数字化矿山及其关键技术应用与研究

数字化矿山（蓝色为重点，绿色为不重要）1.数字化矿山的定义“数字化矿山”(Digital Mine)或简化/简称为“数字矿山”，是对真实矿山整体及其相关现象的统一认识与数字化再现，是一个“硅质矿山”，是数字矿区和数字煤矿的一个重要组成部分。

核心是在统一的时间坐标和空间框架下，科学合理地组织各类矿山信息，将海量异质的矿山信息资源进行全面、高效和有序的管理和整合。

数字矿山的核心是在统一的时间坐标和空间框架下，科学合理地组织各类矿山信息，将海量异质的矿山信息资源进行全面、高效和有序的管理和整合。

数字矿山的任务是在矿业信息数据仓库的基础上，充分利用现代空间分析、数据采矿、知识挖掘、虚拟现实、可视化、网络、多媒体和科学计算技术，为矿产资源评估、矿山规划、开拓设计、生产安全和决策管理进行模拟、仿真和过程分析提供新的技术平台和强大工具。

2.数字化矿山的远景规划所谓数字化办公即几乎所有的办公业务都在网络环境下的OA系统中实现。

同时对不适应社会主义市场经济体制要求的落后经营方式、僵化组织结构、低效管理流程等，进行全面而深刻的变革。

目前从管理体制和工作习惯的角度来看，全面的数字化办公还有一段距离，首先是数字办公必然冲击现有的管理体制，使现有管理体制发生变革，尽管如此，全面实现数字化办公是油田公司办公自动化发展的必然趋势。

通过企业OA系统，将有利于管理规范化和服务全面化。

通过沟通、协调、控制，将在管理上优化办公过程、优化信息结构。

通过业务规范化，将改造和完善现在正渴望吸取科学管理思想的办公管理业务及其流程；通过信息规范化，将提出更多、更新的信息需求，并帮助归纳信息、减少信息的重复和不一致。

在对企业业务流程全面重组、整合的基础上，进一步提高流程速度，使管理流程、生产流程更加科学化、先进化、快速化。

有效地促进现有企业管理的现代化、科学化，适应竞争日益激烈的市场要求，实现信息共享和直接的数据交换的能力，从而强化企业间的联系，形成共同发展的生存链，使决策者及业务部门实现跨企业的联合作战，更直接地与网络时代的经济紧密结合。

矿山新技术新项目推广应用报告范文随着科技的不断进步和矿业的发展，新技术在矿山行业中的应用日益广泛。

本报告将介绍一些矿山新技术新项目的推广应用情况，并探讨其对矿山的影响与意义。

一、智能化采矿装备的推广应用智能化采矿装备作为矿山新技术的重要组成部分，在提高生产效率和保障矿工安全方面发挥着重要作用。

通过引入自动化、远程控制和智能化技术，智能采矿装备可以实现对矿石的准确判别、精确定位和高效开采。

通过与人工智能相结合，智能采矿装备还可以实现自主决策和智能化运作，大大提高了矿山的生产效率和安全性。

二、数字化矿山管理系统的推广应用数字化矿山管理系统是指利用计算机技术和信息化手段对矿山运营管理进行全面数字化和网络化的管理系统。

通过数字化矿山管理系统，矿山可以实现对矿产资源的全面监控和掌握，对矿山生产过程进行实时监测和调度，对矿工进行安全管理和培训，以及对矿山设备进行维护和管理。

数字化矿山管理系统的推广应用可以提高矿山的管理水平和生产效率，降低矿山事故的发生率，对矿山的可持续发展具有重要意义。

三、环保治理技术的推广应用随着环境保护意识的增强和环境法规的日益完善，环保治理成为矿山行业发展的重要课题。

新技术在环保治理领域的应用不断推进，例如利用生物技术进行矿山废水处理，利用生物降解技术进行矿山废弃物处理等。

这些新技术的推广应用可以显著减少矿山对环境的污染，保护生态环境，提高矿山的可持续发展能力。

四、矿山安全监控系统的推广应用矿山安全始终是矿山行业关注的焦点和难题。

新技术在矿山安全监控领域的应用为矿山安全管理提供了新的手段和方法。

例如利用传感器、摄像头和无线通信技术，矿山可以实现对矿工的实时监控和定位，对矿山环境的实时监测和预警，对矿山设备的故障诊断和预防。

这些新技术的推广应用可以有效提高矿山的安全管理水平，减少矿山事故的发生，保障矿工的生命安全。

矿山新技术新项目的推广应用在矿山行业中具有重要的意义和影响。

通过智能化采矿装备、数字化矿山管理系统、环保治理技术和矿山安全监控系统的推广应用，可以提高矿山的生产效率和管理水平，降低矿山事故的发生率，保护生态环境，实现矿山的可持续发展。

科技•信息化 Science & Technology I Informatization做好顶层设计，大力建设配套的组织架构和关键技术，是高效、有序推进智能化煤矿建设的关键O 文/郑海山煤炭行业转型升级促进煤矿迈 入智慧化阶段，推动煤炭行业的发展 进入新业态，并形成新的产业增长 点。

阳泉煤业集团公司把煤矿的固有信息和动态信息通过先进的人工智 能和网络传输等技术，对矿井安全生产和经营管理信息进行采集、分析和 处理,实现协同运行并提供决策支持 的整体化解决方案，为企业实现高质量发展提供根本保障。

一、智能矿山的内涵智能矿山就是要通过总体规 划统一化、开采环境数字化、技术装备智能化、生产过程可视化、信息传输网络化、生产管理科学化， 实现万物物联、远程控制、全面感 知、一键开停、少人无人、智能分析 的目标。

智能矿山是矿业信息技术(IT)、矿山物联网技术(M1OT)和采矿操作运营技术(0T)的深度融合。

IT 技术包括ERP, MGIS.SCADA 、PLC 和现场设备及传感器。

MIOT 技术包括基于信息安全、 云计算、区块链、大数据、人工智能、5G 等的智能安全监控、智能采 矿装备、煤矿机器人和信息物理系统。

0T 技术包括矿床结构及分布、开采规划及精度、开采工艺及效 率、过程测量与监控、设备维护与运行、生产管理与优化、安全监管 与改进、数据获取及建模等要素。

智能化矿山要立足高起点、高标准，坚持“总体规划、标准先行，架 构科学、分步接入”的原则，全面提升煤矿生产水平、安全水平和管控 水平。

二、应用平台1.工业物联网基础平台基于传统工业以太环网及5G通信技术，构成煤矿完整的网络 平台。

矿井工业以太网络系统采用 万兆工业以太环网，按生产关系和 地理位置构成逻辑环型网络结构。

58 China Coal Industry2020/02©陕煤集团神南柠条塔矿业有i限備晰地面接入交换机组成地面环形网络，井上各子系统接入地面网络。

数字化智慧矿山系统的研究与应用摘要：矿山作为我国重要的基础性行业对其发展也提出更高的标准，同时也随着科技技术的不断提高推动矿山事业走向数字化时代。

但是在发展的过程中，数字化矿山建设仍然有一些问题存在，比如领导的重视度不够、作业现场一些设备智能化程度较低等。

基于此，本篇文章对数字化矿山建设当中存在的问题进行了分析，并针对问题提出了相应的具有可实施性的解决措施，希望可以给相关研究提供借鉴，从而建立起更加完整的能够实现预测、预控的可视化矿山平台。

关键词：数字化矿山；管理方式引言数字化矿山是指采用现代信息技术、数据库技术、传感器技术、网络技术和过程智能化控制技术等，对矿山安全、生产、经营与管理的各个环节进行网络化、集成化、模型化、数字化、可视化和科学化管理，本文通过对绿色智慧数字化矿山实现的基础设施、大数据预警与决策支持分析、智慧化生产系统、安全监测、平台软件、机器人系统等的阐述，提出未来绿色智慧矿山发展的方向和趋势，供相关技术人员参考。

