数字矿山软件国内
应用现状
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学院：信息科学与工程学院
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摘 要：数字矿山被定义为，以计算机及其网络为手段，把矿山的所有空间和有用属性实现数字化存储、传输、表述和深加工，并应用于生产与管理和决策之中。近年来，我国矿山数字化进程发展较快，取得了一些成就，但总体数字化程度不高，与国际先进水平仍有很大差距。
关键词：数字矿山；数字化；应用；现状
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。
随着计算机技术、空间数据库技术以及地理信息系统技术的发展与深入研究，信息化在采矿工程及矿山生产技术管理中，也发挥着越来越重要的作用。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，“数字矿山”应运而生。数字矿山是以计算机及其网络为核心手段，实现矿山信息的获取、存储、传输、表述、深加工及其在各个生产环节和管理与决策中的应用。它是一个由多个相互关联的软、硬件分系统组成的庞大系统。
矿山数字化的最终目标，是应用矿产经济、数学地质、信息技术的原理与方法，通过计算机及软件，把矿床地质、矿产开发等有关信息，以地理坐标为标准有机集成起来。并通过数学分析研究，建立这些数据的三维空间联系，实现现实矿山实体的数字化、可视化，从而解决矿山生产动态管理、生产方案优化决策、矿山生产规划、矿床边深部找矿增储、资源的合理开发利用等技术问题，以便减少资源的浪费和环境污染，提高矿业开发的社会经济效益。
1.矿山数字化的必要性及其应用
数字矿山技术
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。“ 数字矿山”应运而生并开始提到一些决策者的议事议程。
随着计算机技术、信息技术、通信技术、自动控制技术、3S ( G IS, GPS, RS) 技术、网络技术的发展, 国内众多研究机构和学者对数字矿山建设的关键技术和建设方案从不同角度提出了各自的看法及思路。建立数字矿山既可以实现安全管理的数字化, 为打造本质安全型矿井提供信息保障, 也是实现生产管理的精细化, 为打造高产高效矿井提供决策手段。
数字矿山既不是“数字地球”概念的简单延伸, 也不是普通ERP概念的简单复制,而是一个包含二者部分特性的崭新概念。中国矿山在矿山勘察、规划、设计、生产、管理、全过程监控等信息化领域与发达采矿国家的差距越来越大,中国矿山既没有把信息资源当作矿山的重要战略资源之一加以统筹开发和利用, 更没有形成系统性能稳定、信息资源充足的矿山信息基础设施,也没有形成“数字矿山”建设规范。
2 数字矿山的定义
数字矿山也称智慧矿山, 是建立在矿山数字化基础上能够完成矿山企业所有信息的精准适时采集、网络化传输、规范化集成、可视化展现、自动化操作和智能化服务的数字化智慧体。
1) 数字化基础: 已把矿山的所有内容处理成现代计算机可以接受、储存、拷贝、加工和网络传输的数字信息, 并保证信息的完整性。
2 ) 精准适时采集: 能准确地采集到任何地点、任何时间所需要的安全、生产和管理等信息,并保证信息的及时性。
3) 网络化传输: 所有信息包括实时数据、多媒体数据和管理数据可以通过局域网和广域网进行准时、可靠、安全的传输, 必要的数据要保证时钟同步。
4) 规范化集成: 通过标准的数据格式、开放的通信协议和统一的管理规范所定义的数据仓库实现各种应用中信息的互连互通, 确保数据的唯一入口和一致性。
5) 可视化展现: 对于数据仓库中的所有信息和模型均可用四维地理信息系统技术、虚拟现实技术、模拟仿真技术、多媒体技术和可视化分析技术进行表达和展现, 实现透明管理。
３６ 新疆有色金属 第５期 ＤＯＩ：ＩＯ．１６２０６／ｊ．ｃｎｋｉ．６５—１ １３６／ｔｇ．２０１５．０５．０１３ 三维数字矿山软件在金属矿山的应用 李鸿良 （新疆有色金属研究所乌鲁木齐８３００００） 摘 要当前我国的矿山开采领域，已经随着时代的发展而不断地向前进步了，在矿山企业发展的过程中，传统的开采手段，已经无法 满足现阶段我国矿山企业对于开采的需求了，因此三位数字矿山软件也就应运而生；本文专门对三维数字化矿山软件在金属矿山开采过程当 中的运用进行了细致的分析，并对三维数字矿山软件在未来的发展趋势做出了一定的评价。 关键词数字矿山三维软件金属矿山 矿山企业在进行矿山开采的过程中，为了能够 更好的对矿床进行研究以及对开采工作进行设计， 因此就需要运用三维技术建立出一个较为逼真的矿 床模拟，从而对实际的矿山情况进行再现，以便于对 其接下来的开采等工作制定好详细的方案。 