矿山数字化解决方案精选(九篇)

第1篇：矿山数字化解决方案范文

【 关键词 】 数字矿山；信息管理；自动化；信息网

An Approach to Construction of Mine Digitalization in Gacun

Jin Zhao-hui Li Qian-qian

（Xinyuan Mining of Sichuan SichuanChengdu 610000 )

【 Abstract 】 The author makes an introduction to basic concept of digital mine, technical background of digital mine and present situation of construction of mine digitalization in Gacun, discusses the necessity for construction of digital mine, and puts forward steps and contents of construction of mine digitalization in Gacun.

【 Keywords 】 digital mine; Information management; Automation; Information network

0 引言

呷村银多金属矿区位于四川省甘孜州白玉县,是一处高品位、易开采、难分选的复杂银、铜、铅、锌矿床,被誉为为“高原三明珠”之一。随着数字浪潮的到来,如何提高矿山企业的竞争能力，如何实现矿业企业现代化管理与国际先进管理方式的接轨，如何实现“高效、安全、绿色、可持续”的经营理念,是当下各个矿山企业不得不面临的问题。呷村银多金属矿为更适应这一市场机制，正朝着真正的数字化方向发展。

1 数字化矿山的涵义

数字矿山(Digital Mine)是数字矿山是以矿山系统为原型,以地理坐标为参考系,以矿山科学技术、信息科学、人工智能和计算科学为理论基础,以高新矿山观测和网络技术为支撑,建立起的一系列不同层次的原型、系统场、物质模型、力学模型、数学模型、信息模型和计算机模型并集成,可用多媒体和模拟仿真虚拟技术进行多维的表达,同时具有高分辨率、海量数据和多种数据的融合及空间化、数字化、网络化、智能化和可视化的技术系统。

数字矿山是建立在数字化、信息化、虚拟化、智能化、集成化基础上的，有计算机网络管理的管控一体化系统，它综合考虑生产、经营、管理、环境、资源、安全和效益等各种因素，是企业实现整体协调优化，在保障企业可持续发展的前提下，达到提高整体效益、市场竞争力和适应能力的目的。数字矿山的最终表现为矿山的高度信息化、自动化、智能化与高校安全开采，以至无人采矿和遥控采矿模式。它将深刻改变传统的采矿生产生活和人们的生活方式。

2 数字矿山的七大主层次

数字矿山按照系统结构自下而上可分为七个主层次。

2.1 基础数据层

基础数据层，即数据获取与存储层。数据获取包括利用各种技术手段各种形式的数据及其预处理；数据存储包括各类数据库、数据文件、图形文件库等。该层为后续各层提供部分或全部数据输入。

2.2 模型层

模型层，即表述层。如空间和矿物属性的二维和三维块状模型、矿区地质模型、采场模型、地里信息系统模型、虚拟现实动画模型等。该层不仅将数据加工为直观、形象的表述形式，而且为优化、模拟与设计提供输入。

2.3 模拟与优化层

例如工艺流程模拟、参数优化、设计与计划方案优化等。

2.4 设计层

设计层，即计算机辅助设计层。该层为把优化解转化为可执行方案或直接进行方案设计提供手段。

2.5 执行与控制层。

执行与控制层，如自动调度、流程参数自动监测测与控制、远程操作等。该层是生产方案的执行者。

2.6 管理层

管理层包括MIS与OA办公自动化。

2.7 决策支持层

依据各种信息和以上各层提供的数据加工成果进行相关分析与预测，为决策者提供各个层次的决策支持。

3 呷村银多金属矿数字化建设的技术背景

21世纪是信息技术飞速发展的时代，呷村银多金属矿作为一新兴矿山，拥有前沿的硬件、软件、网络技术，这些为矿山数字化建设提供了强大有力的基础保障。

3S技术、多分辩率海量数据的存贮技术、互操作互运算技术、多维可视化技术等,都为矿山数字化建设提供了有力的技术支持。伴随着各种类型的矿业软件,如SURPAC、MAPTEK、DATAM INE等相继问世,并投入实际应用，可以把十几年来积累的地质成果以及相关矿山开采资料数字化,逐步建立起矿山地、测、采数据库。OA软件、井下人员定位系统、安全监控系统的推广与使用为矿山数字系统的建设也提供了强有力的软件平台支持。同时,各种新型采掘设备、选矿设备及相关控制管理系统的引进,为数字矿山的实现做了好的硬件铺垫。大型扫描设备、矢量化图形工作站、宽幅真彩色大型绘图仪等硬件设备的配备,使得矿山数据库的建立和数字化成图更方便、更精确。

4 呷村银多金属矿数字化建设的必要性

矿产资源被誉为现代工业的“粮食”和“血液”，是人类社会发展的命脉。人类目前使用的95％以上的能源、80％以上的工业原材料和70％以上的农业生产资料都是来自于矿产资源。 矿产资源是有限和不可再生的，如何合理开发与利用有限空间中的有限矿山资源来满足人类社会可的持续发展需求,最大程度的促进资源的合理有效利用，已经成为当今世界所共同关注的问题。

现代企业的管理方式已向信息化转型,为实现我国矿业企业适应现代信息科技的发展,实现矿业企业现代化管理与国际先进管理方式的接轨，矿山的数字化/信息化建设也是势在必行。

数字化是实现企业信息化的基础,是信息化的具体表现形式,只有通过数字化技术,才可以实现可视化、智能化、网络化和集成化,从而最终实现矿山企业的全面信息化管理。采用数字化技术,可以最大限度的开发和利用矿产资源,满足人类社会可持续发展的战略需求。

5 呷村银多金属矿数字化建设现状

自1999年首届“国际数字地球”大会上提出了“数字矿山”(Digital Mine,简称DM)概念以来,矿山的数字化建设就在各大矿山企业中悄然兴起。呷村银多金属矿也加入到数字矿山的建设队伍中来。

思想观念落后，缺乏对数字化矿山的正确认识。矿山的数字化建设是一个关系到矿山发展的长期工程，涉及到矿山很多层面及大量资金的投入。而工程的成功与否，关键取决于职工的思想观念以及对数字化矿山的理解程度。但由于数字化是近十年出现的产物，很多员工由于年龄和知识结构等客观因素的影响，对数字化矿山这个新事物的了解有些偏差，甚至认为数字化建设就是网络建设。认为矿山数字化建设是IT人员的事情,与企业的根本利益无关。

落后的工作观念和工作方式阻碍了数字化矿山的发展。部分工程技术人员习惯于原有的工作方式，因循守旧、墨守成规、安于现状,不愿变革甚至惧怕变革。计算机应用水平参差不齐，阻碍了数字化矿山的发展。由于员工的年龄和受教育程度等因素的影响，阻碍了矿山数字化建设的进程。 IT人才的严重短缺,这也是阻碍矿山数字化建设的一个重要原因。矿井综合信息系统不够完善，传统的作业方式处于分割管理状态，信息交换困难。

6 呷村银多金属矿数字化建设的探讨

针对呷村矿山数字化建设现状，要多吸取前人的经验教训，不能急于求成，应 “全局规划 分步实施”，整体把握数字矿山建设的规划布局。结合矿山实际情况，笔者认为应从以下几方面实施矿山数字化建设。

开展矿山数字化知识讲座，提高职工的思想认识，数字化矿山不但包含了现代化所需的软硬件环境，还应包含现代化矿山的理念。加强培训，提高职工综合素质。组织职工进行矿山数字化相关培训，重点是计算机技术和信息技术的培训，提高其信息素养，使之不仅熟练掌握矿山专业知识，还能熟练操作计算机，掌握软件的使用方法和数字化加工方法。重视人才引进，并组织不同层次、不同范围的科技攻关与技术推广。及时引进、配备前沿数字化建设软件技术，完善矿山数字化七大层次间的信息传递。实现基础信息化、作业信息化、管理信息化、决策信息化，加强构建完整的矿井综合信息系统。

7 结束语

中国的矿山企业正面临严峻挑战和前所未有的变革机遇。数字矿山是未来矿山的发展方向，也是必由之路，任重道远。呷村银多金属矿应根据自身企业的实际情况，整体规划，分步实施，完善软硬件配备，加强协调数字化建设七大层次之间的信息、指令的顺畅传递，最终适应市场发展，满足可持续发展的需求。

参考文献

[1] M.Kelly.Developing coal mining technology for the 21st century[J].Proc. Mining Sci.&Tech. Netherlands:Balkema,1999.3～7.

[2] 吴立新,殷作如,钟亚平.再论数字矿山:特征、框架与关键技术[J ].煤炭学报,2003,(2):1～7.

[3] 邓永胜.数字矿山特征及未来数字遥控采矿系统模型[J ].昆明冶金高等专科学校学报,2006,(1):59～63.

[4] 杨强,雍卫华.国内外矿产资源与开发利用现状及其发展趋势[J]. 矿业,2002,11(7):16219.

