基于信息化構建礦山規范管控運營體系探析

毛志宇 吳怡凡

（河北鋼鐵集團礦業有限公司機電檢修分公司，河北 唐山 063000）

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。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。

一、數字礦山發展中遇到的問題

（一）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起步是比較晚的，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。

（二）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。

（三）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。

二、數字化礦山的管理措施分析

（一）三維激光掃描技術

測繪技術可用于建立三維礦山模型，因此是智慧礦山建設的重要技術。三維激光掃描技術能夠高精度、高分辨率、自動化、非接觸、實時、完整地掃描實物，在空間狹小昏暗的礦井巷道中非常實用，可以實現三維立體化的礦區管理、地下管理，準確了解礦山工程進度，重現礦井人員的真實位置，實現井下智能無人開采；還能更精確地監測礦山變形，預報災害，保障人員安全。

（二）綜采工作面智能化

1.構建可動態自優化的工作面精確三維地質模型。以礦井地質鉆孔和切眼、回撤通道及兩順槽巷道等實測地質信息為基礎，構建工作面三維初始模型；使用定向鉆孔勘探工作面的頂底板煤巖分界線技術，對工作面預先進行橫向勘探，實測精度0.2m；對三維模型動態自優化，生成精確三維地質模型，實測精度0.2m，實現了工作面煤層預知。2.首創采煤機自主智能割煤新工藝。通過對比工作面三維地質模型和實際掃描模型，在綜合分析煤層變化趨勢、工作面平直度、當前割頂底情況、采煤機運行等大數據基礎上，通過優化算法制定未來10刀的割煤策略，給出采煤機下一刀滾筒調整曲線，實現自主智能割煤。3.研發三維激光掃描機器人。引進了先進的激光掃描和慣性導航技術，研制了軌道機器人，對綜采工作面進行三維掃描，建立工作面數字模型。4.首次建立綜采工作面絕對坐標系。利用高精度激光掃描技術，把兩順槽導向點坐標信息自動識別出來，用點對點傳導的方式把絕對坐標引入工作面，為工作面實際模型與地質模型對比提供了技術基礎。

（三）務實數字化找礦基礎工作

數字礦山的找礦前景離不開對老舊礦山的治理與優化。在總結傳統找礦經驗的基礎上，對礦山的前期勘查是找礦工作中最終要的一環。而后，才能通過礦山綜合信息組織施工，在施工過程中再進行規范管理、利用三維礦業軟件實現有效監督，實現老舊礦山的快速增儲。在加大探礦增儲力度的同時，還要通過實施資源集約開發、著力建設綠色礦山等措施，實現資源開采與生態環保和諧共生，破解資源、環境與發展難題。要在總結礦山生態修復成功實踐經驗的基礎上，把礦山生態修復提升到傳承中華礦業文化的高度上來認識，科學謀劃、分類推進、精準施策、一礦一策。為礦井的安全生產起到了積極的作用。

（四）異構業務承載技術

智慧礦山中不同的設備有不同的數據格式，需要同時運行多種數據分析組件，因此需要異構業務承載技術，即一個承載容器，如Docker。容器層之上對應著各應用的統一數據接口，對內封裝不同業務的數據和操作，下面則統一管理基礎計算資源。由此可見，這種技術從邏輯上將各種處理功能打包起來了，相互隔離，互不影響，卻又共享計算資源。

三、結束語

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。