数字矿山的特点及绿色资源的开发对策

王建军

[摘    要]新时期在矿山行业的发展中，积极融入网络信息技术，构建数字矿山已经成为重要趋势，同时矿山行业也需要以数字矿山等新型技术为基础，实现对资源的绿色开发，以实现发展的可持续性，因此必须准确把握数字矿山特点，充分了解数字矿山建设的各项信息技术，从而为资源绿色开发提供有力的技术支撑，推动我国矿山行业的升级转型。

[关键词]数字矿山;特点分析;绿色资源;开发对策

[中图分类号]X322 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）07–00–03

Discuss the Characteristics of Digital Mines and Countermeasures for the Development of Green Resources

Wang Jian-jun

[Abstract]In the development of the mining industry in the new era， it has become an important trend to actively integrate network information technology and build digital mines. At the same time， the mining industry also needs to realize the green development of resources based on new technologies such as digital mines in order to achieve development. Sustainability， therefore， we must accurately grasp the characteristics of digital mines and fully understand the various information technologies of digital mine construction， so as to provide strong technical support for the development of green resources and promote the upgrading and transformation of my country's mining industry.

[Keywords]digital mine; characteristic analysis; green resources; development countermeasures

随着我国绿色环保发展战略的提出，矿山行业要实现资源绿色开发，就必须积极应用各种先进的数字技术，通过数字矿山的建推动矿山行业的转型升级，全面提高矿山生产经营的效率和现代化水平，从而使矿山发展与绿色资源开发相互促进。因此矿山行业必须要加强对数字矿山的研究，充分了解数字矿山建设的相关技术，深刻理解数字矿山特点，利用数字矿山技术对资源勘测、生产经营等各项活动进行动态监测，提高矿山指挥调度的能力，以确保资源的开发利用科学合理。

1 数字矿山分析

1.1 数字矿山特点

在数字矿山的建设中应准确把握数字矿山的基本特点。数字矿山的一个重要特点就是大量虚拟现实技术的应用，实现了对矿山结构特征以及开采情况的模拟仿真，实现了矿山管理的可视化，使矿山生产经营更加科学合理。同时对于数字矿山通过数据库的建设还具备了对数据信息进行存储管理的特点，因此为数据信息的共享交流提供了平台基础，并可以更好地保证数据信息的安全。由于数字矿山通过自动化以及智能化技术的应用，不仅能够实时监测矿山各项生产活动的动态情况，而且能够對数据信息进行自动化、智能化的分析，从而为矿山的管理决策提供了更加可靠的参考依据。此外，数字矿山的一个重要特点就是能够以所采集的地质水文数据为基础，自动分析矿区地质变化，从而可以实现自动报警，更好地保证矿山生产作业的安全。

目前，矿山行业整体处于发展的低谷期，企业要想实现生存与发展就必须合理控制成本，尽量减少资本支出以及企业运营管理费用，并积极应用先进的技术设备，向无人化采矿的方向发展，而这些目标的实现都需要建立在对海量信息的有效整合以及信息化、自动化系统构建的基础上，因此数字矿山已经成为了矿山行业发展的主要方向。

1.2 建设数字矿山的重要信息技术

1.2.1 数据整合技术

现代矿山在生产经营活动中会产生海量的数据信息，对这些数据信息进行有效的管理、科学的整合是提高矿山管理决策水平的重要基础。因此在数字矿山的建设中应积极应用先进的数据整合技术，以实现对资源勘探、采选矿、冶炼等各部门不同结构类型的数据信息的有效管理和综合利用。在数字矿山的建设实践中，主要通过数据采集和相关的接口技术、数据整合技术、数据库技术以及数据综合分析传输技术等技术方法实现对矿山生产中数据的整合处理。

