數字化礦山工程施工關鍵技術研究與應用

1、    數字化礦山工程施工關鍵技術研究與應用    周午彭 吳啟柱摘要：當代科學技術的發(fā)展日新月異，信息技術在各個領域都得到了廣泛的應用。數字礦山是將將礦山工程與信息化技術相結合，極大的提高了企業(yè)的開采效率，提升生產的安全性，減少了資源浪費，是實現高質量開采的重要途徑。本文首先對數字化礦山工程施工關鍵技術進行了介紹，然后對數字礦山關鍵技術的應用策略進行了研究，希望為我國煤礦企業(yè)數字化礦山的建設提供參考。關鍵詞：數字化礦山；礦山工程施工；關鍵技術；應用引言礦產資源是我國重要的戰(zhàn)略發(fā)展資源，其礦產生產安全問題是人們一直以來廣泛關注的問題。信息技術的發(fā)展為我國

2、煤礦企業(yè)的安全生產提供了技術支持，應用信息技術對煤礦企業(yè)進行監(jiān)督和控制已經成為此行業(yè)發(fā)展的重要手段。企業(yè)必須利用數字化礦山合理的開發(fā)有限的礦產資源，充分的發(fā)揮數字化礦山的優(yōu)勢，實現對礦山開采科學高效的管理，提高企業(yè)的經濟效益。因此，建設數字化礦山是當下煤礦企業(yè)發(fā)展的必然趨勢。1數字化礦山的概念與優(yōu)勢1.1數字化礦山的概念伴隨著自動化控制技術和計算機技術迅速發(fā)展，數字化礦山這一概念應運而生。數字化礦山是區(qū)別于傳統(tǒng)礦山的一種新的礦山建設方法，是一個“虛擬礦山”，能夠對于真實礦山的整體和相關現象進行數字化再現，對礦山本體、礦山的整個開發(fā)運行過程進行真實的反映。數字化礦山是依托傳感器技術，將礦山的相關

3、數據進行數字化存儲、加工、傳輸，并將處理后的數據應用在礦山日常生產各個環(huán)節(jié)，使得礦山生產實現自動化和精細化。此外，這些數據能夠影響管理人員的決策，管理人員可以根據這些數據來判斷目前礦山的生產經營狀況，從而不斷的優(yōu)化生產方案，提升礦山的開采質量和效率。1.2數字化礦山的優(yōu)勢與傳統(tǒng)的礦山建設理論相比，數字化礦山具有以下幾點優(yōu)勢：（1）企業(yè)通過搭建數字化管理平臺實現了不同類型礦山之間的信息共享，各企業(yè)可以從中吸收自己沒有的優(yōu)點，從而不斷的優(yōu)化自身的管理模式；（2）數字化礦山利用虛擬現實技術，可以清晰的觀測到礦山內部的結構，利用計算機可以將挖掘過程進行再現；（3）利用數據挖掘技術可以對礦山的資源進行整

4、體分析，從而有利于企業(yè)確定開采參數；（4）利用計算機對礦山進行仿真開采，可以真實的觀測到開采活動對地質的影響，從而防止礦山危機的發(fā)生。2數字化礦山施工過程中采用的關鍵技術2.1礦山空間數據庫管理與數據挖掘技術在日常的礦山開采過程中，會產生大量的數據，并且這些數據具有復雜性和不穩(wěn)定性。因此，企業(yè)為了高效的管理這些數據，必須要研究出一種新型的數據管理系統(tǒng)，這就必須要用到礦山空間數據庫管理與數據挖掘技術。這種技術可以從大量的復雜數據中挖掘出對企業(yè)有用的信息，從中發(fā)現隱藏規(guī)律，實現對企業(yè)發(fā)展的預測，從而指導礦山的生產經營。此技術可以實現對礦山數據的分布式管理，具有智能高效的優(yōu)點。2.23d地學建模與虛

5、擬現實技術3d地學建模技術可以有效檢測礦山施工數據的動態(tài)變化，此技術主要分為兩個方面，一是可以從各個方位模擬礦山結構，實現對礦山的動態(tài)檢測維護和數據的傳感；二是能夠動態(tài)的模擬礦山施工過程。虛擬現實技術能夠從不同層次和角度模擬出礦山以及周邊的地質構造與地層環(huán)境，從而實現對施工地區(qū)生態(tài)環(huán)境的實時監(jiān)控，使得整個礦山布局更合理、運行更高效。2.3組件技術組件技術是通過利用自身的封裝軟件模塊，將一定的數據進行封裝以提供服務的技術。組件之間的通訊需要通過固定的接口才能實現，從而達到構造應用程序的目的。開發(fā)人員通過構建組件的用應用程序，實現組件的及時更新升級，從而使得整個系統(tǒng)高效運行。2.4多層分布技術隨著

