数字矿山的定义_内涵与进展_卢新明
数字化矿山(相关资料)
数字化矿山（蓝色为重点，绿色为不重要）1.数字化矿山的定义“数字化矿山”(Digital Mine)或简化/简称为“数字矿山”，是对真实矿山整体及其相关现象的统一认识与数字化再现，是一个“硅质矿山”，是数字矿区和数字煤矿的一个重要组成部分。
核心是在统一的时间坐标和空间框架下，科学合理地组织各类矿山信息，将海量异质的矿山信息资源进行全面、高效和有序的管理和整合。
数字矿山的核心是在统一的时间坐标和空间框架下，科学合理地组织各类矿山信息，将海量异质的矿山信息资源进行全面、高效和有序的管理和整合。
数字矿山的任务是在矿业信息数据仓库的基础上，充分利用现代空间分析、数据采矿、知识挖掘、虚拟现实、可视化、网络、多媒体和科学计算技术，为矿产资源评估、矿山规划、开拓设计、生产安全和决策管理进行模拟、仿真和过程分析提供新的技术平台和强大工具。
2.数字化矿山的远景规划所谓数字化办公即几乎所有的办公业务都在网络环境下的OA系统中实现。
同时对不适应社会主义市场经济体制要求的落后经营方式、僵化组织结构、低效管理流程等，进行全面而深刻的变革。
目前从管理体制和工作习惯的角度来看，全面的数字化办公还有一段距离，首先是数字办公必然冲击现有的管理体制，使现有管理体制发生变革，尽管如此，全面实现数字化办公是油田公司办公自动化发展的必然趋势。
通过企业OA系统，将有利于管理规范化和服务全面化。
通过沟通、协调、控制，将在管理上优化办公过程、优化信息结构。
通过业务规范化，将改造和完善现在正渴望吸取科学管理思想的办公管理业务及其流程；通过信息规范化，将提出更多、更新的信息需求，并帮助归纳信息、减少信息的重复和不一致。
在对企业业务流程全面重组、整合的基础上，进一步提高流程速度，使管理流程、生产流程更加科学化、先进化、快速化。
有效地促进现有企业管理的现代化、科学化，适应竞争日益激烈的市场要求，实现信息共享和直接的数据交换的能力，从而强化企业间的联系，形成共同发展的生存链，使决策者及业务部门实现跨企业的联合作战，更直接地与网络时代的经济紧密结合。
数字矿山的发展历史、内涵和关键技术
数字矿山的现状与发展***** **** *** 引言21世纪是信息主导的世纪！“数字化生存”已成为知识经济的标志。
信息技术迅速发展，给采矿业带来了巨大的冲击。
科技进步、矿产资源消费的急剧增长和开采加工难度的日益增大，促使采矿逐渐走向数字化和智能化。
早在1998年, 美国前副总统戈尔就提出了数字地球(Digital Earth)的概念，之后1999年召开的首届国际数字地球大会上又提出了数字矿山(Digital Mine)的概念。
数字矿山作为信息时代的必然产物, 在矿业中发挥出越来越大的作用, 是矿业发展的目标和方向。
自1999年首届国际数字地球大会上提出了数字矿山(Digital Mine简称DM)概念以来，DM的思想已开始深入人心，DM科学研究与技术攻关已悄然兴起。
2001年“国际APCOM”会议上组织了首次“国际DM”主题讨论；2004年4月中国科协青年科学家论坛第86次活动以“数字矿山战略与未来发展”为主题。
2006年, 煤炭工业技术委员会和煤矿信息与自动化专业委员会在新疆乌鲁木齐召开了数字化矿山技术研讨会，提出了建设安全、高效、绿色、和谐的新型现代化矿井的目标。
由于矿山是一个以资源为开发对象的离散生产系统，因此，数字矿山既不是“数字地球”概念的简单延伸，也不是制造型企业用得非常普遍的企业资源计划（ERP，Enterprise Resource Planning）概念的简单复制，而是一个包含二者部分特性的新概念。
我国是一个发展中国家，工业化任务尚未完成，对矿业而言，目前尚处于机械化矿山的初级阶段。
随着经济全球化以及中国加入WTO，矿产资源的不可再生性以及各国对资源占有的战略性思维，使其迅速成为经济全球化竞争的首要领域。
中国矿山企业在获得良好发展机遇的同时，也面临着不可避免的、全面而残酷的竞争。
与其他行业一样，国内矿业为了能够抓住机遇，并在激烈竞争中获得生机，必须改变传统的经营管理观念、经营管理方式，积极应用先进适用的信息技术等来改造提升我国的传统矿业的装备、工艺与方法、经营管理方式和手段，使企业决策、生产、经营、管理效率和水平得以较大增长，提高企业的经济效益，实现我国矿业的跨越式发展，从而增强矿业企业的创新能力和国际竞争力，这是建立“数字矿山”的原因和目标。
数字矿山1--数字概况
数字矿山是当今采矿科学、信息科学、人
工智能、计算机技术和3S技术发展与高度 结合的产物,它将深刻改变传统的采矿生产 活动和人们的生活方式。 我国在资源开采自动化控制、评价、管理、 矿业专用软件方面对外依存度高，严重影 响了资源评价、储量监管、生产自动控制 的水平、效率和可信度，降低了矿山设计 和计划编制的效率与可靠性，制约了矿山 信息化的进程。
能源结构中占有极为重要的地位，煤炭行 业成为我国国民经济主要传统行业之一。 在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。
“九五”、“十五”“十一五”期间，我国
煤炭行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，也促进了煤炭安全生产。 （一）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。
人类生存的空间是有限的，而生存的过程是
