[摘 要]隨著科技的發(fā)展，人們生活水平的日益提高，能源危機(jī)已經(jīng)迫在眉睫。社會(huì)的快速發(fā)展給中外的采礦業(yè)也帶來了前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。采礦業(yè)是以礦產(chǎn)資源為生產(chǎn)對(duì)象的古老產(chǎn)業(yè)，絕大多數(shù)的礦山都以勞動(dòng)密集型傳統(tǒng)的開采技術(shù)為主，不僅大量耗費(fèi)勞動(dòng)力、生產(chǎn)量底、而且也付出了巨大的環(huán)境代價(jià)。所以我們必須要為合理的利用與開發(fā)中國礦山開辟出一條新的道路——數(shù)字礦山的建設(shè)。

[關(guān)鍵詞]礦山 數(shù)字化 建設(shè) 發(fā)展

一、所謂數(shù)字礦山

1.數(shù)字礦山的概述

數(shù)字礦山的建設(shè)通俗點(diǎn)來講其實(shí)是和數(shù)字化地球的建設(shè)是相同的，只是尺度與范圍有所不同而已。所謂數(shù)字礦山就是指在礦山范圍內(nèi)建立一個(gè)以三維坐標(biāo)為主線，將礦山信息構(gòu)建成一個(gè)礦山信息模型，描述每一點(diǎn)的全部信息，就是對(duì)真實(shí)礦山整體及其相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)與數(shù)字化再現(xiàn)。是我國資源信息化管理的一個(gè)重要組成部分。

2.數(shù)字礦山的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)

數(shù)字礦山是國家戰(zhàn)略資源安全保障體系的重要組成部分，是評(píng)價(jià)礦山資源生態(tài)環(huán)境的重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。我國在資源開采自動(dòng)化控制、評(píng)價(jià)、管理、礦業(yè)專用軟件方面對(duì)外依存度高，嚴(yán)重影響了資源評(píng)價(jià)、儲(chǔ)量監(jiān)管、生產(chǎn)自動(dòng)控制的水平、效率和可信度，降低了礦山設(shè)計(jì)和計(jì)劃編制的效率與可靠性，制約了礦山信息化的進(jìn)程。數(shù)字礦山的特點(diǎn)為基礎(chǔ)信息數(shù)字化、生產(chǎn)過程虛擬化、管理控制一體化、決策處理集成化。數(shù)字礦山自下而上可分為以下七個(gè)主層次：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層、模型層、 模擬與優(yōu)化層、設(shè)計(jì)層、執(zhí)行與控制層、管理層、決策支持層。

二、數(shù)字礦山的建設(shè)

數(shù)字礦山是以礦山系統(tǒng)為原型，以地理坐標(biāo)為參考系，以礦山科學(xué)技術(shù)、信息科學(xué)、人工智能和計(jì)算科學(xué)為理論基礎(chǔ)，以高新礦山觀測和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐，建立起的一系列不同層次的原型、系統(tǒng)場、物質(zhì)模型、力學(xué)模型、數(shù)學(xué)模型、信息模型和計(jì)算機(jī)模型并集成，可用多媒體和模擬仿真虛擬技術(shù)進(jìn)行多維的表達(dá)，同時(shí)具有高分辨率、海量數(shù)據(jù)和多種數(shù)據(jù)的融合以及空間化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的技術(shù)系統(tǒng)。研究與開發(fā)內(nèi)容為：

1.礦山數(shù)字地質(zhì)、礦床模型研究與開發(fā)建立空間和礦物屬性的礦山實(shí)體數(shù)字地質(zhì)、礦床模型、采場模型、地理信息系統(tǒng)模型、虛擬現(xiàn)實(shí)模型等，用以表征礦床中礦、巖的空間分布和相應(yīng)部位的屬性數(shù)據(jù)。

2.虛擬條件下礦山模擬開采技術(shù)研究：以地質(zhì)及礦床模型為基礎(chǔ)，結(jié)合其它關(guān)鍵信息構(gòu)造虛擬礦山，進(jìn)行數(shù)字模擬開采，完成礦山長、中、短期開采計(jì)劃編制、露天礦穿爆設(shè)計(jì)等工作。

