数字矿山-孙豁然

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1、数字矿山孙豁然东北大学2008-6-111一、数字矿山及其建设意义1.数字矿山是数字中国的重要组成部分人类面临信息爆炸的难题；美国前副总统戈尔于1998年1月31日在加利福尼亚科学中心所作的《数字地球——认识21世纪我们这颗星球》的讲演中提出了“数字地球”的新概念。2数字中国江泽民主席在1998年6月提出了建设“中国数字地球”或数字中国。数字中国、数字城市、数字矿山是数字地球的延伸和研究领域。3数字矿山的定义以三维坐标为主线矿山信息模型描述全部信息方便检索和显示固有信息数字化嵌入所有相关信息数字矿山与数字化矿山数字矿山与自动化、无人开采矿山数字矿山与

2、矿山系统工程42．数字矿山建设的意义和必要性数字矿山是国家战略资源安全保障体系的重要组成部分;数字矿山建设是当前国际矿产资源开发研究的热点;数字矿山建设是当前资源开发的需要，是落实资源开发方针的重要内容;数字矿山建设是提升我国矿山国际竞争能力的重要措施;数字矿山建设是资源可持续发展的重要基石;数字矿山建设是化解高危行业风险的根本途径;数字矿山是评价矿山资源生态环境的重要数据基础;数字矿山是数字地球、数字中国在矿山的具体应用.53．数字矿山建设对我矿国矿业发展作用21世纪上半叶的中国将处在矿产品消耗的高峰期。矿山企业必须抓住机遇，努力依靠科技创新，广泛

3、使用数字矿业技术来提升和改造采矿这一传统产业。数字矿业的潜能也是巨大的，其具体应用可体现在以下几个方面：(1)宏观决策(2)技术研讨(3)机电管理(4)人事管理6二、数字矿山建设的内容主要研究内容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，应用于各个生产环节与管理和决策之中，以达到生产方案优化、管理高效和决策科学化的目的。研究与开发的主要内容为：1.矿山数字地质、矿床模型研究与开发（三维数字地质模型）；2.虚拟条件下矿山模拟开采技术研究（数字开采）；3.矿山生产过程管控一体化；4.井下无线通讯与人员定位

4、技术；5.矿山安全监测与预警系统；6.矿山生产经营决策支持系统71.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。82.虚拟条件下矿山模拟开采技术研究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。93.矿山生产过程管控

5、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。104.1露天和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。115.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

6、、矿震监测与预报；通风、粉尘、地下水监测与预警等。矿床开采的安全监测与安全预警。126.矿山生产经营决策支持系统利用数据库、人机交互进行多模型的有机组合，辅助决策者实现科学决策的综合集成系统。数字矿山所需的决策支持系统是空间决策支持系统。131.数字地质、矿山建模、虚拟开采(1)三维可视化软件国外软件：SURPAC，MicroMine，DataMine，MineSight、GOCAD；国内软件：MineStar(东北大学),MCAD（中南大学），蓝光（山东科技大学）14钻孔三维分布图实体模型三、我国数字矿山建设新进展15境界圈定工作生产计划安排块体模

7、型空区模型16开拓系统立体图图全矿实体模型图17(2)计算机模拟爆破系统应用露天爆破智能设计与专家系统18炮孔设计图19整体炮孔布置及连接20局部图（注：上图为起爆顺序，灰色代表地表已经传到，孔内未起爆，红色代表已起爆的孔。）等时线平面图21松动爆破建模SLS放矿模拟仿真系统22参数设置初始状态23放矿模拟过程露天矿台阶垂直中深孔微差爆破计算机自动设计与模拟系统24爆破后爆区形状图爆破后断面形状图3.管控一体化系统(1)矿车计算机自动调度及管理系统应用水厂铁矿开发了露天矿车辆调度系统，实现了生产过程的自动调度。矿车综合效率提高7.96%、电铲综合效率

8、提高2.08%。2526车辆实时监控界面27鞍山矿业公司车辆调度系统示意图28鞍山矿业公司车辆调度系统示意图