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我国矿业信息化发展现状（讲座专题一）资安院陈建宏信息技术在矿业中的应用何谓“信息化”？•从国家信息化的概念出发，信息化有三层含义：一是大力应用现代信息技术，二是大力开发和应用信息资源，三是推动工业、农业、科技、国防的现代化。•为了在国家、地区、部门、产业和企业实现信息化，需要建立相应的信息化体系，包括：信息源、信息技术、信息产业、信息应用、信息政策法规和标准、信息人才。一、矿业信息化：背景、主体、范畴、流程•当代产业活动离不开五种基本资源：物质、能源、劳动力、资本、信息。其中信息资源对产业活动的决策和导向，对生产过程的控制和优化，对市场的布局与进退均起着极为重要的作用。对信息的收集、管理、分析和利用，是现代企业的投资者、管理者、研发者、生产组织者、技术支持者的首要任务。•信息资源的重要性，在于它是优化决策过程、管理过程、设计过程、生产过程、销售过程的最重要基础要素。从这个意义上讲，“产业信息化”是产业现代化的前提。•产业信息化的基本任务之一是用信息化改造传统产业，包括矿业。•矿业的信息化指的是在矿业活动中充分利用现代信息技术，开发利用信息资源，优化矿业活动全过程，提升我国矿业的管理水平与技术水平，提高矿山企业的竞争能力。信息化主体政府潜力评价资源管理宏观决策矿产勘查矿山生产矿业信息咨询企业矿业投资矿山开发与生产矿业信息化的基本范畴•潜在矿产资源评价信息化（政府）•矿产勘查信息化（企业）•矿山开发与生产信息化（企业）•矿业投资信息化（企业）•信息咨询业务信息化（企业）•矿产资源管理信息化（政府）•国家矿产资源宏观决策信息化（政府）矿业信息化的主流程•矿山流程（资源、生产、管理、市场）•投资流程（资源、资本、可行性研究）•咨询中介流程（资源、技术、设计、法律、财务）•政府流程（资源、政策、法规、矿业权、供需形势）二、潜在矿产资源评价信息化•按照我国和国际对矿产资源的分类标准，分为“查明的矿产资源”和“潜在的矿产资源”。•开展矿产勘查（普查、详查、勘探），获得“查明的矿产资源”，是初级矿业公司的任务。•对“潜在的（即未发现的）矿产资源”进行空间评价和数量估计是政府地质调查机构的任务。因此，政府需要对潜在矿产资源评价过程实现信息化。潜在矿产资源评价信息化的基本内容•空间数据库：地质、地球物理、地球化学、遥感图层及GIS工具•矿床模型•空间决策模型：句法逻辑模型、模糊逻辑模型、不确定推理模型、人工神经网络模型、遗传算法模型等。•数量决策模型：主观概率、矿床模拟等•潜在找矿靶区专题图、靶区资源量估计结果找矿靶区的空间圈定•输入图层图层综合靶区圈定空间决策模型找矿靶区潜在资源量的估计•输入参数资源量估计靶区潜在资源量找矿靶区矿床模型品位吨位及矿床数分布数量决策模型Cu:50万吨•国外对潜在矿产资源的评价始于六十年代，盛于七、八十年代，但大型现代矿产资源评价信息系统的产生始于八十年代初，如美国地质调查局的PROSPECTOR。•从七十年代中期开始，美国未间断地开展了“阿拉斯加矿产资源评价计划”、“美国未发现的石油和天然气资源评价计划”、“美国全国铀矿资源评价计划”、“美国本土未发现的非燃料矿产资源评价计划”等。随着时间的推进，资源评价系统的信息化程度越来越高，目前已进入全面使用GIS、DSS和AI技术的阶段。加拿大、澳大利亚等国也开发了相应的潜在矿产资源评价系统。•我国自七十年代中期起，地质、石油、冶金、有色、核工业等部门开始进行潜在的矿产资源资源评价。八十年代初，评价活动达到高潮，出现了许多基于多元统计方法的评价系统。原地质部、石油部、核工业部等于八十年代开展了全国性的矿产资源总量预测。•九十年代以来，我国对潜在的矿产资源评价进入了以GIS、RS、DSS、AI为技术支撑的阶段。中国地质调查局及有关部门的潜在矿产资源评价系统在不同程度上体现了这些现代信息技术的应用。目前中美正在这一领域开展合作研究。