数字化建设与井下矿山的有效结合

郭 金，韩成昊

（鞍钢集团矿业弓长岭有限公司井采分公司，辽宁 辽阳 111007）

当今社会，经济发展质量显著提高，对井下矿山建设事业提出了更高要求，使其数字化建设进程面临着严峻挑战与考验。当前形势下，必须宏观审视数字化矿山建设的现状，精准把握数字化建设的核心环节与重点技术方法，综合施策，切实提升井下矿山生产的总体效果。本文就此展开了探讨。

1 井下矿山数字化建设的内涵

现代矿山开采事业是保证经济社会持续稳定发展的重要支撑，是满足经济社会对能源资源需求的关键路径。近年来，国家能源资源主管部门高度重视数字化建设与井下矿山的有效结合，在数字化技术规范化建设、管理制度体系化、效果评价科学化等方面制定并实施一系列重大方针政策，在井下矿山建设领域取得了令人瞩目的现实成就，积累了丰富而宝贵的实践经验，为新时期矿产资源能源开发利用事业注入了强大动力。同时，广大矿山开采单位及相关科研机构同样在创新数字化技术应用方法，优化数字化技术应用流程等方面进行了大量卓有成效的研究与探索，初步实现了数字化虚拟与现实的协调同步发展，做到了对矿山开采和地质构造的精确评估[1]。

2 数字化矿山建设的难点分析

2.1 矿山开采的复杂性和分散性

在当前矿山开采条件下，数字化技术的有效应用需要有完善而系统的管理制度体系做保障，为数字化矿山建设提供基础依据。纵观当前数字化矿山建设实际，由于矿山开采复杂性和分散性的客观存在，使得数字化管理制度体系缺失，既有管理运行制度缺乏导向性与有效性，无法满足数字化环境下的矿山生产需求。矿山复杂性和分散性是在客观自然环境条件下缓慢形成的，与矿体本身形态、空间位置、元素品位等具有密切关联，需要有针对性地运用融合数字化技术。

2.2 对矿山数据的分析与应用尚不深入

现代科学技术的快速发展，为数字化矿山建设提供了更为丰富的技术手段，使矿山管理人员在数据分析方法与工具方面具备了更为灵活的选择余地，使得传统模式下难以完成的数字化矿山建设任务具备了更大的可行性。实践表明，部分矿山尽管搭建了数字化运行模式，形成了数字化的运行框架，但由于配套软硬件方面的建设相对缺失，对矿山数据的分析与应用尚不深入，无法实现信息数据的重复循环利用，时常存在信息孤岛问题[2]。

2.3 矿山数字化技术人员综合素养有待提高

在数字化矿山建设中，技术人员始终扮演着不可替代的关键角色。部分人员依旧沿袭传统保守陈旧的矿山数字化建设思维观念，僵化固化的矿山数字化建设行为模式根深蒂固，对数字化技术的基本理论、技术方法、应用环境等不甚熟练，无法开展更高层次、更深入的数据分析处理，时常导致矿山数字化信息丢失和篡改等问题，无法通过辨识数据之间的潜在规则关系预测矿山发展趋势。

3 井下矿山建设数字化技术的应用分析

第一，在物理层方面，其中包括了涉及数字化技术的诸多硬件设备，包括井下矿山开采中的所需用到的各种型号、各种类型的电子设备、机械设备、传感器、机房服务器、交换机等。在当前科学技术的支撑作用下，物理层的应用优势与价值愈发突出，运转流程相对成熟，极大程度上促进了数字化矿山建设事业的高速发展。通常情况下，物理层需要通过有线网络传输数据信息，这就需要采取一定的方法与措施，有效抵御数据传输过程中的各类潜在干扰因素，充分确保数据信号的可靠性与完整性，尤其对于关键数据信号的传输，更是如此[3]。

