数字矿山和矿山信息化建设的现状与发展策略_王月.pdf

202313百家争鸣185Modern Chemical Research当代化工研究202313百家争鸣185Modern Chemical Research当代化工研究数字矿山和矿山信息化建设的现状与发展策略王 月（山西安顺达安全技术服务有限公司 山西 030032）摘要：本文分析了数字矿山的技术应用现状，结合数字矿山和矿山信息化建设中存在的问题，提出优化发展的对策，目的是要结合矿山建设数字化、智能化的趋势，加强对矿山生产活动中技术的升级。用数字矿山和信息化矿山系统，实现对矿山生产活动的远程控制、远程管理，提高矿山生产水平。关键词：数字矿山；信息化；建设；现状中图分类号：TD 文献标识码：ADOI：10.20087/ki.1672-8114.2023.13.061Current Situation and Development Strategy of Digital Mines and Mine Informatization ConstructionWang Yue(Shanxi Anshunda Safe ty Technology Service Co.,Ltd.,Shanxi,030032)Abstract：This article analyzes the current situation of technology application in digital mines,combines the problems existing in digital mines and mine information construction,and proposes countermeasures for optimizing development.The purpose is to strengthen the upgrading of technology in mine production activities in combination with the trend of digital and intelligent mine construction.Using digital mine information mining system,remote control and management of mine production activities can be realized,and the level of mine production can be improved.Key words：digital mine；informatization；construction；present situation在我国的社会经济持续发展中，各行业的运转发展对传统的管理理念和生产方式进行了更新，引进了先进的科技方法。矿山行业的生产中，以提高矿山开采活动的效率为目标，为其提供准确的数据支持，有必要研究和整合先进的技术，切实满足不断变化的市场需求，增强矿山生产企业的行业竞争力，促进数字矿山和信息化矿山的建设和发展，提高对数据信息的集成化处理水平和运转效率。1.数字矿山内容数字矿山指的是以计算机技术为依托，建立起管理制度，集成数字化技术、信息化技术、智能技术、虚拟化技术等多项技术模块，构建起一体化的系统，打造数字化矿山。在系统建设的过程中，要结合实际的发展情况构建起坐标模型，参考其他的坐标模型特征，以智能技术、信息技术和计算机理论知识为基础，构建数字矿山的模型。在网络技术、高新矿山观测技术的应用和支持下，集成各类模型，在不同空间层次中进行模拟仿真，加强对多媒体技术和仿真技术的集成应用，用多维度叙述的方式，整合多种类数据、多元化数据，通过高分辨率的整合，建立起科技系统，实现数字化、智能化、空间化的系统运转和管理目标。该系统中涵盖了多元特征，因为利用先进科技构建智能矿山，采取了信息化、虚拟化的形式，对矿山模型进行构建和使用的呈现方式也是以数字化和信息化的形式为主，对矿山地下的工作过程进行了数据化处理、信息化处理。以计算机网络为依据，集中化操控管理矿山的数据信息，数字矿山的建设为我国矿山生产活动的效率和安全，提供了切实支持和技术保障。2.数字矿山的技术应用现状及问题目前数字矿山现阶段的技术发展经过长期的努力，取得了一定的显著成果，在自动化采矿领域内，提高了技术应用水平，使数字化矿山建设中的采矿效率有所提高。和发达国家相比，我国对数字矿山进行研究的起步时间较晚，例如，加拿大在20世纪90年代的初期阶段，就开始研究和尝试运用远程遥控采矿技术，进一步提高了采矿作业的生产水平、自动化效益。