1数字化矿山建设的作用和意义1.1安全生产安全是矿业企业发展和生存的必要条件。

“数字矿山”必须是为了实现安全生产，确保生产和经营活动稳定的适当行为，围绕地质条件洞察信息，分析地质活动规律，确保稳定和实时危害监测，有效实施安全计划，事故处理和事故科学分析，为建设“本安矿山”提供信息安全。

1.2降本增效成本控制是矿山企业可持续发展的生命线。

企业的各种活动中存在成本优化问题，包括露天开采的边界优化，采矿顺序的确定，开发和提取计划的准备，设备和车辆的调度，设备的点检和维护，以及选矿过程中的成分。

与其他行业相比，采矿业更难以优化成本，需要考虑更多因素，更加复杂，并且需要大量空间信息，模拟和人工智能技术。

如何有效地收集有关信息，在各个时期建立成本模型，科学地模拟，计划，优化和控制成本，为成本管理提供科学依据，是“数字矿山”建设的又一主线。

2建设数字化矿山的现状21世纪初，我国开始致力于建设数字化矿山，相较于发达国家，我国在这一领域的建设起步较晚。

采矿技术中的智能化应用研究引言矿山采矿技术一直是全球经济发展的主要支柱之一。

随着工业化和数字化的迅速发展，矿业行业也面临着许多挑战。

为了提高矿山采矿的效率和安全性，智能化技术已经成为了矿业发展的重要方向之一。

本文将介绍采矿技术的智能化应用，并探讨这些应用对矿山采矿的影响。

一、无人化操作系统无人化操作系统是指在采矿中自动或半自动地执行任务并控制设备的系统。

与传统的人工操作相比，无人化技术使得整个采矿过程更高效和安全。

其中一种无人化系统便是无人驾驶矿用车。

无人驾驶矿用车配备有各种传感器和自主导航功能，能够自动运送物料，从而使得人们从危险区域中解脱出来。

同时这些车辆还可以上载各种数据，例如速度、承载能力和矿石质量等信息，从而使得矿产量更高、成本更低。

二、物联网应用物联网技术的发展对采矿业也产生了重大的影响。

固定和流动设备的连接，使得数据可以实时地进行监控和分析，矿山采矿的整个过程变得更加透明和可控。

例如，在地下采矿工作时，传感器等设备可以监测石墨碳天棚的倾斜角度，从而预测下一步发生的事故可能性。

此外，模拟信号之类的技术可用于监测矿井中水位和压力，从而提高矿山采矿的效率和安全性。

三、机器学习与人工智能机器学习与人工智能技术可以帮助采矿工程师分析和识别大量的图像和数据。

例如，使用人工智能技术可以快速，在不到一秒钟的时间内，识别出所有粗糙矿物的型号。

还可以结合遥感技术和图像分析算法，通过对矿山周边区域的高清飞行器图像进行分析，识别出矿物和矿区形态，从而实现高效开发。

四、虚拟现实和增强现实虚拟现实和增强现实在采矿行业中也有广泛的应用。

这些技术使得矿山采矿的培训和规划过程更为现代化和高效。

例如，通过虚拟现实技术，人们可以在模拟环境中模拟完成的开挖工程，同时还可以通过这种方式训练矿工怎样更好地操作设备。

类似地，增强现实技术可以将模拟设备和实际设备的数据结合在一起，从而提高整个采矿过程的效率。

结论总之，采矿技术中的智能化应用对于提高矿山采矿效率和安全性、增加矿物质量和产量都有积极的影响。

矿山数字化智能化监测技术研究随着社会的不断发展，矿山安全问题已经成为了国家关注的重点领域之一。

针对矿山的安全问题，研究和开发数字化智能化监测技术是必不可少的。

本文将深入探讨矿山数字化智能化监测技术的研究现状和发展趋势。

一、矿山现状中国是一个资源大国，矿山资源非常丰富。

然而，由于行业的特殊性，矿山安全一直是制约矿山产业发展的一大瓶颈。

有关部门在近几年加大了对矿山行业的监管力度，但是事故仍然频繁发生，给行业带来了很大的安全隐患。

矿山行业的特殊性质使得它所面临的危险和突发事件要比其他行业更加严重和复杂。

这要求矿山必须采用先进的监测技术，及时发现危险，防止安全事故的发生。

二、数字化智能化监测技术数字化智能化监测技术是一种使得矿山直接转化为数字信号并进行处理的技术。

它包括了传感器技术、数据采集技术、数据处理技术、智能化应答技术等多种技术的集成。

数字化智能化监测技术是矿山安全监测领域中的一项重要技术，它能够实现矿山安全生产的不间断监测，并能够进行安全状态的实时评估。

三、研究现状在数字化智能化监测技术领域，国内外都有不少研究者在进行深入的研究。

国内在煤矿监测上取得了很大的进展，比如通过煤炭颗粒库存和密实度监测实现对煤矿生产的精细化调度，并取得了良好的效果。

近年来，研究者也在地震监测、爆炸监测等领域，试图将数字化智能化监测技术应用于煤矿安全领域，取得了很好的效果。

国外也有许多成功的应用案例，如美国矿业安全局推出了CLMS（煤矿倾斜能量监测系统），CLMS系统可以自动检测煤矿地板的倾斜度，并及时报警，从而保障煤矿地下安全。

这些成功的应用案例为矿山行业数字化智能化监测技术的研究和应用提供了宝贵经验。

四、发展趋势随着科技的不断发展，数字化智能化监测技术也在不断进化。

未来，数字化智能化监测技术将向更加细化、实时化的方向发展。

首先，传感器的制造技术将进一步提高，特别是纳米技术和生物技术的发展，将使得传感器的可靠性和稳定性更高；其次，数字化智能化监测技术将更加注重与现有的数据系统的集成，实时数据处理更加自动化、多样化、信息化，从而更好地服务于矿山安全生产的实时监管。