1.2.2 信息流技术

为了实现数字矿山的建设，应积极应用信息流技术，结合数据库等技术实现自动化的数据信息加工处理、整理分析以及信息的共享交流等，为矿山的管理决策提供更加全面准确的参考数据。由于现代矿山在生产经营活动中所形成的信息类型较为复杂，因此在数字矿山建设中应采用通用型信息流内核技术，以适应实际需要。同时在应用信息流技术时，应根据矿山企业的具体情况进行个性化的设置，并加强信息反馈系统的构建。例如，在企业高层领导的界面中应包括个性化桌面、汇总报表、KPI监控以及实时信息体系;在中层领导的界面中应包括个性化桌面、报表系统、即时生产监督系统、风控系统以及计划监督系统等。而在基层数据中则应综合应用数据存储和整合技术，按照接口设计规范对数据信息进行综合性的处理分析以及有针对性的推送。此外，在信息流技术的应用中应提高信息安全意识，积极应用先进的安全技术合理设置信息流管理权限，以保证企业信息安全。

1.2.3 任务通知系统

一些矿山企业在指挥调度工作中仍采用传统的任务通知方式，难以使指挥调度信息及时、准地传达到相关人员。因此应积极采用先进的数字信息技术建设任务通知系统，以提高信息管理的水平和能力。同时，在任务通知系统的建设中应结合我国矿山企业现有的技术水平和经济条件等现实情况，合理选择相关技术以及软件系统，以提高系统建设的经济性和实用性。在矿山任务通知系统中应实现多元化的功能，既要能够根据预设条件自动完成任务的即时生产发送，同时还要能够对任务进行有效的监督管理，并要具备可追溯功能，从而保证矿山管理的科学有效。

1.2.4 移动智能终端技术

随着移动智能终端技术的发展，各种移动智能终端的应用领域不断拓展。在数字矿山的建设中也应积极应用移动智能终端技术，并加强与任务通知系统以及信息流技术的相互融合，以确保矿山的相关信息能够实现实时共享交流，为矿山的管理决策提供时效性更好的数据支持。目前在数字矿山建设中主要涉及移动智能终端的显示和软件管理技术、移动终端设备管理、平台支持以及权限安全管理等相关技术。在实际应用中应充分考虑移动终端的多元化特点，确保能够为多种平台操作系统提供技术支持，同时在各移动终端均应加强安全管理机制的建设，并结合设置隔离区或者防火墙等方式有效保证信息通道安全。此外还应积极开发相关应用软件，以实现对多平台文档、数据信息、生产作业的管理，并自动进行任务通知。

1.2.5 云技术

矿山企业应积极应用云技术构建信息系统，以减少企业管理维护数字矿山系统的技术难度和管理成本，从而提高管理效率。目前在数字矿山建设中比较常用的云技术主要包括各种云端操作系统，云系统与数据通讯技术、数据维护优化技术以及相关的安全技术等。通过云服务构建矿冶云，不仅可以对企业的设备和文档信息进行管理，动态监视生产过程，自动完成任务通知，而且还可以使操作界面更加个性化，以适应矿山企业的实际需要，同时还可以为企业用户以及便携设备终端提供与矿冶云之间的安全通道。另外企业数据库也可以通过整合接口及时获取矿山企业在生产过程中所形成的动态数据，并向控制中心传输相关的数据信息。云服务解决方案极大地提高了数字矿山的数据存储以及处理分析能力。

1.3 数字矿山系统的建设

在数字矿山的建设中应根据矿山企业的实际需求确定其数字矿山系统的结构框架，且系统框架应具有一定的可扩展性，以便适应矿山未来的发展需要。因此应采用模块化方式构建数字矿山系统，并积极应用数据层模块设计技术、功能性信息模块分类技术以及相关的安全技术和权限控制技术，通过制定模块接口标准以及开发特殊接口完成数字矿山系统结构的构建。

1.3.1 个性化信息平台的构建

在矿山企业中，由于岗位的不同，对信息的需求也存在明显的差异。例如集团领导层需要及时掌握下属所有企业的动态汇总信息;而作为下属企业中的领导层则要掌握生产部门以及所有部门的情况。企业中层领导需要能够准确了解其管辖范围内的生产经营状况，而基层领导岗位则需要详细了解其管理范围的所有设备运行的动态情况。因此在构建数字矿山的信息化平台时应根据企业内部岗位以及层次的不同进行个性化界面的建设，从而为使用者查询调用数据信息提供便利。

