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【摘 要】 数字矿山是国家战略资源安全保障体系的重要组成部分，是评价矿山资源生态环境的重要数据基础。数字矿山的特点为基础信息数字化、生产过程虚拟化、管理控制一体化、决策处理集成化。从以上对数字矿山的描述中，我们不难看出，数字矿山是以矿产资源、人员、物料等要素组成的整体系统为对象，进行规划、设计、评价和创新，提高矿山企业效率、降低成本、保证人员安全健康、增加经济效益标，对矿山企业整体系统进行优化。本文对数字矿山与我国矿山未来发展进行了阐述。
【关键词】 数字矿山；矿山未来发展
一、数字化矿山的含义概述
“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。数字化矿山概念以及含义的发展出现，是随着现代信息技术的不断发展进步，已经在煤矿开采与生产领域的应用实现，有数字化地球的概念含义引申出来的。数字化矿山主要是指在煤矿矿山范围之内通过使用三维坐标信息以及与三维坐标信息相互关系作为基础组成的一个信息结构框架，并且该信息结构框架中对于所获得的煤矿信息总和进行嵌入实现，在矿山的开采生产中进行应用的总和。通常情况下，在实际煤矿开采生产应用中，数字化矿山信息结构框架系统进行获取的信息，主要有固有信息和动态信息两个信息层面。其中固有信息层面的信息主要包括煤矿矿井的地质以及测量、钻孔等原始数据信息，以及煤矿的煤层、围岩、井巷等地质体空间信息；而煤矿数字化矿山信息中的动态信息主要包括煤矿采掘以及通风、运输、供电、给排水等開采生产系统网络与相关装备信息等，此外还包括煤矿矿山开采生产中的设备状态、开采环境以及开采人员等生产信息，煤矿开采的专业分析辅助决策信息、开采生产与经营管理信息等。它们在煤矿开采生产的各个不同环节中产生，并且具有持续产生以及共享利用、多源异构的特点，在数字化矿山信息系统的构建以及煤矿开采生产过程中、数字化矿山基础信息系统数据库建立等，都具有积极的作用。
二、数字化矿山的发展现状分析
结合数字化矿山的概念含义以及发展目标等情况，从我国数字化矿山的建设与发展现状出发，目前我国煤矿数字化矿山的建设发展还处于发展构建的过程阶段，完全意义上的数字化矿山我国目前还没有建设成功，这主要与数字化矿山信息系统本身的特征以及我国目前煤矿信息平台构建技术等有很大的关系。首先，我国煤矿数字化矿山目前还处于一个初级发展阶段，数字化矿山信息系统中能够实现统一管理以及进行空间信息集成、实时动态信息与管理信息的基础平台还能实现，这也是我国煤矿数字化矿山发展现状形成的一个重要原因。其次，数字化矿山本身就是一个比较复杂并且庞大的系统，数字化矿山运行过程中，不仅需要对于煤矿的矿山地质情况进行勘探，而且还需要进行煤矿规划设计以及安全生产、经营管理等工作环节的运行与管理实施，同时数字化矿山信息系统中，由于各矿山工作环节的信息化方式和信息化水平不同，数据格式的兼容性比较差，因此，在煤矿矿山基础信息系统运行过程中，一些信息数据不能重复进行利用，导致数字化矿山基础信息系统平台中，信息孤岛现象比较严重，从而对于我国煤矿数字化矿山的发展以及进步有很大的制约影响。再次，我国煤矿数字化矿山基础信息系统平台设计构建过程中，在设计构建应用技术的选择上，多是使用3DGIS技术进行设计实现，但是3DGIS技术在进行煤矿数字化矿山设计实现与应用中，实际适用性与煤矿数字化矿山的客观需求之间存在比较大的差距，这对于我国煤矿数字化矿山的发展都有很大的局限和制约。最后，煤矿本身比较复杂的环境以及开采生产过程中影响因素的不确定性、关联性广、开采生产工艺复杂、开采生产技术以及设备智能化水平比较低等，都是形成我国煤矿数字化矿山发展现状的重要影响因素。
三、数字化矿山的设计构建框架
在煤矿开采生产与管理过程中，数字化矿山也就是数字化矿山基础信息平台的构建，通常是在一个网络环境条件下，通过对于煤矿矿井井田范围内的统一三维空间坐标信息的参考，实现对于矿山每一个特征点的固有信息以及动态的开采生产管理利用以及展示，通常情况下也就是指利用数字化矿山基础信息平台对于矿山矿井的本身面目进行再现。根据上述对于数字化矿山功能作用的描述，在数字化矿山的系统结构中，最为关键的就是对于矿山大量多维数据的采集、表现以及管理、处理实现。
