郭 金，韓成昊

（鞍鋼集團礦業(yè)弓長嶺有限公司井采分公司，遼寧 遼陽 111007）

當今社會，經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量顯著提高，對井下礦山建設事業(yè)提出了更高要求，使其數(shù)字化建設進程面臨著嚴峻挑戰(zhàn)與考驗。當前形勢下，必須宏觀審視數(shù)字化礦山建設的現(xiàn)狀，精準把握數(shù)字化建設的核心環(huán)節(jié)與重點技術方法，綜合施策，切實提升井下礦山生產(chǎn)的總體效果。本文就此展開了探討。

1 井下礦山數(shù)字化建設的內(nèi)涵

現(xiàn)代礦山開采事業(yè)是保證經(jīng)濟社會持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要支撐，是滿足經(jīng)濟社會對能源資源需求的關鍵路徑。近年來，國家能源資源主管部門高度重視數(shù)字化建設與井下礦山的有效結(jié)合，在數(shù)字化技術規(guī)范化建設、管理制度體系化、效果評價科學化等方面制定并實施一系列重大方針政策，在井下礦山建設領域取得了令人矚目的現(xiàn)實成就，積累了豐富而寶貴的實踐經(jīng)驗，為新時期礦產(chǎn)資源能源開發(fā)利用事業(yè)注入了強大動力。同時，廣大礦山開采單位及相關科研機構同樣在創(chuàng)新數(shù)字化技術應用方法，優(yōu)化數(shù)字化技術應用流程等方面進行了大量卓有成效的研究與探索，初步實現(xiàn)了數(shù)字化虛擬與現(xiàn)實的協(xié)調(diào)同步發(fā)展，做到了對礦山開采和地質(zhì)構造的精確評估[1]。

2 數(shù)字化礦山建設的難點分析

2.1 礦山開采的復雜性和分散性

在當前礦山開采條件下，數(shù)字化技術的有效應用需要有完善而系統(tǒng)的管理制度體系做保障，為數(shù)字化礦山建設提供基礎依據(jù)?？v觀當前數(shù)字化礦山建設實際，由于礦山開采復雜性和分散性的客觀存在，使得數(shù)字化管理制度體系缺失，既有管理運行制度缺乏導向性與有效性，無法滿足數(shù)字化環(huán)境下的礦山生產(chǎn)需求。礦山復雜性和分散性是在客觀自然環(huán)境條件下緩慢形成的，與礦體本身形態(tài)、空間位置、元素品位等具有密切關聯(lián)，需要有針對性地運用融合數(shù)字化技術。

2.2 對礦山數(shù)據(jù)的分析與應用尚不深入

現(xiàn)代科學技術的快速發(fā)展，為數(shù)字化礦山建設提供了更為豐富的技術手段，使礦山管理人員在數(shù)據(jù)分析方法與工具方面具備了更為靈活的選擇余地，使得傳統(tǒng)模式下難以完成的數(shù)字化礦山建設任務具備了更大的可行性。實踐表明，部分礦山盡管搭建了數(shù)字化運行模式，形成了數(shù)字化的運行框架，但由于配套軟硬件方面的建設相對缺失，對礦山數(shù)據(jù)的分析與應用尚不深入，無法實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的重復循環(huán)利用，時常存在信息孤島問題[2]。

2.3 礦山數(shù)字化技術人員綜合素養(yǎng)有待提高

在數(shù)字化礦山建設中，技術人員始終扮演著不可替代的關鍵角色。部分人員依舊沿襲傳統(tǒng)保守陳舊的礦山數(shù)字化建設思維觀念，僵化固化的礦山數(shù)字化建設行為模式根深蒂固，對數(shù)字化技術的基本理論、技術方法、應用環(huán)境等不甚熟練，無法開展更高層次、更深入的數(shù)據(jù)分析處理，時常導致礦山數(shù)字化信息丟失和篡改等問題，無法通過辨識數(shù)據(jù)之間的潛在規(guī)則關系預測礦山發(fā)展趨勢。

3 井下礦山建設數(shù)字化技術的應用分析

第一，在物理層方面，其中包括了涉及數(shù)字化技術的諸多硬件設備，包括井下礦山開采中的所需用到的各種型號、各種類型的電子設備、機械設備、傳感器、機房服務器、交換機等。在當前科學技術的支撐作用下，物理層的應用優(yōu)勢與價值愈發(fā)突出，運轉(zhuǎn)流程相對成熟，極大程度上促進了數(shù)字化礦山建設事業(yè)的高速發(fā)展。通常情況下，物理層需要通過有線網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)信息，這就需要采取一定的方法與措施，有效抵御數(shù)據(jù)傳輸過程中的各類潛在干擾因素，充分確保數(shù)據(jù)信號的可靠性與完整性，尤其對于關鍵數(shù)據(jù)信號的傳輸，更是如此[3]。

第二，在數(shù)據(jù)鏈路層方面，隨著數(shù)字化礦山建設環(huán)境的復雜化，只有確保高效穩(wěn)定的數(shù)據(jù)接入，才能充分確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸，為提高數(shù)據(jù)信息的加工處理效率奠定基礎。在數(shù)據(jù)流基礎理論研究體系中，數(shù)字化礦山數(shù)據(jù)鏈路層需要配置性能全面、功能豐富的數(shù)據(jù)介入設備和收集設備，提高不同類型設備之間的兼容性與協(xié)同性，全面優(yōu)化數(shù)據(jù)鏈路層的運行模式。