无限。如何合理开发与利用有限空间中（地 球）的有限矿山资源来满足人类社会在无限 时间中的可持续发展需求，已成为人类社会 的共同主题。 在以知识经济为特征的信息社会中，信息不 仅将作为一种重要的经济资源，而且将作为 一种物质形式与自然资源相耦合，成为人类 生存与发展的基础，并规范人类开发、加工 和利用各类自然资源（包括矿产资源）的方 式与方法。
目前，Inco公司在Stobie矿和Greighton矿
分别有6台和8台遥控采矿设备投入运行。 1999年6月，Inco公司在地面的一幢大楼内 设立了一个中央控制站，对该公司所属的 多个矿山、多个矿体的开采活动进行集中 自动控制。 由此，地下矿山的采、掘、运均实现了无 人作业，即无人采矿（hands-off mining）， 仅当设备出现故障时，维修人员才会到达 采掘现场。
数字矿山
数字化矿山是将数字矿山中的固有信息数字化，按三维坐标组织起来一个数字矿山，全面、详尽地刻画矿山及矿体的基础上再嵌入所有相关信息组成一个意义更加广泛的多维的数字矿山。
我们认为后一个层次才是真正的“数字矿山”，而“数字矿山”是需要多数字矿山建设是一个复杂的系统工程，不可能一蹴而就，需要个学科、高校、科研院所和煤炭企业的科技人员协同作战、长期奋斗才能实现的。
基于数字矿山建设的目标和主要内容，对现代先进技术进行集成创新，根据不同的矿山企业的特点制定符合企业实际的数字矿山建设总体技术方案。
1生产调度与监测监控技术生产调度系统是煤矿安全生产管理中的重要手段之一，在煤炭生产中发挥着非常重要的作用。
在地面，它是行政通信系统不可缺少的重要补充部分，因为煤矿生产规程中规定，在地面如绞车房、中央变电站等重点部位要安装行政、生产两套通信设备，保证在一个系统出现故障，另一个系统能满足生产的需要。
在井下，生产调度通信系统则是主要的通信手段，井下各生产环节的信息主要通过该系统来传递。
生产调度与过程控制建立在综合通讯系统平台上，以实现对人员设备跟踪定位、设备运行状态控制以及视频监视系统和虚拟现实系统，实现对采矿生产调度与过程控制，只有建立了功能完善的生产调度与过程控制系统才可能实现危险作业场所遥控采矿和无人采矿。
2矿山安全监控系统及环境监测技术矿山井下生产过程中，主要的危害有岩体破坏、有毒有害气体、火灾等。
因此，必须建立起有效的综合安全监控与预警系统矿山综合安全监控与预警系统采用传感器采集各种数据，安全检测系统采用时分制分布式结构，主要由地面监控主机、数据库服务器、网络终端、图形工作站、通信接口、避雷器、系列监控分站、各种传感器和控制执行器等部分组成。
具有良好的开放性和可伸缩性，采用模块化设计，组态灵活。
监控中心运行在标准的Ethernet TCP/IP网络环境，操作系统平台为中文Win2000，可方便实现网上信息共享和网络互联。
数字化矿山现状及发展展望
数字化矿山现状及发展展望【摘要】数字化矿山是指利用先进的数字技术对矿山进行管理和运营的过程。
本文首先介绍了数字化矿山的定义及特点，然后分析了目前数字化矿山的现状，包括数字化技术在矿山中的应用和发展面临的挑战。
接着探讨了数字化矿山的未来发展趋势，包括发展前景和对矿山行业的影响。
数字化矿山的发展将为矿山行业带来更高效、安全、环保的生产方式，推动矿山行业向数字化转型。
在全球范围内，数字化技术已经成为矿山行业的发展趋势，未来数字化矿山将继续发展并引领行业向更高水平发展。
【关键词】数字化矿山、现状、发展展望、定义、特点、分析、技术应用、挑战、未来发展趋势、发展前景、矿山行业影响、结语。
1. 引言1.1 数字化矿山现状及发展展望数字化矿山是当今矿业行业的重要发展方向，利用先进的信息技术和智能化设备，实现矿山生产过程的数字化、网络化和智能化。
数字化矿山的发展对提高矿山生产效率、降低生产成本、提升安全生产水平具有重要意义。
数字化矿山的现状分析显示，目前许多矿山企业已经开始尝试数字化转型，通过引入智能化设备和信息技术系统，实现矿山生产数据的实时监控和分析。
数字化矿山在发展过程中也面临诸多挑战，如信息安全、设备智能化水平、人才培养等问题亟待解决。
数字化技术在矿山中的应用涵盖了矿山生产管理、安全生产监测、资源勘探开发等方面，极大地提升了矿山生产效率和安全性。
未来，数字化矿山将逐步向智能化、自动化方向发展，推动矿山行业朝着高效、智能、可持续的方向发展。
数字化矿山的发展前景广阔，将对矿山行业产生深远影响，推动行业向数字化转型。
数字化矿山所带来的变革将为矿山行业赋能，提升整体竞争力，实现可持续发展。
在全球数字化浪潮的推动下，数字化矿山将成为矿业行业发展的重要引领者。
2. 正文2.1 数字化矿山的定义与特点数字化矿山是利用信息技术和智能化设备对矿山生产过程进行全面数字化管理和控制的现代化矿山生产模式。
数字化矿山的特点主要包括以下几个方面：一是实现高效智能化。
数字矿山建设中的矿山智能化测量技术
数字矿山建设中的矿山智能化测量技术数字矿山的含义数字矿山的定义是：在矿山企业的生产范围之内，通过运用现代化的先进技术，传感器网络相关技术，以及数据库的技术相关技术应用，对矿山企业的各个环节以及各个生产要素，进行相应的科学性的、数字性的、集成性的，以及网络性的相关管理，并且通过实际的具有应用要求，对矿山进行相应的规划，对矿山的安全问题进行管理，经营管理，以及相应的应急救援指挥等相关系统的应用。
通过对矿山进行数学化的管理，使矿山企业可以安全的进行生产，各个生产经营业务流程可以数字化的进行，并且加工成新的信息，向各层管理者及时传达信息，让各层管理者可以及时掌握动态的业务信息，更有利于各层管理者做出最优的决策方案，让企业的资源得到合理的配置，在竞争激烈的市场环境下，让企业得到最大的经济效益。
