基于信息化构建矿山规范管控运营体系探析

毛志宇 吴怡凡

（河北钢铁集团矿业有限公司机电检修分公司，河北 唐山 063000）

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。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。

一、数字矿山发展中遇到的问题

（一）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起步是比较晚的，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。

（二）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。

（三）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。

二、数字化矿山的管理措施分析

（一）三维激光扫描技术

测绘技术可用于建立三维矿山模型，因此是智慧矿山建设的重要技术。三维激光扫描技术能够高精度、高分辨率、自动化、非接触、实时、完整地扫描实物，在空间狭小昏暗的矿井巷道中非常实用，可以实现三维立体化的矿区管理、地下管理，准确了解矿山工程进度，重现矿井人员的真实位置，实现井下智能无人开采；还能更精确地监测矿山变形，预报灾害，保障人员安全。

（二）综采工作面智能化

1.构建可动态自优化的工作面精确三维地质模型。以矿井地质钻孔和切眼、回撤通道及两顺槽巷道等实测地质信息为基础，构建工作面三维初始模型；使用定向钻孔勘探工作面的顶底板煤岩分界线技术，对工作面预先进行横向勘探，实测精度0.2m；对三维模型动态自优化，生成精确三维地质模型，实测精度0.2m，实现了工作面煤层预知。2.首创采煤机自主智能割煤新工艺。通过对比工作面三维地质模型和实际扫描模型，在综合分析煤层变化趋势、工作面平直度、当前割顶底情况、采煤机运行等大数据基础上，通过优化算法制定未来10刀的割煤策略，给出采煤机下一刀滚筒调整曲线，实现自主智能割煤。3.研发三维激光扫描机器人。引进了先进的激光扫描和惯性导航技术，研制了轨道机器人，对综采工作面进行三维扫描，建立工作面数字模型。4.首次建立综采工作面绝对坐标系。利用高精度激光扫描技术，把两顺槽导向点坐标信息自动识别出来，用点对点传导的方式把绝对坐标引入工作面，为工作面实际模型与地质模型对比提供了技术基础。

（三）务实数字化找矿基础工作

数字矿山的找矿前景离不开对老旧矿山的治理与优化。在总结传统找矿经验的基础上，对矿山的前期勘查是找矿工作中最终要的一环。而后，才能通过矿山综合信息组织施工，在施工过程中再进行规范管理、利用三维矿业软件实现有效监督，实现老旧矿山的快速增储。在加大探矿增储力度的同时，还要通过实施资源集约开发、着力建设绿色矿山等措施，实现资源开采与生态环保和谐共生，破解资源、环境与发展难题。要在总结矿山生态修复成功实践经验的基础上，把矿山生态修复提升到传承中华矿业文化的高度上来认识，科学谋划、分类推进、精准施策、一矿一策。为矿井的安全生产起到了积极的作用。

（四）异构业务承载技术

智慧矿山中不同的设备有不同的数据格式，需要同时运行多种数据分析组件，因此需要异构业务承载技术，即一个承载容器，如Docker。容器层之上对应着各应用的统一数据接口，对内封装不同业务的数据和操作，下面则统一管理基础计算资源。由此可见，这种技术从逻辑上将各种处理功能打包起来了，相互隔离，互不影响，却又共享计算资源。

三、结束语

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。