21世纪我国在科学技术的研究中不断加大了投入力度，目前在数字矿山的建设中体现出了技术先进性的优势，利用技术操控的方法管理采矿系统和采矿设备，集中了定位技术、远程控制技术、通讯技术，完善了矿山生产工艺。利用遥控采矿工艺，可以用自动化的形式进行凿岩、装药、爆破、运输、支护等生产活动，例如，在自动化凿岩遥控中，可以在地面控制中心建立起自动化的操作系统，对掘进工作面凿岩和深孔采矿凿岩工作进行自动化处理，提高了生产水平。(1)技术现状在现实的矿山生产活动中，利用地面遥控自动202313百家争鸣186Modern Chemical Research当代化工研究202313百家争鸣186Modern Chemical Research当代化工研究化技术，凿岩作业的精度水平较高，可以对掘进工作面的循环炮孔进行凿岩，对深孔采矿工作面中的扇形炮孔加强处理，作业精准程度高，节约了大量的人力资源成本，减轻了操作人员的作业压力，保障了人员安全。但是在具体的实践过程中，目前对该技术的应用依然存在着一定的不足之处有待完善，例如，在移动设备的过程中需要由人工干预的形式，完成设备的移动操作；深孔凿岩的作业环节会形成大量岩粉，需要将其排放到设备的后方位置进行后续的运输。因此在自动化凿岩遥控处理的过程中，面临一定的技术难题。借助地下定位数据获取装置的功能，自动行驶钻机、操作钻机，在巷道内使其自动化地开展开凿作业任务，已逐步成为现实。但是对自动化装药与爆破技术的应用和研究，还有待进一步的实践研究。在数字矿山技术的应用中，自动化支护技术的应用水平不足，而且支护技术过程中危险性较高，在支护作业中产生的自动化信息较少。目前在数字化矿山的技术研究中，开发建立的地下矿山无线通信系统，安装于矿山生产活动中，提高了矿井通信水平，在支护作业环节可以进行实时的通信数据采集，集成主干网络、泄漏同轴电缆、无线电传送器。将计算机移动网络的先进性运用到矿山生产的通讯中，借助宽带网络的功能，可准确地采集传输环境指标、矿井作业参数指标、设备工况信息、人员信息。用多媒体形式，双向传输地面和井下的信息，解决通信系统中存在的问题，这是目前我国数字矿山建设中着重研究的问题。以GPS技术为依托进行快速定位和自动导航，该技术已愈发完善，但是考虑到卫星信号无法到达地下矿井的位置，因此要使用陀螺定向的形式进行矿山工程的作业，这导致了最终的作业速度、精度水平得不到保障，在地下进行快速定位的技术仪器配置尚未完善1。(2)建设基础薄弱目前我国在数字矿山和矿山信息化的建设实践中，逐渐取得了一定的发展成就，创造了更高的生产效益，但是在具体的数字矿山技术应用和实践中，我国的矿山企业和国外发达国家矿山企业差距较大，技术短缺，建设基础较为薄弱。大部分的煤矿企业在数字矿山和矿山信息化建设中，停留在初期的建设阶段，只有一小部分的煤矿企业正在进行系统整合、业务整合。整体的数字矿山和矿山信息化建设基础薄弱，这对我国煤矿产业的整体进步发展造成了直接的阻碍。矿山企业的信息化建设中投入的资金不足，企业之间的发展差距较大，企业内部缺少集成化的建设理念和牢固的数字化信息化建设基础，这对我国矿山事业的数字化信息化发展造成了重重的阻碍，突破此类困境，才能够推动数字矿山的建设运转，提高矿山的信息化建设和发展水平2。(3)整体规划不合理结合当前我国矿山企业的发展现状，数字矿山和矿山信息化建设中存在着整体规划不合理的问题，随着我国的矿山经济持续发展，矿山生产企业对信息化的产品有了越来越高的需求。在20世纪90年代，我国的矿山经济发展处于不景气的状态，企业对产品进行研发时技术薄弱，创新基础不牢固，缺少专业型的人才，在整体规划方面存在着漏洞和不足之处。我国的矿山企业技术人员、决策者，对数字矿山的建设认识不足，虽然已经逐渐展开了机电一体化的建设，但是在实际的数字矿山信息化建设中，盲目、随意现象普遍，难以取得理想的数字矿山建设效果，矿山信息化建设的水平低。在该时期，矿山生产的管理人员在制定有关决策时，投入到信息化建设和数字矿山建设中的资金成本有限，缺少专项资金，缺乏整体合理的规划难以提高矿山数字化建设的综合效益。在技术改革、基础建设等方面，没有展开明确的划分和实际的行动，基础建设、基础改革停滞不前，甚至将两者混为一谈，降低了数字矿山的建设和发展水平，导致矿山信息化建设的成果不理想3。3.数字矿山和矿山信息化建设发展策略(1)加强系统规划图1 信息化矿山开采系统结合目前煤矿产业的发展现状和煤矿生产企业的信息化水平，要进一步加快工业化、信息化、智能化的建设，提高煤矿生产效益，打造数字矿山，有必要在系统的规划整合中，加强对矿山资源的整合力度，重新进行定位和分工。