四、数字化矿山关键技术的分析
根据上述数字化矿山建设结构框架情况，进行数字化矿山建设过程中，较为关键的技术手段主要包括数字化矿山设备智能化技术、高速传输网络技术、多源异构数据的集成共享技术、3DGIS平台建设技术以及基础数据专业化分析处理数据等。
1、数字化矿山设备智能化技术
在信息系统运行过程中，设备智能化主要是指设备系统在运行过程中，具有比较完备的检测以及控制执行功能，能够通过一定的设备接口或者是端口，进行与第三方之间的信息交互实现。在煤矿数字化矿山信息系统中，随着现代信息技术的不断发展，煤矿矿井生产应用的主要设备在电控智能化的电液控制方面的突破发展比较明显，但是综采工作面的设备智能化水平仍然比较低。对于煤矿数字化矿山的发展来讲，数字化矿山主要设备的智能化是整个数字化矿山智能化的基础，因此，设备智能化技术以及设备智能化的实现，在数字化矿山中的影响和作用十分突出。
2、数字化矿山高速传输网络技术
在煤矿矿井的开采生产作业中，主要包括煤矿矿井的采掘以及开采资源的运输、提升，开采生产应用设备的供电，矿井通风、排水等作业环节，这些开采生产工作环节的运行实现，都需要进行相关的监测控制，这也是煤矿矿井监测系统的多源异构特征，针对这些工作环节与系统特征，就需要应用高速传输网络，对于不同环节采集数据信息进行集成与整合实现。需要注意的是，在实现对于煤矿矿井多源异构数据信息的集成与整合过程中，设计应用的高速传输网络需要具有较高的稳定性与可靠性。 3、多源异构数据的集成共享技术
在数字化矿山建设中，多源异构数据的集成共享技术，主要是指通过计算机信息网络技术将煤矿矿山开采生产中的多源异构信息数据进行融合、收集，统一存放在煤矿数字化矿山的基础信息平台中，以实现数字化矿山的运行应用。通常情况下，对于集成融合在煤矿数字化矿山基础信息平台的多源异构信息数据，主要是通过进行矿山基础信息平台数据中心中的矿用对象管理中心，然后将数据信息以数据库存放的形式，进行实时共享实现，以帮助煤矿矿山开采生产以及管理实现。
此外，在煤矿矿山数字化建设过程中，应用到的关键技术还包括，数字化矿山的信息规范以及接口标准技术、进行矿山基础信息平台建立应用的3DGIS技术、三维建模计算方法以及基础信息数据的专业分析处理技术等，它们主要针对数字化矿山建設中的不同系统结构，为实现系统功能采用的技术方法，对于数字化矿山的建设与发展具有非常重要和关键的影响和作用。
五、我国数字矿山未来发展方向
在总结分析我国数字矿山建设进展与现实需求之后，可以提出中国数字矿山建设应分三步走，即首先建立矿山空间数据仓库，然后构建数字矿山基础平台，再建立矿山安全Office系统，过程中要高度关注数字矿山相关技术标准的制定。即：
1、数字矿山集成平台：在三维地矿建模与可视化平台方面，拉近矿体边界准确圈定、储量动态管理、采掘优化设计、采矿过程模拟、综合监控调度、安全隐患预警、应急救援决策等生产性需求与国外的距离。
2、采矿模拟仿真系统：采矿仿真是建立在控制论、相似理论、系统运筹学和采矿工程基础之上，利用物理-力学模型、信息处理与可视化技术实现采矿过程中的装备控制与行为模拟。
3、露天矿全自动化系统：国外露天矿开采技术发展的总趋势是开采规模化、设备大型化、运输多样化、生产连续化和采运自动化。
4、井下定位与导航技术：生产条件下井下高精度定位与自动导航是遥控采矿与无人采矿的技术基础，矿难条件下自主定位则是矿山应急搜救的技术保障。
5、采场环境智能感知技术：矿山测量与感知模型分别是矿山的眼睛和大脑。矿山采掘对象变化莫测，采场环境千变万化；即使同一采面或掘进头，所面临的岩石结构与岩性也会随时发生变化。
六、结束语
数字化矿山建设是一个科学、系统的概念，也是一种动态持续的过程。数字化矿山是在测量、地质、采矿、选矿、安全等各个专业知识和技术资料比较完备的基础上，结合相应软件建立起来的三维模拟图形，可以相当真实地立体展示地质形态和生产现场实际情况。数字化矿山建设的成功，将对我国矿产资源行业实现结构优化重组和应对国际市场竞争的能力有着积极重要的作用。
参考文献：
[1]张馨方；黄敏儿；数字矿山建设及其现状简介[J]；科技致富向导；2011年21期
[2]宁永香.建立数字城市、数字矿区和地理信息系统[J].东北测绘，2002（2）.