矿产勘查信息化•矿产勘查信息化是指对矿产勘查评价的全过程（普查、详查、勘探）的信息化。•矿产勘查信息化的基本内容是：大比例尺物、化探数据的管理与计算机化的异常解释；探矿工程数据管理、矿区地质制图、矿体圈定、储量计算；矿床开采技术条件（地质工程）数据管理与分析。地球物理和地球化学勘查信息化•以矿产普查为目的的物、化探和遥感数据管理、数据处理和异常评价是勘查信息化的重要内容。Geosoft（加拿大）、ER-Mapper（澳大利亚）等系统软件在物化遥数据处理中获得广泛的应用。由于物化探测量数字化技术的发展，矿产勘查物化探数据库的建设已可做到与勘查工作同步进行。•我国的勘查地球物理和地球化学数据处理已具一定水平，但计算机数据管理不够系统、规范。探矿工程信息管理及查明资源评价•探矿工程是获得查明资源量的手段，建立探矿工程获得的地质与矿床信息的计算机信息系统是勘查评价过程信息化的基础。•一个基于探矿工程信息的勘查评价信息系统应具有以下功能：1、探矿工程测量、地质编录与化验结果数据库，2、矿床地质平面图、剖面图、断面图、投影图的编绘、矿体单工程圈定、矿体连接、各种方法的查明资源量计算、资源量计算报表输出。基于探矿工程信息的勘查评价系统流程单工程圈定矿体连接矿床图件编绘探矿工程信息数据库矿床资源量计算资源量报表输出现场编录化验分析•基于探矿工程的勘查评价信息的建库与管理难度较大，国外于七十年代中期开始在大型机上探索用COBOL语言编写钻孔数据管理程序，并在此基础上实现后续的矿体圈定、绘图和储量计算作业。•八十年代以后，随着微机和DBML和绘图技术的飞速发展，基于探矿工程的勘查评价信息的建库已不是难题。•地质统计学储量计算是矿产勘查评价系统的重要组成部分，八十年代以后，几乎所有的勘查评价系统都包含了系统的地质统计学内容。•绘图技术在勘查评价系统中得到广泛的应用。近10年来，可视化技术大大提高了勘查评价系统的显示水平。•国外重要的基于探矿工程信息的勘查评价系统有：Mintec、Gemcom、Geostat、Geomath、Maptek等软件商的产品，这些软件各有所侧重，有的侧重同矿山的衔接，有的侧重于地质统计学计算，有的侧重于三维表达等，但都包含了一个勘查评价系统所应具备的基本功能。•1977年夏，中国贸促会组织美国福陆公司总地质师HarryParker来华介绍地质统计学在矿业中的应用，推动了计算机在我国在矿产勘查中的应用。之后，原地质部、冶金部、核工业部的研究所、设计院开始开发与应用地质统计学计算机系统。•从七十年代末开始，我国陆续选派技术人员和留学生到法国枫丹白露地质统计学中心、法国地质矿业局（BRGM）、美国斯坦福大学等学习地质统计学储量计算方法。•八十-九十年代，我国自主开发了一系列有一定实用性的地质统计学储量计算系统，如中国科技大学、长沙设计院等都取得了可喜的应用成果；地质矿产部在联合国支持下，开发了固体矿产勘查评价自动化系统（KPX）。上述面向勘查的系统在梅山铁矿、刁泉银矿、玉龙铜矿、银洞坡金矿、大厂锡矿等矿区用地质统计学方法计算了储量。钻孔数据管理、柱状图的生成和绘制、勘探图件的绘制等也都实现了计算机化。特别是制定了一套符合我国勘查规范的探矿工程地质编录标准。从1996年开始，在原地矿部的勘查队伍中全面推广KPX。•与此同时，我国的一些设计、研究单位开始引进、消化国外的勘查软件，如加拿大的GEOSYSTEMS。国外软件商Gemcom、Geostat、Maptek等都层来华探讨合作推广的可能性。为什么要使用地质统计学？•从理论上讲，地质统计学是一种最小误差的无偏估计方法，具有方法学上的合理性。•从资源量的分类管理上讲，克里格法在估计资源量的同时，给出一个资源量估计的误差，可用其作为是否达到某个资源量级别的判据，这是任何一种资源量计算方法都不可能做到的。•从一个矿床资源量的动态管理来将，地质统计学方法进行的是网格化的局域估计（localestimation）。当矿产品价格或成本变化时，据新品位的指标确定矿体边界和矿体储量时，只要挑出那些符合新指标的克里格网格即可，无须重新进行克里格估值。