第三，在網(wǎng)絡應用層方面，則可根據(jù)線路傳輸模式的不同，細化分為有線網(wǎng)絡層、無線網(wǎng)絡層及應用層等，對于相對復雜環(huán)境下的井下礦山而言，可通過BS模式和CS模式，對立體三維空間范圍實現(xiàn)網(wǎng)絡覆蓋，瀏覽應用程序，充分構建相對豐富的網(wǎng)絡應用環(huán)境。對于地面機房，則應采用高效穩(wěn)定的硬件配置，并注重其通風散熱，防止因機房溫度過高而導致的數(shù)據(jù)失真、運行失衡等問題。

4 數(shù)字化建設與井下礦山有效結(jié)合的路徑探討

4.1 構建系統(tǒng)性礦山數(shù)據(jù)庫，提升礦山數(shù)字化水平

在現(xiàn)代科學技術發(fā)展條件下，系統(tǒng)性礦山數(shù)據(jù)庫在數(shù)字化井下礦山建設中始終處于基礎性地位，對于服務井下礦山生產(chǎn)，提高數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、加工處理效果具有直接作用。在數(shù)據(jù)庫的作用下，可根據(jù)井下礦山生產(chǎn)的客觀實際需求，對作業(yè)環(huán)節(jié)實施多層次、多維度的監(jiān)控管理，并對相應的礦山信息進行立體化描繪，準確表達井下礦山的地質(zhì)地形、巖層礦體及資源儲量等信息，為后期井下礦產(chǎn)資源的高效開采提供幫助。同時，通過應用礦山數(shù)據(jù)庫，可對相應的數(shù)據(jù)流進行有效管控，構建相對穩(wěn)定高效、具有針對性的數(shù)據(jù)流程體系，對井下礦山的客觀情形進行仿真模擬，利用數(shù)據(jù)構造起直觀形象的地下礦山環(huán)境[4]。

4.2 建立健全井下礦山數(shù)字化管理與運行體系

要根據(jù)井下礦山發(fā)展的實際需求，建立健全整體性的礦山數(shù)字化管理與運行體系，以宏觀角度與立體層面將井下礦山生產(chǎn)數(shù)字化技術應用的目標職責、方法過程、保障措施等固定下來，為井下礦山開采具體策略與方法的制定提供制度依據(jù)與保障。要注重井下礦山數(shù)字化管理與運行體系的約束性、針對性與可操作性，定期對其執(zhí)行與落實效果予以監(jiān)督，對于不符合地質(zhì)地形條件、不符合井下礦山生產(chǎn)原理規(guī)律的約束目標進行動態(tài)化修訂，確保礦山數(shù)字化管理與運行體系始終朝著正確的方向發(fā)展。

4.3 全面提高井下礦山技術管理人員綜合素養(yǎng)

定期組織井下礦山技術管理人員參加專項培訓與學習，由業(yè)內(nèi)專業(yè)人士為其講解新形勢下數(shù)字化礦山建設作所面臨的新形勢與新任務，引導其構建形成系統(tǒng)性的數(shù)字化專業(yè)理論知識，強化井下礦山數(shù)字化技術的具體實操技能，更加積極主動地投入到井下礦山數(shù)字化技術應用中來。應突出井下礦山技術管理人員的責任意識、質(zhì)量意識與創(chuàng)新意識，牢固樹立職業(yè)道德操守，杜絕井下礦山生產(chǎn)中的各類違規(guī)違章行為，營造濃厚的數(shù)字化技術應用氛圍。對礦山技術管理人員的數(shù)字化技術應用成效進行定期評價與考核，制定具有針對性的措施與方法予以強化提升。

4.4 立足整體規(guī)劃，重視軟件開發(fā)管理與應用

井下礦山數(shù)字化建設所涉及到的技術方法類型較多，內(nèi)容相對細化，為提高其整體性，必須立足于整體規(guī)劃，按照井下礦山生產(chǎn)的各項計劃與步驟，在整體層面統(tǒng)籌各項資源，形成符合數(shù)字化礦山實際的技術架構和應用架構，對信息化和自動化項目進行合理排序。同時，數(shù)字化礦山建設還具有典型的共享性與集成性特點，集成程度越高，則意味著數(shù)字化礦山的自身功能越豐富，效能越強大，對此應積極采用系統(tǒng)集成的相關技術方法，提高過程控制集成、管理系統(tǒng)集成、管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的集成之間的彼此關聯(lián)程度[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，當前數(shù)字化建設與井下礦山的有效結(jié)合實踐中依舊存在諸多薄弱環(huán)。

因此，井下礦山管理人員應該從數(shù)字化建設的客觀實際需求出發(fā)，充分井下礦山生產(chǎn)管理的基本原理與規(guī)律，創(chuàng)新數(shù)字化管理方式方法，強化數(shù)字化管理過程控制，全面改進井下礦山工作總體成效，為促進現(xiàn)代井下礦山建設事業(yè)實現(xiàn)未來長遠可持續(xù)發(fā)展保駕護航。