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第2篇：矿山数字化解决方案范文

【关键词】矿山；数字化系统；技术；应用

一、矿山采掘数字化系统技术应用

（一）采掘数字化系统开发环境

一是系统关键技术的解决方案。在不改变现有采掘工艺环境的前提下，进行采掘管理系统的开发，首先要建立切合生产实际的矿量管理数学模型，主要是建立矿石损失、贫化数学模型和验收矿量管理及二级矿量管理计算程序。应用计算机技术将地质信息进行编录，建立矿山地质信息库。在Auto CAD下编录分层矿块图块，将品级、成份、面积、断面水平等地质信息按图块属性编录，然后提取属性于数据库中。二是系统开发平台的确定。现在该矿山已经组建了大型局域网络，各生产车间与管理部门的信息通讯网络已基本实现。因此，采集数据端应用VB6.0开发矿量管理计算子系统。后台应用Microsoft Access XP数据库管理和存储数据。网络运行环境可为Windows XP Server +IIS5.0+Microsoft Access XP。

（二）采掘数字化系统程序设计

主程序的目的是应用网络环境，将子系统计算的主要采掘数据于局域网上，便于采掘生产车间和相关生产管理部门进行辅助决策和生产管理。由于Web不支持dwg格式文件。因此，在子程序端数据录入时要将dwg格式的图形文件另存为dwf格式文件，并且上传到服务器上。服务器主程序设计应用VBScript程序开发语言，通过微软Internet Explorer浏览器进行数据操作和数据浏览。主程序设计了如下窗体：其中主要采集数据部分完全是手工输入，对于采掘生产量的管理可以做到日采出矿石量、日采场贮存量等数据的准动态管理，但是，由于铲装作业位置不能动态跟踪，所以生产质量数据还做不到动态管理。采用上述管理模式和最小品位线的现场标定，使得在验收矿量管理上，盈亏吨率极小，而且波动较小。在原矿生产质量上，矿石损失率和矿石贫化率数值更为真实可信，而且矿石损失率和贫化率都比以往有所降低。矿区剥采比和采掘计划执行率指标的完成都非常好。本程序设计的主要目的是实现生产采掘矿量准动态管理，使生产作业者可以实时掌握生产作业的产量和质量情况。减少盲目作业；更主要的是科学地计算矿石采出质量，合理计算矿石损失率、贫化率，真实反映采掘作业情况。

二、矿山运输数字化系统技术应用

（一）数字化矿山运输系统

数字化矿山运输系统是结合信息、通信、电子、控制及管理等技术运用于各种运输软硬件建设，以使整体运输运输的营运管理自动化，或提升运输服务品质与安全性的系统。也就是说通过信息、通信、电子、控制及管理等技术的应用，使矿山运输设备的管理者可以掌握即时路况，有效地调派运输工具，也可以通过运输管理策略的运用及运输信息的，得以避开危险物与节省运输时间。运输者也可利用得到的即时信息进行运输规划，不仅可以改善矿山运输系统使用的环境，而且也可以减轻运输者使用矿山运输系统的压力，因此可以提升矿山运输系统营运效率外，也可以提升运输设备安全，减少运输风险，改善运输务品质。

（二）系统技术

目前国内外矿山数字化运输系统采用的无线通讯系统可分为两大部分：广域无线通讯与短距通讯。其中，广域无线电依其传输的方向性又可区分为单向通讯系统与双向通讯系统两类型；而短距通讯则可区分为红外线通讯、微波通讯、蓝牙通讯及无线标准区域网络等系统。

目前一般数字化运输设备采用的通讯方式均为广域无线通讯，包含有如下三个方面内容。一是Mobile Data移动数据，其是在移动状况下的使用者终端设备（又称移动台），能够发射或接收数据资料的服务，也称专用移动数据系统。移动数据采用分封式交换通讯技术，其传送速为19.6Kbps。二是USSD（Unstructured Supplementary Services Data），USSD输入信息时是递送数字简码，所以在使用USSD服务时，使用者只需输入服务代码及参数，USSD输入时有字数限制，目前传输速率达9.6 kbps。三是Web/Client-Server/Pda平台。网络矿山运输监控系统的可行性设计分为三部分：运输设备内位置接收器，接收自动化回报信息；信息管理系统，连接移动中的运输设备与网络服务系统外、从运输设备内位置接收器去接收设备的位置；网络服务系统，提供运输设备位置、电子地图影像及运输信息。

（三）系统构成

一是动态监控系统。为了应对临时运输的需求以及快速传递信息，系统借助监控中心的监视器显示运输设备的即时位置。运输设备调度者可根据历史资料，告知操作者适当的路径资料，以注意易发生危险的路段。同时，可监控驾驶人的怠速、行驶速度及刹车输设备等状况。此外，系统因为可实现安全驾驶及具有保全的功能，也有降低运输设备损害的效果。

二是行运输设备管理系统。操作者可轻易确实的准备行运输设备日报表。系统纪录的平日行运输设备状况，可用来作营运管理的分析基础，也可对个别驾驶人进行其驾驶习惯与考核时使用。另外，经由行驶轨迹的功能，运输设备运行结果可表示于地图上，同时辅以营运状况的资料，可分析检查运输设备计划实施的优劣。

三是无线移动通讯系统（OmniOne）。OmniOne是数字无线移动化通讯系统，让操作者能够利用OmniOne系统下的移动设备接收载货指示、接受或是否决载货，并发送出运输状况更新等信息，借助使用与OminTRACS相同的信息规格，运输工具能够整合各系统的信息，形成与运输管理部门的良好沟通。

四是ViaWeb。ViaWeb是基于网络矿产资源追踪服务，让运输管理部门以及运输者能够直接获知正确持续性的矿产资源运送状况，ViaWeb能够展现运输设备目前的位置以及状态，也能提出潜在问题的警告。

三、矿山管理数字化系统技术应用

（一）系统构成

通过矿山入口网的建置，矿山的运作模式，由以往的单人单机作业，可演变为可同时支援多人通过区域网络连线连接至网站，进行协同操作的模式。管理部门作业电子化后，简化了纸本文件的备份、保存、仓储与管理等问题。不管是资源开采，还是资源运输，均须内化成矿山适用的资源，才能有效产生作用，并持续运作。

具体的系统包含如下三个方面的构成。一是OA作业系统。这包括如下内容：提供员工进行沟通、协调、合作平台（如公告栏、行程管理、电子邮件系统、信息分享）的群组软件；管理24小时收送电子邮件的系统，包含应对个人资料保护法规定，善尽良善管理人的责任，于员工寄送邮件时，审核信件内容是否含有机密或个人资料；管理矿山内部文件、信息、档案、训练教材等文件分享平台；管理内部签核流程，提供跨单位联系，及时发送相关签核信息的流程引擎核心辅助系统。二是管理单位相关系统。这包括如下内容：提供矿山内、外进行规章修订、、公告与管理性作业的系统；管理有形资产、办公设备、软硬件信息产品等固定资产的系统；管理有关开采及运输作业的系统；管理有关来文、发文等公文收发与签核作业的系统；管理合同文件系统；管理纸本邮务信件邮递作业的系统；管理评量供应商服务能力的系统；管理门禁申请、调阅门禁相关纪录等的系统；管理申请公务用品的系统；管理重要资料保管作业的系统。三是职能单位系统。（1）人事单位相关系统，包括如下内容：提供矿山管理员工例行差勤、薪资管理、考核等作业的系统；管理与请采购相关应回避的利益相关者的系统。（2）财务单位相关系统，提供矿山管理财务与会计相关作业的系统。（3）业务单位相关系统，提供矿山管理与处理牵涉业务系统功能的需求或问题的系统。（4）系统单位相关系统，包括：提供矿山管理软、硬件申请作业的系统；管理网络相关资源申请的系统。（5）安控单位相关系统，提供矿山管理例行作业的系统、表单申请系统。（6）稽核单位相关系统，提供矿山管理内部稽核、外部稽核、自行查核、一般查核、专案查核等攸关矿山风险管控作业的系统。

（二）系统运行保障

矿山综合管理数字化系统的运行需要配备相应的保障措施，具体而言包括如下方面的内容。

一是完善的作业规划。管理部门软件的服务对象为矿山所有员工，使用者需求与系统功能项目应能于系统引进或开发之前即进行完善规划。落实使用者需求访谈、雏型系统试用、系统重要里程阶段测试验证作业，使软件开发者与使用者双方及早建立共识，借助早期的检核、修正、调整或强化系统功能，以符合作业需求，除可避免系统上线后改版或须进行功能调校的不便、困扰与作业影响外，更有助于专案推展，使管理部门作业自动化产生预期功效，而非造成额外的负担。在各使用单位日常作业日益仰赖与倚重系统功能与服务下，如何持续满足各使用单位个别不同的需求、强化管理部门软件系统功能、建置有益内部沟通、协同合作与信息分享的共同平台，是系统上线后有待努力与强化的作业。另外，需要遵循相应法规。管理部门软件因使用单位、业务专属性等的不同致需求各异，但不论需求如何，矿山基本须遵循的法规或权责单位的个别需求是不容疏忽的，应予纳入妥为规划；而较复杂的系统在精简人事原则下，不易由矿山内的编制人员进行开发，故大多采购现成的产品，再根据使用单位需求予以客制化，完成改版后供其使用，因此，使用单位对相关遵循的法规及系统运作，须有深入的了解及管控。

