韋麗莉，容 會，王 敏

（昆明冶金高等?？茖W(xué)校，云南 昆明 650000）

目前，由于地質(zhì)勘探的規(guī)模越來越大，為礦山的管理工作帶來了挑戰(zhàn)[1，2]。近年來，數(shù)字礦山成為采礦業(yè)的熱門話題，國家對其越來越重視。數(shù)字礦山的建設(shè)需要以三維輔助決策系統(tǒng)為核心，通過虛擬仿真技術(shù)和三維模型的建立，虛擬再現(xiàn)礦山的開采、生產(chǎn)和運(yùn)營的立體環(huán)境，集成礦山生產(chǎn)運(yùn)營決策、安全調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度以及采掘管理，可以更好地實(shí)現(xiàn)對礦山經(jīng)營管理和安全生產(chǎn)的實(shí)時監(jiān)控、可視化調(diào)度以及分析決策，為礦山的技術(shù)調(diào)度、應(yīng)急救援指揮和安全生產(chǎn)管理都能提供技術(shù)方面的支持?；谛畔⒆詣踊臄?shù)字礦山勘查管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用具有十分重要的意義。

1 數(shù)字礦山管理系統(tǒng)的硬件構(gòu)成

針對礦山管理系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，設(shè)計(jì)了傳輸安全指標(biāo)等信息的傳感器、礦山三維動態(tài)圖的放大器、管理系統(tǒng)的查詢對比器、礦山的用戶權(quán)限跟蹤器等。其硬件構(gòu)成示意圖如圖1所示。

圖1 數(shù)字礦山管理系統(tǒng)硬件構(gòu)成

數(shù)字礦山勘查管理系統(tǒng)的硬件采用德國生產(chǎn)的YUH-2569型傳感器對礦區(qū)的各種安全指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，之后形成虛擬地質(zhì)形態(tài)，然后顯示在主機(jī)顯示屏上。通過放大器、對比器、跟蹤器傳入中央處理器，最后傳輸?shù)焦ぷ鹘K端，并且可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出打印。

2 礦山管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

基于信息自動化，根據(jù)礦山管理系統(tǒng)的需求，要求開發(fā)的管理系統(tǒng)具有圖形、屬性和文件查詢、數(shù)據(jù)錄入編輯以及輸入輸出、礦山儲量和系統(tǒng)權(quán)限管理等方面的功能。

2.1 查詢功能模塊

此模塊主要提供圖形、屬性和文件的查詢功能。圖形查詢：由于在礦山探礦權(quán)、采礦權(quán)的審批過程中，礦山工作人員不但需要對項(xiàng)目材料、礦山情況等資料進(jìn)行時時查詢、檢索，此外，還需要根據(jù)各自的工作崗位情況，對相關(guān)的圖件資料（包括基礎(chǔ)地形圖、礦山地質(zhì)圖、規(guī)劃成果圖）等進(jìn)行查詢、檢索。屬性查詢：礦山管理系統(tǒng)的管理員和礦山的工作人員需要隨時對礦山的實(shí)際情況（包括各個礦山的具體情況：采礦權(quán)、探礦權(quán)、開采方式、許可證情況、勘查的階段等）進(jìn)行查詢。對于外部人員和其他的礦山工作人員也可以通過該系統(tǒng)對礦山的部分信息進(jìn)行查詢。對于該部分功能，需要屬性表格和地質(zhì)圖形同時顯示，互相查詢。由于文件查詢會對各種原始數(shù)據(jù)資料有所涉及，對此部分的功能需要對查詢權(quán)限進(jìn)行設(shè)置，只有礦山管理人員和系統(tǒng)管理人員可以對其進(jìn)行查詢操作，而普通用戶不可以隨便查看。

2.2 數(shù)據(jù)處理功能模塊

對于該模塊，主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入編輯和數(shù)據(jù)輸出及打印功能。數(shù)據(jù)錄入編輯：礦山管理系統(tǒng)的查詢編輯以及規(guī)劃都需要獲取最新的數(shù)據(jù)圖表等資料，因此，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫需要不斷的進(jìn)行更新，該部分功能可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時編輯、更新、修改數(shù)據(jù)庫中各個礦山的不同數(shù)據(jù)（包括探礦權(quán)、采礦權(quán)、礦體結(jié)構(gòu)參數(shù)、儲量信息等數(shù)據(jù)資料和礦山的剖面圖以及地質(zhì)圖等圖件資料）。數(shù)據(jù)輸出及打?。簩τ诰庉嬐戤叺牡V山地質(zhì)圖，可以對其添加一些必要信息（如圖名、圖例、指北針等），再進(jìn)行輸出顯示，連接打印機(jī)進(jìn)行打印或輸出成圖形文件以便于存儲。

2.3 管理功能模塊

礦山管理人員需要隨時可以對各個礦山的預(yù)采儲量和保有儲量進(jìn)行查詢，同時，也需要估算礦山儲量，而計(jì)算的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)的實(shí)時性都對日后礦山的規(guī)劃管理工作的進(jìn)行起著十分重要的作用。計(jì)算結(jié)果可以直接保存在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，礦山管理人員和系統(tǒng)管理人員可以歲系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)隨時進(jìn)行更新和修改，而對于一般的工作人員，僅設(shè)置可以查詢到部分儲量數(shù)據(jù)，不可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改、更新、計(jì)算等操作。

3 數(shù)字礦山勘查管理系統(tǒng)的試驗(yàn)

為了考察礦山管理系統(tǒng)是否優(yōu)于傳統(tǒng)的礦山管理系統(tǒng)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。對管理系統(tǒng)在規(guī)定時間內(nèi)的數(shù)據(jù)處理速率進(jìn)行了10次平行測試，與傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)進(jìn)行對比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)處理速率的測試

4 1029 683 5 1030 679 6 1025 681 7 1019 682 8 1021 679 9 1024 675 10 1025 681平均值 1025 680

通過實(shí)驗(yàn)，對提出的礦山管理系統(tǒng)和傳統(tǒng)的礦山管理系統(tǒng)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)提出的礦山管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速率平均值為1025 Kbps/s，而傳統(tǒng)的礦山管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速率平均值僅為680Kbps/s。由此可見，提出的礦山管理系統(tǒng)能夠更為快速的對獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

4 結(jié)語

隨著礦山開采的深度的增加，開采條件逐漸惡劣。對采礦的安全環(huán)境的要求也越來越高。通過建立數(shù)字礦山管理系統(tǒng)，可以更好地解決目前存在的諸多問題。該系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，如能夠提供較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，節(jié)約人工成本，確保地質(zhì)工作人員的安全，能夠更好實(shí)現(xiàn)對礦山的管理。希望該數(shù)字礦山勘查系統(tǒng)能夠得到廣泛的應(yīng)用，為礦山的管理工作提供更多的幫助。