韓慶濤 常曉龍 王磊

摘要：礦山信息化建設已成為21世紀礦山發(fā)展重要方向。數(shù)字礦山是一個基于數(shù)字化、虛擬化、智能化、計算機化和集成的綜合系統(tǒng)，然后通過計算機網(wǎng)絡進行控制。數(shù)字礦山具有智能化、全球化、電子化與非群體化等特點，已逐漸成為提高礦山能力的重要途徑。隨著數(shù)字礦山的逐步發(fā)展，最終將實現(xiàn)遠程控制采礦。在此背景下，本文對數(shù)字礦山建設的現(xiàn)狀及發(fā)展對策進行了分析和探討。

關鍵詞：數(shù)字礦山;礦山信息化;現(xiàn)狀與發(fā)展

前言

目前，礦山事故頻發(fā)，給職工生命財產(chǎn)造成嚴重隱患，其中許多是由于礦井中缺乏信息和情報，以及缺乏及時向生產(chǎn)中心傳輸安全數(shù)據(jù)和信息造成的。鑒于此，必須加強礦山信息化建設和完善，實施有效策略，提高礦山安全管理水平。

一、數(shù)字礦山

計算機技術是最重要管理系統(tǒng)，然后由數(shù)字化、計算機、虛擬化和智能集成模塊設計的集成系統(tǒng)就是數(shù)字礦山。在建立系統(tǒng)時，應將實際采礦情況用作其他坐標的模型。它以信息技術、智能技術和相關理論知識為基礎，以網(wǎng)絡技術和礦山觀測技術為重點，通過仿真和多媒體技術將不同地理層次的不同模型進行集成，進行多維描述，并以高分辨率將不同數(shù)據(jù)進行組合，形成空間化、智能化、數(shù)字化的科技體系。由于該系統(tǒng)包含許多不同的特征，因此通過數(shù)字礦山呈現(xiàn)的是虛擬信息源，以圖形和信息的形式呈現(xiàn)礦山（如圖1），在礦山地下工作過程中執(zhí)行信息和數(shù)據(jù)處理，并通過計算機網(wǎng)絡執(zhí)行集中管理和控制[1]。

二、礦山信息化建設面臨的外部機遇

（一）信息化與工業(yè)化加速融合

黨中央，國務院高度重視信息工作，制定了信息戰(zhàn)略，規(guī)劃等政策，有關信息發(fā)展的文件陸續(xù)出臺。以互聯(lián)網(wǎng)和信息技術為基礎的數(shù)字經(jīng)濟的快速發(fā)展已成為培育新動能和創(chuàng)造新效益的主導力量，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉型和現(xiàn)代化。由于互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)正面臨著IT技術整合的深刻變革。在強大的政治支持下，“新四大工業(yè)基地”和新基礎設施建設繼續(xù)加快，為工業(yè)智能發(fā)展創(chuàng)造了新的基地。信息技術涉及面廣，促進作用明顯。要不斷支持生產(chǎn)方式改革，加快企業(yè)發(fā)展，增強創(chuàng)新能力[2]。

（二）信息技術和產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展

近些年來我國的國民經(jīng)濟與信息化進程一直處于高速發(fā)展加快的節(jié)奏，并且在此期間各行各業(yè)對信息基礎設施、信息產(chǎn)品和軟件產(chǎn)品、信息技術和信息服務的需求迅速增長，這也導致了信息技術在各個領域的快速發(fā)展。人工智能、虛擬現(xiàn)實、智能感知等多項智能技術取得新突破。智能生產(chǎn)關鍵技術有：5G、云計算、大數(shù)據(jù)平臺和互聯(lián)網(wǎng)逐漸成熟。信息技術向應用場景和技術相結合的轉變使得使用復雜的信息技術成為當前行業(yè)的趨勢。

三、我國礦山信息化建設的主要問題

（一）缺乏整體規(guī)劃

目前，中國礦業(yè)公司的決策者和相關技術人員對數(shù)字礦山的建設已經(jīng)有了一定的了解，但在實際操作中還存在一些問題，例如缺乏通用性，導致信息化建設的盲目性較大，無法達到預期的效果。決策者對信息建設的資本投資沒有給予足夠的重視。目前，部分集團已經(jīng)制定了數(shù)字礦山的總體規(guī)劃，但數(shù)字礦山建設、基礎設施建設和技術改革之間沒有明確的劃分，混淆了三者，導致數(shù)字礦山建設投資過多。

（二）信息化和智能化終端設備的耐用性差

因為惡劣的地下環(huán)境。濕度太高，以二氧化碳、氮氧化物和二氧化硫為代表的不同腐蝕性氣體濃度高，空氣中不同顆粒的濃度高。這些氣體和微粒對人體造成極大傷害，對智能終端設備具有高度腐蝕性，導致終端設備的耐久性較低。

