，煤炭行業具有一定的特殊性，這意味著在采礦系統受過良好教育的學生不愿意投身于生產線。因此，我們必須在現有人才資源的基礎上，轉向定向培養，以培養一支專業人才隊伍作為后備能源。

（二）使用光纖、無線傳輸結合的綜合技術

地下環境與地表環境有著天壤之別的物理差異，而這種差異會嚴重影響到數據的傳輸，會導致數據傳輸速度慢，不夠真實。為解決這一問題，就應該將地面傳輸高頻率與下行傳輸頻率低的相關特點結合起來，加強包括無線以及無線傳輸在內的數據傳輸線路的建設和完善，通過將不同的數據傳輸線路建設完成以及將之前那些不統一的傳輸協議標準完善，并且在使用時采用傳輸效率高的光纖傳輸材料，同時對它們注意保護。采取這樣的技術來促進信息傳輸能力和智能傳輸系統的提高，促進信息的高效傳輸。

（三）加強控制中心設備的技術更新

當通過層層障礙物將井下數據傳輸至處理中心時，應及時分析和處理

這些信息，以確保掌握的信息是第一首的，才能更好的分析，這樣才能更好的正確處理不同的情況。因此，為了做好在地下處理信息的最后一步，我們應該將提高控制服務處理信息的能力變得更加有效。所以我們可以采取加強智能分析設備的及時更新以及轉換（如圖2），以此來促進其信息能力的提高。礦山還應采取科學措施部署和管理控制人員，制定不同的工作方法，促進工作人員的工作方法以及專業水平的改進，用來加強控制中心的信息處理能力[3]。

（四）加快制定完善礦山信息化建設標準體系

采礦的出發點是制定信息建設所需的技術規范和標準，根據創建業務信息的實踐，結合大學、科研院所和相關部門的努力，重點是制定元數據標準、分類規則等基本和必要的標準和規范，數據合成規范和其他數據相關標準、云計算和大數據。人機交互等技術要求及礦井生產過程自動管理

控制裝置等相關設計規范以及根據標準設計的礦山數據評估和控制。

結術語

為解決煤礦井下數據采集、傳輸、處理和智能化系統存在問題，有效保障煤礦安全生產秩序，煤礦要從數據采集到處理，實行全科學的結構，積極投入人力、物力和財力資源，確保信息和情報能夠伴隨安全的日常生產，促進礦山的穩定和長期發展。

參考文獻：

[1]宋光順.淺析數字礦山和礦山信息化建設的現狀與發展對策[J].當代化工研究，2021（13）：9-10.

[2]黃鑫.我國礦山信息化建設現狀與對策研究[J].網絡安全和信息化，2020（09）：27-30.

[3]任文華.淺析礦山信息化和智能化建設[J].世界有色金屬，2020（08）：

33-34.