数字矿山和矿山信息化建设的现状与发展对策

韩庆涛 常晓龙 王磊

摘要：矿山信息化建设已成为21世纪矿山发展重要方向。数字矿山是一个基于数字化、虚拟化、智能化、计算机化和集成的综合系统，然后通过计算机网络进行控制。数字矿山具有智能化、全球化、电子化与非群体化等特点，已逐渐成为提高矿山能力的重要途径。随着数字矿山的逐步发展，最终将实现远程控制采矿。在此背景下，本文对数字矿山建设的现状及发展对策进行了分析和探讨。

关键词：数字矿山;矿山信息化;现状与发展

前言

目前，矿山事故频发，给职工生命财产造成严重隐患，其中许多是由于矿井中缺乏信息和情报，以及缺乏及时向生产中心传输安全数据和信息造成的。鉴于此，必须加强矿山信息化建设和完善，实施有效策略，提高矿山安全管理水平。

一、数字矿山

计算机技术是最重要管理系统，然后由数字化、计算机、虚拟化和智能集成模块设计的集成系统就是数字矿山。在建立系统时，应将实际采矿情况用作其他坐标的模型。它以信息技术、智能技术和相关理论知识为基础，以网络技术和矿山观测技术为重点，通过仿真和多媒体技术将不同地理层次的不同模型进行集成，进行多维描述，并以高分辨率将不同数据进行组合，形成空间化、智能化、数字化的科技体系。由于该系统包含许多不同的特征，因此通过数字矿山呈现的是虚拟信息源，以图形和信息的形式呈现矿山（如图1），在矿山地下工作过程中执行信息和数据处理，并通过计算机网络执行集中管理和控制[1]。

二、矿山信息化建设面临的外部机遇

（一）信息化与工业化加速融合

党中央，国务院高度重视信息工作，制定了信息战略，规划等政策，有关信息发展的文件陆续出台。以互联网和信息技术为基础的数字经济的快速发展已成为培育新动能和创造新效益的主导力量，实现产业转型和现代化。由于互联网技术的飞速发展，传统产业正面临着IT技术整合的深刻变革。在强大的政治支持下，“新四大工业基地”和新基础设施建设继续加快，为工业智能发展创造了新的基地。信息技术涉及面广，促进作用明显。要不断支持生产方式改革，加快企业发展，增强创新能力[2]。

（二）信息技术和产业快速发展

近些年来我国的国民经济与信息化进程一直处于高速发展加快的节奏，并且在此期间各行各业对信息基础设施、信息产品和软件产品、信息技术和信息服务的需求迅速增长，这也导致了信息技术在各个领域的快速发展。人工智能、虚拟现实、智能感知等多项智能技术取得新突破。智能生产关键技术有：5G、云计算、大数据平台和互联网逐渐成熟。信息技术向应用场景和技术相结合的转变使得使用复杂的信息技术成为当前行业的趋势。

三、我国矿山信息化建设的主要问题

（一）缺乏整体规划

目前，中国矿业公司的决策者和相关技术人员对数字矿山的建设已经有了一定的了解，但在实际操作中还存在一些问题，例如缺乏通用性，导致信息化建设的盲目性较大，无法达到预期的效果。决策者对信息建设的资本投资没有给予足够的重视。目前，部分集团已经制定了数字矿山的总体规划，但数字矿山建设、基础设施建设和技术改革之间没有明确的划分，混淆了三者，导致数字矿山建设投资过多。

（二）信息化和智能化终端设备的耐用性差

因为恶劣的地下环境。湿度太高，以二氧化碳、氮氧化物和二氧化硫为代表的不同腐蚀性气体浓度高，空气中不同颗粒的浓度高。这些气体和微粒对人体造成极大伤害，对智能终端设备具有高度腐蚀性，导致终端设备的耐久性较低。

（三）信息化和智能化传输系统运载信息的能力差

矿井智能终端设备采集不同数据后，将采集到的数据进行传输。在此过程中，由于矿井的特殊物理环境，信息传输过程中存在一些不准确的情况，导致矿井的实际数据与信息中心接收到的数据之间存在差异。

（四）信息化建设缺少顶层设计，信息孤岛现象普遍

信息化的价值在于支持战略的实施、支持业务管理、促进运营流程的优化以及提高电脑化的整合程度和利用率，这需要从整体把握信息化建设的进程。中国大多数采矿信息设计缺乏最高层次的总体规划和设计，通常仅根据生产需要或法规进入系统。一些矿山使用了大量的传感器、自动化设备和各种信息平台，单个操作系统分散，整个生产过程缺乏连续性，不易扩展，造成重复建设和不切实际的建设。系统和部门之间的信息结构相对独立，数据交换和集成困难。它不仅没有创建数据链，而且还创建了大量数据过载和信息孤岛，难以实现数据的有效使用。

四、矿山信息化发展对策分析

（一）加强对人才的培养

数字矿山建设非常需要专业人才，但目前煤炭行业缺乏既懂商业又懂信息技术的复合型人才。此外，煤炭行业具有一定的特殊性，这意味着在采矿系统受过良好教育的学生不愿意投身于生产线。因此，我们必须在现有人才资源的基础上，转向定向培养，以培养一支专业人才队伍作为后备能源。

（二）使用光纤、无线传输结合的综合技术

地下环境与地表环境有着天壤之别的物理差异，而这种差异会严重影响到数据的传输，会导致数据传输速度慢，不够真实。为解决这一问题，就应该将地面传输高频率与下行传输频率低的相关特点结合起来，加强包括无线以及无线传输在内的数据传输线路的建设和完善，通过将不同的数据传输线路建设完成以及将之前那些不统一的传输协议标准完善，并且在使用时采用传输效率高的光纤传输材料，同时对它们注意保护。采取这样的技术来促进信息传输能力和智能传输系统的提高，促进信息的高效传输。

（三）加强控制中心设备的技术更新

当通过层层障碍物将井下数据传输至处理中心时，应及时分析和处理

这些信息，以确保掌握的信息是第一首的，才能更好的分析，这样才能更好的正确处理不同的情况。因此，为了做好在地下处理信息的最后一步，我们应该将提高控制服务处理信息的能力变得更加有效。所以我们可以采取加强智能分析设备的及时更新以及转换（如图2），以此来促进其信息能力的提高。矿山还应采取科学措施部署和管理控制人员，制定不同的工作方法，促进工作人员的工作方法以及专业水平的改进，用来加强控制中心的信息处理能力[3]。

（四）加快制定完善矿山信息化建设标准体系

采矿的出发点是制定信息建设所需的技术规范和標准，根据创建业务信息的实践，结合大学、科研院所和相关部门的努力，重点是制定元数据标准、分类规则等基本和必要的标准和规范，数据合成规范和其他数据相关标准、云计算和大数据。人机交互等技术要求及矿井生产过程自动管理

控制装置等相关设计规范以及根据标准设计的矿山数据评估和控制。

结术语

为解决煤矿井下数据采集、传输、处理和智能化系统存在问题，有效保障煤矿安全生产秩序，煤矿要从数据采集到处理，实行全科学的结构，积极投入人力、物力和财力资源，确保信息和情报能够伴随安全的日常生产，促进矿山的稳定和长期发展。

参考文献：

[1]宋光顺.浅析数字矿山和矿山信息化建设的现状与发展对策[J].当代化工研究，2021（13）：9-10.

[2]黄鑫.我国矿山信息化建设现状与对策研究[J].网络安全和信息化，2020（09）：27-30.

[3]任文华.浅析矿山信息化和智能化建设[J].世界有色金属，2020（08）：

33-34.