数字矿山和矿山信息化建设

《矿山信息化概论》课程论文《数字矿山和矿山信息化建设》数字矿山和矿山信息化建设摘要：随着我国社会主义市场经济体制的建立和完善以及科技的不断发展与进步，我国的矿山也开始了信息化建设的进程，二十一世纪我国矿业发展的重要组成部分和主要的发展趋势就是信息化建设。所谓的数字矿山是以数字化、智能化和信息化为基础的，并且是由计算机网络进行统一管理的一个一体化的体系。矿山的信息化和数字化建设具有四个主要的特性，分别是智能化和电子化、全球化以及非群体化。对矿山进行数字化建设可以有效地全面提升矿山的发展水平和建设能力，实现地质、采矿、管网、管理、生产过程的全面数字化。关键词：数字矿山信息化建设要点探讨一、引言目前，我国矿山已广泛将信息技术用于生产、安全、管理、市场等各个领域。随着计算机技术、网络技术、数据库技术、自动化技术、传感器技术、数字视频技术和现代管理技术的发展，煤矿信息化正向信息扩展、高度集成、综合应用、自动控制、预测预报、智能决策的方向发展。信息化是指对矿井地理、生产、安全、设备、管理和市场等方面和信息进行采集、传输处理、应用和集成等等，从而完成自动化目标。随着我国的矿山企业规模的逐年增大，对矿山企业的生产技艺以及生产的效率都提出了新的要求和挑战，因此进行矿山企业的信息化建设则成为了企业发展的一个必然的选择。矿山信息化建设是指矿山企业采用先进的管理模式和管理理念，并且将先进的管理技术应用到实际的管理过程中，将矿山现有的资源进行科学的、合理的、高效的整合，使矿山企业的发展能够更加适应社会和市场发展的需要。二、数字矿山的含义数字矿山是将矿山的系统作为建设的原型，将地理坐标当作参考系，用先进的信息技术和计算科学来作为数字化建设的理论基础，用先进的矿山观测技术来做支撑，全面建立起相关的力学模型和信息模型，并且具备高分辨率和可视化的系统。也就是一个数字化的矿山，这个矿山是在信息化支撑之下的虚拟矿山。三、当前我国矿山信息化建设的现状1、目前国内矿山信息化的发展的现状近几年来，随着我国矿山经济的飞速发展和进步，我国的矿山企业需要大量的信息化产品和高科技的管理软件。在二十世纪九十年代的时候，我国的矿山企业发展还不是很景气，对于矿山产品的研制速度也相对比较缓慢，矿山企业内部也缺乏高素质和高质量的管理型人才。而目前虽然我国的很多矿山企业已经意识到了建设数字矿山的重要性，但是当前我国的矿山信息化建设仍然存在着不少的问题与不足。首先就是矿山企业对信息化产品的需求量日益增加但是我国在矿山软件的研发发面却相对来说比较的滞后，这就造成了二者之间的矛盾。此外很多的矿山企业领导人员对我国的矿山信息化建设抱有了很高的期望，但是矿山业的人才流动率很高，难以吸引住高水平的人才，对人才的培养也没有加以重视。这样就导致了我国矿山企业在信息化建设的进程中发展速度十分的缓慢。由于受到经济利益的推动和驱使，我国的矿山软件市场逐步地被很多外国的软件代理商所占领。但是我国在“十五”期间也加大了对矿山软件研发的投入力度，并且极大地促进了矿山企业的安全生产，在总体上取得了比较明显的效果和收益。在当前我国的矿山企业信息化建设的过程中普遍重视安全监测系统的推广以及牵引电机车和直流矿井提升机等高科技产品的引进和推广。但是矿山企业目前的信息化整体水平还普遍偏低，信息化发展也不是十分的均衡，不同矿山企业的信息化程度具有很大的差距，一些矿山企业在管理方面的信息化建设进程相对迟缓。此外“信息孤岛”的问题也在很大的程度上制约了整个矿山企业的整体效益的取得和信息化建设质量的提高。并且从当前市场的情况来看，专业软件的研发工作还难以满足矿山企业数字化建设的需求。2、信息化的技术发展矿山数字化信息系统包括以下子系统：矿区地表及矿床模型三维可视化信息系统，矿山工程地质、水文地质及岩石力学数据采集、处理、传输、存储、显示与探采工程分布集成系统，矿山规划与开采方案决策优化系统，矿山主要设备运转状态信息系统，生产环节监控与调度系统，矿山环境变化及灾害预警信息系统，矿山经营管理及经济活动分析信息系统。目前我国一些重点矿山已经建设了或正在建设包含内容不同的矿山数字化信息系统。数字化虚拟矿山是在上述信息系统的基础上，增加实时动态响应和更广泛的集成，运用多媒体、模拟、仿真、虚拟技术使真实矿山整体及其相关现象实现数字化再现，为矿山实现科学管理提供非常便捷的手段。这已是我国个别矿山正在进行的研究课题。远程遥控操作和自动化采矿：在上述数字化的基础上，增加设备自动化、智能化，地下通信及实时自动定位和导航技术，实现矿山生产过程的远程遥控操作和自动化采矿，从单个工序到整体矿山，使矿山生产实现数字化、办公室化。前面已经提到，矿业发达国家目前建设数字化矿山的重点，是实现远程遥控和自动化采矿，Sandvik和AtlasCopco等公司在这方面发挥了重要的作用。