ｌ国内外三维数字矿山软件的对比 Ｓｕｒｐａｃ三维数字矿山软件是国外使用较为广泛 的三维数字矿山软件系统，这个软是澳大利亚ＳＵＲ— ＰＡＣ Ｍ ＮＶＥＸＧＲＯＵ Ｐ简称ＳＵＲＰＡＣ所研发出的产 品，这款软件截止到今天，已从最初用于进行测量的 工程软件，逐步的发展成为了一个综合的矿山环境 模拟软件。软件主要用途包括：对地质的勘探与模 拟、钻孔编录、采矿生产进度计划、尾矿库设计等。 除此之外，美国、加拿大、澳大利亚等发达国家 在矿山三维数字模拟上也研发了许多的软件系统， 如Ｍｉｃｒｏｍｉｎｅ ＧＢＩＳＧＢＩＳ，这款软件能够高效灵活的进 行三维矿山资料以及环境模拟，同时具备了自主生 成采矿生产进度计划等功能；另外，国外的矿山软件 公司还研发了ＫＡＮＴＡＮ ３Ｄ等软件，这种软件能够有 效的分析金属矿床的地质数据，同时以最快的速度 构建出地表三维模型、矿体三维模型以及断层三维 等模型，这些系统都能够进行自主储存管理，使采矿 企业的人员摆脱了繁琐的操作，极大的提升了工作 效率。 当前我国内部所使用的三维数字矿山软件有 ＤＩＭＩＮＥ、３Ｄｍｉｎｅ等，其中ＤＩＭＩＮＥ这款软件是由我国 自主研发出的，专门用于金属矿山开采的软件；这款 软件能够有效的对金属矿山进行地质勘探工作，并 对其数据进行储存测量计算，同时，这款软件还能够 进行露天采矿设计与生产工作，并且还可以对地下 的采矿与生产工作进行设计；而３ＤＭｉｎｅ三维矿业工 程软件作为一款也是由国内自主进行研发创新设计 三维矿业软件平台，其主要功能有三维可视化核心、 ＣＡＤ辅助设计与原始资料处理、勘探和炮孑Ｌ数据库、 矿山地质建模、地质储量估算、露天采矿设计、地下 采矿设计、采掘计划编排、测量仪器接口与数据应用 等，同时具有更加开放的数据兼容性等功能。国内 的这些矿山软件作与国外的三维数字矿山软件相比 较，显得更为完善和专业，并且在操作上更为简单灵 活，并且还具备了较便宜的价格优势。 ２矿山软件在金属矿开采过程中的运用 ２．１矿山三维基础建模 矿山软件的三维建模技术，主要是根据所研究 的矿床地质情况，在三维空间当中进行信息构造，并 最后建立起几何的三维模型，再通过图形予以显示， 这种三维模型能够在多种深层次的范围内得以运 用；一旦将模型的数据库组建起来，就能够快速的得 知如钻孔轨迹线、岩体特性数据、坑道取样轨迹、断 层等重要信息，从而使在三维空间内就能够详细的 了解到实际的地质情况；并且在矿山软件上，还能够 及时进行查看、编辑以及多数据库进行适当的管理， 从而方便对各项数据进行批量的处理工作。 ２．２实体模型 矿山软件的三维建模技术能够模拟出实体的模 型，实体的模型可以呈现出任意位置的切割面，并且 能够完成物体面与体之间的交差运算。 ２．３露天采矿与低下采矿设计 露天采矿设计工具，能够对采矿场地进行自下 向上以及自上上向下的互交设计，在整个采矿设计 的过程当中，能够根据实际情况，对采矿的设计进行 随意设定；对于坡度的设定可以用角度和百分比进 行表示，同时每一阶段的三维模型都能（下转３８页）
100词汇
1 矿区灾难地压 catastrophic ground pressure
2 系统网络化 system networking
3 岩爆 rockburst
4 主动监测 active monitoring
5 信息化开采 informationalized exploitation
6 地表沉陷 surface sinking
7 空区处理 vacancy management
8 矿山测量 mine surveying
9 采空区 mined-out area
10 数字化 digital
11 过程监控 process monitoring
12 数字地球 digital earth
13 数字矿山 digital mine/mathematical mine
14 信息资源规划 information resource plan
15 矿业地理信息系统 miningGIS
16 可持续发展 sustainable development
17 矿山巷道 mine roadway
18 动态工程分类 dynamic engineering classification
19 围岩结构 rock mass structure
20 数字摄影测量 digital photogrammetry
21 塌陷坑 collapse pit
22 监测 monitoring
23 露天开采 open casting
24 地下开采 underground mining
25 采矿方法 mining method
26 大尺度采空区 large scale mined-out area
27 衍生动力灾害 derived dynamic disaster
28 突然坍塌 abruptly collapse
29 矿山GIS MGIS
30 3S集成 3S integration
31 矿井通讯 mine communication