数字化采矿技术研究与应用数字化采矿技术是指利用数字化技术对采矿过程进行调控、处理和管理，实现采矿自动化和智能化的一种技术。

它是当今矿业发展的一个重要趋势，具有降低人工成本、提高生产效率、保证安全生产等优势，因此得到了越来越多矿山企业的关注。

一、数字化采矿技术的发展历程与应用现状数字化采矿技术的发展可以追溯到上个世纪六十年代，当时矿山企业已开始尝试利用计算机对矿山生产进行自动化管理。

到了九十年代，数字化采矿技术逐渐成熟，比如利用3D建模技术对矿山进行建模、采用无人机和遥感技术对矿区进行监测等。

随着信息技术的飞速发展，数字化采矿技术的应用也变得越来越广泛。

比如数字化矿山监测系统、数字化采掘地质预测系统、数字化采矿作业管理系统等等，这些系统都能够实现自动化、智能化管理。

目前，数字化采矿技术在矿山生产中的应用已经成为行业发展的大趋势。

例如，某金矿山通过数字化采矿技术实现了从矿山监测到采矿作业全过程的自动化管理，每日产量增加50%，成本降低30%。

在煤炭行业，数字化技术被广泛应用于无烟煤自动化采掘、矸石自动化处理等方面。

数字化技术的应用，大大提高了矿山生产效率，降低了成本，同时也保障了生产安全。

二、数字化采矿技术的优势及面临的挑战数字化采矿技术的应用具有很多优势。

首先，它可以降低人工成本。

采矿作业是一个危险的行业，而数字化技术能够带来更高的安全性和便利性，减少人员伤亡的发生。

其次，数字化技术可以增加矿山产量。

它可以提高矿石采选效率、缩减采选周期、减少采矿阻力、精准预测矿脉变化等，从而提高矿山产量。

第三，数字化采矿技术可以提高采矿的精度和质量。

数字化技术可以对采矿作业进行全方位的监测和控制，确保采矿过程的精度和质量。

然而，数字化采矿技术的应用也面临着一些挑战。

首先，很多数字化采矿系统需要耗费大量的资金和人力资源，这对企业来说难以承受。

其次，数字化技术的应用难免会造成一些短期不适应问题，这需要相关人员按照实际操作进行逐步调整和升级。

第35卷第2期地球科学———中国地质大学学报Vol.35　No.22010年3月Earth Science —Journal of China University of G eosciencesMar.　2010doi :10.3799/dqkx.2010.031基金项目:国家青年自然科学基金项目(No.40802082/D0215);紫金集团数字矿山项目.作者简介:张夏林(1975-),男,副教授,主要从事地学信息技术和数字矿山方面的教学和科研工作.E 2mail :zhangxialin @数字矿山软件(Q u antyMine)若干关键技术的研发和应用张夏林,吴冲龙,翁正平,李章林,綦　广,陈国旭,田宜平中国地质大学资源学院,湖北武汉430074摘要:数字矿山软件系统的研发是实现数字矿山建设的关键.新近自主开发的国产数字矿山软件QuantyMine 系统由7个子系统构成,能基本满足数字矿山建设的要求.该系统在开发中重点研究解决了3个方面的关键技术,包括矿山三维可视化建模技术、快速市场响应机制下的动态资源储量估算技术和支持矿山信息化全程计算机辅助的系统集成化技术.解决上述关键技术问题后,该系统全面实现了矿区综合信息管理、矿山地质图件编绘、矿山三维可视化、多方法的储量估算、矿山开采方案辅助编制、矿山信息网络应用、冶炼厂生产管理等功能.系统开发完成后,在紫金集团下属矿山得到了成功应用.关键词:数字矿山;矿山信息化;矿山建模;三维可视化;动态储量估算.中图分类号:P628;TE19 文章编号:1000-2383(2010)02-0302-09 收稿日期:2009-09-26R esearch and Application of the Digital Mine Soft w are Q uantyMineZHAN G X ia 2lin ,WU Chong 2long ,WEN G Zheng 2ping ,L I Zhang 2lin ,QI Guang ,CHEN Guo 2xu ,TIAN Y i 2pingFacult y of Eart h Resources ,China Universit y of Geosciences ,W uhan430074,ChinaAbstract :The digital mine software development is the key step for building the digital mine.A digital mine software named QuantyMine has been developed ,which is composed of seven subsystems and can be employed to build the digital mine.There are many key technologies involved in the software ,three of which are discussed in this paper.The first one is three 2dimension 2al visualization mine modeling technology ;the second one is dynamic reserve estimation technology responding to the changing market ;and the third one is system integration technology for mine informationization.The following f unctions can be realized by employing the QuantyMine :(1)All kinds of mine data including survey data ,geology data ,geophysical data ,geochemical data ,assay data ,environment data ,remote sensing data can be stored in the central Oracle database ,which acts as a shared data platform for the digital mine.(2)All kinds of mine map could be drawn automatically or semi 2automatically by computer based on the central mine subject database.(3)3D mine modeling and visualization ,and three 2dimension spatial analyses can be f ulfiled.(4)It facilitates the mine reserve estimation using vertical section method ,geological block method and kriging method estimate.(5)Mine design and planning can be performed.(6)Digital mine can be run on the internet.Based on this system ,a basic digital mine of Zijin copper and gold mine has been constructed.K ey w ords :digital mine ;mine informationization ;mine modeling ;three 2dimensional visualization ;dynamic reserve estimation. 上世纪末,美国前副总统戈尔首次提出了“数字地球(Digital Eart h )”概念.“数字矿山”是继“数字地球”后提出的又一个概念(陈述彭,1999;吴立新,2000).在矿业领域,由于面向的生产对象是珍贵的不可再生的矿产资源,因此利用信息技术和“数字矿山”软件来高效勘探、评估、监测和开发矿产资源显得尤为重要.“数字矿山”充分利用现代空间分析、数据采矿、知识挖掘、虚拟现实、可视化、网络、多媒体和科学计算技术,为矿产资源评估、矿山规划、开拓设计、生产安全和决策管理进行模拟、仿真和过程分析(吴立新,2000;毕思文等,2004).美国、加拿大、澳大利亚等发达国家在矿山的储量估算、矿山生产的三维可视化技术和矿山信息管理方面开发了一系列应用软件系统,如Micromine (Samal and Sarangi ,2001)、Minesight32D (Cai et al .,2001)、Surpac 、DataMine 、AMS KAN 矿山信息系统和ENDA KD　第2期　张夏林等:数字矿山软件(QuantyMine)若干关键技术的研发和应用铝矿信息系统等.这些信息系统将矿山所需的绝大部分图纸与数据存储在磁盘上,绝大多数地测、采掘计划、爆破设计等方面的图件以及储量管理、生产计划、生产统计、设备、库存、人事、工资、销售、财会等方面的报表,均可由计算机辅助进行作业、管理、存贮及输出,使工程技术人员和管理人员摆脱了繁重的事务作业,效率大为提高.目前,国外数字矿山的研究与建设已经逐渐发展到全矿山的数字化与自动化(Scoble,1995;Duskey,2006;Trenczek and Wasilewski,2008).