3、国外发展现状国外目前已经达到的水平是：（1）连续自动完成掘进工作面一个循环的炮孔或深孔采矿工作面一排扇形炮孔的凿岩。凿岩精度得到提高，工时利用显著增加，操作人员大幅减少。但设备移动就位和维修仍需工人下井直接干预。（2）地下矿山无线电通信系统的开发已经完成，已有几种自动定位和导航系统在试验矿山使用。（3）铲运机除铲斗装载为从地面遥控操作外，行走、卸载、再返回指定装矿点等其他操作为自动化模式。与自动化的LHD配套的地下卡车自动化系统已经在几个矿山实际应用。不少国家都在进行试验，建立示范采区，而真正用于生产的当属采用自然崩落法的矿山，如智利的ElTeniente铜矿、南非的Finsch金刚石矿。这类矿山出矿工序周期很长，而且作业比较简单，易于实现自动化。如果以整体矿山实现远程遥控和自动化采矿为目标，尽管近十多年来在单项作业上已经取得了骄人的成果，但数字化矿山的建设总体上仍处于婴幼期。构建数字化矿山的最大技术难点在于其对象的不确定性，很难进行精确的量测与控制。矿床开采是一个复杂、多变、信息隐蔽、难以预测的巨型系统，因此从信息采集、传输、处理、集成、显示到应用于生产过程自动控制，涉及领域非常广泛，需要多学科交叉、创新和经验积累。应当认识到，数字化矿山是矿业发展的目标和方向，而不是一项具体的工程。但是数字化矿山能极大地提高劳动生产率，降低生产成本，使企业在金属市场不景气的情况下仍处于竞争优势地位；能适应日益增多的深井开采的条件，使矿工远离高地温、岩爆威胁等恶劣操作环境，彻底改善矿工的安全和健康状况，实现采矿办公室化。因此，数字化矿山具有极其重要的意义和强烈的吸引力，同时也具有广阔的创新空间。我国在这方面还仅仅处于酝酿阶段。三、提升数字矿山建设水平的措施1、合理地分析不同的矿山情况。虽然自动化采矿工作在我国的采矿历史上还属于空白，但是一些有远见的矿山企业已经开始探索矿山企业自动化采矿的方法与途径。例如：我国的梅山铁矿就已经在凿岩台车的视距内进行遥控操作。应该注意的是，我国的矿山企业在选择采矿的方式时应该将矿山的具体情况进行准确的分析和考察，例如：运用自然崩落法的矿山就相对比较容易实现采矿工作的自动化。因此，为了有效地提高矿山企业采矿的效率，降低采矿的成本，很多的矿山企业都趋向于采用自然崩落法。2、选择合适的采矿系统。不同的矿山企业适用于不同的采矿方法，例如：分段崩落法就适用于小区域的远程遥控。因此需要矿山企业的相关管理人员能够在充分地分析自身条件和情况之后选择合适的采矿系统，并且积极地采取一定的措施来安排合理地安排采矿的程序和工序流程。这样可以使凿岩和出矿等采矿的程序相对比较的集中，将小区封闭的时间进行延长。3、擅于借鉴国外的先进技术。国外在自动化采矿方面已经发展了超过二十年，因此我国的矿山企业在进行数字化建设的时候如果有条件可以引进国外的先进技术。采用从消化到吸收再到创新的模式和路线，这样可以在借鉴先进的技术和经验的同时促进我国采矿方式的不断创新，提高创新的水平和效率。4、设置示范数字矿山。由于进行数字矿山建设需要投入大量的资金和人力资源，所以在通常的情况之下首先是从建立示范矿山入手。这种方式并不是着眼于短期的利益，而是与矿山企业的发展趋势相符合的一个改革措施，着眼于矿业强国的构建以及采矿办公室化的建设。中国黄金集团内蒙古矿业公司作为中国黄金集团实施“以金为主，多金属开发并举”战略、建设大型有色示范基地，始终围绕实现地质、采矿、管网、管理、生产过程数字化五个目标开展采矿管控系统、MES系统、地理信息系统、无纸化办公系统等建设，做好与中国黄金集团公司ERP系统的兼容，实现ERP、MES、生产过程自动化系统、地质采矿系统的全程贯通，通过信息化技术，实现安全管理、工业生产管理、质量管理、物资管理、设备管理、财务与成本管理全面集成。实现工业化和信息化深度融合。吸取先进行业的管理理念，力争创建国内一流、国际领先的数字化矿山，打造中国黄金集团示范数字矿山。综上所述，随着我国经济的不断发展以及科技水平的进步，技术的研发与更新和数字化技术的发展，我国在矿山信息化建设中必然会取得新的进展。只有真正地将数字矿山建设工作落到实处，注重对人才的引进和培养才能实现我国矿山资源的优化配置，调整矿山企业的产业结构，促进采矿技术的不断更新和采矿体系的建立以及完善，从而全面地提高矿山企业的采矿效率和采矿质量，促进清洁无污染的现代矿山企业的建立和优化。把我国的数字矿山建设工作推向一个新的发展阶段，为矿山企业的信息化建设提供更加广阔的平台。参考文献：[1]宁选凤,苏昌学.矿山数字化的探讨[J].现代矿业.2009(02).[2]梁宵,袁艳斌,张帆,夏文钊.数字矿山应用及其现状研究[J].中国矿业.2010(09).[3]吴冲龙,田宜平,张夏林,何珍文,翁正平,李新川,李章林,张志庭,陈景河,罗映南,雷宪辉,苏建平,郑元平.数字矿山建设的理论与方法探讨[J].地质科技情报.2011(02)