中国煤炭工业协会曾指出了工业化和信息化融合的煤炭产业发展趋势，这是推动矿山行业可持续发展的必经之路。要提高煤矿企业信息化水平，需要结合国内外数字化矿山的经营发展现状，整合矿山，用规模化开采的形式对矿山资源进行整合利用。集中数字矿山建设中的优势资源，用规模202313百家争鸣187Modern Chemical Research当代化工研究202313百家争鸣187Modern Chemical Research当代化工研究化建设的形式，提高资源的利用效率，重新进行职责定位、职责分工。在数字矿山的建设中，引进信息化技术、智能化技术，建立信息化矿山开采系统，信息化矿山开采系统构成见图1。在数字化系统中，有着较高的技术应用复杂程度，设计范围的覆盖面广泛，在系统的整合和规划中，要注重对职责定位和分工的确认，防止出现职责不清的问题，以有效提高企业工作人员的积极性，调动起人员的参与动机。在系统规划中集中资源，加强人才建设的力度，确认数字矿山建设的具体位置，要以数字矿山建设为落脚点，提高安全生产水平，实现安全调度、高效率生产的目标。要在信息传播中集中资源，有效地联通信息，为企业发展创造良好的产业条件。市场条件，在人才培养中，制定长远规划，加强对专业型人才的培育。结合数字矿山建设中对人才的需求，在复合型人才的培养中加大力度，结合煤矿行业工作的特殊性，结合现有的人才资源现状，加强人才的定向培养、系统化培训，培育一支专业型的人才队伍，充实到数字矿山的建设和矿山信息化系统的运行发展中。采矿系统规划流程见图24。图2 采矿系统规划流程(2)优化采矿方法在采矿方法的应用和选择中，结合数字矿山系统的需求，选择与系统相互适配的采矿方法，例如分段空场法、冲天法、分段崩落法，这些方法在小区域远程控制采矿和自动化采矿中，具有较强的适应性。将运输系统和通信系统相互衔接，遥控采区，采取一定的措施，对采场工序进行合理安排，集中出矿工序和凿岩工序，对采区封闭的时间进行延长处理。利用先进的运输通信系统，提高采矿方法的可行性、有效性，建立起示范采区，从示范采区的初步发展现状着手，建立远程遥控体系、自动化采矿体系。改变局限于短期利益的目光，要放眼于未来，着眼于长远的数字矿山建设目标，为矿业的长远发展提供服务，加强矿业建设，实现矿业发展强国的目的，打造远程化采矿生产、集中化采矿的数字矿山系统5。(3)加强技术集成与创新在数字化矿山的建设运行和发展中，要将先进的技术集成加以创新，用远程遥控技术、自动化采矿技术，建立起完善的数字矿山体系，提高矿山信息化建设水平。自动化采矿系统当中涵盖了智能化设备、导航系统、自动定位系统，具备对音频数据、视频信息进行传输，建立起地面和地下通信的系统，打造通道控制系统，完善控制室操纵的功能。集成多种先进的技术手段和系统方法，在多学科、多部门人员的相互协调配合下，设计综合数字矿山系统，提高矿山的信息化建设水平、运转效率。该过程中，要借鉴国外已有的先进技术，引进高科技手段和创新技术的思路、路线和方法，加强对技术的集成，升级数字化矿山的系统模块功能。加强对监测系统技术的推广和应用，在生产环节，借鉴先进的监测技术应用方法，建立起适合我国煤矿安全生产的监测系统，加强对安全事故问题和隐患的预判、分析、全过程监测，打造集成化的系统运行模式，突破信息孤岛问题所带来的限制，提高数字化矿山的运行水平、生产效益6。4.结论综上所述，在科技水平快速发展的社会背景下，数字矿山的发展和信息化建设要经历时代的变革，加强对现阶段生产方式、生产理念的创新，引进信息化技术，对数字矿山加强建设。在矿山信息化建设实践中，要总结不足和问题，改进现状，提高矿山信息化的建设水平、发展效益，创造更高的产业价值。【参考文献】1胡其,王瑜.CORS技术在司家营铁矿矿山信息化建设中的应用J.现代矿业,2020,36(8):71-72+185.2王方里,沈铭成.浅析数字化矿山建设意义及关键技术J.中国金属通报,2020(13):65-66.3郑晓江.刍议大数据分析时代的矿山安全生产信息化建设J.中国化工贸易,2020,12(2):251-252.4成锦.浅谈矿山信息化安全防护体系的建设J.信息记录材料,2020(12):190-191.5吴万民.信息化技术在矿山中的应用评数字矿山建设理论与实践 J.矿业研究与开发,2020,40(6):后插4.6丁福志.有色金属数字化矿山建设浅析J.中国金属通报,2020(13):134-135.【作者简介】王月（1982-），男，汉族，山西汾阳人，本科，注册安全工程师，研究方向：煤矿非煤设备检测，矿山信息和智能化。