三、建設(shè)數(shù)字礦山的意義

建設(shè)數(shù)字礦山的重要意義主要體現(xiàn)在：

1. 數(shù)字礦山是我國資源安全保障體系的重要組成部分。建設(shè)數(shù)字礦山可使我國全面準(zhǔn)確的掌握礦產(chǎn)資源的分布情況及利用情況并對(duì)我國資源進(jìn)行有效的分配與合理的利用。

2國際礦產(chǎn)資源開發(fā)研究目前最重視的工程即數(shù)字礦山的建設(shè)。數(shù)字礦山是礦業(yè)開發(fā)的最關(guān)鍵所在，無論誰掌握了這關(guān)鍵點(diǎn)必將會(huì)毫無疑問的控制整個(gè)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)甚至形成壟斷。

3.當(dāng)前資源開發(fā)的發(fā)展也迫切的需要建設(shè)數(shù)字化礦山，是落實(shí)資源開發(fā)方針的重要內(nèi)容。數(shù)字礦山的最重要的功能就是能夠使我們?nèi)?、?dòng)態(tài)、準(zhǔn)確地掌握我國全部金屬礦山的總儲(chǔ)量、基礎(chǔ)儲(chǔ)量和資源量的變化，從而進(jìn)行科學(xué)化可視化的管理，達(dá)到對(duì)資源合理的開發(fā)利用和進(jìn)行有效節(jié)約的目的。

四、我國數(shù)字礦山的發(fā)展規(guī)劃

結(jié)合我過礦山的實(shí)際情況與科技發(fā)展現(xiàn)狀，很多業(yè)內(nèi)人士一致認(rèn)為中國數(shù)字礦山建設(shè)最適合三步走戰(zhàn)略。第一步建立礦山空間數(shù)據(jù)倉庫，第二步構(gòu)建數(shù)字礦山基礎(chǔ)平臺(tái)，第三步建立礦山安全Office 系統(tǒng)，在完成三步走戰(zhàn)略時(shí)一定要注重在建設(shè)過程中要高度關(guān)注數(shù)字礦山中技術(shù)投入與強(qiáng)大的科學(xué)技術(shù)的支持 。即：

1.數(shù)字礦山集成平臺(tái)：在三維地礦建模與可視化平臺(tái)方面，拉近礦體邊界準(zhǔn)確圈定、儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)管理、采掘優(yōu)化設(shè)計(jì)、采礦過程模擬、綜合監(jiān)控調(diào)度、安全隱患預(yù)警、應(yīng)急救援決策等生產(chǎn)性需求與國外的距離。

2.采礦模擬仿真系統(tǒng)：采礦仿真是建立在控制論、相似理論、系統(tǒng)運(yùn)籌學(xué)和采礦工程基礎(chǔ)之上，利用物理-力學(xué)模型、信息處理與可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)采礦過程中的裝備控制與行為模擬。

3.露天礦全自動(dòng)化系統(tǒng)：露天礦GPS智能調(diào)度系統(tǒng)是露天礦數(shù)字礦山建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，廣泛使用于露天礦的生產(chǎn)指揮和生產(chǎn)管理領(lǐng)域。

五、我國礦山數(shù)字化的前景

我國的數(shù)字礦山建設(shè)剛剛起步，正處在快速發(fā)展階段，必須密切跟蹤數(shù)字礦山技術(shù)前沿，大力培養(yǎng)一批高級(jí)專業(yè)化人才隊(duì)伍和研發(fā)平臺(tái)，專門研發(fā)數(shù)字礦山關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容和數(shù)字礦山的整體構(gòu)架，必將加速我國數(shù)字礦山關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和實(shí)施. 為實(shí)現(xiàn)礦山自動(dòng)化——信息化——數(shù)字化質(zhì)的跨越而不懈努力，為我國數(shù)字礦山建設(shè)做出新貢獻(xiàn)！

作者簡介：

張海天，男，漢族，1988年11月21日，遼寧省東港市，現(xiàn)就讀于遼寧工程技術(shù)大學(xué) 礦業(yè)學(xué)院，采礦二學(xué)位 11級(jí)1班；

張小雙，男，漢族，1990年1月1日，河南省南陽市，現(xiàn)就讀于遼寧工程技術(shù)大學(xué)，礦業(yè)學(xué)院，采礦工程系；

李志源，男，漢族，1992年6月6日，河南省南陽市，現(xiàn)就讀于遼寧工程技術(shù)大學(xué)，礦業(yè)學(xué)院，地質(zhì)工程系勘查技術(shù)與工程。