矿山测量的任务矿山测量是一个相对独立，并且是多学科交叉的专业。
最近几年来，人类社会面临着几大难题，它们是环境、人口、资源，以及灾害。
有关学者对此进行了相关研究，结果表明：在对生产矿区进行实时动态监测的同时要对环境进行相应的综合监测，，并且对以此得到的信息进行信息化的管理，对矿产的生产经营进行综合性的治理，都起到了很长关键的作用。
目前逐渐兴起的由3S为主导的空间信息技术，已经逐步的在矿区测量与矿区生产的过程中进行了应用，3S为主导的空间信息技术的应用对进行现代化的采矿技术起到了非常重要的服务和辅助决策的作用。
目前对矿山测量的主要任务包括以下几个方面：对矿山进行勘测、设计、开发和生产运营的各个阶段的过程中对矿区的地面工程和地下空间的相关资源进行信息化的收集和采集、分析和处理，利用与开发，并且对合理的资源进行有效的开发，对环境进行很好的保护，对环境进行治理和服务。
现代化的矿山测量技术为矿山的合理开发和发展起到了关键的作用。
矿山测量的研究内容与目标在对矿山的建设中，矿山测量是非常重要的一个方面，除了对矿井进行一般性的建设以外，还要进行生产性测量，主要的内容和目标包括以下几个内容：1、关于矿图数字化和数字化成图的自动化矿山地学信息系统矿山的GIS数据采集的手段包括两个方面，一方面是矿图的数字化，一方面是数字化的成图技术。
数字矿山技术
数字矿山技术信息技术的快速发展和浪潮般的推广应用为矿山企业带来了机遇，也带来了压力。
“数字矿山”应运而生并开始提到一些决策者的议事议程。
随着计算机技术、信息技术、通信技术、自动控制技术、3S （ G IS, GPS, RS）技术、网络技术的发展，国内众多研究机构和学者对数字矿山建设的关键技术和建设方案从不同角度提出了各自的看法及思路。
建立数字矿山既可以实现安全管理的数字化，为打造本质安全型矿井提供信息保障，也是实现生产管理的精细化，为打造高产高效矿井提供决策手段。
数字矿山既不是“数字地球”概念的简单延伸，也不是普通ERP概念的简单复制，而是一个包含二者部分特性的崭新概念。
中国矿山在矿山勘察、规划、设计、生产、管理、全过程监控等信息化领域与发达采矿国家的差距越来越大，中国矿山既没有把信息资源当作矿山的重要战略资源之一加以统筹开发和利用，更没有形成系统性能稳定、信息资源充足的矿山信息基础设施，也没有形成“数字矿山”建设规范。
2数字矿山的定义数字矿山也称智慧矿山，是建立在矿山数字化基础上能够完成矿山企业所有信息的精准适时采集、网络化传输、规范化集成、可视化展现、自动化操作和智能化服务的数字化智慧体。
1）数字化基础：已把矿山的所有内容处理成现代计算机可以接受、储存、拷贝、加工和网络传输的数字信息，并保证信息的完整性。
2 ）精准适时采集：能准确地采集到任何地点、任何时间所需要的安全、生产和管理等信息，并保证信息的及时性。
3）网络化传输：所有信息包括实时数据、多媒体数据和管理数据可以通过局域网和广域网进行准时、可靠、安全的传输，必要的数据要保证时钟同步。
4）规范化集成：通过标准的数据格式、开放的通信协议和统一的管理规范所定义的数据仓库实现各种应用中信息的互连互通，确保数据的唯一入口和一致性。
5）可视化展现：对于数据仓库中的所有信息和模型均可用四维地理信息系统技术、虚拟现实技术、模拟仿真技术、多媒体技术和可视化分析技术进行表达和展现，实现透明管理。
数字化矿山现状及发展展望
数字化矿山现状及发展展望1. 引言1.1 背景介绍矿山是人类社会发展的重要支撑，其在资源开采、经济贡献和就业等方面都具有重要意义。
传统矿山存在着诸多问题，如安全隐患高、生产效率低、环境污染严重等。
为了解决这些问题，数字化技术逐渐被引入到矿山生产中，形成了数字化矿山。
数字化矿山是指利用现代信息技术对矿山生产实施全面数字化改造的过程，涵盖了矿山信息化、智能化、虚拟化等多个方面。
数字化矿山的出现极大地提升了矿山生产的效率和质量，同时也为矿山管理带来了全新的挑战和机遇。
在全球范围内，数字化矿山的发展正在取得长足进步。
越来越多的矿山企业开始意识到数字化转型的重要性，并积极推动相关技术的应用和创新。
数字化矿山的发展不仅可以提升矿山生产的安全性和效率，还可以降低生产成本，减少环境污染，推动矿山可持续发展。
在这样的背景下，本文将对数字化矿山的现状、优势、挑战、发展趋势以及技术创新进行深入探讨，旨在为读者全面了解数字化矿山的现状和未来发展提供参考。
1.2 数字化矿山概述数字化矿山是指通过应用信息技术和先进技术手段来管理和运营矿山，实现矿山智能化、自动化、数字化的发展趋势。
随着信息技术的迅猛发展和矿山行业的需求日益增长，数字化矿山的概念逐渐被提出并受到广泛关注。
数字化矿山涵盖了矿山的生产、管理、安全、环保等各个方面，通过集成信息技术、传感技术、自动化技术和人工智能等先进技术手段，实现全面的监测、控制和管理。
数字化矿山的建设不仅可以提高矿山生产效率和质量，降低工作风险和环境污染，更可以提升矿山管理水平和决策效率。
数字化矿山的发展已经成为矿山行业的发展趋势，越来越多的矿山企业开始重视数字化转型，积极推动矿山信息化建设。
通过数字化矿山的建设，可以实现矿山生产管理的智能化和精细化，提升整个矿山产业的竞争力和可持续发展能力。
数字化矿山的发展将为矿山行业带来新的机遇和挑战，值得深入研究和探讨。
2. 正文2.1 数字化矿山的现状数字化矿山是指运用现代信息技术和互联网技术对矿山进行智能化管理和运营的方式。