（三）信息化和智能化傳輸系統(tǒng)運載信息的能力差

礦井智能終端設備采集不同數(shù)據(jù)后，將采集到的數(shù)據(jù)進行傳輸。在此過程中，由于礦井的特殊物理環(huán)境，信息傳輸過程中存在一些不準確的情況，導致礦井的實際數(shù)據(jù)與信息中心接收到的數(shù)據(jù)之間存在差異。

（四）信息化建設缺少頂層設計，信息孤島現(xiàn)象普遍

信息化的價值在于支持戰(zhàn)略的實施、支持業(yè)務管理、促進運營流程的優(yōu)化以及提高電腦化的整合程度和利用率，這需要從整體把握信息化建設的進程。中國大多數(shù)采礦信息設計缺乏最高層次的總體規(guī)劃和設計，通常僅根據(jù)生產(chǎn)需要或法規(guī)進入系統(tǒng)。一些礦山使用了大量的傳感器、自動化設備和各種信息平臺，單個操作系統(tǒng)分散，整個生產(chǎn)過程缺乏連續(xù)性，不易擴展，造成重復建設和不切實際的建設。系統(tǒng)和部門之間的信息結構相對獨立，數(shù)據(jù)交換和集成困難。它不僅沒有創(chuàng)建數(shù)據(jù)鏈，而且還創(chuàng)建了大量數(shù)據(jù)過載和信息孤島，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效使用。

四、礦山信息化發(fā)展對策分析

（一）加強對人才的培養(yǎng)

數(shù)字礦山建設非常需要專業(yè)人才，但目前煤炭行業(yè)缺乏既懂商業(yè)又懂信息技術的復合型人才。此外，煤炭行業(yè)具有一定的特殊性，這意味著在采礦系統(tǒng)受過良好教育的學生不愿意投身于生產(chǎn)線。因此，我們必須在現(xiàn)有人才資源的基礎上，轉向定向培養(yǎng)，以培養(yǎng)一支專業(yè)人才隊伍作為后備能源。

（二）使用光纖、無線傳輸結合的綜合技術

地下環(huán)境與地表環(huán)境有著天壤之別的物理差異，而這種差異會嚴重影響到數(shù)據(jù)的傳輸，會導致數(shù)據(jù)傳輸速度慢，不夠真實。為解決這一問題，就應該將地面?zhèn)鬏敻哳l率與下行傳輸頻率低的相關特點結合起來，加強包括無線以及無線傳輸在內的數(shù)據(jù)傳輸線路的建設和完善，通過將不同的數(shù)據(jù)傳輸線路建設完成以及將之前那些不統(tǒng)一的傳輸協(xié)議標準完善，并且在使用時采用傳輸效率高的光纖傳輸材料，同時對它們注意保護。采取這樣的技術來促進信息傳輸能力和智能傳輸系統(tǒng)的提高，促進信息的高效傳輸。

（三）加強控制中心設備的技術更新

當通過層層障礙物將井下數(shù)據(jù)傳輸至處理中心時，應及時分析和處理

這些信息，以確保掌握的信息是第一首的，才能更好的分析，這樣才能更好的正確處理不同的情況。因此，為了做好在地下處理信息的最后一步，我們應該將提高控制服務處理信息的能力變得更加有效。所以我們可以采取加強智能分析設備的及時更新以及轉換（如圖2），以此來促進其信息能力的提高。礦山還應采取科學措施部署和管理控制人員，制定不同的工作方法，促進工作人員的工作方法以及專業(yè)水平的改進，用來加強控制中心的信息處理能力[3]。

（四）加快制定完善礦山信息化建設標準體系

采礦的出發(fā)點是制定信息建設所需的技術規(guī)范和標準，根據(jù)創(chuàng)建業(yè)務信息的實踐，結合大學、科研院所和相關部門的努力，重點是制定元數(shù)據(jù)標準、分類規(guī)則等基本和必要的標準和規(guī)范，數(shù)據(jù)合成規(guī)范和其他數(shù)據(jù)相關標準、云計算和大數(shù)據(jù)。人機交互等技術要求及礦井生產(chǎn)過程自動管理

控制裝置等相關設計規(guī)范以及根據(jù)標準設計的礦山數(shù)據(jù)評估和控制。

結術語

為解決煤礦井下數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和智能化系統(tǒng)存在問題，有效保障煤礦安全生產(chǎn)秩序，煤礦要從數(shù)據(jù)采集到處理，實行全科學的結構，積極投入人力、物力和財力資源，確保信息和情報能夠伴隨安全的日常生產(chǎn)，促進礦山的穩(wěn)定和長期發(fā)展。

參考文獻：

[1]宋光順.淺析數(shù)字礦山和礦山信息化建設的現(xiàn)狀與發(fā)展對策[J].當代化工研究，2021（13）：9-10.

[2]黃鑫.我國礦山信息化建設現(xiàn)狀與對策研究[J].網(wǎng)絡安全和信息化，2020（09）：27-30.

[3]任文華.淺析礦山信息化和智能化建設[J].世界有色金屬，2020（08）：

33-34.