二是确保持续作业。对大型矿山而言，提供员工可以24小时作业的办公环境，如员工通过网络连线至矿山管理部门系统，进行收发信件、执行相关作业、快速回应施工需求等，已渐成常态，且为必然趋势，如何持续检视系统环境以确保系统执行时的安全与稳定，或是以现有硬件虚拟化技术协助强化与建置完善的同地备份或异地备援机制，以求持续不断改善作业环境，也属永不停歇的重点工作。

三是硬件虚拟化必须要很好的达到。由于管理部门软件已成矿山日常运作不可或缺的一环，通过已成熟的虚拟化技术与产品，将管理部门软件自实体设备转移至虚拟化环境运行，不仅可提高系统的安全性、稳定性与可用性，也能降低系统毁损无法运作的风险，以及提高系统备份还原或备援作业的便利性，同时简化矿山应对灾变发生时，须于异地备援中心进行备份还原作业时，所需的人力投入与系统复原时间。另外，还需要关注协同办公软件的开发与应用。利用协同办公软件可通过及时、群组分享的平台，提供群组成员共享信息，简化沟通时间、促进成员间的知识分享与脑力激荡，激发新的思维与解决方案，更快速、更有效地完成工作。协同办公软件，或称群组软件，是帮助群组使用者间相互通讯与协调活动的软件，有助于矿山管理数字化系统的整合。

四、小结

总体而言，数字化技术在矿山中的应用是未来矿山作业的大势所趋。这种应用要想顺利实现，除了要在软硬件设计方面给予足够的人力、物力、财力的支持外，还需要从制度与组织设计层面来为数字化技术的落实应用提供保障，从而确保整个数字化系统能够得到最广泛的认识与了解，推动器高效率的应用。

参考文献

第3篇：矿山数字化解决方案范文

关键词：数字化煤矿;发展现状;建设意义

随着信息技术的不断发展，数字化概念逐渐的进入人类生活的方方面面，同样，煤矿行业也朝着数字煤矿发展。煤矿行业生产过程中不断自动化、信息化、集成化，使得数字化煤矿的发展得到了充分重视。数字化煤矿不仅能够提供安全可靠的生产环境，而且能大大的提高煤矿行业的生产效率，为企业创造更多的经济效益，同时，也能改善煤矿行业的传统形象，提高企业的知名度。因此，煤矿企业都大力发展数字化煤矿，建设数字化煤矿的气氛在行业内空前膨胀。

但是在实际操作中如何实现数字化，本文结合我国现阶段数字化煤矿建设的现状，探讨了数字化煤矿存在的问题和缺陷，得出了数字化煤矿建设的重要意义。

1 数字化煤矿的概念

数字化煤矿的定义从数字地球的定义衍生来的，它是基于信息的框架和三维坐标信息与相互关系组成的。煤矿可以得到两个层面的信息：固有的信息和动态的信息，包括矿井地质、测量、钻孔等原始数据的自然信息还包括煤层、围岩、井巷等地质体空间信息;动态信息包括电力供应，采矿，运输，通风，给排水等生产系统和装备信息，生产过程中产生的信息。

数字化煤矿建设的主要内容包括矿山科学技术的发展战略、矿山数据资源的共享、矿产可持续发展战略、矿山的经济发展、采矿安全和采矿科学技术创新的需要等，它把关于矿山系统各环节的所有原始数据流转换成我们可以理解的信息，转换成具有煤矿经济价值的知识。

2 数字化煤矿的发展现状以及存在的问题和不足

首先，数字煤矿是十分复杂巨型系统，它不仅涉及煤矿地质勘查、地址规划与设计、施工，而且还包括安全生产、企业管理等，许多信息需要继续使用和共享，但目前的数字煤矿各链路的信息接入方式和水平不同，导致数据格式的兼容性是薄弱的，最终，信息不能使用，出现信息孤岛现象。

其次，现阶段我国煤矿数字化还处在初级的发展阶段，还没有能够实现统一管理、系统集成空间信息以及实时的迅速动态信息、管理信息的基础平台，这主要与煤矿开发商所涉及的专业有关。当前，可以把推动煤矿数字化发展的相关专业开发商分为三大类：开发煤矿地质测量系统、煤矿自动化系统、开发煤矿信息管理系统，这些开发商是数字矿山的领跑者和实践者，由于这三种开发商几乎覆盖了煤炭所有主要业务部门，但技术路线和应用平台的发展是大相径庭，这导致目前的系统信息难以共享，信息资源不能共享，难以形成一个空间信息、实时信息和管理信息统一的平台。

再次，我国现在承载大量信息平台的是3DGIS技术。但3DGIS理论与煤矿对数字化要求相差甚远。因此，3DGIS信息系统与煤矿实际需求存在一定差距。

最后，我国的煤炭开采环境复杂，存在许多因素，相关专业所需众多、生产系统非常复杂、智能水平和技术设备不高、采掘现场的工况参数不能及时准确的获取，这些都是制约数字化煤矿发展的因素。

3 数字化煤矿的发展的意义

①数字化煤矿的建设可以不断的完善测量计算、地质分析、选矿采矿、生产安全等各个专业知识和技术资料，再结合相应软件建立一个形象逼真的三维模拟图形，可以真实地模拟煤矿立体的地质形态和现场生产实际环境。还能设计出多种现场实际开采方案及采区闭坑复垦方案和开采模拟方案的实施效果，逼真地模拟再现了生产现场的调度指挥。

②数字化煤矿可以作为检验监测手段，能够把容易发生危险的煤矿部位所设置的监控设施统一起来进行在线监控，起到有效的安全监控预防作用。

③数字化煤矿可以把其他合作单位提交的测量、勘探、设计等技术参数进行复核，找出其中需要进一步完善的关键部分，从而提高项目成果的精确度，最终使得设计方案能和矿山实际生产活动相吻合，科学推动煤矿的长远发展。

④数字化煤矿的建设可以为企业领导和各级业务部门提供可信的决策依据和参考;不断的提高生产效率，创造更高经济效益，充分利用先进的自动化设备和技术，同时，信息的透明化加强生产信息数据的采集，大大提高数据的统计和分析能力，简化工作流程和及时的完成各部门之间的信息传递。

参考文献：

[1]夏良.数字煤矿浅论[J].陕西煤炭，2007（5）：28-30.

第4篇：矿山数字化解决方案范文

在2013年5月初举办的“2013深圳国际专业无线通信技术与信息博览会暨中国专业无线通信产业发展论坛”上，中国普天研究院展台上演示的“3G井下无线通信解决方案”吸引了不少业内人士和参观者驻足观看。这套为煤炭行业量身打造的综合无线通信“智慧矿山”系统依托成熟的TD-SCDMA技术，集语音、数据、视频、调度于一体，覆盖了通信联络、人员定位、监控检测三大功能的安全生产系统，为矿山智能安全生产管理提供信息化、智能化和自动化等全方位服务。

多年来，煤矿安全生产备受关注。煤矿通信水平直接关系到煤炭的生产及运营。建设智能矿山，大力推进安全可靠的煤矿信息化通信系统对煤炭企业来说迫在眉睫。据了解，2011年普天研究院便着手“3G井下无线通信解决方案”的项目评估与调研，并于当年商用版本，使产品从实验室迈向煤矿通信市场，引发业内关注。2012年10月，普天自主研发的“3G井下无线通信系统”取得煤矿安全认证。2013年伊始，作为首个样板矿的山东兖煤集团天池矿一期建网工作顺利竣工，它标志着普天研究院在3G井下无线通信系统架构、关键技术和典型的业务流程方面都取得了实质性突破。

山东兖煤集团下属的天池矿煤炭有限公司是我国煤炭行业龙头企业之一。普天为该矿提供的“3G无线通信系统”操作简便，易于维护，与煤矿生产安全系统有效融合，不仅实现了矿井上下的有效通信、人员定位、应急反应等核心功能，更重要的是，通信系统在稳定可靠的同时，结合矿井地理情况及原有设施状况，具有高安全性的特点，为天池矿的生产经营保驾护航。与此同时，普天这一“智慧矿山”系统既强化了生产作业的安全性又提高了企业的运营效率，是现代高科技在煤矿安全生产的创新应用。

目前，由普天提供核心技术的“3G井下无线通信系统”已在山西、山东、内蒙、宁夏等各大煤企投入建设和运行。普天研究院还与多家煤矿监测监控与通信调度行业知名企业形成战略合作，满足相关煤企在通信调度、人员定位、移动通话，无线数据等方面的实际需求，为我国煤矿安全生产、提高采煤效率提供无线通信系统建设的范本。

随着我国数字化矿山应用的不断深入，相信普天以井下无线通信系统为核心的智慧矿山解决方案将在全国煤矿企业中得到广泛应用，为我国煤矿信息化发展提供新的动力。为此，普天研究院还将更加深入了解煤炭通信领域需求，广泛开展煤矿等特色行业的市场调研，紧跟市场趋势，一如既往的为客户提供高效，安全，便捷的优秀解决方案，力争成为国内3G井下无线通信专家。