【关键词】 数字矿山；矿山未来发展
一、数字化矿山的含义概述
“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。数字化矿山概念以及含义的发展出现，是随着现代信息技术的不断发展进步，已经在煤矿开采与生产领域的应用实现，有数字化地球的概念含义引申出来的。数字化矿山主要是指在煤矿矿山范围之内通过使用三维坐标信息以及与三维坐标信息相互关系作为基础组成的一个信息结构框架，并且该信息结构框架中对于所获得的煤矿信息总和进行嵌入实现，在矿山的开采生产中进行应用的总和。通常情况下，在实际煤矿开采生产应用中，数字化矿山信息结构框架系统进行获取的信息，主要有固有信息和动态信息两个信息层面。其中固有信息层面的信息主要包括煤矿矿井的地质以及测量、钻孔等原始数据信息，以及煤矿的煤层、围岩、井巷等地质体空间信息；而煤矿数字化矿山信息中的动态信息主要包括煤矿采掘以及通风、运输、供电、给排水等開采生产系统网络与相关装备信息等，此外还包括煤矿矿山开采生产中的设备状态、开采环境以及开采人员等生产信息，煤矿开采的专业分析辅助决策信息、开采生产与经营管理信息等。它们在煤矿开采生产的各个不同环节中产生，并且具有持续产生以及共享利用、多源异构的特点，在数字化矿山信息系统的构建以及煤矿开采生产过程中、数字化矿山基础信息系统数据库建立等，都具有积极的作用。
二、数字化矿山的发展现状分析
结合数字化矿山的概念含义以及发展目标等情况，从我国数字化矿山的建设与发展现状出发，目前我国煤矿数字化矿山的建设发展还处于发展构建的过程阶段，完全意义上的数字化矿山我国目前还没有建设成功，这主要与数字化矿山信息系统本身的特征以及我国目前煤矿信息平台构建技术等有很大的关系。首先，我国煤矿数字化矿山目前还处于一个初级发展阶段，数字化矿山信息系统中能够实现统一管理以及进行空间信息集成、实时动态信息与管理信息的基础平台还能实现，这也是我国煤矿数字化矿山发展现状形成的一个重要原因。其次，数字化矿山本身就是一个比较复杂并且庞大的系统，数字化矿山运行过程中，不仅需要对于煤矿的矿山地质情况进行勘探，而且还需要进行煤矿规划设计以及安全生产、经营管理等工作环节的运行与管理实施，同时数字化矿山信息系统中，由于各矿山工作环节的信息化方式和信息化水平不同，数据格式的兼容性比较差，因此，在煤矿矿山基础信息系统运行过程中，一些信息数据不能重复进行利用，导致数字化矿山基础信息系统平台中，信息孤岛现象比较严重，从而对于我国煤矿数字化矿山的发展以及进步有很大的制约影响。再次，我国煤矿数字化矿山基础信息系统平台设计构建过程中，在设计构建应用技术的选择上，多是使用3DGIS技术进行设计实现，但是3DGIS技术在进行煤矿数字化矿山设计实现与应用中，实际适用性与煤矿数字化矿山的客观需求之间存在比较大的差距，这对于我国煤矿数字化矿山的发展都有很大的局限和制约。最后，煤矿本身比较复杂的环境以及开采生产过程中影响因素的不确定性、关联性广、开采生产工艺复杂、开采生产技术以及设备智能化水平比较低等，都是形成我国煤矿数字化矿山发展现状的重要影响因素。
三、数字化矿山的设计构建框架
在煤矿开采生产与管理过程中，数字化矿山也就是数字化矿山基础信息平台的构建，通常是在一个网络环境条件下，通过对于煤矿矿井井田范围内的统一三维空间坐标信息的参考，实现对于矿山每一个特征点的固有信息以及动态的开采生产管理利用以及展示，通常情况下也就是指利用数字化矿山基础信息平台对于矿山矿井的本身面目进行再现。根据上述对于数字化矿山功能作用的描述，在数字化矿山的系统结构中，最为关键的就是对于矿山大量多维数据的采集、表现以及管理、处理实现。
四、数字化矿山关键技术的分析
根据上述数字化矿山建设结构框架情况，进行数字化矿山建设过程中，较为关键的技术手段主要包括数字化矿山设备智能化技术、高速传输网络技术、多源异构数据的集成共享技术、3DGIS平台建设技术以及基础数据专业化分析处理数据等。