数字矿山的定义、内涵与进展
数字矿山的定义、内涵与进展卢新明1, 2, 尹红2(11山东科技大学, 山东青岛266510; 21山东蓝光软件有限公司, 山东泰安271000)摘要: 目前, 用数字矿山技术打造本质安全型的高产高效矿井已成为我国采矿企业追求的目标。
通过数字矿山的完整定义, 简要描述了数字矿山的主要内容、技术内涵、建设规范和系统功能, 论述了我国数字矿山技术的研究进展及其在矿山企业的应用现状, 以此为准备实施或正在实施数字矿山建设的企业决策者和工程技术人员提供参考。
关键词: 数字矿山; 定义; 内涵; 进展; 系统中图分类号: TD67 文献标志码: A 文章编号: 0253 - 2336 (2010) 01 - 0048 - 05Definition, Connotations and Progress of D igitalMineLU Xin2m ing1, 2, YIN Hong2(1. Shandong University of Science and Technology, Q ingdao 256510, China;2. Shandong L ionking Software Com pany L td. , Tai an 271000, China)Abstract : A t p resent, an intrinsic safety type high p roduction and high efficientminebuiltwithdigitalmine technology has become a tar2get sought by the coal mining enterp rises in China. W ith the comp leted definition of the digital mine. The paper briefly described maincontent, technology connotation, construction regulation and system functions of digitalmine, the paper stated the research p rogress andthe app lication status of the digital mine technology in mine enterp rises, which could p rovide the references to the enterp rise s decisionmaker and engineering technical personnel of the digital m ine construction to be imp lemented or in imp lemented.1 概述随着计算机技术、信息技术、通信技术、自动控制技术、3S ( GIS, GPS, RS) 技术、网络技术的发展, 国内众多研究机构和学者对数字矿山建设的关键技术和建设方案从不同角度提出了各自的看法及思路[ 1 - 17 ]。
数字矿山考前复习整理
数字矿山总结数字矿山：所谓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，建成一个矿山信息模型，描述矿山中每一点的全部信息，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。
数字矿山就是一个矿山范围内的以三维坐标信息及其相互关系为基础而组成的信息框架，并在该框架内嵌入我们所获得的信息的总称数字化矿山应当实现以下目标：1、从各个作业工序和部门能实时获得数据，这些数据结合矿山管理系统，可以指导生产、规划和管理；2、矿山各部门之间在共享信息资源方面过去总是存在障碍。
数字化矿山则扫除了这些障碍，尽量消除了信息共享方面的延误；3、提供信息准确、及时的系统；4、建立多个平行数据库，使多用户能同时使用更新数据。
5、与矿体、矿山模型、采矿设计和模拟工具有关的所有信息都高度集成。
我国矿山企业信息化建设大体处在以下3 个层次上:第1 层次———“无路无车”。
第2 层次———“有路无车”。
第3 层次———“车货不一”。
数字矿山建设当前的任务①建立企业级共享的MGIS 办公系统②进行矿产储量动态化管理③提高矿山安全管理自动化水平④实现投入产出分析的业务化DM 最终表现为矿山的高度信息化、自动化和高效率, 以至无人采矿和遥控采矿。
DM 的六大基本特征（吴立新观点）。
1.以高速企业网为“路网” 要想信息化, 就得先修“路”。
2.以组件式矿山软件为“车辆”，有“路”必有“车”,“车”型多样化。
3.以矿山数据与模型为“燃料” “车”子要想跑, 靠的是“燃料”。
4.以3DGM 与数据挖掘为“过滤” “燃料”分品质, 关键是“过滤”5.以数据采集与更新为“保障” “燃料”有保障, 系统才高效。