近年来,随着现代信息技术的发展,我国数字矿山也已经开始从理论研究阶段逐步走向实际应用(李婧,2007;陈国旭等,2009;赖朝辉等,2009;向中林等,2009).从整体上看,我国矿山勘察、规划、设计、生产、管理、监控等全面信息化仍处于起步阶段,各种矿山信息系统的研发水平、集成化水平和应用水平与发达国家相比仍有较大差距.目前,国内“数字矿山”建设所采用矿业软件,绝大多数来自国外.这些软件具有较高的功能和可操作性,但也存在着一些突出的问题,例如:(1)数据处理方式、图式图例和储量估算方法不符合我国的规范和标准;(2)技术支持不足,系统维护和服务滞后,难以实现快速反应,更不便根据实际需要进行补充再开发;(3)操作界面汉化程度低,难以用标准的中文输出分析处理成果;(4)系统价格昂贵.这些问题严重地制约了我国“数字矿山”建设的进度和水平.鉴于此,我们与紫金矿业集团合作,开展有特色的数字矿山建设探索和具自主知识产权的矿业软件研发,并在此基础上进行数字矿山建设.数字矿山是一个矿山范围内以三维坐标信息及其相互关系为基础而组成的信息框架,并在该框架内嵌入所获得的信息的总称.实现数字矿山需要一系列的软、硬件的支持,需要研究解决诸多的关键技术.本文着重就我国数字矿山软件QuantyMine系统在研发中使用的关键技术和该软件在我国矿山生产、管理中的实际应用进行探讨.1　数字矿山软件(Quant yMine)的体系架构QuantyMine是由中国地质大学(武汉)和紫金集团矿业股份有限公司联合研制开发的数字矿山软件系统.该系统遵循科学性、实用性、实时性、开放性和安全性相结合的设计原则,使用数据库、GIS、图1　QuantyMine软件的总体系统组成Fig.1Architecture and subsystems of QuantyMineGPS三维可视化等现代信息技术,采用模块化和面向对象设计与实现方法,为一套专业化的数字矿山系统.该系统运用“地学点源信息系统”的设计思路,采用多“S”结合与集成技术,建立了以主题式对象-关系数据库为核心、技术方法与应用软件层叠式复合的数字矿山系统(吴冲龙,1998;吴冲龙等, 2005),实现了矿山数据的动态采集和一体化综合管理、专业矿山图件的机助编绘、矿山三维可视化、储量估算、可视化开采设计和网络数字矿山等.Quan2 tyMine软件系统目前由7个子系统有机集成,如图1所示.2　数字矿山系统研发中的部分关键技术“数字矿山”是真实矿山整体及其相关现象和生产过程的全面数字化、信息化,是存储于计算机网络上的、能供多用户访问和应用的一种虚拟矿山.通过“数字矿山”能使矿山自然地理、生态环境、矿床地质、矿山建设、掘采选冶、决策规划等实现数字化、信息化、网络化和可视化.数字矿山系统开发涉及诸多关键技术(吴立新等,2003a,2003b;僧德文等, 2005).2.1　矿山三维可视化建模关键技术三维模型是数字矿山表达的基本方式,也是实现数字矿山的关键.矿山三维地质模型是在野外地质勘探和室内地质资料分析的基础上,利用计算机量化描述地质对象的几何形态、拓扑关系和物性特征等信息.通过对矿山地质对象的一维、二维和三维信息数据综合解释后重构而建立的复杂整体计算机三维模型即为矿山三维地质模型.目前,矿山地质体的三维建模主要面临以下困难(熊祖强,2007):(1)原始地质数据获取的艰难性和不完备性.由于经费、时间等的限制,”数字矿山“建设过程中通常难以采集足够的样本数据以建立精确模型,只能获取一些不全面,有时甚至是相互冲303地球科学———中国地质大学学报第35卷图2　矿山三维实体模型(紫金金铜矿矿体模型)Fig.2Three 2dimensional ore body model突的信息.矿山地质建模的数据主要来源于钻孔数据、勘测数据以及矿山生产中的工程数据.这些数据大都是有限的、离散的且分布不规则,有些还缺失基本的属性描述,决定了地质体属性的未知性和不确定性,而矿山地质空间往往又是连续的、复杂多变的.如何充分利用这些有限的、离散的地质信息,进行客观地、全面地、合理地恢复矿床、构造地质形态,是矿山地质建模的难点问题.(2)地质体及其空间关系的极端复杂性.矿山的断层、岩脉等将地层切割成不连续的空间分布、岩体内复杂的岩性变化以及地质构造过程的动态性等使得地质信息三维建模的自然环境变得异常复杂.地质体中包含断层、岩脉侵入体、倒转褶皱等多值面的地质结构,增加了三维地质建模数据结构、拓扑关系及相应算法的复杂程度,目前仍缺乏成熟的解决方案,使得重建的三维模型信息存储量巨大,无法满足实际分析应用.因而,针对实际的应用目标,采用合适的三维数据结构模型,解决地质体复杂、模型数据量大与模型需满足实时分析要求的矛盾,是地质三维建模面临的一个难题.(3)三维地质分析能力的局限性.由于三维地质模型的建立和分析,目前还缺乏统一而完备的理论技术,导致现有的相关系统缺乏专业的三维地质分析能力.这也是数字矿山软件研究中要解决的另一个难题.针对以上难题,本系统开发中研究了以下矿山地质建模解决方案和技术.考虑到矿山的三维显示以及储量估算、开采设计工作的需求,系统采用三维实体模型(图2)以及块体模型(图3)来表达矿山的三维可视化分析模型.三维实体模型包括岩性模型、构造模型、矿体模型、开采设计模型等,是数字矿山图3　矿体三维块体模型(紫金金铜矿金矿体)Fig.3Three 2dimensional block model of ore body模型的基础,为数字矿山的设计、开采、巷道分析等提供三维分析对象.块体模型与地质统计学紧密结合,是应用数学方法对品位分布进行建模,由于矿石品位分布在矿产资源中是受到地质因素控制的,从而形成一定约束条件下的品位模型.针对矿山实体的数据特点和目前建模技术的局限性,系统采用了二体式三维地质建模技术构建三维实体模型,实现了矿山地表地下一体化三维可视化建模,能够对矿山矿体、矿床及其复杂地质结构和成分分布进行三维可视化表达和空间分析与查询.二体式三维地质建模技术是一种基于BREP 和体元表示法的建模方法,在三维可视化环境中通过对矿山数据,如(1)野外采集点的描述数据(野外地质点描述数据、构造点描述数据等);(2)断裂、裂隙等构造数据;(3)钻孔数据(工程勘察钻孔,水文勘察钻孔等);(4)山地工程数据(探槽、竖井、平硐数据等);(5)物化探数据;(6)样品的试验数据(品位测试数据、岩石力学测试数据等)等的处理和分析,使用线、面等作为空间实体的边界,以体元作为实体的语义逻辑基本单元,交互式地建立矿山复杂的三维可视化模型,它通过使用封闭的不规则三角网对实体的表面进行模拟,来构建矿山三维空间实体的可视化模型,这种方法较容易实现,并且建立的模型通常能符合实际情况.其中强可交互性有利于解决前述的“原始地质数据获取的艰难性和不完备性问题”.该建模技术的体系结构如图4所示.二体式地质建模技术优点在于表示实体的点、线、面等几何元素是显式的,能比较快地绘制出来,并且其体元结构也有利于对形体进行多种操作和运算.空间对象被分解为四类基本元素的集合,即点、403　第2期　张夏林等:数字矿山软件(QuantyMine )若干关键技术的研发和应用图4　矿山建模技术的体系结构Fig.4System architecture of mine modeling technology线、面和体,每一类元素由几何数据类型标志及相互间的拓扑关系组成.三维实体用它的边界来表示,并且通过空间拓扑结构关系来建立各边界的联系,既有利于三维矿山实体的各种空间位置和拓扑关系的保持,也有利于进一步对矿山实体进行矢量剪切、露采模型分析、开采模型分析等模拟分析,可以较好地解决目前矿山建模中的上述难题.另外,采用二体式建模方法不仅能实现矿山地表与地下空间实体的一体化建模,同时能顾及矿山地表与地下空间实体的空间关系和语义属性,满足矿山高效的空间分析、实际生产、方案制定等的需要.建模完成后,三维空间分析是数字矿山软件必须解决的问题.矢量剪切分析是数字矿山空间分析中关键技术之一,是数字矿山空间分析的基础和核心.它在建立三维地质体模型的基础上,根据设计需要,对三维地质体模型进行挖切分析、统计开挖量、计算矿石开采量等,为科学安排采矿计划提供设计分析工具.本系统中采用空间分区二叉树(binary space partitions )(吴立新等,2003a ,2003b )结构实现对模型的布尔运算以及矢量剪切运算.Fuchs etal .(1980)首先提出利用二叉树来对二维平面进行分区的方法.同理,我们将这种思想推广到三维空间,建立适合三维的BSP 树,在此基础上进行空间实体的矢量剪切运算.通过对三维数字矿山实体的布尔运算及矢量剪切操作,并显示结果,地矿研究人员可以观察分析矿体内部的特征和属性,从而深入了解和掌握矿体的空间分布、组成等信息,为露采设计、地下开采设计、储量估算等的应用提供直观而方便的可视化分析工具,图5所示为数字矿山中的基于剪切完成的紫金山金铜矿中地质体的虚拟平硐分析.以上三维可视化关键技术的研究实现了矿山动态交互式地上地下一体化三维建模,部分解决了不良结构化三维地质体建模问题,实现了矿山地质体和采矿工程的三维表达可视化、过程可视化、分析可视化、设计可视化和决策可视化.2.2　快速市场响应机制下的动态资源储量估算技术矿产资源储量估算是矿山矿产勘探各阶段极其重要的工作之一,资源储量估算的结果是安排矿产勘查计划、矿山开发、生产计划和管理的基础和依据.其工作过程不仅仅限于矿石的资源储量估算,而503地球科学———中国地质大学学报第35卷图5　数字矿山中虚拟平硐分析(紫金山金铜矿)Fig.5Virtual drift analysis in digital mine且还涉及到矿石质量、矿体形态、规模、复杂程度、工程程度、开采条件及经济价值等问题(赵鹏大等, 2001).因此,资源储量估算一直被列为地质勘探开发各阶段极其重要的工作中.