第二，在数据链路层方面，随着数字化矿山建设环境的复杂化，只有确保高效稳定的数据接入，才能充分确保数据的稳定传输，为提高数据信息的加工处理效率奠定基础。在数据流基础理论研究体系中，数字化矿山数据链路层需要配置性能全面、功能丰富的数据介入设备和收集设备，提高不同类型设备之间的兼容性与协同性，全面优化数据链路层的运行模式。

第三，在网络应用层方面，则可根据线路传输模式的不同，细化分为有线网络层、无线网络层及应用层等，对于相对复杂环境下的井下矿山而言，可通过BS模式和CS模式，对立体三维空间范围实现网络覆盖，浏览应用程序，充分构建相对丰富的网络应用环境。对于地面机房，则应采用高效稳定的硬件配置，并注重其通风散热，防止因机房温度过高而导致的数据失真、运行失衡等问题。

4 数字化建设与井下矿山有效结合的路径探讨

4.1 构建系统性矿山数据库，提升矿山数字化水平

在现代科学技术发展条件下，系统性矿山数据库在数字化井下矿山建设中始终处于基础性地位，对于服务井下矿山生产，提高数据统计分析、加工处理效果具有直接作用。在数据库的作用下，可根据井下矿山生产的客观实际需求，对作业环节实施多层次、多维度的监控管理，并对相应的矿山信息进行立体化描绘，准确表达井下矿山的地质地形、岩层矿体及资源储量等信息，为后期井下矿产资源的高效开采提供帮助。同时，通过应用矿山数据库，可对相应的数据流进行有效管控，构建相对稳定高效、具有针对性的数据流程体系，对井下矿山的客观情形进行仿真模拟，利用数据构造起直观形象的地下矿山环境[4]。

4.2 建立健全井下矿山数字化管理与运行体系

要根据井下矿山发展的实际需求，建立健全整体性的矿山数字化管理与运行体系，以宏观角度与立体层面将井下矿山生产数字化技术应用的目标职责、方法过程、保障措施等固定下来，为井下矿山开采具体策略与方法的制定提供制度依据与保障。要注重井下矿山数字化管理与运行体系的约束性、针对性与可操作性，定期对其执行与落实效果予以监督，对于不符合地质地形条件、不符合井下矿山生产原理规律的约束目标进行动态化修订，确保矿山数字化管理与运行体系始终朝着正确的方向发展。

4.3 全面提高井下矿山技术管理人员综合素养

定期组织井下矿山技术管理人员参加专项培训与学习，由业内专业人士为其讲解新形势下数字化矿山建设作所面临的新形势与新任务，引导其构建形成系统性的数字化专业理论知识，强化井下矿山数字化技术的具体实操技能，更加积极主动地投入到井下矿山数字化技术应用中来。应突出井下矿山技术管理人员的责任意识、质量意识与创新意识，牢固树立职业道德操守，杜绝井下矿山生产中的各类违规违章行为，营造浓厚的数字化技术应用氛围。对矿山技术管理人员的数字化技术应用成效进行定期评价与考核，制定具有针对性的措施与方法予以强化提升。

4.4 立足整体规划，重视软件开发管理与应用

井下矿山数字化建设所涉及到的技术方法类型较多，内容相对细化，为提高其整体性，必须立足于整体规划，按照井下矿山生产的各项计划与步骤，在整体层面统筹各项资源，形成符合数字化矿山实际的技术架构和应用架构，对信息化和自动化项目进行合理排序。同时，数字化矿山建设还具有典型的共享性与集成性特点，集成程度越高，则意味着数字化矿山的自身功能越丰富，效能越强大，对此应积极采用系统集成的相关技术方法，提高过程控制集成、管理系统集成、管理系统和控制系统的集成之间的彼此关联程度[5]。

5 结语

综上所述，当前数字化建设与井下矿山的有效结合实践中依旧存在诸多薄弱环。

因此，井下矿山管理人员应该从数字化建设的客观实际需求出发，充分井下矿山生产管理的基本原理与规律，创新数字化管理方式方法，强化数字化管理过程控制，全面改进井下矿山工作总体成效，为促进现代井下矿山建设事业实现未来长远可持续发展保驾护航。