6.以矿山GIS(地理信息系统) 为“调度” 系统要高效, “调度”不可少DM 结构：由外向里依次为采集系统（测量、勘探、传感、文档）、调度系统（MGIS）、应用系统（矿山CAD,MCAD;虚拟采矿VM；矿山信息系统MIS人工智能AI；EC,SV）、过滤系统(三维地学模型、数据挖掘)、核心系统（数据库、模型库）共5 部分数字矿山的关键技术（9项吴立新观点）1.矿山数据仓库技术2.矿山数据挖掘技术3.真3DGM 与可视化技术4.矿山3D 拓扑建模与分析技术5.组件式矿山软件与模型6.地下快速定位与自动导航技术7.井下多媒体通讯与无线传输技术8.智能采矿机器人“班组”技术9.矿山3S , OA , CDS（指挥调度系统）五位一体技术数字矿山与数字化矿山的比较定义：数字矿山是建立在以多时空、动态的采掘系统（包括矿体、地层环境与井巷工程），以矿山实时观测、网络和计算机信息处理为主体的技术系统；而数字化矿山是基于数字矿山为基础平台和数据仓库来实现的一种现代化矿山形式区别：数字化往往强调的是过程，是动态的，而数字是结果，是静态的王青教授对于数字矿山的观点数字矿山是以计算机及其网络为手段, 把矿山的所有空间和有用属性数据实现数字化存储、传输、表述和深加工, 并应用于各个生产环节与管理和决策之中。
数字矿山
数字矿山的提出
数字矿山是对真实矿山整体及其相关现象的统一认识与数 字化再现，是一个“硅质矿山”，是数字矿区和DC的一个重要 组成部分。根据我国数字矿山研究的一些专家定义：“DM是对 真实矿山整体及其相关现象的统一认识与数字化再现,是一个 ‘硅质矿山’,是数字矿区和DC的一个重要组成部分”。“DM 的核心是在统一的时间坐标和空间框架下，科学合理地组织各 类矿山信息，将海量异质的矿山信息资源进行全面、高效和有 序的管理和整合。DM的任务是在矿业信息数据仓库的基础上， 充分利用现代空间分析、数据采矿、知识挖掘、虚拟现实、可 视化、网络、多媒体和科学计算技术，为矿产资源评估、矿山 规划、开拓设计、生产安全和决策管理进行模拟、仿真和过程 分析提供新的技术平台和强大工具。”
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数字矿山的提出
一般认为， 一般认为，数字矿山是各种信息系统和计算技术的有机整 它将矿山的各种信息转化为计算机能够识别、 合，它将矿山的各种信息转化为计算机能够识别、传输和运算 的数据流。数字矿山应该具有6项基本特征， 的数据流。数字矿山应该具有6项基本特征，它们是以高速企 业网为“路网” 以采矿CAD MCAD）、虚拟现实（VR） CAD（ ）、虚拟现实 业网为“路网”，以采矿CAD（MCAD）、虚拟现实（VR）仿真 CS）、科学计算（SC）与可视化（VS） ）、科学计算 车辆” （CS）、科学计算（SC）与可视化（VS）为“车辆”，以矿业 数据和矿业应用模型为“货物” 3DGM和数据挖掘为 和数据挖掘为“ 数据和矿业应用模型为“货物”，以3DGM和数据挖掘为“包 以多源异质矿业数据采集与更新系统为“保障” 装”，以多源异质矿业数据采集与更新系统为“保障”和以 MGIS为 调度” 在围绕以上6项基本特征的关键技术支持下， MGIS为“调度”。在围绕以上6项基本特征的关键技术支持下， DM将以矿山的高度信息化 自动化、高效率和遥控采矿（ 将以矿山的高度信息化、 DM将以矿山的高度信息化、自动化、高效率和遥控采矿（以至 无人采矿）为特色。 无人采矿）为特色。
数字矿山新进展
地形环境仿真， 真实再现地景， 用于交互式观察和分析，
提高对地形环境的认知效果， 是今后 三维可视化发展的 一 个重点， 在煤矿企业应用与发展中具有强劲优势
了正常连续生产过程中采场无人操作，工作面作业人员由过去的14人减少
至5人
——中国安全生产报
四、三维可视化系统在煤矿监测中的建设与应用
三维可视化系统是融合地理学、 地图学和计算机科学等 多学科而建成的平台系统， 它具有对空间数据获取、存储、
显示、编辑、处理、输出与应用等多种功能。 矿山三维可视
化系统的建成可以形象逼真的展现矿井周边地貌、 井上下生 产生活环境、生产系统在线运行数据、及设备监测管理等多种 应用。 通过该系统可以实现矿井的全景及动态显示，真实直 观的表现岩层、煤层、断层特征，准确清晰的呈现井下巷道、
陕西煤业化工集团黄陵矿业有限公司一号煤矿（以下简称黄陵一矿） 1001工作面从4月1日至今以无人化模式采煤作业已超过6个月。在采煤作
业时，采煤工作面支架支护区域只有1个人巡视，无需人工操作。
红柳林煤矿的综采成套装备智能系统融合了采煤机智能记忆割煤、液 压支架跟机自动化、运输系统煤流负荷平衡、远程遥控等高新技术，实现
数字矿山的新进展
数字矿山的新进展
一、数字矿山的概念 二、数字矿山的内容
三、数字矿山的发展状况
四、三维可视化系统在煤矿监测中的建设与应用
一、什么是数字矿山？
数字矿山
图3-1GIS系统流程图
功能：
利用GIS可以建立地质数据库，积累三维空间地质数字资料，圈定实体模型、块体模型。矿山技术人员采集数据记录，输入系统，完成矿床地表地形、地质方面的三维成图工作，建立地表模型、地质数据库、地质模型，为日常生产测量、地质、采矿工作提供准确数据资料和基础模型，开展采矿境界优化设计、编制月度采掘计划、月末图纸更新等工作，从而转变传统工作方式，提高了工作效率。
模型层，即表述层，如空间和矿物属性的三维和二维块状模型、矿区地质模型、采场模型、地理信息系统模型、虚拟现实动化模型等。该层不仅将数据加工为直观、形象的表述形式，而且为优化、模拟与设计提供输入。
模拟与优化层，如工艺流程模拟、参数优化、设计与计划方案优化等。
设计层，即计算机辅助设计层。该层为把优化解转化为可执行方案或直接进行方案设计提供手段。
图2-1数字矿山系统层次图
系统实施层级和流程结构
东方测控集团是我国最大的矿山自动化设计实施企业，根据多年经验积累，我们根据我国矿山企业的现状和实际需求再结合数字矿山的理论将数字矿山系统分为四个应用系统构成层级和纵横交织的网状的流程结构
