数字化矿山正式版.pptx

数字化矿山核资源工程学院Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｎｅ一 前言进入21世纪以来,信息技术迅速发展,给采矿 业带来了巨大的冲击随着科技进步、矿产资 源消费的急剧增长和开采加工难度的日益增 大,促使采矿逐渐走向数字化和智能化早在 1998年,美国前副总统戈尔就提出了/数字地球 (Digital Earth)的概念,之后1999年召开的首届 国际数字地球大会上又提出了数字矿山 (Digital Mine)的概念,数字矿山作为信息时代 的必然产物在矿业中发挥出越来越大的作用, 是矿业发展的目标和方向二 数字矿山的内涵1.著名的矿山工程设计专家、中国工程院院士于润 沧认为:根据矿业发达国家对矿山信息化建设的不同 战略设想和不同学者对数字矿山概念的表达,对数字 矿山的概念可以表述为由初级到高级的三个层次:矿 山数字化信息系统、反映真实矿山整体及相关现象 的虚拟矿山、无人矿井的远程遥控操作和自动化采 矿 2.东北大学吴立新教授采用五化来描述数字矿山的 发展目标,即数字化的集成管理和共享利用各类矿山 数据与信息资源,可视化的三维模拟和虚拟再现矿山地质采矿环境、过程及其相关现象,仿真化 地模拟分析矿山采掘活动、采动影响与灾 变过程,智能化地分析提取采动影响规律及 环境与工艺参数,自动化地预警矿山灾害和 启动安全预案。

三 数字矿山的意义(1)数字矿山在资源可持续发展方面发挥出巨大的 作用数字矿山可以将矿产资源的储量和开采情 况数字化地表现出来,根据这些信息判断需要优先 开发哪些资源,做到矿产资源的稳定供应、合理利 用和低环境破坏,以保证国民经济可持续发展,解决 资源供应紧张与不断增长的资源消耗之间的矛 盾 (2)数字矿山可以减少和避免矿山安全事故实施 数字矿山建设能将地质信息、力学信息、以及其 他与开采有关的信息综合地表现出来,为决策提供 全方位的信息,避免投入的盲目性,提高决策的科学 性数字矿山能适应日益增多的深井开采条件,使 矿工远离高温和岩爆威胁等恶劣环境,彻底改善矿工的安全和健康状况矿山的基 础上运用自动化开采技术,实现无人开采和遥 控开采,减少灾害和人员伤亡事故 （3）数字矿山可以实现矿产资源开发与环境协 调发展对矿山开采引起的地表形态破坏、植 被破坏、土地退化、水土流失、粉尘污染、水 体污染、采场滑坡、尾矿库溃坝等进行数字 化,在此基础上通过对相关信息的科学分析,制 定出矿山的生态重建方案、灾害评价与预测预 报体系和现代管理体系,实现矿产资源开发与 环境协调发展四 国内数字化矿山的发展1.国内发展  二十世纪 80 年代，一些矿山企业与科研院 所、大专院校开始合作探索计算机技术在矿山设 计和生产中的应用，并开发了一些应用系统软件 ，如：矿山资源储量计算软件、矿井通 风系统软 件等等，为推动我国矿山信息化建设起到了积极 的作用。

九十年代后，随着国家信息化的快速发 展和市场环境的变化，矿山信息化进入快速发展 阶段，围绕着如何提高矿山生产效率和管理效 率、降低开采成本、提高矿山开采的技术水平和 生产能力等开展了大量的研究，并取得了丰硕的 成果主要成果概述如下：（1）矿山可视化建模和储量得到推广（2）计算机辅助矿山规划与设计大幅度提高（3）矿山生产调度和生产控制广泛采用微电子与 计算机技术（4）矿山 MIS/ERP 软件及网络硬件环境得到改 善和提高（5）电子信息技术应用与信息资源的开发成绩显 著五 数字矿山的研究现状1.国外数字矿山的研究现状  美国、加拿大、澳大利亚等矿业发达国家在 数字矿山方面的研究起步较早目前,矿业发达 国家建设数字矿山的重点是实现远程遥控和自 动化采矿  20世纪90年代初,加拿大国际镍公司(Inco)开 始研究遥控采矿技术,目标是实现整个采矿过程 的遥控操作美国已成功开发出一个大范围的 采矿调度系统,采用计算机、无线数据通讯、调 度优化以及全球卫星定位系统(GPS)技术进行露天矿生产的计算机实时控制与管理,并成 功应用于工业中,已使露天矿近乎实现了无 人采矿。

