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1、ISSN1671-2900采矿技术第6卷第3期2006年9月CN43-1347/TDMiningTechnology,Vol.6,No.3Sep.2006数字矿山整体实施方案及其关键技术1,211王李管,曾庆田,贾明涛(1.中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙410083;2.长沙迪迈信息科技有限公司,湖南长沙410083)摘要:从国内数字矿山建设的现状出发,对数字矿山的基本特征进行了全面阐述,提出了国内数字矿山建设的基本目标和主要内容。在此基础上,详细介绍了资源与开采环境可视化建模与评价技术、矿山综合通讯技术、人员设备定位与生产过程控制技术、矿山开采环境与安全监控
2、技术等数字矿山建设的关键技术。关键词:数字矿山;矿山综合通讯;生产调度;虚拟现实计、报表生成为主的管理系统方面。在矿体圈定、矿0前言量计算及生产计划等与矿山生产直接相关的领域,随着信息技术的飞速发展,国外矿业发达国家计算机主要用于模仿手工作业过程。认识到,在依靠提高机械化水平来提高矿山的生产(2)缺乏系统的整体规划、功能单一、重复建设能力、效率和安全性的同时,必须利用信息技术改造现象严重、信息资源共享难以实现。传统矿山的生产和管理模式。为此,许多国家已制(3)管理模式与信息技术的要求不相适应,应定了矿山信息化长远发展规划。加拿大从20世纪用所带来的效益甚微。从总体上
3、讲,在资源管理数90年代初开始研究遥控采矿技术,目标是实现整个字化、技术装备智能化、过程控制自动化、生产调度采矿过程的遥控操作,实现了从地面对地下矿山进可视化及生产管理科学化等方面,我国与发达国家行控制。加拿大政府已制订出一项拟在2050年实相比还有相当大的差距,目前仍处于数字矿山建设现的远景规划,即将加拿大北部边远地区的一个矿的起步阶段。山改造为无人矿井,通过卫星操纵矿山的所有设备1矿山企业的基本特征实现机械自动破碎和自动切割采矿。芬兰、瑞典等国家采矿业也实施了自己的智能采矿长期规划,内研究数字矿山的建设,必须首先掌握矿山企业容涉及采矿实时过程控制、资源实时管理、
4、矿山信息的基本特征,进而才能提出数字矿山建设的总体解网建设、新机械应用和自动控制等多方面。由于新决方案。矿山企业一般具有以下特征。技术的广泛应用与推广,国外矿山企业的信息化已(1)矿山是以自然资源开发利用为对象的生产经与其它行业站在了同一水平,实现了矿山生产过企业。赋存于地壳浅层中的矿产资源,不仅其所赋程的可视、可控、可调和高效率、高安全性与决策的存的地质环境非常复杂,而且其空间位置、形态、元科学化。素品位分布等均极富变化。由于资源分布的复杂从1980年代中期起,计算机在我国矿山得到应性、不确定性,以及勘探工程控制程度的局限性,人用,经过学术界与工业界近20年的努力
5、,取得了一们对资源的认识程度总是会随着开采的不断进行而定的进展,如报表、财务、绘图等已在计算机上完成;逐渐深入。同时,随着市场价格和开采技术条件的一些矿业公司和矿山企业建成了局域网;不同规模变化,矿体的边界和形态也会随之变化,并需要及时的管理信息系统的应用较普遍,并开始向更高层次变更和修正。升级。然而,从发挥的效用看,信息技术在我国矿山(2)与典型加工企业的工艺流程相比,矿山企企业的应用十分有限,概括起来有以下主要特点。业的生产工艺具有离散(即工艺不连续)和分散(即(1)应用的广度和深度处于初级阶段。信息技作业场所多)的特点,只有各工序之间协调运行,才术的应用主要停
6、留在以企业财务、生产台帐、综合统能确保矿山安全、高效生产。由于工作场地多、工序494采矿技术2006,6(3)复杂,矿山生产要素具有动态特征,即除了少部分人2数字矿山基本特征员设备工作位置固定以外,大多数人员和设备的位置在生产过程中需不断变更。2.1概述(3)矿山生产环境恶劣、作业空间狭小。对地数字矿山建设涵盖了矿山企业生产经营过程下矿山而言,由于通道狭长、电磁屏蔽性强、噪音大,中,全面实现信息化、可视化、智能化、自动化和决策正常通讯难以实现,导致生产过程控制十分困难。与管理科学化的全部内容(见图1)。由于矿山企业(4)在矿山企业中,不仅生产系统内部存在大普遍具有生
7、产对象(资源)的不确定性、生产过程的量的多源、异质信息流动,而且系统内部与外部环境动态性,以及生产环境比较恶劣,因此,数字矿山既之间也存在着信息的交换和流动。与其它工业企业不是GIS概念的简单延伸,也不是一般加工企业相比,矿山企业的信息化、智能化、可视化、可控化工ERP概念的简单复制,而是一个包含两者特征的崭作更难实现。新的概念。数字矿山概念的核心是指采用现代信息矿山企业的这些特征,使其决策、设计、生产计技术,数据库技术、传感器网络技术和过程智能化控划、生产调度与过程控制、安全生产等各个方面均非制技术,在矿山企业生产活动的三维尺度范围内,对常复杂。因此,数字矿山
