陳雷??

摘要：自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為傳統(tǒng)的礦山工業(yè)帶來(lái)了新的契機(jī)。建設(shè)數(shù)字化礦山是大勢(shì)所趨，是礦山建設(shè)實(shí)現(xiàn)安全、高效生產(chǎn)的重要途徑。本文對(duì)數(shù)字化礦山的概念以及數(shù)字化系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：礦山建設(shè) 數(shù)字化 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TD21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-5349（2017）14-0198-01

一、數(shù)字化礦山概述

數(shù)字化礦山是對(duì)確實(shí)存在的礦山整體以及其相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)與數(shù)字化再現(xiàn)，是數(shù)字礦區(qū)和數(shù)字煤礦的重要組成部分，其核心是在統(tǒng)一的時(shí)間坐標(biāo)和空間框架下，對(duì)于各類礦山信息進(jìn)行科學(xué)合理的組織，將大量異質(zhì)的礦山信息資源進(jìn)行全面、高效以及有序的管理和整合。是建立在數(shù)字化、信息化以及集成化等的基礎(chǔ)上的，由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理的管控一體化系統(tǒng)，其中涵蓋了生產(chǎn)、管理、資源以及安全等因素，讓企業(yè)能夠真正實(shí)現(xiàn)整體的協(xié)調(diào)優(yōu)化，并在可持續(xù)發(fā)展的前提下，使礦山企業(yè)的整體效益、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力以及適應(yīng)能力得到有效的提高，以實(shí)現(xiàn)礦山的綜合自動(dòng)化為目標(biāo)。

二、數(shù)字化礦山系統(tǒng)的應(yīng)用

1.人員考勤系統(tǒng)

由于大部分礦山人員結(jié)構(gòu)復(fù)雜、綜合素質(zhì)偏低，必須采取行之有效的考勤手段，人員考勤系統(tǒng)的應(yīng)用正好可以很好地杜絕黑工替工這一現(xiàn)象的發(fā)生，并已經(jīng)被多數(shù)的國(guó)有礦山所采用。

2.人員設(shè)備定位系統(tǒng)

礦山是一個(gè)發(fā)生安全隱患問(wèn)題比較多的地方，安全生產(chǎn)事故頻發(fā)，既給礦工的家庭帶來(lái)了災(zāi)難性的傷害，而且給社會(huì)也造成了不利的影響。近些年，科研人員加大對(duì)礦山人員設(shè)備定位系統(tǒng)的研究，不僅有利于機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)，還方便于發(fā)生事故后及時(shí)開(kāi)展救援活動(dòng)。運(yùn)用全球定位系統(tǒng)（GPS）對(duì)露天礦山進(jìn)行人員設(shè)備的定位，另外由于地面對(duì)GPS有屏蔽的作用，所以一般情況下采用陀螺定位技術(shù)對(duì)井下開(kāi)采的礦山進(jìn)行定位。但當(dāng)前在我國(guó)很多的礦山仍然在使用外國(guó)早期的傳輸技術(shù)，不足之處在于存在較大的定位誤差，因此最好采用基于RFID（射頻識(shí)別）技術(shù)的井下定位系統(tǒng)或是基于Zigbee和CAN技術(shù)的井下定位系統(tǒng)彌補(bǔ)不足，并可以通過(guò)可視化平臺(tái)精準(zhǔn)地顯示出井下的人員設(shè)備定位情況。

3.預(yù)警救援系統(tǒng)

我國(guó)在礦山生產(chǎn)安全方面有著諸多不足之處，最為主要的就是正在使用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大部分只能報(bào)警，而做不到有效地預(yù)警提示。在這種情況下，可以選擇將人員設(shè)備定位系統(tǒng)、井下微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等綜合起來(lái)構(gòu)建預(yù)警救援系統(tǒng)。另外，還可以采取加強(qiáng)UPS電源設(shè)計(jì)，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生后導(dǎo)致停電的情況下仍可以接著使用，為救援行動(dòng)能夠有效開(kāi)展提供便利。

4.儲(chǔ)量管理系統(tǒng)

整個(gè)礦山屬于一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，其中資源的儲(chǔ)備量也在隨時(shí)發(fā)生變化，而只有及時(shí)掌握礦山儲(chǔ)量的變化情況，才能對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行合理的利用，另外，也有利于相關(guān)的國(guó)土資源部門了解資源變動(dòng)的真實(shí)情況。例如對(duì)于金屬礦山來(lái)說(shuō)，通常會(huì)運(yùn)用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，通過(guò)礦床三維地質(zhì)模型來(lái)預(yù)計(jì)礦量，具體可分為建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)、創(chuàng)建三維實(shí)體線框模型、建立塊體模型、采用變異函數(shù)計(jì)算品位以及估算礦產(chǎn)儲(chǔ)量等步驟。當(dāng)前，我國(guó)很多的礦山在進(jìn)行三維建模時(shí)，多數(shù)都在采用國(guó)外的Surpac、Micromine等數(shù)字軟件。再通過(guò)普通克里格法或距離冪次反比法對(duì)塊體模型的塊段進(jìn)行品位賦值，其區(qū)別在于兩種算法的權(quán)值不同，最后再采用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)資源儲(chǔ)量進(jìn)行估算。采用Surpac系統(tǒng)輸入變化了的數(shù)據(jù)信息，通過(guò)儲(chǔ)量管理計(jì)算模塊就能夠?qū)吔邕M(jìn)行重新的圈定，呈現(xiàn)變化了的儲(chǔ)量，并能夠輸出圖形和統(tǒng)計(jì)報(bào)表。儲(chǔ)量生產(chǎn)管理系統(tǒng)的應(yīng)用改變了以往手工統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的方式，能夠很好地查詢以及更新修改數(shù)據(jù)，順利完成資源儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)檢測(cè)的工作。

5.安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)

礦井里面存在諸多的危險(xiǎn)成分，例如有毒有害氣體、粉塵以及超高溫度等，其中在礦井下進(jìn)行礦產(chǎn)開(kāi)采的過(guò)程中很容易產(chǎn)生有毒有害氣體，導(dǎo)致礦工等工作人員出現(xiàn)中毒情況，它是礦山安全事故中最為嚴(yán)重的災(zāi)害事故之一。另外，高密度粉塵或是超高溫度都將給工作人員的身體造成一定程度的傷害，引發(fā)安全事故。為了避免上述等情況的發(fā)生，現(xiàn)有的礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不只是監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的某一個(gè)因素，而是監(jiān)測(cè)監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)，具備宏觀全局性。所以對(duì)井下隨時(shí)有可能出現(xiàn)的各種危險(xiǎn)因素進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)無(wú)縫式的監(jiān)測(cè)，可以使我國(guó)礦山安全生產(chǎn)水平得到有效的提高。

三、結(jié)語(yǔ)

數(shù)字化礦山的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期復(fù)雜、動(dòng)態(tài)持續(xù)的過(guò)程，其中涉及測(cè)量、地質(zhì)、采礦以及安全等多項(xiàng)專業(yè)知識(shí)和技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合相應(yīng)的軟件建立起三維模擬圖形，可以充分展現(xiàn)出具有立體感的真實(shí)的地質(zhì)形態(tài)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況。數(shù)字化礦山建設(shè)的成功，將有利于我國(guó)礦產(chǎn)資源行業(yè)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化重組，從而有效提高其在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

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責(zé)任編輯：于 蕾