并且现代矿山生产也迫切需求能适应大规模生产和市场动态变化,对矿体的矿石量和品级做出快速应变和动态化、自动化管理的资源储量估算方法及软件系统.以往计划经济体制下,储量估算的一些主要工业指标由国家以规范的形式下达,目前市场经济主导下的企业,在储量估算过程中,希望根据市场矿产品的价格,灵活调整工业指标,达到企业盈利的目标.所以要求储量估算软件能够对储量估算中的工业指标进行估算,并基于这些指标快速完成储量估算,对资源储量进行动态评估,保证企业对市场做出快速响应.要实现这一目标,传统方法面临如下的难题:(1)多因素制约下经济评价困难、经济的边界品位确定困难;(2)传统方法资源储量估算周期长,难于实现快速估算;(3)在新的储量估算成果上,配套的开采方案的设计周期长.在数字矿山软件研发过程中,我们针对这些问题综合考虑,采用了快速市场响应机制下的动态资源储量估算技术,有效地解决了该问题(图6).基于利润最大化原理的经济评价模型,开发了动态的工业指标评价功能模块,可以根据当前的市场金属价格,分别计算3种不同类型的可选圈矿品位(最低经济品位、最低边际品位、边界品位).软件可以根据边界品位与矿产品位价格、回收率、贫化率及各项成本等参数的关系,动态确定最佳的边界品位.计算中可定制矿山企业生产成本及相关过程参图6　动态资源储量估算支持下的快速市场响应技术框架图Fig.6Work flow of changing market response based on the dynamic reserve estimation technology数,各经济评价参数之间相互影响关系采用动态的图形显示,以便直观对比(图7a,7b).在软件中开发实现的动态储量估算的功能包括地质统计学法、传统的垂直断面法和地质块段法,特别是在地质统计学方法中解决了多模型的矿体块体模型构建方法,实现了灵活的空间变异性分析工具,开发了多种克里格估值方法.保证在新的工业指标体系下,借助软件可以快速完成储量估算,并可在真三维的环境中对不同的圈矿品位、矿体的结构及成份进行实时三维可视化表达.如图8所示为紫金山金矿边界品位0.40g/t下的矿体三维块体模型.开发中还很好地解决了采空区资源储量的实时估算,为资源储量动态监测提供了工具.最后,在软件中开发了方便快捷的开采模型设计模块及工具.在相同的软件环境中,无需转换,直接基于储量估算结果即可进行新一轮的矿山开采设计和快速编制开采方案.2.3　支持矿山信息化全程计算机辅助的系统集成化技术对于矿山,由于问题域的复杂性导致信息化中往往是在勘探、开采设计、矿山生产等环节采用多个不同的软、硬系统,多种技术综合应用,如何整体实603　第2期　张夏林等:数字矿山软件(QuantyMine )若干关键技术的研发和应用图7　根据市场价格及成本动态计算边界品位(a )和品位与利润间关系图示例(b )Fig.7Cut 2off calculating according to the metal price and mine cost (a )and visualizing the relation between grade and profit (b)图8　边界品位为0.40g/t 时的矿体品位模型Fig.8Ore body block model under cut 2off 0.40g/t现信息化是一个难题.进行“多S ”的集成,使各部分有机结合、相互衔接,数据在系统中流转顺畅、充分共享.这既是矿山工作信息化的基本内容之一,也是矿山工作信息化的基本标志之一(吴冲龙等,2005).本系统研发中,充分应用以“多S ”集成技术为核心的系统集成技术(吴冲龙等,2005),分别采用数据集成、技术集成、网络集成和应用集成的方式,将7个子系统及硬件平台、网络通信平台、数据库平台、工具平台、应用软件平台及各类资源有机、高效地集成到一起,形成一个完整的矿山信息工作平台.其中基于同一数据库平台,有效解决了数据的无缝集成问题.基于同一平台开发其中的6个子系统,避免了多平台的问题,然后从技术上成功地实现了数据库、空间分析、计算机辅助设计、三维可视化、人工智能、虚拟现实、决策支持、网络等“多S ”结合与集成化,建立了矿山信息化的技术体系框架.通过系统集成,不仅能实现单个矿山的勘查、储量估算、开采设计、矿山开采、日常生产管理、选矿冶炼的全程计算机辅助化,而且能实现企业多个矿山连为一体、集成管理、协同工作,为矿山信息化提供了实用方案.3　数字矿山系统(Quant yMine )功能实现和应用效果QuantyMine 软件系统实现了较完整的支持数字矿山建设的功能,这些功能简述如下:(1)矿区点源数据库功能.以主题式点源数据库为核心(吴冲龙,1998),软件支持建立统一的矿山公共数据平台,可实现矿区地上地下多源、多维、多尺度、多主题空间与属性数据的一体化管理.内容涵盖地、物、化、遥、矿产、成果等全部地质数据,包括矿山勘探、设计、开采过程中获取到的原始以及中间成果属性数据、矢量图形数据和栅格图像数据的采集、录入和管理.数据管理采用了对象-关系型数据库技术,实现对地上、地下矢量数据、栅格数据和属性数据的统一存储、管理和查询、检索,可实现数字矿山海量数据的快速调度与应用.703地球科学———中国地质大学学报第35卷(2)实现了大量矿山图件计算机自动或辅助编绘功能.软件实现了专业的常用矿山图件的自动及辅助编绘.与面向矿山勘探、生产中的数据采集部分紧密集成,从主题式点源数据库提取有关数据,实现各类专题图(如钻孔柱状图、地质剖面图、巷道素描图、矿体投影图等储量估算图)的计算机自动或辅助编绘.(3)实现了矿山地表与地下一体化三维可视化建模功能和三维空间分析功能.在解决了前述的三维建模关键技术基础上,QuantyMine软件实现了建立矿体、矿床和复杂地质结构的三维空间模型的功能,实现了完整的真三维可视化矿山系统环境;提供实时展示数字矿山的三维可视化平台,实现了各种通用的三维环境显示功能以及某些特色的显示效果功能,如:多种视图显示、投影显示、缩放显示(放大、缩小、开窗显示、坐标轴缩放、比例缩放)、全屏显示、旋转视图、平移视图、锁定/解锁坐标轴显示、类别显示、条件显示、光源材质渲染控制、分层设色、飞行漫游等.系统还提供了矿山地上和地下一体化的多种矿山模型的地质建模功能;具备匹配遥感影像、分层设色、纹理贴图等三维显示效果手段以及根据用户指定的路线进行数字矿山的各种飞行漫游功能,如:地表景观漫游、露采模型漫游、矿山整体景观漫游、地下景观漫游、巷道漫游等.支持各种复杂而专业的矿山空间查询、量算以及空间分析功能,如矿山模型的取岩芯分析、断面分析、巷道分析、(巷道开采时)开挖分析、虚拟钻孔平硐分析、露采井采模型分析、带断层的岩性分析、剪切分析等空间分析功能.(4)开发了功能完善的储量估算子系统,符合国内规范又与国际接轨.系统中重点实现了国内外流行的地质统计学三维储量估算法,同时还实现了国内业界认可的垂直断面法(平行剖面法)和地质块段法两种传统的储量估算法,以及普通克里格法、泛克里格法、对数正态克里格法、指示克里格法等,可满足不同矿山和不同矿种的储量估算要求.系统实现了切合中国实际情况的储量分级分类方案,即按勘探工程密度的方式对储量分级,还实现了国际通用地质统计学方法的分级.并且系统提供了符合规范的储量估算结果表达方式,其中包括储量估算结果报表、原始计算数据报表、变差函数拟合图、结构套合图、品位-吨位图、任意位置的品位剖面图、任意标高的品位中段图等.传统储量估算模块对传统储量估算方法实现了全程的计算机辅助化,可实现储量估算和编图的一体化作业,实现剖面图底图自动绘制、岩性花纹自动填充、样品自动组合与标注、矿体边界交互圈定、面积及组合样平均品位自动计算、储量自动汇总输出等功能.储量估算相关图件及报表交互编制输出功能,系统提供储量估算的成果报表以及勘探线地质剖面图、矿体垂直纵投影图的快速编制与输出功能.对不同时段的勘探数据有很好的兼容和继承性,前一轮储量估算建立的资料可以持续供后续计算使用,只需添加新获取的数据后,可很快更新相关中间成果数据,避免重复工作,节约了储量估算成本和计算时间.储量估算子系统还能在三维可视化环境中进行有市场行情的动态分析、最低可采品位的动态决策、矿体形态及其空间分布的动态显示,以及矿石量、金属量、平均品位等的动态计算,从而可以快速应对国际市场的变化,支持矿产资源实时管理,也可以有效支持动态储量监测.(5)实现了矿山开采方案辅助编制功能,提供了贴合矿山生产实际的日常开采方案设计及生产计划制定功能.QuantyMine立足于矿山企业开采生产需要,提供各种符合生产实际的开采方案设计和方案计划制定的工具,包括露采模型设计、井采模型设计、露采平台设计、排土场/堆场设计、最短运输路线设计、最佳开采模型设计等的方案设计制定.它可依据矿石价格的市场变化和开采成本确定当前可采品位值,进行对应的矿体圈定,在三维模型显示新的可开采矿体,快速形成新的矿山、矿体模型,进而在三维分析模型上由生产制定管理人员圈出本月或本年计划开采部分,由系统生成采剥推进图,计算各平台、各品位段的采剥计划量,辅助生成采剥作业计划等一系列的开采方案制定.(6)实现数字矿山网络信息服务功能,提供可远程访问的三维可视化矿山.为了适应当前Internet 迅速普及的形势,满足矿业集团公司专业人员、各级领导和广大公众通过Internet获取或查询矿山信息的需要,采用“胖客户端,瘦服务器”的B/S结构和C/S结构的混合模式,实现了方便快捷的矿山信息网络发布功能.对于决策层的领导,还提供浏览器/服务器模式查询的勘探资料、矿山开发现状、矿山中长期开采设计、三维矿山模型等成果的查询和分析功能,支持移动办公和远程管理.(7)实现了冶炼厂生产管理功能.采用B/S网络模式,访问共享的矿山点源数据库,获取矿山开采及生产信息,补充建立冶炼厂生产数据库,并提供专用于冶炼厂生产过程的管理功能实现对冶炼厂生产803。