•从勘查设计的角度，由于克里格法估计的资源量同时给出估计误差，可以据此按照不同资源量级别的要求，确定勘查工程和取样间距。•在克里格网格估值的基础上，建立品位-吨位曲线，可动态地表达资源量同边界品位之间的关系。这种关系对矿床的可行性研究、技术经济评价和开采块段的动态选择非常有用。•最后，从市场认同的角度来看，目前国外资本市场和咨询专家只承认克里格法计算的证实储量。而证实储量恰恰是可作为矿业公司资产计算的储量。因此不使用地质统计学方法，矿业公司的储量资产，就得不到投资者的认同。ANN——一种新的局域资源量估计方法•ANN（人工神经网络）是一种新的矿床资源量局域估计方法。目前在国内外都有人在进行探索。•ANN用于资源量估计的最大优点是克服了克里格法空间估值的圆滑效应，造成对局域估值的歪曲。由于人工神经网络对于数据的非线性形态具有高度的适应性，因此其估值结果能反映原始数据的空间波动特征。•人工神经网络的缺点是不能提供资源量的估计误差。•人工神经网络•局域资源量估计Bxy邻域观测均值块段B品位估值矿山开发与生产信息化•矿山开发与生产信息化是整个矿业信息化的最重要组成部分。我国有8000座大中型矿山，实现矿山开发和生产信息化将大幅度提升我国矿山的管理水平，优化矿山的开发与生产过程，发展矿山企业的生产力。•矿山开发与生产信息化的主要内容是：计算机辅助矿山设计（露天采坑设计、地下巷道设计、运输系统设计、尾矿坝设计等）、矿山生产储量计算、矿石品位控制、贫化损失计算、矿山生产计划安排、材料消耗计算等。特别是基于地质统计学的矿石数量和质量的精确估计，是矿山生产计划安排的基础。•国外一些面向矿山的计算机辅助系统，如Mintech、Datamine、Vulcan、PC-Mine等，都提供了强大的矿山工程设计的功能，是优化矿山设计的强有力工具。•这些软件同样可以用于优化矿山生产过程，按照市场变化、成本变化、流程变化、矿石变化随时调整生产计划，使矿石的生产在时间和空间上均达到最优化。•这些软件同样可用于可行性研究。资源量计算、矿山技术系统的设计、矿山项目的经济分析是一个交互式过程，利用基于矿山资源量计算和矿山设计的软件，可以随时改变可行性研究的资源量方案和矿山技术方案，真正取得资源系统和技术系统最佳配置状态下的可行性结论。矿床勘查信息矿山技术经济信息资源量计算矿山技术系统财务分析市场信息可行性研究结果地质统计学模块矿山设计模块YN财务分析模块面向矿山的计算机辅助系统在可行性研究中的应用矿业投资信息化•现代矿业投资是建立在对矿业项目进行严格的、规范的可行性研究的基础上的投资，因此，矿山可行性研究涉及的信息化系统可以被投资者所利用，但这项工作通常委托咨询机构进行。•矿业的市场信息，如产品、产量、价格、成本、企业业绩、新项目动态及独立的矿业分析人对矿业资本市场发展趋势的分析报告等对银行、股市、企业投资具有重要影响，建立公共的或商品的矿业市场信息系统将为矿业投资者的投资决策提供方便。•矿业权和矿业资本是投资活动的两极。矿业权和矿业资本的结合意味着投资活动的成功。要加大两者碰撞的机会，关键在于建立透明、公开的矿业权和矿业资本的信息交流。•矿业权人的矿业资产（包括矿业权，或称矿产资源资产，即mineralproperty）、找矿发现、技术创新、经营业绩等信息应通过一定渠道进入市场。•矿业投资者及投资中介也应将其投资领域、实力、业绩、当前意向等信息让市场了解。•为了推进改革矿业权人同投资者的结合，建立相应的信息系统，特别是现代网络系统是必要的。矿业信息在矿业权和矿业资本结合中的作用生产要素矿业权矿业资本矿业技术矿业中介矿矿业劳动力矿业信息业产要素市场矿生无形市场与有形市场•单个矿业生产要素多半具有有形市场。这些市场，可以为矿业活动服务，也可为其他产业活动服务。•综合性的矿业生产要素市场，多半是无形的。矿业生产要素的配置，通过无形的市场实现。•为了克服无形市场矿业权转让、投资活动、技术活动的盲目性，举办