加拿大已制订出一项拟在2050年 实现的远景规划,加即在加拿大北部边远地 区建设一个无人化矿山,通过卫星操控矿山 的所有设备,实现机械破碎和自动采矿20 世纪90年代以来,世界上一些矿业发达国家 已经开发出了许多数字矿山建设方面的软 件,并且已经在很多矿山得到了成功应用2.国内数字矿山研究状况  2001年以来,国内有关学术组织相继召开了一 系列以数字矿山为题的学术会议2001年,中国矿 业联合会组织召开了首届国际矿业博览会,其中包 括一个以/数字矿山0为主题的主分组会2002年, 以“数字矿山战略及未来发展”为主题的中国科 协第86次青年科学家论坛召开, 2006年,煤炭工业 技术委员会和煤矿信息与自动化专业委员会在新 疆乌鲁木齐召开了/数字化矿山技术研讨会0,提出 了建设安全、高效、绿色、和谐的新型现代化矿 井的目标２０世纪８０年代国家主要科研资助机构 和相关行业部门相继立项支持了一批数字 矿山课题2000年以来,国内多所高等院 校、科研院所、企事业单位相继设立了与 数字矿山有关的研究所、研究中心、实验 室或工程中心主要有: 2000年设立于中国 矿业大学(北京)资源与安全工程学院的3S 与沉陷工程研究所、2005年设立于中南大 学资源与安全工程学院的数字矿山实验 室、2007年设立于东北大学资源与土木工程学院的 3S与数字矿山研究所和2007年设立于中国 矿业大学(徐州)计算机科学与技术学院的/ 矿山数字化教育部工程研究中心等。

 山东新汶矿业集团泰山能源股份有限公司翟 镇煤矿是我国第一座数字矿山,与北京大学遥感与 地理信息系统研究所合作,在国内首开数字化矿井 技术应用之先河在数字矿山建设方面,煤炭行业 比非煤矿山投入的力度大,广泛应用各种先进适用 的信息技术,有效提升了全行业的生产效率和管理 水平,数字化建设已经取得了一些喜人的成果如: 神华集团神东公司的综合自动化采煤系统、开滦 集团的企业信息化与电子矿图系统、枣庄柴里矿 的生产与安全集中监测监控系统、伊敏露天矿的卡车调度系统等潞安集团漳村煤矿综合 自动化与信息管理数字化在国内、甚至在国际 上都处于领先地位六 国内数字矿山存在问题（１）我国部分矿山企业对进行数字矿山建设的 积极性不高部分矿山的经营者、管理者和工程技 术人员,对数字矿山建设的重要性认识不足,加之进 行数字矿山建设需要投入大量的人力、物力和财力, 导致他们对用信息技术改造传统矿业的积极性不 高,没有把数字矿山建设作为矿山发展的战略任务 来对待,缺少长远规划和发展目标,影响了数字矿山 建设的进程 （２）构建数字矿山的对象具有不确定性,很难 进行精确的测量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,涉及 领域非常广泛,需要创新、多学科交叉和经 验的积累。

（３）“信息孤岛” 日显突出随着矿山企业计算机技术应用的不断深入，不同 类型业务系统和大量的业务数据分散 在企业内不 同部门、不同系统，由于缺乏数据交换机制，数 据需要重复多次输入，是数据一 致性无法保证， 信息及时反馈难、共享差，产生所谓的“信息孤 岛”，造成信息资源和设备资 源的极大浪费 （４）信息系统建设出现“断层”现象 目前矿山企业的信息化投入和应用的分布很不均 衡企业的中间层，如设计部门和财务部 门等已经 初步实现了计算机管理；但企业决策部门的信息 化建设依旧很薄弱，基本停留在“形 象工程”上 ，相关的报表满天飞目前矿山信息化建设处于 “战术层” 的居多，而企业的“决策 层”和“ 决策层”是相当薄弱（５）缺乏合适矿山特点的应用软件平台  矿山企业由于所处的行业及历史背景与一般的 制造企业不同，矿产资源开发是一个复杂 的巨系 统，矿山管理信息系统的开发需要“量身定制” ，以工具化、构件式设计出来实现矿山 的不同需 求，同时考虑信息系统的集成性和开放性但由 于缺乏既成熟矿山业务有精通信息 系统开发的复 合型人才，同时我国自主进行矿山应用软件开发 的力度不足，导致适合矿山业 务特点的应用软件 溃乏，严重阻碍了矿山信息化的发展。

七 数字矿山的展望 当前,矿产资源开采条件越来越恶劣,金属 含量高的矿石越来越少,对采矿安全环境的要 求也越来越严格,所以数字矿山是矿业发展的 必然趋势数字矿山的最终目标是实现矿山真 正安全、高效、经济开采,既能满足人类对矿 产资源的需求,也能适应生态、环境的承载力, 达到可持续发展的目标尽管十多年来,数字 矿山的发展取得了骄人的成果,但是数字矿山 的建设总体上仍处于起步阶段数字矿山的发 展前景非常广阔,但同时也充满了挑战。