第5篇：矿山数字化解决方案范文

关键词：地理信息系统；矿山测量；应用

中图分类号：G623.45文献标识码： A

MAPGIS是具有自主版权的集数字制图、数据库管理及空间分析为一体的大型基础地理信息系统软件。它的主要功能包括数据采集与编辑、空间数据管理、空间分析、数据输出等，借助这些功能可以从原始数据中图示检索或条件检索出某些实体数据，还可以进行空间叠加分析，以及对各类实体的属性数据进行统计。MAPGIS广泛应用于地质、矿产、城市规划、测绘、土地管理等领域，并成为专业技术人员进行各自研究的重要工具

一、地理信息系统的主要特点和基本功能分析

通过了解发现，地理信息系统的特点主要为以下几点 ：

1、地理信息系统具有多源性的特点。由于地理信息系统中的数据涉及领域多，来源较丰富，并且载体多，所以地理信息系统具有多源性的特点；

2、地理信息系统的时空特性突出。考虑到地理信息系统时空纬度的特性和系统的几何属性，在系统运行过程中 ，系统中的数据进行了不断的变换；

3、地理信息系统具有多时相的特性。所谓多时相性主要是指矿山测量中的信息包含在矿山生产和建设的每一个阶段中；

4、地理信息系统的不确定特性。在数据库领域中，不确定理论是支持数据库技术发展的重要理论，而地理信息系统在矿山测量中，需要根据所测量的数据构建数据库，所以，地理信息系统由于含有丰富的测量数据而具有了不确定性的特点，为此我们要正确理解地理信息系统的这一特点。

二、地理信息系统所具有的功能主要表现在以下几个方面 ：

1、地理信息系统可以及时有效的对矿区的环境及演变状况进行监测 ；

2、地理信息系统能够实现对矿区数据的采集、管理分析和有效处理 ，并能够正确分析围绕矿区的其他周边因素 ；

3、目前地理信息系统都具有了 3D 建模功能 ，同时具有可视化功能，可以利用这两项手段模拟矿山的开采，同时研究矿山开采对环境的影响；

4、地理信息系统能够为矿井的开采和设计提供基本的支持，并实现对矿井生产的有效管理，同时为矿山的灾害预防和治理提供技术支持；

5、地理信息系统可以轻松的实现人机协同操作，能够对矿区的整个开采状况和发展规划作出准确判断，同时建立矿山地理信息数据库，提升整个矿山的数据分析和处理能力。

二、地理信息系统如何在矿山测量中得到应用

从目前地理信息系统在矿山测量中的应用来看 ，地理信息系统给矿山的数据管理带来了新的变革 ，使矿山测量朝向新的方向发展 ，不但提高了发展质量 ，还提高了矿山测量的实际效果。为此 ，我们有必要对地理信息系统在矿山测量中的应用进行全面了解。

1、在矿床地质勘探及矿山设计中得到了重要应用

在目前矿山勘探和矿山开采方案的设计中 ，需要全面准确的数据作为支撑。而这些数据的获得 ，主要依赖于地理信息系统的应用。通过采用地理信息系统 ，矿床的地质勘探及矿山开采方案设计获得了基础的素材，提高了矿床地质勘探的准确性，满足了矿山开采方案的编制要求。此外 ，有些矿床地质条件比较复杂 ，单纯依靠传统测量方案难以满足要求 ，地理信息系统的应用 ，有效解决了这一问题 ，提高了矿山测量的精度 ，为矿山测量取得积极效果奠定了基础。

地理信息系统在矿床地质勘探及矿山设计中的应用主要是建立相应的 GIS 数据系统 ，该系统内存储有大量的矿山地理信息数据 , 同时利用 GIS 的强大功能进行勘探设计、地质施工、报告编制及矿山设计 , 可以极大地提高工作效率 , 减少设计失误 , 优化设计成果。因此 ，我们要对地理信息系统在矿床地质勘探及矿山设计中的应用有全面的了解 ，促进地理信息系统的应用 ，提高整体应用效果 ，满足矿山生产的实际需要 ，全面提升地理信息系统的应用质量。

2、在矿山的生产计划编制中得到了重要应用

在目前矿山生产中 ，需要根据矿山的实际储量和整体矿床分布形式编制切实可行的生产计划。考虑到在这一过程中需要基础的矿山数据作为支撑 ，地理信息系统在矿山的生产计划编制中得到了重要应用。主要表现在以下两个方面 ：

首先 ，依赖矿山地理信息数据可以制定具体的生产计划 ,并通过对其空间关系的实时分析, 保证生产计划的可操作性 ，满足矿山生产计划的编制需要。

其次 ，地理信息系统在矿山生产计划编制中的应用 ，主要是提供矿山的基础数据和信息，并保证数据和信息的完整性和准确性 ，为提高矿山的整体生产效率提供可靠的依据。从目前来看 ，地理信息系统在矿山生产计划编制中的应用起到了积极的效果 ，对矿山的生产起到了一定的促进作用。

3、在矿山日常生产管理的开展中得到了重要应用

通过了解可知 ，在目前矿山的日常生产管理中 ，地理信息系统已经作为重要的技术手段，参与到了生产管理过程中 ，并提高了整个生产管理效果。矿山日常生产过程中会遇到各种各样的问题 , 会揭露出许多新的地质现象 , 这些新的资料要及时地输入到 MGIS 中, 通过其强大的分析功能 , 科学及时有效地调制生产计划 , 提高生产计划实施效率

4、 在矿山的安全生产领域得到了重要应用

矿山生产中 ，安全生产是重要的管理内容 ，为了保证矿山安全生产的有效进行 ，地理信息系统的应用成为了必然。生产计划和调度。在制定矿山生产计划和调度方案方面，可以利用MAPGIS技术建立块状矿床模型，通过计算机可视化显示矿山的矿岩分布和当前开采状态，建立开采优化模型确定哪些块段在哪个计划期开采，则得到一个优化的开采方案。目前，国内大部分矿山采用电铲—卡车间断工艺系统，采运成本占露天矿总成本的60%以上。因此，基于MAPGIS的矿山生产调度监控系统，实现对电铲、卡车等设备的实时优化调度，使运输系统高效运行，从而提高矿山的经济效益。

三、GIS 在矿山测量中应用前景

1、多元集成趋势。多元集成包括 3 大系统的集成，即矿山信息源的集成、矿山管理系统的集成、多种应用技术的集成。GIS 技术未来的发展必须使得遥感、测量、钻井、物探、水文、地震等资料实现集成可视化，进而实现信息的融合和共享，以利于主管部门进行网络化的系统管理。GIS 将地理信息科学、地理学、遥感技术、全球定位技术、计算机技术多学科进行交叉渗透，具有很强的实用性。

2、矿山生产过程一体化。实现从矿山设计到开采生产的过程一体化将是未来 GIS 的一大发展趋势。其利用三维可视化、虚拟现实等技术，以地质及矿床模型为基础，并结合其他信息进行数字模拟开采，完成矿山长、中、短期开采计划编制、露天开采爆破设计、地下矿巷道标准断面设计、采矿方法设计、爆破设计、灾情应变预案、储量动态监测等工作。

3、矿山决策支持系统。矿山决策支持系统的开发和应用也将是未来 GIS 发展的趋势。矿山决策支持系统将会为矿山环境保护、矿山环境治理、矿山环境评价提供支持。决策系统还将向智能化方向发展，为各种智能生产经营提供决策，并提高决策的实效性和科学性。

四、结论

地理信息系统必将成为矿山测量的重要手段得到应用。其应用领域主要表现在矿床地质勘探及矿山设计中、矿山的生产计划编制中、矿山日常生产管理的开展中和矿山的安全生产领域。实现矿山企业的集约型发展，需要充分利用空间信息资源,在MAPGIS技术支持下的数字矿山建设，是矿山企业走向可持续发展的必经之路。

参考文献

[1]包世泰，余应刚，夏斌，蒋鹏，黄海峰.GIS技术在工程地质制图中的应用[J].工程勘察，2005(2).

