矿山数字化技术现状与发展方向

矿山数字化技术现状与发展方向1

陈建宏，古德生，周智勇

中南大学资源与安全工程学院，长沙（410083）

E-mail：cjh@

摘要：本文对我国“九五”、“十五”期间我国矿山数字化和信息化研究成果和存在的问题进行了分析；对目前具有一定争议的“数字矿山”建设的目标、内容、思路和方案进行了讨论；对数字矿山和矿业ERP的概念进行了解释和界定；对矿山信息化发展的模式和阶段进行了分析；对我国矿业信息化项目建设的优先顺序进行了论述；对国内外矿山数据仓库技术的发展方向和应用前景进行分析。全文试图对我国矿山数字技术的现状与发展趋势作简要评述，期望对新世纪我国矿山数字化和信息化发展理出一个指导性思路和基本框架。

关键词：矿山数字技术，数字矿山，矿山信息化，建设目标，发展趋势

1 前言

矿产资源的开发对人类赖以生存的环境造成了极大的污染和破坏。因此，如何在有限的资源条件下，在生态系统包容能力允许的条件下，探讨矿产资源开发与环境保护，实现经济的可持续发展是21世纪人类面临的重大课题。如果继续沿袭旧的外延扩张式经济发展模式，而不是转向寻求一种变革性力量，将难以解决矿产资源开发中的诸多矛盾。强化信息资源开发利用，加强矿山数字技术运用是这种巨大变革性力量的主力军。

信息化建设已成为我国的一项重要的战略国策，国家“十五规划”中明确指出：“信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，也是我国产业升级和实现工业化、现代化的关键环节。要把推进国民经济和社会信息化放在优先位置。”并提出“坚持以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染小、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”的战略方针。因此，充分利用现代信息技术，实现矿业的可持续发展，达到资源开发与环境保护和谐统一，是“十一五”矿业发展规划要解决的重要任务之一。

矿山企业作为资源开发的主体，其信息化是矿业信息化的重要组成部分之一。矿山信息化即是挖掘先进的管理理念，应用先进的信息技术去整合矿山现有的生产、经营、设计、管理，及时地为矿业“三层决策”（战术层、战略层、决策层）系统提供准确而有效的数据信息，以便对市场需求做出迅速反应，进而提升矿业经济核心竞争力的过程。矿山信息化不仅是矿山信息技术的延伸，更重要的是矿业管理、组织结构、业务流程的变革和延伸[1-7]。

近年来，随着我国矿业经济的繁荣以及信息技术的发展，我国矿山企业对信息化软件产品的需求大量增加。上世纪90年代，由于我国矿业经济不景气，矿山企业、高等学校及研究院所在相当长的时间内，对矿业软件产品的研发速度缓慢，除了经济因素外，其中主要原因是矿山行业难以留住高水平的软件开发和管理人员。面对新世纪迅速繁荣的矿业经济和快速发展的采矿工业，目前我国矿山信息化发展存在二大矛盾：一是矿山信息化产品需求空前增加与国内矿山软件产品研发能力相对滞后的供需矛盾；其次是矿山企业领导对“数字矿山”的高期望值与矿山IT人才流失严重，IT技术力量的严重不足，操作维护培训跟不上，难以保证系统良好实施和运行的矛盾[1-3]。

与此同时，面对中国巨大的矿业软件市场，国外矿业软件商的将主要力量转向中国，在1本课题得到全国优秀博士论文专项基金（(200449）的资助。

经济利益的驱动下，国内相继出现大量的国外矿业软件代理商（如Surpac、Micromine、Datamine、MineSight等），他们利用自己在国内的客户关系与国外软件厂家密切合作，使得目前国内矿业软件市场正在迅速被外商占领，这种发展趋势必须引起我国政府和矿山企业决策层的高度重视。本文试图对我国矿山数字技术的现状与发展趋势作简要论述，期望对我国新世纪矿山数字化和信息化发展思路理出一个指导性的基本框架。

2 矿山数字技术现状

2.1 中国矿山信息化概况

“九五”、“十五”期间，我国矿山企业在应用推广信息技术中进行了较大投入，打下了一定的基础，取得了明显的效益，也促进了矿山安全生产。煤炭行业比非煤矿山投入的力度大，煤炭行业广泛应用先进适用的信息技术，有效提升全行业的生产效率和管理水平，成为我国煤炭行业实现跨越式发展的历史性契机，非煤矿山近几年也在迎头超赶，像中铝、宝钢、首钢等大型企业集团信息化水平已经相当高。总体上，我国矿山信息化有以下特点：

(1)以信息流为主要特征的煤矿机电一体化产品已在煤炭生产作业中得到普遍应用。以

计算机为核心的电牵引采煤机、全数字直流提升机成为国内市场主导产品。

(2)煤矿安全生产监控系统得到迅速推广。目前国产的煤矿安全监测系统已在400多个

煤矿得到使用，基本上占领了国内市场。

(3)煤炭企业信息系统的开发建设从单项应用走向系统集成，成为煤炭信息化建设新趋

势。据统计，“九五”末国有重点煤炭企业用于生产经营管理的计算机约有5.4万多

台，普遍应用在财务、销售、计划、统计、劳资、物资、固定资产等重要管理环节。

据原国家经贸委《全国企业信息化建设现状和十五规划情况调查报告》调查显示，煤炭行业60%的企业信息化装备水平较高，硬件投入大，但全面实现信息化管理的企业寥寥无几。矿山行业的信息化，明显存在重投入、轻管理，重局部、轻整体，重硬件、轻软件的问题，重项目建设，轻IT人才培养。主要有以下几点：

(1)矿山行业信息化的整体水平不高；

(2)矿山行业信息化发展不均衡，主要表现在企业管理信息化相对进展迟缓,企业之间

的信息化差距很大；

(3)“信息孤岛”问题严重制约着矿山行业信息化整体效益的实现；

(4)行业专用软件研发相对滞后，研发力量薄弱，从现有市场情况分析，适合矿山行业

特点和需求的专用软件比较缺乏，难以充分满足矿山生产发展和技术升级的需要。

2.2 矿山数字技术的新进展

二十世纪80年代，一些矿山企业与科研院所、大专院校开始合作探索计算机技术在矿山设计和生产中的应用，并开发了一些应用系统软件，如：矿山资源储量计算软件、矿井通风系统软件等等，为推动我国矿山信息化建设起到了积极的作用。九十年代后，随着国家信息化的快速发展和市场环境的变化，矿山信息化进入快速发展阶段，围绕着如何提高矿山生产效率和管理效率、降低开采成本、提高矿山开采的技术水平和生产能力等开展了大量的研究，并取得了丰硕的成果，主要成果概述如下[4-8]：

1、矿床可视化建模和储量计算得到推广

随着数字地球、数字中国等概念的不断涌现，“数字矿山”的概念也逐步得到推广和实施。通过矿山地质数据的获取、输入与管理，建立矿床地质模型，实现矿山地质图件编制及地质