1、数字化矿山设备智能化技术
在信息系统运行过程中，设备智能化主要是指设备系统在运行过程中，具有比较完备的检测以及控制执行功能，能够通过一定的设备接口或者是端口，进行与第三方之间的信息交互实现。在煤矿数字化矿山信息系统中，随着现代信息技术的不断发展，煤矿矿井生产应用的主要设备在电控智能化的电液控制方面的突破发展比较明显，但是综采工作面的设备智能化水平仍然比较低。对于煤矿数字化矿山的发展来讲，数字化矿山主要设备的智能化是整个数字化矿山智能化的基础，因此，设备智能化技术以及设备智能化的实现，在数字化矿山中的影响和作用十分突出。
2、数字化矿山高速传输网络技术
在煤矿矿井的开采生产作业中，主要包括煤矿矿井的采掘以及开采资源的运输、提升，开采生产应用设备的供电，矿井通风、排水等作业环节，这些开采生产工作环节的运行实现，都需要进行相关的监测控制，这也是煤矿矿井监测系统的多源异构特征，针对这些工作环节与系统特征，就需要应用高速传输网络，对于不同环节采集数据信息进行集成与整合实现。需要注意的是，在实现对于煤矿矿井多源异构数据信息的集成与整合过程中，设计应用的高速传输网络需要具有较高的稳定性与可靠性。 3、多源异构数据的集成共享技术
在数字化矿山建设中，多源异构数据的集成共享技术，主要是指通过计算机信息网络技术将煤矿矿山开采生产中的多源异构信息数据进行融合、收集，统一存放在煤矿数字化矿山的基础信息平台中，以实现数字化矿山的运行应用。通常情况下，对于集成融合在煤矿数字化矿山基础信息平台的多源异构信息数据，主要是通过进行矿山基础信息平台数据中心中的矿用对象管理中心，然后将数据信息以数据库存放的形式，进行实时共享实现，以帮助煤矿矿山开采生产以及管理实现。
此外，在煤矿矿山数字化建设过程中，应用到的关键技术还包括，数字化矿山的信息规范以及接口标准技术、进行矿山基础信息平台建立应用的3DGIS技术、三维建模计算方法以及基础信息数据的专业分析处理技术等，它们主要针对数字化矿山建設中的不同系统结构，为实现系统功能采用的技术方法，对于数字化矿山的建设与发展具有非常重要和关键的影响和作用。
五、我国数字矿山未来发展方向
在总结分析我国数字矿山建设进展与现实需求之后，可以提出中国数字矿山建设应分三步走，即首先建立矿山空间数据仓库，然后构建数字矿山基础平台，再建立矿山安全Office系统，过程中要高度关注数字矿山相关技术标准的制定。即：
1、数字矿山集成平台：在三维地矿建模与可视化平台方面，拉近矿体边界准确圈定、储量动态管理、采掘优化设计、采矿过程模拟、综合监控调度、安全隐患预警、应急救援决策等生产性需求与国外的距离。
2、采矿模拟仿真系统：采矿仿真是建立在控制论、相似理论、系统运筹学和采矿工程基础之上，利用物理-力学模型、信息处理与可视化技术实现采矿过程中的装备控制与行为模拟。
3、露天矿全自动化系统：国外露天矿开采技术发展的总趋势是开采规模化、设备大型化、运输多样化、生产连续化和采运自动化。
4、井下定位与导航技术：生产条件下井下高精度定位与自动导航是遥控采矿与无人采矿的技术基础，矿难条件下自主定位则是矿山应急搜救的技术保障。
5、采场环境智能感知技术：矿山测量与感知模型分别是矿山的眼睛和大脑。矿山采掘对象变化莫测，采场环境千变万化；即使同一采面或掘进头，所面临的岩石结构与岩性也会随时发生变化。
六、结束语
数字化矿山建设是一个科学、系统的概念，也是一种动态持续的过程。数字化矿山是在测量、地质、采矿、选矿、安全等各个专业知识和技术资料比较完备的基础上，结合相应软件建立起来的三维模拟图形，可以相当真实地立体展示地质形态和生产现场实际情况。数字化矿山建设的成功，将对我国矿产资源行业实现结构优化重组和应对国际市场竞争的能力有着积极重要的作用。
参考文献：
[1]张馨方；黄敏儿；数字矿山建设及其现状简介[J]；科技致富向导；2011年21期
[2]宁永香.建立数字城市、数字矿区和地理信息系统[J].东北测绘，2002（2）.