浅探数字化矿山的建设难点及对策:数字化转型难点

　　摘要:数字化矿山的定义是通过计算机和网络把矿山用数字化储存、传输、表述以及深加工的方式,运用到生产实践工作管理当中来。虽然我国的矿山发展迅猛,数字化越来越成熟,但是仍处于初级阶段,数字化的程度还不够高。本文将对数字化矿山建设方面存在的一些难点进行分析,并提出相应的对策解决,促进矿山业的发展。
　　关键词:数字化 矿山 建设 对策
　　1、前言
　　数字化矿山以矿山系统作为原型,参考地理坐标,在信息化、智能化、虚拟化、集成化、数字化的基础上,使用计算机网络技术进行管理操控的系统。建立出不同层次的系统场、数学模型、力学模型、物质模型、信息模型以及计算机模型,通过多媒体以及模拟仿真虚拟技术表达出多维的效果,有着高分辨率和多种海量数据。数字化矿山管理操作方式使得煤矿企业实现了高效、高产、安全开采的局面,但相对于国外先进的技术,我国煤炭企业的数字化技术还有不足,在发展方面遇到一些问题,本文将针对此提出有效的对策,促进矿山可持续平衡的发展,并实现矿山管理操控的智能化、数字化、信息化。
　　2、数字化矿山建设的难点
　　随着现代科学信息技术的不断发展,数字矿山在我国掀起了一股热潮,我国的数字化矿山企业也逐步从理论分析过程走到实际运用阶段。数字化矿山系统庞大、技术复杂,是一个涉及范围非常宽广的新兴企业。虽然我国在数字化矿山的技术研究应用方面获得了一些成绩,取得了一定的成绩,一些主要的设备实现了自动化监测以及生产控制,提高了生产效率,改善了安全状况。但是数字化矿山企业的总体水平还处于基础水平,在矿山的勘察、设计、管理、监控等等方面的软领域,与国际水平还有比较大的差距,在矿山的数字化进程方面存在着一些问题,下面进行详细的分析:
　　2.1 矿山开采的复杂性和分散性
　　矿山是通过开发利用开发存在于地球浅层之中的自然矿产资源的生产企业,不仅地质环境相当的复杂,而且矿体本身的形态、空间位置、元素品位等等都是极富变化,是一个极其复杂变化的系统。矿山的作业场所会因为时间的变化而变化,正常情况下的生产过程首先是采切、凿岩,然后是崩矿、出矿以及充填等的主要步骤,相比于其他企业的工艺流程,矿山企业的工艺流程不连续而离散,作业场所时常变化分散。
　　由于矿区的面积非常大,所以采矿的地点也比较分散,同时进行生产作业的工作地点以及采场数量比较多、分布广。出矿点多、运输中转次数也多,系统独立设备多,通常会有电器设备、通风设备、提升设备、运输设备等等。矿区环境复杂、生产工艺复杂、不确定因素比较多、设备技术的水平还比较低、这些因素都会影响到矿山的发展。
　　矿区有着比较复杂的水文地质,遇到溶洞时如果稍有差池,就会出现大规模大面积的涌水涌泥的不良现象。矿体主要存在于含矿岩系的中部、中上部,呈现的状态为层状或者似层状,矿体产状基本和地层产状大同小异。矿体直接顶板一般情况下是铝土岩,铝土岩上面是碳质页岩,然而直接顶板有些情况是碳质页岩。当碳质页岩暴露在空气中时会极其不稳定,容易出现大面积的坍塌垮落,以致发生安全生产事故。
　　2.2 对矿山数据的分析与应用还比较贫乏
　　数字矿山系统复杂庞大,生产过程涉及包括地质勘探、设计规划、建井施工,同时也涉及了安全生产和经营管理的过程。为搞好生产实践,必须持续性的利用以及共享相关重要信息,然而现实中各个工作环节的信息化水平、方式不相同,数据的兼容性不好,而且信息无法实现重复利用,出现信息孤岛的现象。虽然大部分的矿山企业都已经建立了相关的网站,但是都没有好好的运用网络技术来进行深层的利用挖掘,只是对数据进行简单的补充,而且企业的管理编码、产品编码、技术指标等都不规范统一,使矿山企业的信息流通不畅,没有实现对数据资源的共享利用。
　　随着科学信息的发展,在矿山方面对计算机数据库、数据库管理系统有了较为广泛的应用。矿山积累的数据可以显示出矿山许多重要的着许多重要的信息,人们希望可以对其做更高层次、更深入的分析,并利用来进行生产指导实践。虽然目前的科学信息系统可以对数据进行高效的录入、查询以及统计,但是却缺少对数据的分析以及挖掘的工具,即使在生产实践过程中采集到了大量的数据但是却没有可以很好的利用,导致出现数据多但是了解应用贫乏的现象,即人们无法在数据中发现其规则关系,也无法预测矿山发展的趋势。
　　2.3 工程技术还不够先进
　　在对数字化矿山建设时需要对矿井的生产环境以及相关现象进行可视化的三维模拟以及虚拟再现,模拟分析出矿井的采掘、供电、通风、运输、给水排水等过程,采集出相应的环境及工矿的参数,并对数据进行分析处理,规划处相应的决策方案指导实践。这就需要到三维可视化渲染引擎3DGIS技术,但是目前我国对三维的建模算法、空间分析以及信息存储等技术仍然还处于不成熟的阶段,在运用GPS定位、互联网络、线数字通讯等等来对生产进行指挥调度的水平比较低下,与客观现实需求有一定的距离。地理信息系统GIS是一个根据数据库进行管理的系统技术,可以对空间数据进行储存显示、编辑处理、分析应用。但是GIS 与三维技术在处理数据时力不从心,对矿产、环境、设备以及人员的感知识别定位还不成熟,对二维、三维的相关无缝连接技术应用也有一定的技术限制,还不能很好的指导生产管理实践。
　　3、数字化矿山建设的改进措施
　　3.1 建立一个系统的矿山数字库,让矿山数字化更专业
　　数字化矿山的专业主要是地质、采矿和测量,能够直接服务于矿山生产,是矿山企业核心技术。因为矿山的工作技术含量较大,实施难度较高,对人才的要求也比较严格,建立一个比较完善的数据库进行管理是相当必要的。数据是矿山企业生产管理非常重要依据,采集到的信息可以根据不同的层次进行监控管理,并在实践运用过程中逐步完善数据信息的描述,为不同矿山工作任务提供相应的共享数据。数据库可以对矿山的地质地形、岩层矿体以及矿石储量等资料进行存储,方便相关的工作人员在测量、设计时进行数据查询,了解工作进度,也方便了管理人员对资料的管理,减轻了工作负担。