数字矿山特征与建设技术分析

申亚梅

摘要：在矿山的建设中主要包括传统矿山、数字矿山与智慧矿山三个阶段，而数字矿山是矿山未来发展的大势所趋，数字矿山将实现矿山的调度数字化与信息集成化，全面提升矿山企业管理的安全性与生产效率。本文从数字化矿山建设的含义与特征入手，讨论铁矿数字化矿山的建设技术，希望对我国矿山的建设与管理研究带来帮助。

关键词：数字矿山;特征;建设技术

近年来，国内外在数字化矿山建设领域取得重大突破，信息时代的到来让我国不同行业发展面貌焕然一新，同样也对矿山建设带来了积极影响，数字矿山也在这一背景下出现。铁矿资源关系着社会的发展，需要矿山企业在发展中加强信息化建设，进而对铁矿进行科学开采，创造良好的经济效益和生态效益。

一、数字化矿山建设的含义

数字矿山是在数字城市延伸出来的全新概念，也可以理解为虚拟矿山，数字矿山对网络技术、微电子技术加以利用，进行数据资源的数字化传输、加工与存储，贯穿于矿山开采、安全管理、经营的各个环节，进而帮助矿山企业获取更大的经济效益，这也是我国矿产开采发展的必然趋势[1]。

二、数字矿山的特征

数字化矿山的一个显著特征在于可视化管理，在虚拟现实技术的支持下仿真模拟矿山结构与开采情况，掌握矿區的地质信息，实现安全预警，鉴于近年来井下作业与矿山开采中由于地质因素发生数起安全事故，需要借助信息技术对生产流程监管，进而让生产过程更加科学。另一个特征在于构建了数据库，这也是矿山建设的关键，进而让数据在安全的环境下共享，促进各单位之间的合作。此外，可以自动化设定参数和技术方案，分析监测数据，为矿山企业的管理人员制定管理制度。

三、铁矿数字化矿山的建设

（一）铁矿数字化建设概况

某铁矿位于岩石过渡地带，矿区面积60平方公里，矿区长度为25公里，宽度2.4公里，是当地规模最大铁矿。由于该铁矿开采超过40年，铁矿资源几乎开采殆尽，并且开采的难度加大。需要矿山企业在开采铁矿资源的过程中加快信息化和数字化建设，打造数字矿山管理平台进行降低开采难度，提升开采效率。该铁矿企业的建设的总体目标如下：其一，借助计算机软件系统让方案设计、开采环境模型化与可视化;其二，借助通信技术与传感器对生产过程、人员安全与设备安全的数据进行自动采集和智能分析，对移动设备进行定位与跟踪，实现对生产过程中智能化调度。其三，在无线通讯技术的支持下建立语音和视频同时传输的网络系统，达到信息及时共享的目标;其四，组建数字仓库，满足于查询、统计与分析需要;其五，将系统加以整合，建立数字露天矿山主界面，随时对应用系统查看，实现功能的扩充。

（二）运用现代信息技术

其一，在建立数字化管理系统的过程中，需要矿山企业对多种营销因素全面分析，之后计算机软件系统合理利用，不断优化矿山开采方案，让矿山开采具有模型化、数字化与可视化的特点，之后矿山企业需要在管理的过程中将通信技术与传感器技术结合利用，对矿山的各种信息自动化采集，比如用于开采设备管理，在智能化分析的前提下进行可视化处理，定位与跟踪开采中的移动设备，确保设备的高效运行，实现智能化的调度，这一过程中对3S及其集成技术进行利用。3S技术包括了GPS技术、RS技术、GIS技术，在监控铁矿开采和作业的过程中先利用GPS技术确定目标地物的位置以及高程，之后借助RS技术获取的卫星遥感影像掌握地物信息，最终GIS技术进行空间分析处理，让方案的制定有根据。

其二，矿山企业需要结合铁矿床的实际情况围绕光纤和无线通讯进行多媒体通讯网络的构建，形成数据、语音和视频结合的网络结构体系，将铁矿开采信息随时共享。在生产调度和安全管理中矿山调度系统是保证通讯质量的主要信息技术，可以保证开采的效率。

其三，利用信息技术对数据库进行过滤与整合，建立铁矿数字仓库，之后满足查询、统计和分析需要，为管理者提供数据资产和决策分析。在建立数字化管理平台的工程中可以呈现合理的矿山主界面，多种功能都可以提升开采的合理性[2]。

（三）构建三维数字化模型

其一，在进行数字化矿山的建设中，引进DIMINE矿业软件有利于明确平台的构建流程，整个流程以地质、测量、采矿等信息收集到形成一维可视化数字模型的建立为基础，之后建设三维可视化模型。矿山企业需要对开采过程中的各种问题进行预测，并且对生产勘探、深部探矿等勘探资料进行管理。之后结合铁矿区的各种资源分布特点与开采要求获取各类信息，之后构建三维可视数字化模型和地质基础数据库，可以及时对矿山地质信息和钻孔具体情况进行掌握[3]。

其二，矿山企业在建立三维实体模型的同时，及时显示开采中钻孔数据库以及矿体模型，发现和处理开采中遇到的各种问题，把握开采矿产资源的具体环节，最大限度避免贫化和损失。在实际管理中要基于矿体三维模型，并建立三维地表模型和铁矿采场模型，最终在结构体系下体现并相互作用，保证开采和管理工作的顺利进行。

其三，在系统平台下对地质数据库管理，可以随时对地质数据导入、更新与删除，比如钻探、槽探作业中利用采集的数据呈现在DIMINE软件，可以自动展示开采现状的坡底线。此外，DTM算法可以自动生成三维铁矿采场现状模型，之后和三维数字化模型配合，对矿区开采人员与设备情况监测，及时找出安全隐患，保证开采的进度不受到严重影响。安全管理是矿山企业运营管理的重要内容，安全监控系统的打造就可以采集矿山的结构数据，监控作业人员。此外，在环境管理的过程中实现了设备的节能减排和开采环境监督，让网络环境开发和网络互联，提升信息的可视性[4]。

结束语：

综上所述，新时期，社会经济飞速发展，对铁矿等矿产资源的需求量也在增加，而多年开采后也导致开采的难度加大，安全隐患更大，需要建立数字化矿山。矿山企业需要坚持具体问题具体分析，完善开采管理制度，建立数字化管理平台，保证各项决策的科学性，最终提升开采的安全性，为矿山企业提升开采效率带来帮助。

参考文献：

[1]王忠江，丘永富，陈乘栋.数字化矿山建设中地下矿山采矿设计自动化建模技术[J].新疆有色金属，2020，43（2）：55-56.

[2]冯文博.可视化矿山与机电技术在数字矿山建设中的应用研究[J].机电信息，2020，11（27）：50-51.