數字礦山的特點及綠色資源的開發對策

王建軍

[摘? ? 要]新時期在礦山行業的發展中，積極融入網絡信息技術，構建數字礦山已經成為重要趨勢，同時礦山行業也需要以數字礦山等新型技術為基礎，實現對資源的綠色開發，以實現發展的可持續性，因此必須準確把握數字礦山特點，充分了解數字礦山建設的各項信息技術，從而為資源綠色開發提供有力的技術支撐，推動我國礦山行業的升級轉型。

[關鍵詞]數字礦山;特點分析;綠色資源;開發對策

[中圖分類號]X322 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）07–00–03

Discuss the Characteristics of Digital Mines and Countermeasures?for the Development of Green Resources

Wang Jian-jun

[Abstract]In the development of the mining industry in the new era， it has become an important trend to actively integrate network information technology and build digital mines. At the same time， the mining industry also needs to realize the green development of resources based on new technologies such as digital mines in order to achieve development. Sustainability， therefore， we must accurately grasp the characteristics of digital mines and fully understand the various information technologies of digital mine construction， so as to provide strong technical support for the development of green resources and promote the upgrading and transformation of my country's mining industry.

[Keywords]digital mine; characteristic analysis; green resources; development countermeasures

隨著我國綠色環保發展戰略的提出，礦山行業要實現資源綠色開發，就必須積極應用各種先進的數字技術，通過數字礦山的建推動礦山行業的轉型升級，全面提高礦山生產經營的效率和現代化水平，從而使礦山發展與綠色資源開發相互促進。因此礦山行業必須要加強對數字礦山的研究，充分了解數字礦山建設的相關技術，深刻理解數字礦山特點，利用數字礦山技術對資源勘測、生產經營等各項活動進行動態監測，提高礦山指揮調度的能力，以確保資源的開發利用科學合理。

1 數字礦山分析

1.1 數字礦山特點

在數字礦山的建設中應準確把握數字礦山的基本特點。數字礦山的一個重要特點就是大量虛擬現實技術的應用，實現了對礦山結構特征以及開采情況的模擬仿真，實現了礦山管理的可視化，使礦山生產經營更加科學合理。同時對于數字礦山通過數據庫的建設還具備了對數據信息進行存儲管理的特點，因此為數據信息的共享交流提供了平臺基礎，并可以更好地保證數據信息的安全。由于數字礦山通過自動化以及智能化技術的應用，不僅能夠實時監測礦山各項生產活動的動態情況，而且能夠對數據信息進行自動化、智能化的分析，從而為礦山的管理決策提供了更加可靠的參考依據。此外，數字礦山的一個重要特點就是能夠以所采集的地質水文數據為基礎，自動分析礦區地質變化，從而可以實現自動報警，更好地保證礦山生產作業的安全。

目前，礦山行業整體處于發展的低谷期，企業要想實現生存與發展就必須合理控制成本，盡量減少資本支出以及企業運營管理費用，并積極應用先進的技術設備，向無人化采礦的方向發展，而這些目標的實現都需要建立在對海量信息的有效整合以及信息化、自動化系統構建的基礎上，因此數字礦山已經成為了礦山行業發展的主要方向。

1.2 建設數字礦山的重要信息技術

1.2.1 數據整合技術

現代礦山在生產經營活動中會產生海量的數據信息，對這些數據信息進行有效的管理、科學的整合是提高礦山管理決策水平的重要基礎。因此在數字礦山的建設中應積極應用先進的數據整合技術，以實現對資源勘探、采選礦、冶煉等各部門不同結構類型的數據信息的有效管理和綜合利用。在數字礦山的建設實踐中，主要通過數據采集和相關的接口技術、數據整合技術、數據庫技術以及數據綜合分析傳輸技術等技術方法實現對礦山生產中數據的整合處理。