数字矿山研究数字矿山研究概述随着数字技术的日益成熟和应用场景的不断扩大，数字矿山的概念逐渐走进大众视野。

数字矿山是指在矿山生产中广泛应用信息、计算机、通信等科学技术，并采用智能化、自动化、数字化等方式对采矿和加工作业进行优化和控制的矿山。

数字矿山不仅提高了矿山生产效率和经济效益，还降低了对环境的污染和矿工的伤害。

数字矿山的发展对于提高我国矿产资源的开发和利用效率有着重要的意义。

数字矿山的技术应用数字矿山的发展依靠信息技术、通信技术、机电控制技术、先进制造技术等多种技术的应用。

下面我们分别介绍一下这些技术的应用情况。

1.信息技术信息技术在数字矿山中的应用主要包括数据采集、信息处理、数据分析等方面。

在数据采集方面，数字矿山普遍采用传感器、仪表等设备对矿山生产现场的各种参数进行实时监测和录入。

在信息处理方面，数字矿山采用计算机等设备将实时采集的数据进行处理，并为生产管理提供数据支持和决策依据。

在数据分析方面，数字矿山通过利用数据库、网络等技术进行数据分析和挖掘，提高了生产效率和管理水平。

2.通信技术通信技术在数字矿山中的应用主要包括实时监测、生产调度、通信联络等方面。

数字矿山采用无线通信技术，建立了实时监测和数据传输的无线通信网络。

矿山生产管理人员、操作人员、现场工人之间可以通过通信网络实现及时沟通和信息共享，达到生产自动化和智能化的目的。

3.机电控制技术机电控制技术在数字矿山中的应用主要包括采矿设备、提升设备、输送设备等方面。

数字矿山采用自动化控制技术，实现对采矿和加工设备的自动化控制。

矿山生产现场的设备状态可以通过数字化的监测设备进行实时监测和记录，实现设备的故障预警、维护计划安排、设备效率评估等功能。

4.先进制造技术先进制造技术在数字矿山中的应用主要包括3D打印、机器人、远程控制等方面。

数字矿山采用3D打印技术，可以实现部件快速打印，减少了生产成本和工期。

机器人技术可以为生产加工提供高精度且重复性好的解决方案，提高设备的生产效率和质量。

数字化矿山解决方案一、引言数字化矿山解决方案是指通过应用先进的信息技术，将传统矿山生产管理与现代信息技术相结合，实现矿山生产过程的数字化、智能化和可视化管理。

本文将详细介绍数字化矿山解决方案的背景、目标、关键技术和应用场景。

二、背景传统矿山生产管理存在诸多问题，如信息孤岛、数据不许确、效率低下等。

为了解决这些问题，数字化矿山解决方案应运而生。

该解决方案通过构建数字化矿山平台，实现矿山生产全流程的数字化管理，提高生产效率、降低成本、提升安全性。

三、目标数字化矿山解决方案的目标是实现以下几个方面的改进：1. 数据集成与共享：将矿山各个环节的数据进行集成和共享，实现信息流的畅通。

2. 智能化决策支持：通过数据分析和挖掘技术，提供智能化的决策支持，匡助管理者做出科学决策。

3. 资源优化配置：通过数字化管理手段，对矿山资源进行优化配置，提高资源利用率。

4. 安全生产保障：通过数字化监控和预警系统，实现对矿山生产过程的全面监控，提升安全生产水平。

四、关键技术数字化矿山解决方案依托于以下关键技术：1. 物联网技术：通过传感器、无线通信等技术手段，实现对矿山设备和工艺过程的实时监测和数据采集。

2. 大数据技术：通过对大量矿山生产数据进行存储、处理和分析，挖掘出有价值的信息，为决策提供支持。

3. 人工智能技术：利用机器学习和深度学习等技术，对矿山生产过程进行智能化分析和预测，提高生产效率。

4. 虚拟现实技术：通过虚拟现实技术，实现对矿山生产场景的摹拟和仿真，匡助管理者进行决策和培训。

五、应用场景数字化矿山解决方案可以应用于以下场景：1. 矿山生产过程监控：通过传感器和监控系统，实时监测矿山设备的运行状态，提前发现故障并采取相应措施，减少停机时间。