图2-2数字矿山应用系统构成图
图2-3数字矿山流程图
矿山数字化是将多个大型与矿山生产管理相关的系统应用软件集成的过程，是为矿山企业全面信息化的整体解决方案的实施过程，是一项完整的系统工程，根据系统工程学思想和多个现场实施经验，我们将可实施应用系统按功能自顶向下分层，逐层分解：
数字化矿山解决方案
一
“数字矿山”是以数字化、信息化、虚拟化、智能化、集成化为基础，由计算机管理的管控一体化系统，综合考虑生产、经营、管理、环境、资源、安全和效益等因素，使企业整体协调优化，在保障企业可持续发展的前提下，达到提高企业效益、市场竞争力和适应力的目的。其最终目标是实现矿山企业综合自动化和全面信息化。
《数字矿山课件》PPT课件
1.矿山数字地质、矿床模型研究与开发
(1)数字地质模型子系统
根据钻探或遥感、遥测信息建立矿床地质构造模型，
如矿岩体、断层、破碎带、岩性、构造等。
(2)数字矿床模型子系统
数字块状模型品位模型、杂质含量模型及价值模型。
8
以地质及矿床模型为基础； 结合其它关键信息构造虚拟矿山； 进行数字模拟开采； 完成矿山长、中、短期开采计划编制； 露天矿穿爆设计、地下矿巷道标准断面设计、峒室设 计、开拓设计、采矿方法设计、通风设计、管道设计、灾 变应变预案等工作。
提升运输监控子系统; 供排水监控子系统; 压气通风监控子系统。
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井下无线通讯与人员定位技术
采用无线通讯系统， 实现井下矿无障碍通讯和人员定位，全面、实时、 动态的反映井下人员分布状况。
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5.矿山安全监测与预警系统
边坡、排土场、尾矿坝的稳定性监测、评价和预报； 地下矿地压、矿震监测与预报； 通风、粉尘、地下水监测与预警等。
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3.矿山生产过程管控一体化
(1)GPS露天矿生产调度监控系统
基于计算机、GPS、无线通讯及设备监测监控技术； 实现开采设备生产作业参数及状态的监测监控和故障的诊断； 采场运输的自动、优化调度； 通过降低总运输功和采掘、运输设备的等待时间，提高采装、 运输系统的效率，降低采运成本。
(2)地下矿生产调度监测系统
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5 管理信息系统开发
老虎台煤矿综合信息平台：建立一套地面综合信息网 络，包括工资管理、财务管理、考勤管理、物供管理和安 全、生产技术管理等，并和局联网运行。目前全矿有计算 机300台左右，均在该网络运行，有效地促进了企业管理 的现代化。
水厂铁矿以MES为服务对象的生产执行系统数字化； 以ERP为核心的企业资源管理数字化以办公OA系统为平台 的办公数字化系统的建设，大大的推进了办公管理系统的 数字化水平。
数字矿山概念
数字矿山是数字地球在矿山开发中的应用。
所以定义数字矿山首先要理解数字地球。
数字地球是指“一个多种分辩率，三维的表述方式，使我们能嵌入巨大数量的地理坐标系数据系统”《数字地球：展望21世纪我们这颗行星》戈尔．1998年）就是指在全球范围内建立一个以空间位置为主线。
将信息组织起来的复杂系统，即按照地球坐标整理并构造一个全球的信息模型，描述地球上每一点的全部信息，按地理位置组织，存储起来，并提供有效、方便和直观的检索手段和显示手段，使每一个人都可以快速、准确充分和完整地了解及利用地球上各方面的信息。
在这个意义上，数字地球就是一个全球范围的以地球位置及其相联系为基础而组成的信息框架，并在该框架内嵌入我们所能获得的信息的总称。
因此，我们可以从两个层次上来理解数字地球。
一个层次是将地球表面每个点上的固有信息（即与空间位置直接有关的相对固定的信息，如地形、地貌、植被、建筑、水文等）数字化。
按地理坐标组织起来一个三维的数字地球，全面、详尽地刻画我们居住的这个星球，亦即我们通常所指的那样，是地球本身；另一个层次是此基础上再嵌入所有相关信息（即与空间位置间接有关的相对变动的信息，如人文、经济、政治、军事、科学技术乃至历史等)组成一个意义更加广泛的多维的数字地球，为各种应用目的服务。
数字矿山的特征与数字地球是一致的，只是尺度和范围上不同。
所谓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。
在这个意义上说，数字矿山就是一个矿山范围内的以三维坐标信息及其相互关系为基础而组成的信息框架，并在该框架内嵌入我们所获得的信息的总称。
因此，我们同样可以从两个层次上来理解数字矿山。
一个层次是将数字矿山中的固有信息（即与空间位置直接有关的相固定的信息，如地面地形,井下地质、开采方案、已完成井下工程等）数字化，按三维坐标组织起来一个数字矿山，全面、详尽地刻画矿山及矿体；另一个层次是在此基础上再嵌入所有相关信息（即空间位置间接有关的相对变动的信息，如储量管理、机电管理、人事管理、生产管理、技术管理等等）组成一个意义更加广泛的多维的数字矿山。
智慧矿山技术内涵与进展
智慧矿山技术内涵与进展
卢新明
【期刊名称】《智能矿山》
【年(卷),期】2024(5)2
【摘要】煤炭是我国的主要能源和工业原料,但同时也是不可再生资源,我国煤层赋存条件十分复杂、开采环境比较恶劣、开采作业的安全形势较为严峻,要实现安全、高效、低耗、绿色开采,特别是高采出率的无损失开采和提高矿工工作与生活的幸