1.2.2 信息流技術

為了實現數字礦山的建設，應積極應用信息流技術，結合數據庫等技術實現自動化的數據信息加工處理、整理分析以及信息的共享交流等，為礦山的管理決策提供更加全面準確的參考數據。由于現代礦山在生產經營活動中所形成的信息類型較為復雜，因此在數字礦山建設中應采用通用型信息流內核技術，以適應實際需要。同時在應用信息流技術時，應根據礦山企業的具體情況進行個性化的設置，并加強信息反饋系統的構建。例如，在企業高層領導的界面中應包括個性化桌面、匯總報表、KPI監控以及實時信息體系;在中層領導的界面中應包括個性化桌面、報表系統、即時生產監督系統、風控系統以及計劃監督系統等。而在基層數據中則應綜合應用數據存儲和整合技術，按照接口設計規范對數據信息進行綜合性的處理分析以及有針對性的推送。此外，在信息流技術的應用中應提高信息安全意識，積極應用先進的安全技術合理設置信息流管理權限，以保證企業信息安全。

1.2.3 任務通知系統

一些礦山企業在指揮調度工作中仍采用傳統的任務通知方式，難以使指揮調度信息及時、準地傳達到相關人員。因此應積極采用先進的數字信息技術建設任務通知系統，以提高信息管理的水平和能力。同時，在任務通知系統的建設中應結合我國礦山企業現有的技術水平和經濟條件等現實情況，合理選擇相關技術以及軟件系統，以提高系統建設的經濟性和實用性。在礦山任務通知系統中應實現多元化的功能，既要能夠根據預設條件自動完成任務的即時生產發送，同時還要能夠對任務進行有效的監督管理，并要具備可追溯功能，從而保證礦山管理的科學有效。

1.2.4 移動智能終端技術

隨著移動智能終端技術的發展，各種移動智能終端的應用領域不斷拓展。在數字礦山的建設中也應積極應用移動智能終端技術，并加強與任務通知系統以及信息流技術的相互融合，以確保礦山的相關信息能夠實現實時共享交流，為礦山的管理決策提供時效性更好的數據支持。目前在數字礦山建設中主要涉及移動智能終端的顯示和軟件管理技術、移動終端設備管理、平臺支持以及權限安全管理等相關技術。在實際應用中應充分考慮移動終端的多元化特點，確保能夠為多種平臺操作系統提供技術支持，同時在各移動終端均應加強安全管理機制的建設，并結合設置隔離區或者防火墻等方式有效保證信息通道安全。此外還應積極開發相關應用軟件，以實現對多平臺文檔、數據信息、生產作業的管理，并自動進行任務通知。

1.2.5 云技術

礦山企業應積極應用云技術構建信息系統，以減少企業管理維護數字礦山系統的技術難度和管理成本，從而提高管理效率。目前在數字礦山建設中比較常用的云技術主要包括各種云端操作系統，云系統與數據通訊技術、數據維護優化技術以及相關的安全技術等。通過云服務構建礦冶云，不僅可以對企業的設備和文檔信息進行管理，動態監視生產過程，自動完成任務通知，而且還可以使操作界面更加個性化，以適應礦山企業的實際需要，同時還可以為企業用戶以及便攜設備終端提供與礦冶云之間的安全通道。另外企業數據庫也可以通過整合接口及時獲取礦山企業在生產過程中所形成的動態數據，并向控制中心傳輸相關的數據信息。云服務解決方案極大地提高了數字礦山的數據存儲以及處理分析能力。

1.3 數字礦山系統的建設

在數字礦山的建設中應根據礦山企業的實際需求確定其數字礦山系統的結構框架，且系統框架應具有一定的可擴展性，以便適應礦山未來的發展需要。因此應采用模塊化方式構建數字礦山系統，并積極應用數據層模塊設計技術、功能性信息模塊分類技術以及相關的安全技術和權限控制技術，通過制定模塊接口標準以及開發特殊接口完成數字礦山系統結構的構建。

1.3.1 個性化信息平臺的構建

在礦山企業中，由于崗位的不同，對信息的需求也存在明顯的差異。例如集團領導層需要及時掌握下屬所有企業的動態匯總信息;而作為下屬企業中的領導層則要掌握生產部門以及所有部門的情況。企業中層領導需要能夠準確了解其管轄范圍內的生產經營狀況，而基層領導崗位則需要詳細了解其管理范圍的所有設備運行的動態情況。因此在構建數字礦山的信息化平臺時應根據企業內部崗位以及層次的不同進行個性化界面的建設，從而為使用者查詢調用數據信息提供便利。