2. 生产计划优化：通过大数据分析，对矿山生产过程进行预测和优化，制定合理的生产计划，提高生产效率。

3. 能耗管理与优化：通过监测能耗数据，分析能耗状况，找出能耗高的环节并进行优化，降低能耗成本。

数字化矿山解决方案一、引言数字化矿山解决方案是一种基于现代信息技术的综合性解决方案，旨在通过数字化技术的应用，提高矿山生产效率、降低生产成本、改善工作环境和保障矿山安全。

本文将详细介绍数字化矿山解决方案的主要内容和实施步骤。

二、数字化矿山解决方案的主要内容1. 传感器网络：通过在矿山中布设传感器，实时监测矿山内的温度、湿度、气体浓度等参数，提供准确的环境信息，为矿山管理者提供决策依据。

2. 数据采集与处理：将传感器网络收集到的数据进行采集和处理，通过数据分析和建模，提取有价值的信息，为矿山管理者提供全面的数据支持。

3. 资源调度与优化：通过对矿山生产过程进行数字化建模，实现对资源的合理调度和优化，提高生产效率，降低生产成本。

4. 安全监测与预警：基于传感器网络和数据采集与处理技术，实现对矿山安全状况的实时监测和预警，提高矿山安全管理水平，减少事故发生的可能性。

5. 智能化设备管理：通过数字化技术的应用，实现对矿山设备的智能化管理，包括设备状态监测、维护计划制定、故障预测等，提高设备利用率和维护效率。

三、数字化矿山解决方案的实施步骤1. 需求分析：与矿山管理者进行沟通，了解其需求和问题，确定数字化矿山解决方案的具体内容和目标。

2. 系统设计：基于需求分析的结果，进行系统设计，包括传感器网络的布设、数据采集与处理系统的搭建、资源调度与优化算法的设计等。

3. 硬件设备采购与安装：根据系统设计的要求，采购相应的硬件设备，并进行安装和调试，确保设备正常运行。

4. 软件系统开发与集成：根据系统设计的要求，进行软件系统的开发和集成，包括数据采集与处理系统、资源调度与优化系统、安全监测与预警系统等。

5. 系统测试与调优：对已实施的数字化矿山解决方案进行全面测试，发现和解决存在的问题，优化系统性能和稳定性。

6. 培训与推广：对矿山管理人员进行培训，使其熟悉数字化矿山解决方案的使用方法和操作流程，并推广数字化矿山解决方案在其他矿山中的应用。

采矿工程中现代化技术应用的研究与探讨在当今时代，随着科技的迅猛发展，现代化技术在各个领域都发挥着至关重要的作用，采矿工程也不例外。

采矿工程作为获取自然资源的重要手段，其对于经济发展和社会进步具有不可忽视的影响力。

而现代化技术的应用，不仅提升了采矿的效率和安全性，还为可持续发展提供了有力的支持。

一、现代化技术在采矿工程中的重要性采矿工程是一个复杂且具有一定危险性的行业。

传统的采矿方法往往效率低下，资源浪费严重，同时还伴随着较高的安全风险。

现代化技术的引入，为解决这些问题带来了新的契机。

首先，它能够显著提高采矿的生产效率。

通过先进的设备和技术手段，实现了自动化、智能化的开采过程，大大减少了人力投入，缩短了开采周期。

其次，保障了采矿作业的安全性。

利用精准的监测系统和预警装置，可以及时发现潜在的安全隐患，降低事故发生的概率，保护矿工的生命安全。

再者，有助于实现资源的合理利用和环境保护。

现代化技术能够更加精确地评估矿产资源的储量和分布，从而制定更加科学的开采方案，减少资源的浪费和对环境的破坏。

二、常见的现代化技术在采矿工程中的应用1、数字化矿山技术数字化矿山是利用信息技术、计算机技术、网络技术等手段，对矿山的各种信息进行数字化处理和管理。

通过建立矿山的三维模型，实现了对矿山地质、采矿设计、生产过程等方面的可视化管理。

这使得矿山的规划和决策更加科学合理，同时也方便了对矿山资源的动态监测和评估。

2、自动化采矿设备自动化的采矿设备如无人驾驶矿车、自动化钻机等，大大提高了采矿作业的效率和精度。

这些设备可以在恶劣的环境下长时间稳定工作，减少了人工操作带来的误差和风险。

3、遥感技术遥感技术可以用于探测矿产资源的分布和储量。

通过卫星遥感图像的分析，能够获取大面积的地质信息，为矿产勘查提供重要的数据支持。

4、矿山通风与安全监控系统良好的通风系统对于保障矿山安全至关重要。

现代化的通风系统可以根据矿山的实际情况自动调节风量和风速，确保井下空气质量符合标准。

我国煤矿数字化发展现状及关键技术分析[摘要]：文章介绍了数字矿山的概念和发展目标,分析了目前我国煤矿数字矿山的发展现状,提出了以基于3dgis技术的数字矿山基础信息平台为核心内容的数字矿山建设框架,简要介绍了实现数字矿山需要研究的信息规范和接口标准、设备智能化、高速传输网络、多源异构数据的集成共享、3dgis平台、三维建模算法、基础数据专业化分析处理、业务应用系统开发等关键技术,对我国煤矿数字矿山的发展具有一定的指导意义。

[关键词]：煤矿数字化；发展现状；关键技术中图分类号：x752 文献标识码：a 文章编号：引言进入21世纪以来，信息技术的快速发展和浪潮般的推广应用，为矿山企业带来了机遇，也带来了压力。

一方面，随着矿产资源消费的急剧增长和开采加工难度的日益增大，促使采矿逐渐走向数字化和智能化；另一方面，随着计算机技术、网络技术、数据库技术、自动化技术、传感器技术、数字视频技术和现代管理技术的发展，煤矿信息化正向信息扩展、高度集成、综合应用、自动控制、预测预报、智能决策的方向发展。

煤矿企业对信息化建设越来越重视，且大部分建设了以光缆为基础的高速企业网，开发了管理信息系统、采矿生产运输自动化系统、生产调度监控系统与internet网对接并建立了网站系统。

特别对于井工矿企业，如何去创新出自己的数字化管理之路，已经越来越成为一个重要和迫切的研究课题。

煤矿数字化简介及意义煤矿数字化，又称数字矿山，是由数字地球的定义延伸而来，即在矿山范围内以三维坐标信息及其相互关系为基础而组成的信息框架，并在该框架内嵌入所获得的信息的总和。

煤矿所能获取的信息可划分为固有信息和动态信息2个层面，固有信息包括矿井原始数据(地质、测量、钻孔)和煤层、围岩、井巷等地质体空间信息；动态信息包括采掘、通风、运输、供电、给排水等生产系统网络及其装备信息，生产过程中产生的信息(设备状态、环境、人员)，专业分析辅助决策信息，生产经营管理信息。

数字化矿山解决方案一、引言数字化矿山解决方案是指利用现代信息技术手段对矿山进行全面的数字化改造，以提高矿山的生产效率、安全性和可持续发展能力。

本文将详细介绍数字化矿山解决方案的背景、目标、关键技术和实施步骤。

二、背景随着科技的不断发展，传统矿山生产模式已经无法满足日益增长的需求。

传统矿山存在生产效率低下、安全风险高、资源浪费等问题。

数字化矿山解决方案的出现，为矿山行业带来了巨大的改变和发展机遇。

三、目标数字化矿山解决方案的主要目标是实现矿山生产过程的全面数字化管理和优化。

具体目标包括：1. 提高矿山生产效率：通过数字化技术实现生产过程的精细化管理，优化生产计划和调度，提高设备利用率和生产效率。

2. 提升矿山安全性：利用传感器、监控系统等技术手段实时监测矿山设备和作业人员的安全状态，预警和防范事故风险。

3. 降低矿山成本：通过数字化技术实现资源的合理配置和利用，降低能耗和物料损耗，减少人力成本和设备维护成本。

4. 实现矿山可持续发展：通过数字化技术实现矿山生产过程的环境监测和管理，减少对环境的影响，推动矿山可持续发展。

四、关键技术数字化矿山解决方案的实施离不开以下关键技术的支持：1. 物联网技术：通过传感器和通信网络实现对矿山设备和环境的实时监测和数据采集。

2. 大数据分析技术：对采集到的大量数据进行分析和挖掘，提取有价值的信息，为决策提供科学依据。

3. 人工智能技术：应用人工智能算法对矿山生产过程进行智能化管理和优化，提高生产效率和安全性。

4. 虚拟现实技术：通过虚拟现实技术实现对矿山设备和作业过程的模拟和可视化，提供决策支持和培训平台。

五、实施步骤数字化矿山解决方案的实施可以分为以下几个步骤：1. 方案设计：根据矿山的实际情况和需求，制定数字化矿山解决方案的设计方案，包括系统架构、功能模块和技术选型等。

