数字矿山的建设论文

　　论文导读：数字矿山实际就是以矿山系统为原型，以矿山科学、信息科学、人工智能为理论基础，通过采用现代信息、数据库、网络支撑、传感器和过程智能控制技术，在矿山企业生产活动的三维尺度范围内，对矿山生产、经营与管理的各个环节及生产要素实现矿山企业生产的安全、高效和低耗，达到矿山资源管理和生产的最优化。（1）各行业竞相建设：煤炭、冶金、有色、黄金、非金属等矿山竞相开展了多种数字矿山技术开发与示范工程建设，并在技术先进性、建设效果等方面相互超越。（1）目前，通过研究GPS的WGS-84坐标系与我国国家大地坐标系以及矿区独立坐标系之间相互转换的问题，提出基于Delaunay三角网的游动9参数等一系列坐标转换方法，以满足矿区控制网坐标转换的实际需要。
　　关键词：矿山，建设，方法
　　1.引言
　　21世纪是各种技术飞速发展的时期，数字化、网络化、智能化已成为知识经济的重要标志，通讯、信息和自动化生产及检测技术的迅速发展和应用已经深刻地影响和改变着传统的矿业生产。数字矿山实际就是以矿山系统为原型，以矿山科学、信息科学、人工智能为理论基础，通过采用现代信息、数据库、网络支撑、传感器和过程智能控制技术，在矿山企业生产活动的三维尺度范围内，对矿山生产、经营与管理的各个环节及生产要素实现矿山企业生产的安全、高效和低耗，达到矿山资源管理和生产的最优化。
　　2.数字矿山概述
　　2.1数字矿山概念
　　数字矿山就是指在矿山范围内建立一个以三维坐标为主线,将矿山信息构建成一个矿山信息模型,描述矿山中每一点的全部信息。按三维坐标组织、存储起来,并提供有效、方便和直观的检索手段和显示手段,使有关人员都可以快速准确、充分和完整地了解及利用矿山各方面的信息。科技论文。
　　2.2数字矿山意义
　　数字矿山可将企业的安全生产与经营管理业务流程数字化并加工成新的信息资源,迅速准确地提供给各层次的管理者及时掌握动态业务中的一切信息,以做出有利于生产要素组合优化的决策,使企业资源合理配置,从而使企业能够适应瞬息万变的市场经济竞争环境,求得最大的经济效益。
　　2.3数字矿山的特征
　　2.3.1实时的数据传输网络。数字矿山技术环境下，理论上讲矿山数据库实时更新，井下工程数据可以实时传输到数据库，井下瓦斯传感器实时监测各处瓦斯含量，并实时反映到监测网络上，井下现实状态真实地、实时地反映出来，克服了传统滞后性，提高了矿山工程的科学性。
　　2.3.2矿业数据信息系统化。数字矿山的核心就是数据仓库。科技论文。整个矿山的问题都与矿业地理信息有关，所以事件必须与准确的地理信息数据紧密联系。真正做到从数据收集、处理、融合、设备跟踪、动态定位、调度指挥的全过程系统化。
　　2.3.3三维模拟系统。建立起虚拟矿山，进行矿山的模拟运转，运输系统模拟运转、通风系统的模拟运转、电路电机系统的模拟运转，进行矿井开拓设计对比，突发事故抢险演习等等，还可以对矿工进行虚拟的井下条件培训，提高他们的安全意识和工作效率。
　　3.数字矿山建设
　　3.1数字矿山建设现状
　　目前，我国数字矿山建设现状成果喜人，一批产、学、研结合的数字矿山建设优秀项目与成果脱颖而出。其特点可概括为：
　　（1）各行业竞相建设：煤炭、冶金、有色、黄金、非金属等矿山竞相开展了多种数字矿山技术开发与示范工程建设，并在技术先进性、建设效果等方面相互超越。
　　（2）建设重点各不相同：目前的数字矿山工程建设形式多样，有的以OA&ERP为主，有的以面向地质测量、一通三防、采掘设计为主，有的以人员定位、光纤环网、井下通讯系统为主，也有的以卡车调度、监测监控、安全检查系统为主。
　　（3）建设起点差别较大：由于各矿山行业、各生产矿井的信息化水平不同，基础条件和技术力量差异较大，因此具体实施数字矿山工程建设，存在改造提升、技术跨越和技术研发3种基本形态。