福指数,必须采用新理念、新技术和新工艺,实现少人化和无人化采矿,数字化和智慧化开采已成为采矿工业发展的必由之路。
【总页数】8页(P13-20)
【作者】卢新明
【作者单位】山东蓝光软件有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】F42
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第38卷第1期煤炭科学技术V ol 138 N o 11 2010年1月Coal Science and Techno logyJan .2010机电与自动化数字矿山的定义、内涵与进展卢新明1,2,尹 红2(11山东科技大学,山东青岛 266510;21山东蓝光软件有限公司,山东泰安 271000)摘 要:目前,用数字矿山技术打造本质安全型的高产高效矿井已成为我国采矿企业追求的目标。
通过数字矿山的完整定义,简要描述了数字矿山的主要内容、技术内涵、建设规范和系统功能,论述了我国数字矿山技术的研究进展及其在矿山企业的应用现状,以此为准备实施或正在实施数字矿山建设的企业决策者和工程技术人员提供参考。
关键词:数字矿山;定义;内涵;进展;系统中图分类号:TD67 文献标志码:A 文章编号:0253-2336(2010)01-0048-05D efinition ,Connotati ons and Progress of D i gitalM ineLU Xin-m ing 1,2,Y I N H ong2(1.Shandong U niversit y of S cie nce and Tec hnology ,Qingdao 256510,C hina;2.Shandong L ionking Soft wa re Company L td.,Ta i Äan 271000,Ch ina )Ab strac t:A t presen ,t an intri nsic safe t y t ype high produc tion and high e ffi c ien tm ine builtw ith digitalm i ne techno logy has beco m e a tar-ge t sought by the coa lm i n i ng ent e rprise s i n China .W it h the comp l e ted defi n ition of t he digital m ine .The paper briefl y descri bed m a i nconten,tt echno l ogy conno tati on ,construc tion regu lati on and s y st em functi ons of dig ita lm ine ,t he paper st a t ed t he re search progre ss andthe app licati on status of the dig ita lm i ne techno l ogy in m ine enterprise s ,which cou l d provide t he re f e rence s to t he en t e rprise Äs decisi on m aker and eng i neering technical pe rs onne l of t he digital m ine constructi on to be i mp l emented o r in i m ple m ented .K ey word s:d i g ita lm ine ;defi nition ;conno tati ons ;p rogress ;syste m基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)重点基金资助项目(2009AA062700);国家科技型中小企业技术创新基金重点资助项目(08C26213702008)1 概 述随着计算机技术、信息技术、通信技术、自动控制技术、3S (G I S ,GPS,RS )技术、网络技术的发展,国内众多研究机构和学者对数字矿山建设的关键技术和建设方案从不同角度提出了各自的看法及思路[1-17]。
建立数字矿山既可以实现安全管理的数字化,为打造本质安全型矿井提供信息保障,也是实现生产管理的精细化,为打造高产高效矿井提供决策手段。
因此,中国有不少矿山企业都加大了信息化建设的投入,为打造数字矿山而努力,大多数现代矿井和大型集团公司都实现了瓦斯监测系统联网,有些公司实现了部分综合自动化;有些公司实现了部分ERP 项目、设备管理或资产管理;大部分公司实现了计算机辅助地测制图;有些公司已经开始实施地理信息系统建设;有些采矿企业数字矿山建设已成雏形。
但由于矿山是一个以资源为开发对象的离散生产系统,主要作业处于地表深处,地质条件复杂,环境恶劣,瓦斯、粉尘、水害、顶底板事故,火灾隐患难以探测和辨识,大型事故时有发生,给我国矿业生产造成了重大损失,也严重危及了矿工的人身安全。
因此,数字矿山既不是/数字地球0概念的简单延伸,也不是普通ERP 概念的简单复制,而是一个包含二者部分特性的崭新概念。