2. 系统建设：根据设计方案，进行系统的硬件和软件建设，包括传感器的安装、通信网络的搭建、数据存储和处理平台的建设等。

数字矿山的关键要素与技术浅析北京三地曼矿业软件科技有限公司胡建明前言数字矿山的定义一直以来处于争论之中，各种含义的数字矿山也常见于媒体间。

例如矿山安全六大系统，矿山调度系统，矿山三维软件应用以及矿业ERP 系统等方面的应用，都称其为建立数字矿山。

其实，这样的定义既不准确，也不全面，而且更容易引起误解。

本人通过多年来与矿山行业的接触，对国际矿业的了解，同时对国内企业完成的成果进行分析，总结出对数字矿山的理解。

我认为只有正确地理解数字矿山建设的含义和基本要求，可以从不同层面和阶段做好相应的工作，对数字矿山的建设都是具有十分重要的意义。

数字矿山实际上是一个很广泛的、庞大的巨系统工程，其建设的根本目的是实现矿山信息化。

利用计算机技术，反映矿山真实三维环境下，实现矿山生产与管理的自动化、智能化，力争将矿山从传统的生产管理模式中解放出来，实现矿山企业资源的合理分配与利用，提高生产的安全性。

实现数字矿山的关键是相关的软、硬件开发技术并形成相关的软件产品。

数字矿山的关键要素建设数字矿山，需要有与之相适应的基本技术和要求，这就构成了数字矿山的基本要素。

可以根据要素的内容、阶段和整合程度的不同，可以分为不同程度的数字矿山。

从人员，技术、设备、通讯、专业以及计算机应用等方面确定要素有很多，但我认为最基本的数字矿山要素有三大方面：一是矿山信息化，这是建立数字矿山的基础，所有与矿山资源，生产过程和设备移动以及维护相关联的信息，都是以可共享的数字模式存储在统一的环境下，可以重复调用和满足任何专业的应用为基本特点。

二是生产过程的监控，这是基于现代化的通讯手段，视频技术和传感技术，将生产流程中所产生的所有信息，影像和数据实时进行浏览、分析和重现。

三是先进的软、硬件产品，这是我们获得矿山任何信息的关键技术。

对于矿山而言，软件和硬件产品是获得矿山信息和应用这些信息的工具。

这些工具以自动采集相关信息并可关联计算，从而以数字化的模式传送或保存为主要特点。

数字化矿山解决方案1. 引言数字化矿山解决方案是指通过应用先进的信息技术和数据分析方法，实现矿山生产过程的数字化转型，以提高生产效率、降低成本、优化资源利用和保障安全生产。

本文将详细介绍数字化矿山解决方案的背景、目标、关键技术和应用案例。

2. 背景传统矿山生产过程存在许多问题，如生产效率低、能源消耗高、安全隐患多等。

为了解决这些问题，数字化矿山解决方案应运而生。

数字化矿山解决方案通过采集、传输、存储和分析矿山生产过程中的各种数据，实现对生产过程的全面监控和优化管理，从而提高矿山的生产效率和管理水平。

3. 目标数字化矿山解决方案的主要目标是实现以下几个方面的改进：3.1 生产效率提高：通过实时监控和数据分析，优化生产过程，提高设备利用率和产量。

3.2 能源消耗降低：通过优化设备运行参数和能源管理，降低矿山的能源消耗。

3.3 安全生产保障：通过实时监测和预警系统，及时发现和处理安全隐患，降低事故发生的概率。

3.4 资源利用优化：通过数据分析和智能决策支持系统，优化资源利用，提高矿石回收率。

4. 关键技术4.1 物联网技术：通过传感器和通信技术，实现对矿山设备和环境的实时监测和数据采集。

4.2 大数据分析技术：通过对大量矿山生产数据的分析，挖掘潜在的规律和问题，为决策提供科学依据。

4.3 人工智能技术：通过机器学习和深度学习算法，实现对矿山生产过程的智能优化和预测。

4.4 虚拟现实技术：通过虚拟现实技术，实现对矿山设备的远程操作和培训，提高生产效率和安全性。

5. 应用案例5.1 设备监测与维护：通过物联网技术，实时监测矿山设备的运行状态和健康状况，预测设备故障并进行维护，降低设备故障率和维修成本。

5.2 生产过程优化：通过大数据分析和人工智能技术，对矿山生产过程进行摹拟和优化，提高生产效率和资源利用率。

5.3 安全监测与预警：通过传感器和数据分析技术，实时监测矿山的安全状况，预警潜在的安全隐患，及时采取措施防止事故发生。

采矿业中的矿山数字化转型与智能化生产实践随着科技的快速发展，矿山行业也在加速进行数字化转型和智能化生产实践。

数字化转型和智能化生产是矿山业未来发展的必然趋势，它们对于提高生产效率、降低成本、提升安全性具有重要意义。

本文将探讨矿山数字化转型和智能化生产的核心内容和实践案例。

一、数字化转型在矿山行业中的应用数字化转型是指运用信息技术、大数据、云计算等先进技术手段，将传统矿山生产过程中的各项数据进行数字化处理和智能化管理，实现生产过程的可视化、可追溯、可优化。

数字化转型在矿山行业中的应用可以涵盖以下几个方面：1. 数据采集与分析：通过传感器、监测设备等手段，实时采集和监测矿山中的数据，如地质信息、设备状态、气体浓度等，利用大数据分析和人工智能技术对数据进行处理和分析，为决策提供有力支持。

2. 资源规划与优化：通过数字化技术对矿区地质、矿体模型等数据进行建模和分析，优化矿山资源的利用和开采方案，提高矿产资源的勘探和开发效率。

3. 设备智能化管理：通过数字化监测和控制系统，实现矿山设备的智能化管理和运维，包括设备状态监测、故障预警、维修管理等，提高设备利用率和生命周期成本管理。

4. 安全生产管理：数字化转型可以提供全方位的安全管理手段，包括安全监测、事故预警、风险评估等，帮助矿山企业提高生产安全水平，减少人员伤亡和财产损失。

二、智能化生产在矿山行业中的实践案例智能化生产是数字化转型的重要组成部分，其核心是运用人工智能、机器学习等技术手段，实现矿山生产过程的自动化和智能化。

以下是一些矿山行业中的智能化生产实践案例：1. 智能勘探技术：利用人工智能、遥感技术等手段，对矿区进行全面勘探和评估，提高勘探的准确性和效率。

例如，通过遥感影像与地质数据库的结合，可以对矿区的岩层、矿体等进行三维建模和分析，为勘探人员提供精确的勘探目标。

2. 自动化采矿技术：通过自动化设备和智能控制系统，实现采矿过程的自动化控制和智能化管理。