第6篇：矿山数字化解决方案范文

关键词：矿山；数字化测量；分析

中图分类号：TD1文献标识码： A

1 数字矿山及其战略意义

随着数字地球和数字中国等数字化的概念和体系建设，数字矿山近年来得到了足够的重视，也取得了较大的发展。真正的数字化矿山是一个复杂的多学科技术交叉形成的整体数字化矿山生产管理系统，它涵盖了矿山企业建设、生产、管理、经营等全部内容。数字化矿山既不是GIS概念的简单延伸，也不是一般加工企业ERP概念的简单复制，而是一个包含多者特征的崭新的概念。

所谓数字化矿山是采用现代信息技术、数据库技术、传感器网络技术和过程智能化控制技术等，在矿山企业生产活动的三维尺度范围内，对矿山生产、经营与管理的各个环节与生产要素实现网络化、数字化、模型化、可视化、集成化和科学化管理，根据实际的应用要求，建立矿山规划设计、矿山安全生产管理、矿山应急救援指挥、矿山经营管理、矿山办公自动化等应用系统。从而将企业的安全生产与经营管理业务流程数字化并加工成新的信息资源，迅速准确地提供给各层次的管理者及时掌握动态业务中的一切信息，以做出有利于生产要素组合优化的决策，使企业资源合理配置，从而使企业能够适应瞬息万变的市场经济竞争环境，求得最大的经济效益。特别是在矿山安全生产过程中的实时信息监测、收集、分析、预警、决策等方面发挥重大作用。

2 数字矿山的特征和基本组成

基于DM的定义，DM应具有以下六大特征：以高速企业网为“路网”；以采矿CAD（MCAD）、虚拟现实（VR）、仿真（CS）、科学计算（SC）与可视化（VS）为“车辆”；以矿业数据和矿业应用模型为“货物”；以真三维地学模拟（3DGM）和数据挖掘为“包装”；以多源异质矿业数据采集与更新系统为“保障”和以矿山GIS（MGIS）为“调度”。DM的最终表现为矿山的高度信息化、自动化和高效率，以至到无人采矿和遥控采矿。DM的基本组成可大致为采集系统、调度系统、功能系统、包装系统和核心系统五部分。

2.1 采集系统

负责数据采集与处理，包括测量、勘探、传感和文档四类基础数据采集子系统；其关键是所有数据的数字化。

2.2 调度系统

指MGIS，负责提供拓扑建立与维护、空间查询与分析、制图与输出等GIS基本功能，并进行数据访问控制、开放接口和生产调度与指挥管理等。

2.3 功能系统

负责提供各类专业模拟与分析功能，包括MCAD、VM、MS、SC、AI和SV等。

2.4 包装系统

负责提供3D空间建模工具、多源异质矿山数据的空间融合环境和数据过滤、组合与封装机制，包括3DGM和数据挖掘工具。

2.5 核心系统

负责统一管理数据和模型，决策分析与支持等。可以看出，数字矿山的核心是数据。与矿山相关的地理空间数据仓库和属性数据仓库是DM的基础。地理空间数据仓库用来管理海量的井上、下矿山地物的几何信息、拓扑信息。

3 矿山测量任务

矿山测量因具有一定的的特殊性和多学科交叉性，曾单独为一个专业，它的发展和进步与三个方面密切相关：一是，采矿技术和矿业工程的发展及要求；二是，测绘科学技术与仪器设备的发展；三是，其它学科的发展与影响。矿山测量工作者担负着矿山地面和地下三维空间的测量、定位与制图，矿体几何，储量管理及开采监督，开采沉陷观测及开采损害防护等任务。近十多年来，资源、环境、灾害和人口问题成为人类社会发展的四个重大问题。国内外资料表明，矿山测量工作者在矿区和工矿城市环境的动态综合监测，环境评价，及矿区环境信息管理，矿区开采信息管理系统，开采沉陷区综合治理等方面做了大量的工作，起到了重要作用。

目前，以3S为主导的空间信息技术将逐渐应用于矿山测量及矿山建设与生产中；对现代化采矿工业起到优质高效服务和辅助决策的作用。现代矿山测量的主要任务可概括为：在矿山勘测、设计、开发和生产运营阶段，对矿区地面和地下空间资源（以矿产资源和土地资源为主）和环境信息进行采集、存储、处理、显示、分析、利用，为合理有效的开发资源、保护资源、保护环境、治理环境服务，为工矿区可持续发展服务。

4 主要研究内容与目标

在数字矿山建设中，就矿山测量而言，除常规的矿井建设、生产中的测量任务之外，应特别重视以下的研究：矿图数字化与数字化成图―自动化矿山地学信息采集系统；矿山开采环境的综合评价与治理―矿山开采环境四维动态信息系统；GIS和GPS（全球定位系统）结合及其在矿山开采环境监测与治理中的应用―矿山开采环境实时监测系统；矿山环境信息系统的质量模型及其精度不确定性处理―矿山开采环境信息系统的误差分析系统。

4.1 矿图数字化和数字化成图―自动化矿山地学信息系统

矿图数字化和数字化成图将成为矿山GIS数据采集的基本手段。实现数据采集自动化是降低矿山GIS成本的重要途径。综合利用不同的数据源（井上下测量、数字化矿图、地勘信息、航测遥感信息等）、建立适合矿山各类应用的基础地理空间信息数据库及分层信息（包括设备位置及属性信息），建立好矿山地学信息系统。同时注重模式识别和专家系统理论。研究的最终目标是实现矿图数据采集、识别和处理的自动化。

4.2 矿山开采环境的综合评价与治理―矿山开采环境四维动态信息系统

矿山开采环境综合评价与治理不仅包括传统的开采沉陷预测与安全开采方案评估，矿区塌陷区综合治理与动态环境评价、矿区土地管理与区域规划等内容，更重要的是采用GIS技术手段。针对矿山开采空间状态是随时间和生产发展而变化的特点，在现有GIS数据模型基础上，研究适用于矿山开采环境的空间和时间综合四维数据模型，建立有效的矿山地理信息系统。该系统应达到如下目标：

4.2.1 实现各类地质采矿条件下开采沉陷的四维动态模拟，为矿山开采沉陷的综合治理（建筑物保护、安全开采方案、保护煤柱设计，采动滑坡治理等）提供依据；

4.2.2 实现矿区生产管理的动态模拟，为主管部门提供决策咨询；

4.2.3 实现矿区土地资源（地面覆盖物、地下管道工程、塌陷区生态复垦）自动化管理，为矿区开采环境的综合评价与治理提供依据。

4.3 GPS和GIS结合及其在矿山开采环境监测中的应用―矿山开采环境实时监测系统

GPS定位技术是美国自20世纪70年代初期开始研制的新一代卫星导航和定位系统。目前，我国已开始应用GPS定位技术。对于矿山开采环境研究而言，主要是采用GPS定位技术采集地面动态坐标数据，并采用GIS进行数据管理和空间分析，从而获得所需信息。最终达到直接采用GPS技术对GIS作实时更新，建立矿山开采环境的实时监测系统。

5 结束语

随着矿山生产的发展和科学技术的进步，矿山测量向工程型转化是矿山测量事业发展的必然。即矿山测量职能除着重现代测绘仪器在矿山生产中的研究应用外，将由单一纯工程服务型向工程服务决策型转化，矿山测量工作者的素质应由专门人才向一专多能及工程型扩展。矿区经济要可持续发展，必然要求交通运输、工业、农业及相关领域可持续发展，必然带来矿区采动，地表建设如厂房、高速公路、楼群建筑等新的疑难问题，采矿工程、矿山测量工程、岩土工程相结合来解决这类新型边缘问题势在必行，矿业可持续发展过程必然是矿山测量工程化发展过程，也是多学科穿插重新组合形成新门类学科的过程。矿山测量工作者将在矿山边坡工程、矿山地压控制，开采沉陷及采矿地表建设、岩石动力学问题等发挥较重要的决策职能。

参考文献：

第7篇：矿山数字化解决方案范文

【关键词】矿山测量;数字化;应用

1 矿山测量中数据采集的数字化运用

矿山测量的重要内容之一就是准确及时将矿区地表形态、矿物产状、矿区地质条件和回采工作面，包括各种巷道之间的关系以矿图的形式反映在图纸上。

由于地下矿区的地形、地貌、地质条件和矿物质，以及各种巷道，工作面和地面建筑物之间的关系，是客观存在的。但随着勘探，建井和开采的进行，和不断变化的。测量工程技术人员的任务就是科学、正确、及时地把这些内容反映在各种图纸上面，而这些图纸就被称作矿图。大比例尺地形图和矿井地图测绘的矿山测量的一个重要内容和任务。传统的制图方法是一个脑力劳动和体力劳动结合的工作，还有大量的室内数据处理和制图，绘制时间长，而且单一，很难适应现代矿山建设和生产的需要。同时在矿产资源开发过程中，将不可避免地造成破坏的土地，造成生态环境的恶化。矿区土地和环境破坏，不仅直接影响整个矿区经济发展，也为当地经济的可持续发展产生很多负面影响。当今信息时代的发展，矿区资源环境需要不断提高。如何发挥矿业开发最大的好处，取决于使用先进的管理科学技术决策。

在数据的采集过程中，实现全站仪、电子经纬仪、全球定位系统、计算机控制的相关设备的综合运用，采集矿山数据的采集工作。这种数字化技术的运用，使得数据采集的工作效率得到了有效的提高，降低了工作人员的工作量，并且这种测量的数字化会根据工作地点以及矿山结构的特殊性进行调整使得测量中的数据采集会更加的准确、科学和规范，为使数据处理中更加准确提供精确的数据。