1.3.2 數字礦山系統結構層次分析

在數字礦山系統網絡中主要包括外部網絡、企業內部辦公網絡以及生產控制網絡等3個層次。其中外部網絡主要由互聯網、移動終端等構成，并可以通過企業門戶網站與礦山企業相連接。在企業內部辦公網絡與外部網絡之間應設置外部隔離區，以提高企業內部辦公網絡的安全性。

在企業內部辦公網絡中主要包括數據層、OMS/ME層以及ERP層這三部分。其中綜合數據庫、企業數據以及其他數據共同構成了數據層。而在綜合數據庫中則高度集成了礦山的地質數據、采掘數據、實驗室數據、設備數據、環保安全數據以及庫存數據等。OMS/ME層的主要功能是管理礦山企業生產計劃、設備，編制生產報表、調度班組作業并形成日志，對企業生產情況進行動態監控和智能化管理，同時構建智能化信息平臺。ERP層的主要功能是管理市場信息、企業財務狀況、生產經營成本、企業庫存及供應情況、合同和相關文檔信息等，且在ERP層也集成各種辦公管理軟件。

在數字礦山的生產控制網絡中則主要包括各種生產設備數據信息以及實時控制系統等。其中在實時控制系統中包括了SCADA生產系統、PLC、DCS、車輛動態監控系統、專家優化系統以及即時環保監控系統等。實時控制系統可以將其所采集記錄的各種數據形成歷史數據并發送給企業辦公系統的綜合數據庫。在生產控制網絡與企業內部辦公網絡間應設置內部隔離區，以保證數據信息的安全。

1.3.3 設備預防管理系統的建設

礦山生產設備往往屬于高價值設備，目前在設備的使用管理中多采用定期更換維修等方式，不僅會給礦山生產安全帶來較大的風險隱患，而且還可能造成資源的浪費。因此應積極應用數字礦山的相關技術設備，利用傳感器以及數據庫技術對礦山設備進行動態監控，即時準確地掌握設備在運行過程中的實時壓力、振動以及溫度等數據信息，并與數據庫中存在的歷史數據進行對比分析，一旦發現異常時自動發出預警信息，以便設備運維管理部門可以有計劃、有針對性地開展停機檢修工作，以提高設備運行的安全性，延長設備使用壽命。目前預防性設備管理系統的應用還處于發展初期，且其應用范圍主要局限于高溫高壓的關鍵性礦山電力系統中，未來還需要進一步加強對傳感設備、數據庫、信號管理、模型構建、任務通知系統以及自學習系統等相關技術的研究和推廣應用。該系統的應用將進一步提高數字礦山設備管理的科學性和有效性，推動我國礦山行業的全面升級轉型。

2 資源綠色的開發對策

2.1 資源綠色開發應利用數字礦山技術進行空間信息的獲取

要實現資源綠色開發就需要充分了解礦山資源的分布、周邊環境、地理空間以及相關的社會經濟等各種數據信息，因此必須以數字礦山為基礎，充分利用網絡信息技術，通過3S等技術的應用進行信息的采集以及數據庫的建設，并構建資源環境模型，綜合分析資源開發成本以及環境價值等，為資源的合理開發利用提供準確全面的參考依據。

2.2 資源綠色開發應以數字礦山作為研究平臺基礎

要實現資源綠色開發需要進行大量的研究分析，而數字礦山是開展相關研究的重要平臺基礎。在數字礦山平臺上能夠高度集成礦體特征、巖層結構等數據，并能夠為數字模型的構建以及仿真模擬提供技術支持，因此能夠為資源綠色開發的理論研究以及成果轉化提供便利。

3 結束語

礦山企業應積極應用數字技術以及網絡信息技術等先進技術加強數字礦山的建設，全面提高礦山管理的自動化、智能化水平，并以數字礦山為基礎進行資源的綠色開發，為資源的合理開發利用提供空間信息以及研究平臺，從而推動礦山行業的升級轉型，為礦山行業實現可持續性發展奠定良好的基礎。

參考文獻

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