6、互聯(lián)網技術的發(fā)展，多層分布技術的應用越來越廣泛。此種技術的系統(tǒng)可以進行靈活的拓展并且容易維護，還具有安全性好，穩(wěn)定性高的優(yōu)點。利用此種技術可以實現對礦山數據的集中統(tǒng)一管理，方便客戶使用整個網絡資源，從而保證數字化礦山系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。3數字礦山關鍵技術的應用策略3.1整體規(guī)劃數字化礦山架構復雜，涉及內容多且雜，需要相關的設計人員進行整體規(guī)劃，在施工過程中要按照計劃的步驟來實施。通常來說，通過規(guī)劃可以對數字礦山的管理需求和業(yè)務要求進行全面梳理，從而根據企業(yè)的要求對數字礦山的技術架構和應用架構進行科學的設計，并對信息化和自動化項目進行合理的排序。如此一來，企業(yè)對于未來三到五年如何采購、開發(fā)和布

7、署就可以做到胸中有數。3.2關注集成信息具有共享性的特點，其集成度越高，功能就越強大。在數字礦山施工過程中采用了系統(tǒng)集成及相關技術。數字礦山本身就具有綜合、全面的內涵。在實施系統(tǒng)規(guī)劃時，相關設計人員要注意過程控制集成、管理系統(tǒng)集成、管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的集成、數字礦山總體門戶集成四種集成的綜合開發(fā)和應用。3.3鑒別提供商的服務功能目前市面上的數字礦山的施工技術種類很多，但其實各種技術和軟件都有其獨立的不可替代的作用，可以包打天下的系統(tǒng)并不存在。企業(yè)在建設數字化礦山的過程中要注意，面向認知、面向控制、面向管理的數字礦山實際上是三類技術，不能夠互相取代。而有些提供商為了多爭取客戶，往往過分的夸大自己

8、產品的功能。所以企業(yè)在購買相關軟件時，要認真鑒別，擦亮雙眼，以防止上當受騙，干擾了企業(yè)正常計劃的實施，浪費企業(yè)的人力物力。3.4重視軟件開發(fā)管理與應用很多企業(yè)在建立數字化礦山的過程中只注重了硬件條件的改善，而忽略了相關軟件的開發(fā)和應用，使得企業(yè)的軟件體系不完善。因此企業(yè)在建設數字化礦山的過程中，必須注意完善基礎的數據庫和信息管理系統(tǒng)的建設，從而保證軟件開發(fā)管理與應用的順利進行，進一步的推動數字化礦山的建設。3.5完善信息資源管理從目前情況看來，一部分企業(yè)雖然開通了信息資源管理系統(tǒng)，但是并沒有實現對此系統(tǒng)的有效應用，這些系統(tǒng)僅是被用來進行數據的簡單擴充，并沒用來進行深層信息的開發(fā)，從而阻礙了企業(yè)

9、之間的信息溝通，制約了企業(yè)的發(fā)展。因此企業(yè)要不斷的加深對信息資源管理系統(tǒng)的開發(fā)和利用，這對于企業(yè)進行信息資源的采集和管理、企業(yè)形態(tài)的轉變以及促進數字化礦山工程施工技術的進步都具有十分重要的意義。3.6建立檢測平臺建立檢測平臺可以實時的對礦山的開采情況、安全水平以及生產經營狀況進行檢測，保證了礦山的開采安全，節(jié)省了人力物力，滿足了企業(yè)的管理需求。同時檢測平臺在礦井搶險救災中也發(fā)揮重要的作用，檢測平臺能夠快速檢測受災人員位置，為營救爭取更多的時間。結束語隨著科技的不斷發(fā)展，工業(yè)的現代化水平的不斷提高，人們對數字化礦山的了解程度也在不斷加深。數字礦山極大的提高了企業(yè)的開采效率，是實現高質量開采的重要途徑，對于煤礦企業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。因此數字化礦山工程施工技術及其應用也成為了一個值得研究的問題。本文對數字化礦山施工的四種關鍵技術進行了簡單介紹，然后對于數字礦山關鍵技術的應用策略盡進行了探究，初步了解了數字化系統(tǒng)的重要性與關鍵性。參考文獻：1王金華，汪有剛，傅俊皓.數字礦山關鍵技術研究與示范j.煤炭學報，2016，41（06）：1323-1331.2原冬亮.關于