2 矿山测量中数据处理的数字化运用

矿山测量工作中的数据处理内容，指对数字、图形、文字以及表格的相应处理，涵盖了采集、处理与存储。实际工作的过程中，通过计算机加工整理测量的数据，制作电子化的表格，并共享数据。此过程中，须使用专业化的数字处理软件，比如说VB软件等，此举对于有效建立数字数据库是非常重要的，并可提高数字共享性、维护性以及易保存性。经过数据的采集，为了更好的对数据进行处理，可以利用三维可视化技术，通过该技术会在采集的数据的基础之上，对矿山的空间信息、结构以及地形地表的空间位置有一个更加整体性的空间分析。三维可视技术先是需要建立一个符合矿山情况的立体模型，这种模型可以根据实际对点线面进行调整，其次是根据矿山周围的环境对模型进行光泽以及颜色等方面的调整然后通过灯光的效果模拟整个画面，最后在进行一个空间分析。通过更准确的空间分析，进一步完善测量数据，借助计算机技术，对测量出来的数据做一个电子图表，或者是通过表格、图形等方式对数据进行有效的处理，使对数据的运用更简洁更生动，运用到具体的生产实践中去。

矿山的显著特点是：地面和地下建筑物、设施、设备和工程的改变是随着生产的发展和时间的推移变化的。老的绘图方法很难适应现代矿山企业组织生产、安全管理、容量管理、协调开采、环境保护、可持续发展的要求。传统的绘图方法由于大数据测量和手工，绘画的方式映射效率低，单一形式成图，已经不能适应现代科学发展的矿山测量的要求。因此，数字绘画方式随着科学的发展和技术逐渐被应用在矿山测量工作。数字测绘技术具体含义是指矿井地图使用电脑制图，分析，总结成数字信息。将矿图转化成数字化信息，通过计算机管理，成图，分析就能够解决上述问题，可以及时掌握地面，地下空间关系，为矿山企业提供快速、准确的决策依据。数字测绘技术与传统技术相比具有以下优点：

（1）可以连续绘制或者更新不同比例尺图纸，甚至可以达成一测多用。

（2）绘图效率更高，成图质量更均匀，图纸精度更，采用技术更加先进。

（3）可将各种矿图以图形文件形式存贮在计算机外存贮器中，可根据需要很容易地转换成数据结构，为建立矿图数据库，建立矿山信息管理系统作技术上的准备。

（4）可以跟地理信息系统对接，可为优化矿山发展规划，优化矿区运输路线，优化环境保护方案，土地复垦提供快速、准确的决策依据。所以，数字化绘图技术在矿山测量中的广泛应用，必然能够推动矿山企业的科技发展道路。矿图与数字化的紧密结合，将使矿山企业得到更大发展，将使矿产资源得到更合理的开展。

通常情况下的数据管理只是简单的图纸存储，很少会对数据的存储和管理数字化。这就很容易导致数据的流失，所以可以对处理过的数据，利用计算机技术保存到安全的磁盘里，这些数据不仅可以在施工的过程中会得到进一步的运用，可能对以后其他矿山的测量有一个借鉴的作用，而且，在工程出现问题的时候，可以从测量的数据中找到问题的根源所在之处，及时有效的采取措施去解决这些问题，保证工程的顺利进行。

3 实现矿山测量数字化运用的方法

3.1 加大对先进的设备仪器的投入

要想实现矿山测量的数字化，先进的设备与仪器是基础条件。目前，由于矿山企业低水平的数字化测量，测量的仪器也是很落后的，为了提高数字化测量的水平，要广泛和全面的了解一下当前有哪些先进的设备仪器，根据自己所在地区的实际情况和现阶段所掌握的技术，引进设备仪器，在引进仪器的过程中，要注意到同类型仪器的不同型号和质量等各方面的问题（仪器质量差会造成测量数据误差加大），并不断的提高技术，改善现状，促进企业数字化测量工作更顺利的开展。

3.2 加大对技术人员的聘用，对测量人员的培养

在现在的矿山企业中，一般是文化水平较差的体力劳动者，而在测量中数字化技术的运用要求的是高素质的专业人才，必须对这些高科技工具有能够熟练的把控，所以矿山企业要加大对技术人员的聘用投入，对企业的一般员工进行在他们可以接受的范围内的技术培训，从整体上提高工作人员的专业素质和掌握高技术设备的能力。这样会对矿山开采中测量的数字化有更好的发展与运用，实现对矿产资源更充分的利用。

3.3 加强对矿山测量数字化运用重要性的认识矿山企业的决策人员和管理者要认识到矿山测量数字化运用的必要性

一方面，对矿山测量数字化就是要形成一种以信息化、智能化和自动化来带动矿山企业获得更好的发展前景的观念，所以矿山测量数字化的运用，对企业提高在行业内部的竞争力，获得健康快速的发展是有重要作用的;另一方面，数字化的矿山测量技术，能够更加准确的分析地形地貌等各方面，这样会使得工作人员在进行矿山开采和矿品生产过程中的人身安全得到保障，以免发生山体崩塌等重大的危害性事故。

4 结语

在信息飞速发展的当今，数字化测量技术已经逐渐取代了传统的矿山测量技术，现代矿山测量和生产的要求已经越来越高。矿山测量学不仅仅是矿井安全生产，也与采矿、科学生产和其他重要的工作密切相关。因此，相关企业和员工在进行矿山测量时，应该广泛使用先进的数字化测量技术，提高矿山企业的安全生产的效（下转第300页）（上接第289页）率，促进矿山企业的可持续发展。

【参考文献】

[1]王洋，等.数字测量技术在矿山测量中的应用[J].科技传播，2013.

[2]时宁宁.论数字化技术在矿山测量中的应用[J].中国西部科技，2010.

第8篇：矿山数字化解决方案范文

摘要：面向采矿空间的信息分类编码是在概念水平上解决采矿空间信息分层组织与属性数据库设计的重要方法。本文从采矿空间、数据与信息概念出发，探讨采矿空间信息分类编码对象的本质；设计了采矿空间信息分类对象的形式表达模型，提出了采矿空间信息分类的状态空间法思想；并对采矿空间信息分类编码尚待进一步研究的问题进行了分析。

关键词：采矿空间信息；分类；状态空间法；编码方法

一　采矿空间、空间数据、空间信息采矿空间实体

在采矿空间认知模型中，空间实体是有相同属性描述对象的集合。在g i s软件工程中，空间实体是与空间位置有关、具有一定几何形态的各种事物和现象。空间实体的最根本特征是任何一个实体都可按某种空间坐标进行数字化表达，并实现对其定位、定性、定量以及拓扑关系的描述。采矿空间实体是抽象意义上的采矿生产管理系统中的事物和现象。采矿空间信息分类就是对实体的本质特征进行分类。

采矿空间数据

空间实体的位置、属性类型与级别的符号化表达是空间数据，是gis操作与处理的对象。包含采矿空间定位数据与属性描述数据。空间定位数据表现为空间地理坐标系中点、线、面等实体类型离散化的空间坐标或坐标序列或用采区名、巷道编号等基于空间标识符来间接实现空间实体的定位。

属性数据是空间实体的定性或定量特征的抽象。根据定性描述可区分实体的类型，通过定量数据可辨别同一实体不同的级别。从地理数据层面看，属性数据的定性、定量描述是采矿空间信息分类编码的依据。

采矿空间信息

采矿空间信息的分类编码码问题可表达为一个三元组(z，r，s)。其中，x表示空间实体的结构或语义知识，表示可能分类解的子集；r表示分类的一些规则，描述空间实体结构间的关系；w表示分类的控制策略，代表分类规则选取的原则与策略。采矿空间信息以数据为载体，是对采矿空间数据与属性数据的语义解释。采矿空间信息内含四个相互关联的特征：位置特征、空间关系、属性和时间特征。位置特征由空间定位数据来表达，并通过对空间坐标的分析运算得到大部分空间关系。根据gis的理论和技术，只要表示了空间位置，也就间接表示了空间关系。属性特征的一个重要方面是它规定了空间实体的本质特征与语义关系(空间关系之外的关系)，包括实体的类型关系、成分关系等。这种采矿空间信息的语义内涵是采矿空间信息的分类编码的基本依据。

鉴于，目前gis软件还主要在二维平面上模拟、处理现实世界问题。采矿空间信息的分类编码应着重考虑采矿空间信息语义和属性信息的分类分级与代码化，而把空间关系的表达与运算由计算机实时完成。

二　属性信息的表达

属性数据的多专题属性决定了一定采矿范围内的采矿空间信息必须用多专题数据层的组合来表示，用地形层、地层、开拓层、煤层等才能较完整地表达采矿空间。

矿山gis系统之所以应关注采矿空间信息的分类与编码，是因为这些系统在技术上主要关注数据的采集、数据分层组织、数据精度、数据量、数据存贮、数据集成、分析以及数据共享等技术问题。采矿空间信息分类为gis数据分层提供指导，属性分类直接关系到gis中的数据组织。建立现势性好，精度高和可供共享的采矿空间框架数据，是矿山空间信息应用系统的共同需求。

在gis中空间数据与属性数据采用面向对象数据库组织，属性数据一般用关系型数据结构管理。一般而言，一个二维表与一个数据层相对应；每个记录与一个空间实体对应，每个字段与一个属性对应，在每一行中相同的字段表示相同的属性。