　　3.2 数字矿山建设
　　本文主要论述基于3S技术的数字矿山建设。3S技术在矿山建设中广泛应用。GPS除广泛应用于矿区控制及地面测量外，在变形监测、卡车调度等方面也得到了应用；RS近年已发展成为矿区生态环境受采矿影响的监测、调查与分析的重要手段；GIS在矿业界出现了应用推广与理论研究并重的局面。
　　3.2.1 GPS在数字矿山建设中的应用
　　（1）目前，通过研究GPS的WGS-84坐标系与我国国家大地坐标系以及矿区独立坐标系之间相互转换的问题，提出基于Delaunay三角网的游动9参数等一系列坐标转换方法，以满足矿区控制网坐标转换的实际需要。
　　（2）我国一些露天煤矿成功应用了卡车计算机调度系统进行矿山生产的指挥调度。借助无线通信和GPS卫星定位系统,将收集到的各种数据和边坡监测数据实时地传送到中央计算机,由中央计算机进行处理和调度,最终建立起一条数字化生产指挥控制链,提高了设备的台时效率,实现了采矿作业的最优化,钻机管理部分利用高精度GPS定位系统,实现了爆破孔的自动定位。
　　3.2.2 RS技术在数字矿山建设中的应用
　　（1）矿产资源开采状况遥感动态监测。所谓矿产资源开采状况动态监测，是将不同时相的矿区环境数据进行对比，从空间和数量上分析其动态变化特征及未来发展趋势。目前矿山遥感动态监测提取信息的方法主要有人机交互式方法和计算机自动提取方法。人机交互式提取，最主要的是在遥感图像上划出各地物界线，得到遥感分类图，再比较各时相的遥感分类图，这样可以很好地提取矿山各种地物的变化信息。
　　（2）矿山地质灾害遥感监测。地质灾害是矿山生产与矿区发展的重要影响因素。地质灾害发生是一个时空动态过程，遥感应用于防灾减灾主要包括三个阶段：灾害发生前对孕灾因子、背景信息的获取、管理与预处理，并进行灾害预报；灾害发生过程中对灾情的实时动态监测，提供救灾减灾需要的空间和专题信息，并进行信息分析、优化决策等；灾害发生后对灾情进行综合分析和灾害损失评估，为灾后重建提供信息基础和分析。
　　3.2.3 GIS技术在数字矿山建设中的应用基于GIS技术的矿业地理信息系统(MGIS)，是实现矿山信息化的最重要的工具之一。MGIS以在计算机网络上建立一个长期稳定运行的分布式系统为目的，从而实现矿山企业中各种信息资源的共享，为＂数字矿山＂的实现奠定坚实的`基础。
　　MGIS的功能主要体现在以下几个方面：
　　（1）矿山信息系统的数据管理。针对矿山数据信息的复杂性、海量性、不确定性和动态多源、多精度、多时相和多尺度性的特点，为统一管理和共享数据，必须研究一种新型的空间数据库管理技术，其中包括矿山数据的分类组织、分类编码、元数据标准、高效检索、快速更新与分布式管理。而从海量的矿山数据中提取专题信息、发掘隐含规律也是空间数据管理的一方面。
　　（2）空间查询、空间分析。空间查询与空间分析是GIS的基本功能，在矿区中，＂图查属性＂、＂属性查图＂、空间缓冲区分析、叠加分析、网络分析等功能，可以用于采矿过程中保安煤粒的设计、各水平煤层共同要素的提取、通风网络的设计与实施等。科技论文。
　　（3）矿区制图功能。MGIS系统能够提供各种机制的高品质的数字矿图，如矿井开拓图、矿区地形图、矿区土地利用图、矿床产状图、采掘工程图、井上下对照图等。
　　4.结束语
　　数字矿山是矿业科技创新的核心方向，是矿山可持续发展的保障。随着信息技术的飞速发展，数字矿山将会很快在矿山生产中推广应用，数字矿山的强大功能及在矿山生产中的重要性将会在日后的应用中逐步体现出来。
　　参考文献：
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