1.3.2 数字矿山系统结构层次分析

在数字矿山系统网络中主要包括外部网络、企业内部办公网络以及生产控制网络等3个层次。其中外部网络主要由互联网、移动终端等构成，并可以通过企业门户网站与矿山企业相连接。在企业内部办公网络与外部网络之间应设置外部隔离区，以提高企业内部办公网络的安全性。

在企业内部办公网络中主要包括数据层、OMS/ME层以及ERP层这三部分。其中综合数据库、企业数据以及其他数据共同构成了数据层。而在综合数据库中则高度集成了矿山的地质数据、采掘数据、实验室数据、设备数据、环保安全数据以及库存数据等。OMS/ME层的主要功能是管理矿山企业生产计划、设备，编制生产报表、调度班组作业并形成日志，对企业生产情况进行动态监控和智能化管理，同时构建智能化信息平台。ERP层的主要功能是管理市场信息、企业财务状况、生产经营成本、企业库存及供应情况、合同和相关文档信息等，且在ERP层也集成各种办公管理软件。

在数字矿山的生产控制网络中则主要包括各种生产设备数据信息以及实时控制系统等。其中在实时控制系统中包括了SCADA生产系统、PLC、DCS、车辆动态监控系统、专家优化系统以及即时环保监控系统等。实时控制系统可以将其所采集记录的各种数据形成历史数据并发送给企业办公系统的综合数据库。在生产控制网络与企业内部办公网络间应设置内部隔离区，以保证数据信息的安全。

1.3.3 設备预防管理系统的建设

矿山生产设备往往属于高价值设备，目前在设备的使用管理中多采用定期更换维修等方式，不仅会给矿山生产安全带来较大的风险隐患，而且还可能造成资源的浪费。因此应积极应用数字矿山的相关技术设备，利用传感器以及数据库技术对矿山设备进行动态监控，即时准确地掌握设备在运行过程中的实时压力、振动以及温度等数据信息，并与数据库中存在的历史数据进行对比分析，一旦发现异常时自动发出预警信息，以便设备运维管理部门可以有计划、有针对性地开展停机检修工作，以提高设备运行的安全性，延长设备使用寿命。目前预防性设备管理系统的应用还处于发展初期，且其应用范围主要局限于高温高压的关键性矿山电力系统中，未来还需要进一步加强对传感设备、数据库、信号管理、模型构建、任务通知系统以及自学习系统等相关技术的研究和推广应用。该系统的应用将进一步提高数字矿山设备管理的科学性和有效性，推动我国矿山行业的全面升级转型。

2 资源绿色的开发对策

2.1 资源绿色开发应利用数字矿山技术进行空间信息的获取

要实现资源绿色开发就需要充分了解矿山资源的分布、周边环境、地理空间以及相关的社会经济等各种数据信息，因此必须以数字矿山为基础，充分利用网络信息技术，通过3S等技术的应用进行信息的采集以及数据库的建设，并构建资源环境模型，综合分析资源开发成本以及环境价值等，为资源的合理开发利用提供准确全面的参考依据。

2.2 资源绿色开发应以数字矿山作为研究平台基础

要实现资源绿色开发需要进行大量的研究分析，而数字矿山是开展相关研究的重要平台基础。在数字矿山平台上能够高度集成矿体特征、岩层结构等数据，并能够为数字模型的构建以及仿真模拟提供技术支持，因此能够为资源绿色开发的理论研究以及成果转化提供便利。

3 结束语

矿山企业应积极应用数字技术以及网络信息技术等先进技术加强数字矿山的建设，全面提高矿山管理的自动化、智能化水平，并以数字矿山为基础进行资源的绿色开发，为资源的合理开发利用提供空间信息以及研究平台，从而推动矿山行业的升级转型，为矿山行业实现可持续性发展奠定良好的基础。

参考文献

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