三　采矿空间信息分类

分类对象的形式表达

人们认识和研究客观世界一般有三种方法：逻辑推理法，实验法和模型法。模型法是我们了解和探索客观世界最方便、最有效的方法。建立模型决不能企图将客观世界的所有因素和属性都包括进去，只能根据系统的目的和要求，抓住本质属性和因素，准确地描述。

采矿空间信息的基础是矿山测量信息，因此，矿山测量信息的分类问题解决了，“采矿空间信息分类与编码”的主要问题就解决了。空间实体复杂空间关系的模型均依数学理论为基础。在文献中，为了对矿山测量信息进行抽象，以井工测量为例，对采矿测量对象进行了形式化定义，并证明采矿空间测量信息的空间关系和逻辑关系是一种半序关系，并给出了下列命题。

命题：设x的论域为井下测量对象，t为控制或传递关系<，则(x，t)为半序空间。

我们将采矿空间信息的基础空间信息分类问题抽象为分析或求解问题(x，t，s)，则可将上述命题作为采矿空间信息分类问题(x，t，s)的理论基础，包括分类对象的结构、规则和策略等。

分类方法

传统的信息分类的基本方法有两种：线分类法(也称为层级分类法)和面分类法。

线分类法。将分类对象按所选定的若干个属性或特征，作为分类的划分基础，逐次地分成相应的若干个层级的类目，并排成一个有层次的，逐级展开的分类体系。同位类类目之间是并列关系；下位类与上位类存在着隶属关系；同位类不重复，不交叉。这利，分类方法层次性好，对应数据模型中的层次模型，能较好地反映类目之问的逻辑关系；使用方便，既符合手工处理信息的传统习惯，又便于电子计算机处理信息。其问题是结构弹性较差，分类结构经确定，不易改动；效率较低，当分类层次较多时，代码位数较长。

面分类法。按分类对象的若干个属性或特征视为若干个“面”，每个“面”中又可分成许多彼此独立的若干个类目。使用时，可根据需要将这些“面”中类目组合在一起，形成一个复合类目。这种分类方法有较大弹性，对应数据模型中的网络模型。一个“面”内类目改变，不影响其他“面”；适应性强，可视需要组成任何类目；易于添加和修改类目。其问题是不能充分利用容量，可组配的类目很多，但有时实际应用的类目不多，并且难干手工处理信息。

状态空间法。鉴于采矿空间信息的复杂性、应用的复杂性，在上述两种方法的基础上，用“状态空间法”作为补充完善，以解决传统方法无法解决而现实应用中碰到的问题。

状态空间法是问题求解(problemsolving)问题，许多问题求解方法采用试探搜索方法。也就是说，这些方法是通过在某个可能的解空间内寻找一个解来求解问题。这种基于解答空间的问题表示和求解方法就是状态空间法，它通过以状态和算符(operator)为基础来表示和求解问题。

状态(srate)：描述某类不同事物间的差别而引入的一组最少变量的有序集合，，q中的每个变量qx称为状态变量。

第9篇：矿山数字化解决方案范文

关键词：矿山信息化 可持续化 生产工艺

中图分类号：F270.7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（a）-0080-04

1 调研主旨

（1）学习了解安徽开发矿业的生产工艺流程、自动化控制系统的设计原理。

（2）全面了解各个业务部门的职能、工作流程及业务部门间的逻辑关系。

（3）发现ERP系统存在的问题，以及系统外各业务部门工作的问题和需求。

（4）了解生产自动化数据、管理信息化数据、非结构化数据的来源和走向。

（5）确定哪些数据可以采集，以及将各类数据进行整合的策略和工具。

2 调研流程

按照铁矿石生产过程这条主线，从采矿工艺流程开始，由底向上的方向开始学习和调研，图1为安徽开发矿业矿山信息化架构图。

3 调研内容

3.1 采、选工艺流程

（1）开拓。从地表掘进一系列井巷工程通达矿体，以形成提升、运输、通风、供水、排水、供配电、供气、充填等工程。

（2）采准。在开拓工程完成的基础上，在-325～-375 m水平掘进沿脉巷、凿岩巷、切巷、切井。在-400 m水平掘进沿脉巷、出矿巷、出矿进路、受矿巷。

（3）中深孔。采准工程完成后进行中深孔施工，介于浅孔爆破与深孔爆破之间的以专用钻凿设备钻孔作为炸药包埋藏空间的一种爆破作业，其直孔径一般为50～350 mm，孔深为5～20 m。

（4）爆破。中孔施工结束后从上向下进行爆破，即从-325 m水平开始爆破，然后-350 m，-375 m，-400 m，每个水平留出4～5排的一个台阶。

（5）出矿。-375 m水平以采用松动出矿，出1/3矿。采场拉透后从-400 m水平集中出矿。

（6）运输。-425 m水平通过信集闭系统调度机车，到指定地点接矿，然后机车将矿石卸载到指定的溜井中。

（7）提升。安徽开发矿业采用立井提升系统，以箕斗作为提升容器，一个箕斗在井底矿仓自动装载后，被提升到地面卸载；另一箕斗由地面下降到井下矿仓处装矿。提升机用缠绕卷筒式或多绳摩擦轮式，这种提升系统主要用作大、中型矿井的主井提升。

（8）选矿。选矿的目的是提高矿石品位。包括以下3个工艺过程：破碎、磨矿、选别。其中，破碎又分为粗破、中破和细破；选别依方式不同可分为磁选、重选、浮选；选矿方法：重选、磁选、浮选；选矿后的产品：精矿、中矿和尾矿。选矿流程如下。

①分选前的准备作业。包括对原矿的破碎、洗矿、预选抛废岩石、筛分、磨矿、分级等工序作业。该过程的目的是使有用矿物与脉石矿物单体分离，使各种有用矿物相互间单体解离，此外，这一过程还为下一步的选矿分离创造适宜的条件。

②选别作业。借助于重选、磁选、浮选的选矿方法将有用矿物同脉石分离，并使有用矿物相互分离获得最终选矿产品（精矿、尾矿）。

③选后产品的处理作业。包括各种精矿、尾矿产品的脱水，细粒物料的沉淀浓缩、过滤、干燥和洗水澄清循环复用等。

（9）排尾。将尾矿排放到尾矿库的过程。

（10）排水。李楼和吴集共用一个水仓，设在李楼-525 m水平，-525 m水平以上的水通过巷道和泄水井自流到-525 m水仓，再由水泵直接排到地表。

（11）充填。将选矿排放的尾矿砂经尾矿库短暂沉淀后，利用砂浆泵管道进入充填砂仓中，为防止沉淀压仓，采用空压机供风使其滚动保持浆状，然后通过砂仓下部管道上调节阀控制其流量，再配以另一个搅固粉仓中一定比例的搅固粉，加合适的水分，利用双轴搅拌机进行混匀搅拌，最后在高速搅拌机的作用下进入填充管道，直接下到井下作业面进行充填。

3.2 六大安全系统

（1）监测监控。监测监控系统的功能有：一是“测”，即检测各种环境安全参数、设备工况参数、过程控制参数等；二是“控”，即根据检测参数去控制安全装置、报警装置、生产设备、执行机构等。安徽开发矿业环境监控系统采用的是重庆煤科院产品，采用SQL2008数据库进行数据存储，整套环境监测系统由监控分站、传感器、传输线路、服务器、监控软件组成。

（2）通信联络。安徽开发矿业采用的是镁思锑科技中国有限公司生产的人员定位和无线通讯二合一系统。无线通讯均采用WiFi技术方式，无频段冲突，实现井下人员的精确定位和通信畅通。该无线通信系统是基于SIP协议，并搭建了相关服务器，负责建立网络中所有的SIP电话通话，如该SIP服务出现问题，则整个无线通信将无法正常使用。

（3）人员定位。井下人员及设备定位系统是集井下人员考勤、跟踪定位、灾后急救、日常管理等一w的综合性运用系统。安徽开发矿业人员定位系统采用的是镁思锑科技中国有限公司综合通信ImPact矿用通信系统。数据库为PostgreSQL。基于稳定且安全的LUNIX系统开发，基于WEB页面方式浏览，系统采用二维界面展现井下各水平地图。

（4）紧急避险。安徽开发矿业井下设有避灾硐室，其中有供氧、供水、气体检测、通讯等硬件设备。

（5）压风自救。为了保证井下人员安全，安徽开发矿业井下设置压风自救系统。在矿山发生灾变时，压风系统即为自救系统，为井下提供新鲜风流的系统，包括空气压缩机、送气管路、三通及阀门、油水分离器、压风自救装置等。

（6）供水施救。在矿井发生灾变时，为井下重点区域提供饮用水的系统，包含清洁水源、供水管网、饮用水的系统。安徽开发矿业设有供水施救系统，硬件设施主要是由管线组成。

3.3 自动控制系统

安徽开发矿业的自动控制系统有信集闭系统、轨道衡计量、汽车衡计量、提升系统、井下风机远程检测系统、李楼-525 m变电所电力系统（未整合在一体化平台）等。一体化综合平台将110 kV电力系统数据、选矿系统数据、提升系统数据进行实时采集，界面采用模拟画面，模拟整个工艺流程，动态显示主要设备的电流、速度、温度、液位等动态参数。