中国矿山在矿山勘察、规划、设计、生产、管理、全过程监控等信息化领域与发达采矿国家的差距越来越大,中国矿山既没有把信息资源当作矿山的重要战略资源之一加以统筹开发和利用,更没有形成系统性能稳定、信息资源充足的矿山信息基础设施,也没有48DOI ：10.13199/j.cst.2010.01.53.luxm.032卢新明等:数字矿山的定义、内涵与进展2010年第1期形成/数字矿山0建设规范,不少学者和企业技术人员对数字矿山的定义、内涵和作用还是比较模糊,本文通过数字矿山的完整定义,简要描述了数字矿山的技术特征、建设内容、技术规范、系统功能,结合国家/8630重点项目5数字化采矿关键技术与软件开发6的阶段成果,论述了我国数字矿山技术的发展概况及其在矿山企业的应用现状。
2 数字矿山的定义数字矿山也称智慧矿山,是建立在矿山数字化基础上能够完成矿山企业所有信息的精准适时采集、网络化传输、规范化集成、可视化展现、自动化操作和智能化服务的数字化智慧体。
1)数字化基础:已把矿山的所有内容处理成现代计算机可以接受、储存、拷贝、加工和网络传输的数字信息,并保证信息的完整性。
2)精准适时采集:能准确地采集到任何地点、任何时间所需要的安全、生产和管理等信息,并保证信息的及时性。
3)网络化传输:所有信息包括实时数据、多媒体数据和管理数据可以通过局域网和广域网进行准时、可靠、安全的传输,必要的数据要保证时钟同步。
4)规范化集成:通过标准的数据格式、开放的通信协议和统一的管理规范所定义的数据仓库实现各种应用中信息的互连互通,确保数据的唯一入口和一致性。
5)可视化展现:对于数据仓库中的所有信息和模型均可用四维地理信息系统技术、虚拟现实技术、模拟仿真技术、多媒体技术和可视化分析技术进行表达和展现,实现透明管理。
6)自动化操作:对于主要生产执行环节、监听监视环节、时限性强、准确度高的环节以及环境恶劣、易疲劳环节实现操作自动化或无人化。
7)智能化服务:在一些诸如危险辨识、灾害预警、事故报警、方案设计、计划编制、过程控制、经济分析、调度优化等方面提供智能化工具和综合决策支持,最大限度地降低脑力劳动强度,避免人为决策失误。
8)数字化智慧体有2层含义:¹通过数字化再造使整个矿山具有自我分析能力和决策能力,使矿山的人、机、环境处在高度协调的统一体中运行;º通过不断地收集、学习和浓缩相关专家的最新知识,使数字矿山的神经中枢具有众多专家集体决策的能力。
3 数字矿山主要内容和技术内涵数字矿山的建设内容如图1所示。
图1 数字矿山建设内容311 基础网络平台基础网络平台不仅要满足企业内部数字化内容传输和有线无线通信的需要,也要满足对互联网的需求,通过宽带光纤环网、现场总线以及商用数据库、多媒体数据库、实时数据库实现信息的采集、传输、储存、分析、决策、控制、发布和查询,不仅要保证信息的互连互通,更要保证信息的可靠性、安全性和及时性。
312 矿山数据仓库矿山数据仓库不是各种数据库的简单堆积和组装,必须实现从散乱数据到规范化的数据集成,其技术关键是针对地质、矿床和生产信息的复杂性、海量性、异质性、动态性及多源、多精度、多时相和多尺度等特点和各种专业应用,建立化分标准的主题层,建立规范的数据库库结构,定义规范的元数据、索引数据和数据立方体,便于数据的导入导出和自动挖掘,消除矿山/信息孤岛0和数据冗余,实现面向各种引用的快速检索和转送,实时数据库必须实现各种事件的主动触发并保证时效性。
313 矿山工业自动化系统矿山工业自动化系统包括井下输送带监控系统、主副井提升监控系统、矿山供电监控系统、矿井排水监控系统、瓦斯抽放监视系统、主要通风机房监测系统、压风机房监测系统、供水防尘监控系统、注浆监控系统、矿井降温监控系统、风量调节与控制系统、产量计量系统、地面生产监控系统等,它们相当于数字矿山的腿和手,虽然都能完成492010年第1期煤炭科学技术第38卷各种动作但必须受控于大脑,这里的大脑就是系统集成平台软件,通过它可以有效协同数据仓库、安监系统、安全管理系统、生产系统和调度系统,实现自动控制和远程控制,达到真正的管控一体化,而不是各子系统的简单连接和堆积。
314安全生产监测系统安全生产监测系统就是矿山安全的眼睛、耳朵和鼻子,主要包括有线通信、无线通信和移动通信系统、矿井人员定位系统、视频监控系统、安全生产环境监测系统、水文监控系统、矿压监测系统、火灾监控系统、降雨量监测系统、地表岩移监测系统,通过它们向数据仓库、安全管理系统、调度系统等提供实时信息,供决策支持系统使用。
315四维地理信息系统与可视化集成平台基于统一的空间和时间四维坐标,将矿山中的所有信息(包地形、建筑、地层、构造、矿床矿体、危险源、井巷工程、开采单元、采场、工作面、设备、人员、监控系统等)可视化后,配置完整的属性信息,建立真三维矿山地理信息模型,再利用3S(GPS,G I S,RS)技术和各种勘察、测量、采集手段获取动态信息对模型和属性进行实时修正,形成完整的四维时态地理信息系统,实现地上地下所有对象的透明管理和虚拟现实系统仿真。
其关键技术是不借用任何第三方软件,实现所有二维图形的自动绘制、三维模型的自动生成以及面向专业应用的拓扑分析、网络分析、叠置分析、剖切分析、构造分析、地质预警分析、过程仿真和透明诊断(如果借用第三方软件就不可能实现各种应用的无缝集成和动态联动),只有实现了这一功能,才可能实现灵活有效的运筹与决策。
316本质安全保障体系与软件系统矿山企业与其他生产企业的重要区别之一就是矿山生产(特别是地下开采)有许多难以探测和辨识的危险源,有诸如冲击地压、冒顶和塌方、突水透水和淹井、火灾、瓦斯突出和爆炸、煤尘突出和爆炸以及机电运输等事故隐患,大型伤亡事故时有发生,严重威胁着人身安全。