数字矿山的技术现状及发展趋势

孙波中，潘清元

（天水三和数码测绘院有限公司，甘肃 天水 741000）

数字矿山就是利用计算机网络技术，在矿山范围内建立一个矿山信息模型，把矿山的所有空间、所有属性实现数字化存储、传输、描述以及深加工，为相关工作者提供直观、有效、便捷、完整矿山各个方面的数据信息[1]。通过数字矿山的实际应用可以有效促进矿山行业的智能化、自动化发展，进一步提高矿山开采效率。

1 我国数字矿山发展现状

据统计，目前我国有超过一万座煤矿，年产煤炭三十多亿吨，全国规模以上的煤矿企业就业人员在五百万以上，我国煤矿生产规模以及从业工作人员均排名世界第一位[2]。近二十年以来，随着煤矿效益的大幅度提高、科技的不断发展国家对安全生产越来越重视，我国各个大型煤矿企业均在数字矿山建设方面投入很大的力度，有效促进了我国矿山行业自动化、信息化水平的提高。

目前，天水三和数码测绘院有限公司很多矿山工程项目已经实现了煤矿自动化生产和经营管理流程化，并在无人自动开采以及企业ERP系统管理方面取得惊人的效果。我公司在矿山开采建立了高产、高效矿井，建设了全井WiFi覆盖网络，在此基础上可以通过手持PDA实现对矿井生产数据、视频画面等信息的实时检测查询。同时，很多矿山工程还实现了供电、排水和主运输等的远程自动化监控；综采工作面实现了三机联动、记忆割煤、半自动化/自动化割煤等，这些技术的应用很多已经达到国外的先进水准。虽然，我国大部分的矿山开采单位纷纷实现了不同程度的数字化建设，但是很多中小型煤矿公司仍然处于落后的水平。目前，我国数字矿山建设仍处于发展不平衡的阶段。此外，在软件开发方面，虽然在我国国内召开了一系列的数字矿山为主题的学术会议，但总的来说仍处于发展初期。另外有些公司主要针对企业内部进行专业化开发，没有引入市场机制，导致开发成本高，至今为止我国矿山生产行业仍未广泛使用的通用软件[3]。因此，我国数字矿山技术仍旧需要不断研究其关键技术，掌握核心为提高我国矿山开采效率，提高安全生产水平不断努力。

2 数字矿山发展中遇到的问题

虽然，我国数字矿山建设取得了十分可喜的成绩，但同时也应该看到我国数字矿山建设整体发展与发达国家来讲还是有一定的差距。我国矿山信息化发展中还存在很多问题，制约着数字矿山建设的发展，其主要存在以下几方面问题：

（1）信息化基础薄弱。因为我国数字矿山建设与发达国家比相对来说是比较晚的，我国很多矿山企业还处于数字化发展建设的初级阶段，尤其是中小型企业，仅仅只有少数的大型企业处于数字矿山成熟阶段。另外，由于受到矿山企业的生产运行环境、企业经济效益以、科技机械设备水平以及相关工作人员文化水平的影响，数字矿山建设困难重重，仍旧需要解决很多根本性问题，因此，总体来讲我国数字矿山信息化基础十分薄弱的，今后我们必须立足于我国矿产自动化、信息化水平现状，科学合理的推荐数字化矿山建设。

（2）矿山开采环境恶劣，地形复杂。矿山开采由于地形十分复杂，需要多种技术综合应用，而且涉及到的地质、测量、采矿等信息内容复杂，种类繁多，数据量十分庞大，所以给矿山开采工作带来很大的难度。加上开采环境恶劣，对相关机械设备的安全性要求也是个非常高的，矿山的开采大部分都是处于地下深入，空间狭小、电磁干扰严重，不仅十分容易发生爆炸事故，而且严重影响机械设备运行信息、地测信息、井下粉尘、井下工作人员活动信息以及井下设备等信息的获取与传输。

（3）信息系统建设滞后、缺乏专业的技术人才以及软件产品。由于矿山开采十分复杂，涉及面广，所以要求必须有专业的技术人才既要对矿山开采十分了解，有要求懂得计算机软件系统以及自动化专业知识。另外，很多软件虽然开发出来，但是功能比较单一，通用性差，寿命短所以实用性差，因此，阻碍了我国数字矿山技术的建设与发展。

（4）信息数字化实际应用效果不理想。随着数据库技术的迅速发展，很多矿山企业都装备了最新的软件、硬件系统，但是，由于各个接口不能互相融通，使得各个矿山企业之间很难实现信息资源共享，如何更好地利用、如何更好的提高这些软件的实用效益与效率还是缺乏一定的研究。另外，就是很多矿山企业虽然已经建立配套完整的信息化装备，虽然实现了数据的高效录入，提供的大量数据资源，但是仅仅只是停留在简单的扩充上，却反对资源的深度挖掘与分析，不能根据现有的数据预测矿山发展趋势，从而导致数字化技术实际应用效果不理想。

3 今后我国数字矿山发展的趋势

（1）加大矿山资源整合力度，朝着生态矿业方向发展。现在越来越重视环境与资源的节约和保护，为了构建生态平衡的局面，今后会进一步加大矿山资源的整合力度，通过利用现代信息化技术实现矿山资源规模化经济开采，实现矿山资源的高效开发与利用，充分将数字矿山建立的优势展现出来，实现我国资源与环境的可持续发展。

（2）实现数字矿山建设的生产管理一体化发展。因为数字矿山建设具有规模大、复杂程度高、涉及面广的特点，因此，在数字矿山建立过程中需要实现一体化生产与管理。在数字矿上管理模式上也会吸收国外先进的管理模式实现全新的数字化管理模式，及时掌握机械设备运行参数，建立高效的生产调度与监控系统，方便工作人员整体管理，大大提高数字矿山建设的管理水平。

（3）实现无人采矿和远程遥控采矿技术。随着高新技术的不断发展以及机器人产品价格的不断下降，矿山生产企业在未来发展中人工会大幅减少，会越来越多的选用机器人。此 外，机器人的利用可以实现远程遥控采矿、甚至无人采矿，人 工只需要利用电子技术对其进行远程操控就可以了，实现机 械化向自动化方向的发展，提高生产效率，节约生产成本。

（4）开发出多功能矿山应用软件。未来发展中根据矿山 环境、规模、矿山工程需求等，研发出适合各种条件多种功 能的矿山开采软件。同时运用数据挖掘、知识发现、专家系 统等可以实现多功能软件系统的开发，实现矿山开采计划编 制、生产调度、指挥、资源预测、突发事件预警等工作。

（5）涌现出大量复合型人才。目前，矿山企业已经认识到复合型型人才的匮乏，所以今后会注重复合型人才的培养 与引进，加大专业技术培训力度，从各个高校挖掘高技术型 人才，锻炼和培养出一批具有高素质信息化、自动化的队伍， 因此，将来会涌现出大量复合型人才来弥补人才空缺。

4 总结

总之，我国各大矿山企业为了提高矿山开采的自动化以 及信息化水平都在努力推进数字矿山建设的进一步发展。数 字矿山建设是一项十分具有挑战性工作，在今后发展中矿山 企业必须抓住机遇，统筹规划，分阶段的稳步推进，实现矿山 行业的智能化发展，提高矿山开采的高效、可持续发展。