（1）信集闭。信集闭系统安装在李楼-425 m信集闭硐室，其功能是实现矿车的远程遥控。在调度室终端显示台，调度员根据溜井的实时矿量，通过系统下达指令，系统自动实现道岔分合，控制红绿灯，安排机车到指定的地点装矿，并将矿石卸载到指定的溜井中。调度员可以随时掌握各个矿车的位置、行驶状况。

现状：目前调度室每日三班手工填报“运输车间生产情况台账”表（表样以后要改），_账里只填报三班的川脉号、车数、吨数。

（2）轨道衡。轨道衡计量系统安装在李楼-425 m水平调度室，数据库为SQL2000，实现对原矿石的自动称重，计量人员在显示台远程监控。软件系统内部设定每节空车的具体重量和车辆标示H001，当载矿矿车驶过称台，计量软件会通过每节矿车的称重峰值自动记录矿车重量，通过与设定的空车重量对比，计算出每节矿车实际运载矿石重量，并统计出单趟运输总重量，系统同时支持报表查询等功能。

现状问题。空车来回拉矿石，矿石不可避免的会在空车上有残留，而系统空车重量是设定不变的，所以，在统计原矿运输量时会存在误差；轨道衡系统数据独立存储，未和其他系统创建接口，所以，数据上报都由人工来完成。

（3）汽车衡。安徽开发矿业汽车衡采用托利多称重系统，采用SQL2000数据库实现数据统一管理，系统具有完整报表查询功能并支持报表打印和导出，汽车衡地磅均为150 t地磅，安徽开发矿业东门汽车衡配备有2套称重软件和2套称重称台，安徽开发矿业新东门汽车衡同样也是采用托利多称重软件，跟东门汽车衡实现联网，数据共享，整个安徽开发矿业汽车衡系统设计可实现铁精粉运销的自动计量、出票。

现状问题。该系统是内部独立网络，并未与工业环网和办公网络相连接，称重数据并未进行整合；称重系统在记录车辆空车信息时，并非读卡扫描车辆信息，而是通过人工输入的方式。

3.4 生产执行系统

安徽开发矿业的生产执行系统有750联合选厂、主井提升系统、数据的采集、生产数据报表等。

（1）选矿系统。此系统实时数据已集成在一体化平台，具备实时在线监测现场工况功能，并提供设备开停的事件查询功能。

（2）主井提升系统：此系统实时数据已集成在一体化平台，可以在监控室实时在线监测现场功能，并提供实时报警与历史记录的查询功能，以及模拟量实时显示、历史数据的趋势分析等功能。提升系统包括1#主井提升、2#主井提升、3#主井提升、联合副井提升系统、南风井提升系统。

问题现状：实时服务器（iHyperDB）有数据转储的功能，可以将数据导出到关系型数据库，但是有500多个点，怎样与上位机数据库字段一一匹配，工作量很大。

（3）数据的采集。目前可以采集到数据的系统或设备有：运输（轨道衡、汽车衡）、监测监控系统、人员定位、提升系统、选矿系统、110 kV变电系统、通风系统。

问题现状：提升系统、选矿系统、110 kV变电系统已在一体化平台实现数据整合和共享，其他系统和设备的数据只是独立存储；数据的自动采集只是涉及到提升和选矿，采场环节数据未实现自动采集。

解决方法：宝信实时服务器（iHyperDB）可以通过配置OPC，采集设备的运行数据。

3.5 信息管理系统

（1）应用系统现状。目前信息管理系统已上线运行的有：安全、财务、采购、工程、销售、人力管理模块，办公自动化系统。其中现ERP系统已集成财务、采购、工程、销售、人力管理模块，生产管理和设备管理等未在ERP系统实现；安全管理方面正在使用的系统有安全隐患排查系统、在线考试系统、尾矿库在线检测系统。

（2）目前存在的问题。只是在ERP系统里集成的5个管理模块，可以给管理者提供决策帮助的应用模块少之又少，所以可拓展的空间很大，如设备运行管理、经营管理、专家决策支持系统等等。

4 组织结构和业务职能

（1）采矿事业部业务职能。

①采矿生产计划技术科。完成采矿工艺过程中产生的报表统计。

现状：数据报表全部是人工录入，效率低；会产生数据滞后，导致上报的数据会有不实的情况。

②采矿机动科。主要负责管理物资、炸药、搅固粉等出、入库的手续；负责提升、通风、排水、无轨移动设备、供电、运输、充填设备系统的运行管理；设备的档案资料、技术革新的管理。

问题现状有：现在没有一套系统可实现查询出对每台设备运行、维修记录统计的报表、每周五做统计的功能；系统设计可以与生产技术接口，避免设备数据与调度数据不符，两部门相互指责，职责不明的情况发生；添加设备维修的提醒功能。

③采矿安全科。主要负责（井下）安全检查（日常常规的检查）、培训、安全费的管理；安全检查完后，登入“安全隐患排查系统”，录入隐患信息。

④采矿成本科。负责生产（材料、备件、设备等）、维简工程的结算。

⑤经营预算科。负责工资结算。

（2）选矿事业部业务职能。

①选矿生产计划技术科：主要负责维简项目工程的预算、设计、开工、状态跟踪、沟通等管理。负责的工程项目有三类：安措、技措以及其他。

②选矿机动科。负责设备、能源、资产、物资的管理。

③选矿安全科。负责地表的工程、日常安全检查、职工劳保、安全教育培训等管理。建议做“风险辨识系统”下放到班组级，能够对风险提供预警告知的主要功能。

④选矿成本科。负责对车间的预算分解及落实。

现状问题：目前因为怕供货不及时，有多领的现象，所以会出现领用的材料用在设备上数量不符的现象发生。

⑤经营预算科。负责地表预结算、业绩考核、运营分析。

现状问题：感到工作繁琐、重复性的上报安全科、技术科等其他科室，有数据重复传递的现象，以及会出现数据传递不统一的问题。

（3）财务部。负责物资采购部分流程的操作、工程类挂账、其他务入账的业务操作。

（4）销售科。负责由运销公司、财务部签订年度/月度销售合同。

现状问题：目前销售数据与生产数据没有太大的联系，如果能掌握生产品位的数据，在谈价格时，才会心中有谱，对销售质量的异议起到很好的作用。

5 信息化难点分析和解决方案

（1）采选工艺层面。采、选工艺流程中，只有运输、提升、选矿这3个环节实现了数据自动采集和共享，其他工艺环节以手工填报数据的方式或只是独立的系统实现，主要的生产数据掘进延米、中深孔及充填量怎样通过传感器等控制系统自动计量，实现起来较为困难。

解决方案：需要采购传感器、采集器、实时数据库等市场上已成熟的软、硬件产品。

（2）自动控制层。目前安徽开发矿业虽有自动控制系统，但是各个系统之间独立存在，形成一个个的信息“孤岛”，各系统之间的数据传递和提取还是靠人工摘抄、统计，不能达到数据共享，降低了工作效率。

解决方案：将各个系统的历史数据和实时数据采集过来集中存储、管理。

（3）生产执行系统。安徽开发矿业的生产执行系统只是达到了选矿工艺的可视化、采矿过程未实现可视化、自动化，所以，安徽开发矿业的生产执行系统目前是处于半自动化状态，导致生产类报表的上报难免有延误，也会出现一类报表重复传递的情况，费时、繁琐、正确率降低，是目前生产类报表的状态。

解决方案：只要将采矿过程的数据和自动控制系统中的数据进行采集和整合，在统一平台下，开发一套生产管理的报表系统，满足从段队、班组、车间、科室等各个级别的报表自动汇总、提炼、查询、下载等等的功能。

（4）信息管理系统。目前安徽开发矿业的信息应用系统主要在ERP系统集中管理，也达到了数据整合和共享。ERP已上线了财务、物资、销售、工程、人力模块的管理，而这些模块的数据来源主要靠中间数据的人工录入，所以，数据流会有部分失真，不能很好地为管理者提供决策支持。

解决方案：在生产数据采集成功，并与ERP系统实现数据共享（通过sap系统接口），可自行开发生产管理模块，实现直接提取生产产生的各类数据，经过加工、计算为ERP模块所用，减少了手工录入的环节。

难点：预计开发量很大，前提是必须和现ERP系统各个模块的字段进行匹配、编码统一管理；要求开发技术要达到目前国内、外成熟的、领先的技术，例如：J2EE企业架构，目前信息中心这方面技术和力量不够成熟，所以，开发周期较长。可以考虑分阶段逐步实现的策略。

总上所述，全面提高生产自动化管理，也就是实现智慧化矿山，需要投入一定的资金和发展信息化技术力量。虽然会困难重重，但这是大势所趋，如果能成功实现，可以提高工作效率，降低人力成本，减少安全生产事故的发生，为管理者提供决策支持等，所以，我们应不遗余力地完成这份使命。

参考文献

[1] 王李管，刘晓明，黎常青，等.数字矿山技术平台总体规划[C]//数字矿山技术发展与应用高层论坛论文集.长沙：中南大学出版社，2013：3-9.