淺談基建期數字礦山建設

（河北鋼鐵集團沙河中關鐵礦有限公司，河北 邢臺 054100）

淺談基建期數字礦山建設

張素娜 連歡超

（河北鋼鐵集團沙河中關鐵礦有限公司，河北 邢臺 054100）

數字礦山已成為我國采礦企業追求的目標。本文介紹了數字礦山的定義和建設意義，簡要描述了數字礦山建設的主要內容，簡述了基建礦山數字礦山建設的優勢。

數字礦山

在信息技術飛速發展的21世紀，礦山信息化的建設也在不斷加速，為實現礦山生產過程的可視、可控、可調和高效率、高安全，數字礦山應運而生。

1 數字礦山概述

1.1 數字礦山定義

數字礦山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，是一個“硅質礦山”，是數字礦區和數字中國的一個重要組成部分。數字礦山的核心是在統一的時間坐標和空間框架下，科學合理地組織各類礦山信息，將海量異質的礦山信息資源進行全面、高效和有序的管理和整合。數字礦山的任務是在礦業信息數據倉庫的基礎上，充分利用現代空間分析、數據采礦、知識挖掘、虛擬現實、可視化、網絡、多媒體和科學計算技術，為礦產資源評估、礦山規劃、開拓設計、生產安全和決策管理進行模擬、仿真和過程分析提供新的技術平臺和強大工具。

1.2 數字礦山建設意義

數字礦山的建成將解決礦山建設施工中組織管理難度大的問題。隨著建設工程的進行，礦山采礦、選礦、機電、采暖、通訊、地面土建、管道輸送等工程將全面展開。從井下到地面，從地面到高空，將出現多水平立體交叉作業和多工種多工序平行交叉作業，加上地質條件復雜，施工中難以預測的不利因素隨時可能出現等，組織管理的難度非常巨大。數字礦山可將礦山建設、生產、經營與管理的各個環節與生產要素實現網絡化、數字化、模型化、可視化、集成化和科學化管理，使礦山企業建設和生產呈現安全、高效、低耗的局面。

2 數字礦山建設的主要內容

數字礦山系統是一個復雜的、動態的、開放的巨大系統，各個部分之間相互影響、相互制約。礦山系統主要包括以下幾方面的內容：

（1）基礎網絡平臺。基礎網絡平臺通過覆蓋礦山井上井下的高速網絡將以及礦山傳感網將礦山環境、設備及人員實時聯接起來，并傳輸到計算機、互聯網實現信息的采集、傳輸、存儲、分析、決策、控制、發布和查詢，不僅保證信息的互聯互通，更保證了信息的可靠性、安全性和及時性。

（2）數據倉庫。數據倉庫是實現“數字礦山”的根基。主要用于實時采集和更新礦井建設期和生產期的地理信息、進尺、水文、人員位置、設備狀態等基礎數據信息，并通過數字建模實現整個建設過程的可視化。

（3）四維地理信息系統與可視化集成平臺。以數據倉庫為基礎，基于統一的空間和時間四維坐標將礦山中所有信息可視化并配置完整的屬性信息，建成完整的四維時態地理信息系統，實現地上地下所有對象的透明管理和虛擬現實系統仿真。實現礦井開拓設計對比，實現礦山機械、總圖運輸、通風系統、給排水系統的模擬運轉，實現建設過程的控制與調度等，還可以對礦工進行虛擬的井下條件培訓，提高他們的安全意識和工作效率。

（4）礦山安全生產監控與預警、救援系統。按照國家對礦山企業安全避險六大系統的建設要求，必須建立礦山監測監控系統、井下人員定位系統、井下緊急避險系統、礦井壓風自救系統、礦井供水施救系統和礦井通信聯絡系統 。建成后可以實現礦山的井上和井下的語音通訊、人員、設備跟蹤定位、井下關鍵設備的遠程監控、井下關鍵位置的圖像視頻監測監控、以及各種環境參數的監測監控等。在此基礎上實現統一生產指揮調度。

（5）礦山ERP系統。要實現真正的“數字礦山”，建立一套完整的、符合采礦行業的礦山資源優化（ERP）系統是很有必要的。礦山資源優化（ERP）系統主要包括人力資源系統、項目管理系統（包括項目前期、進度管理、投資成本、招標管理、文檔管理、系統管理等）和辦公OA系統等。

3 基建期數字礦山建設優勢

數字礦山的建設是一個漸進的過程，是一項復雜的系統工程。作為基建礦山，存在很多建設優勢：

（1）國內外已有不少成功案例可以借鑒。盡管各個礦山的地質環境、采選設計不同，但是服務于數字礦山建設的技術、軟件、平臺是統一的，計算機軟件系統、無線通訊技術、傳感器網絡技術、生產管理與控制系統等都已比較成熟，基建礦山可以借鑒成型礦山的建設經驗，少走彎路，實現建設優化。

（2）基礎數據循序漸進錄入。作為數字礦山根基的基礎數據錄入工作量是相當繁重的，而基建礦山數據從零開始，基建數據實時錄入，大大減少了錄入工作量，保證了數據準確性。

（3）基建期數字礦山的建成為日后安全高效開采作業打下堅實的基礎。礦山實體與基建期數字礦山將同步建成，決策者可以根據已有數字礦山迅速準確地掌握動態業務中的一切信息，以做出有利于生產要素組合優化的決策，使企業資源合理配置，從而使企業能夠適應瞬息萬變的市場經濟競爭環境，求得最大的經濟效益。

結語

數字礦山的建設是一個長期的過程，從科學概念到具體實施的關鍵在于人，我們要轉變觀念，充分利用現有技術，提高礦山各項管理水平。礦產資源正面臨資源短缺、供應乏力的嚴峻形勢，數字礦山的建成將實現礦區資源的高效、安全、綠色開發開采，以確保中國礦業可持續發展。

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