浅议我国矿山测量中的数字化应用

摘要：随着经济和工业生产的不断发展和进步，我国越来越重视能源的开发和使用，也越来越重视对矿山、矿区等能源开发地的测量和开采工作。在当前的形式下，实现对矿山的数字化测量已经变的越来越重要了。本文将结合数字矿山的重要意义以及组成，对数字化在我国矿山测量中应用进行详细的讨论和分析。

关键词：矿山；数字化应用；矿山测量

中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：

随着经济和工业生产的不断发展，我国对各种能源的需求量急剧增加。大大刺激了我国能源开采业的发展，但由于我国开遍存在开采技术落后、开采设备老化以及管理制度不完善等问题，不仅导致开采效率落后，而且还容易引发意外事故，给国家造成经济损失同时，也造成了重大人员伤亡。因此，学习国外先进的技术、更新和维护开采设备、完善和优化管理制度已经成为我国能源开采业的一项紧迫任务。随着科学技术的不断发展，数字化测量已经渐渐的在我国的矿山和矿区的测量工作中发展起来。

一、概况

数字矿山是我国在矿山测量中数字化应用的主要表现形式。什么是数字化矿山，所谓数字化矿山是指以计算机应用技术为基础，将现代信息技术、网络传输、数据搜集和存储、分析系统以及自动化控制技术等有机的结合在一起，在矿山开采和生产的三维尺度范围之内，对企业的开采、生产和运行过程中等各个环节实现信息化、及时化、数字化、统一化和合理化的控制和管理，根据企业的实际需求，制定矿山科学发展规划、矿山安全生产、矿山现代化管理、矿山合理化经营等内容的应用系统。数字矿山概念中，能够将企业的生产过程与管理流程通过数字化加工，生成新的信息资料和数据资源，为企业的高级管理人员和决策人员做出正确、合理的决策提供了信息依据。这使得企业的各种资源得到有效的整合和重组，大大提高了企业的自身竞争力，也适应了市场的竞争环境，为在残酷的市场竞争中占据有利位置提供了强有力的支持，同时，也提高了企业的生产效率，实现了企业经济利益的最大化。尤其是在企业的开采和生产过程中，实现对生产信息的检测、搜集、整理、分析研究和决策等方都发挥了重要作用。

在构建数字矿山的过程中，最主要的是要做好矿山的测量工作，建立建全矿山周围的地理空间信息系统和地理空间合理应用系统。企业要想实现矿区经济的长久稳定发展，必须要做好矿区周围的基础设施建设，比如交通道路、各种生活设施、教育设施等建设，而随之而衍生出来的各种问题，比如高速公路、楼房建筑以及工程的各种测量等也同样重要。矿山企业只有科学、合理的解决掉这些问题，才能从根本上实现矿区经济的长久稳定发展，从而实现企业经济利益的最大化。

二、数字矿山的特点和组成

从数字矿山的基本定义中我们就可以看出，数字矿山是一种综合性很强的应用系统，它具备了多种功能特性：数字矿山是以企业的内部网络作为“道路”；将采矿、现实模拟、科学计算与智能化作为“工具”；把采矿过程中的专业数据和应用模型作为“载体”；以真实的三维地学模拟和采矿资料作“包装”，以不同地质条件下的矿业开采数据和系统更新做“保障”；以矿山为“调度”。数字矿山通过将这些环节进行合理的调配和整合，从而实现矿也开采过程中，信息及时化、自动化和矿山开采的高效率。最终实现整个开采和生产过程，在没有人的干预下，实现矿业开采和生产的自动化管理。

数字矿山系统是由五个部分组成，分别是：信息采集系统、调度系统、、功能系统、包装系统、核心系统。这个五个系统，在矿山生产和开采的运营过程中都有着非常重要的作用。

（1）信息采集系统

所谓信息采集系统，是在矿山的开采过程中，将信息资料和具体数据进行搜集和整理，并存储起来。信息采集系统又可划分成为几个小系统，比如说对矿山的测量、勘察、传输和记录这几个信息采集子系统。这个环节中，重要的一点是实现信息资料数据的数字化。

（2)调度系统

这里所指的调度系统是通过拓展建设和维护、绘图与传输等一些基本功能，实现对信息数据访问的控制，做好开放端口和生产调度的协调工作，加强管理。

（3）功能系统

功能系统作为数字矿山系统中的重要组成部分，它的主要作用是负责为数字矿山系统提高各种专业虚拟和分析研究功能，通过对一些数据的分析研究和整理，为数字矿山系统的正常运行提供一定的理论基础。

（4）包装系统

在数字化矿山系统中，包装系统主要是为其提供专业的模型工具，并做好不同地理环境下的矿山资料数据和信息资料的筛选功能

（5）核心系统

核心系统主要是在数字化矿山系统中，实现对信息资料数据和各种模具的统一化管理。为企业管理者作出正确的决策提供正确决策分析和理论依据。

信息资料数据作为数字矿山系统中的核心，有着十分重要的作用。与矿山息息相关的地理空间环境数据仓库和以及属性数据仓库是数字矿山系统的基础。在这个基础之上，通过建立相关的模具仓库，对矿业的开采、生产、和发展等提供相关的应用模型。比如冒顶预计、冒顶计算、顶板脱离计算、开采陷落计算、水位量设计、甲烷聚集模型等内容。数据仓库中所存储的所有资料数据和模具仓库中所存放的所有矿业模型。就是通过被各种“工具”在数字矿山的“道路”上，输送的数字“载体”。所以，在实现矿山测量的数字化过程中，最主要的就是建立一个全面的地理环境信息系统和地理空间划分应用系统。

三、研究与应用

在构建数字矿山的过程中，要做好矿山的测量工作，除了要完成平常的开矿、采矿以及日常生产中的任务之外，还应做好其他辅助设施的分析和研究工作：矿山开采图的数字化、信息采集的自动化控制系统、矿区周边环境的防治与治理、生产环境的三维动态信息系统、地理信息系统和全球地位系统的整合与应用、矿山开采环境的监控与管理、开采环境的定时监测等内容。

矿山开采图的数字化和数字化自动成图是在构建数学矿山的过程中，完成搜集矿山周围的地理信息资料和数据的一种重要的手段。在这个环节中，通过专业设备和系统实现信息数据的自动化收集和整理，可以有效的降低数字矿山的建设成本。在信息收集过程中，将各种不同类型的数据和信息进行有机的整理和组合，在使用地理空间环境信息数据库的基础之上，构建一个专业的矿山地学信息系统。在这个系统当中要特别重视各种企业模式的辨别和专业人员系统理论。

在矿山开采环境的防治和综合治理这个环节中，不仅涵盖了传统的矿山事故区域的综合治理和周边环境评价、矿区周边的土地规划和区域管理等内容，也包括了使用地理信息系统等一些先进高科技手段的内容。在开采过程中，矿山的整体空间是随着时间和开采的进度而不断发生变化的，通过目前已有的地理信息系统的数据模型，在对矿山开采环境的地理空间和时间综合三维数据模型的分析研究之下，建立一个科学、合理的矿山地理信息系统。

总结：

随着我国越来越重视能源的开发和利用，也越来越重视对矿山、矿区等能源开发地的测量和开采工作。这就要求我们要不断的学习国外先进的测量和开采技术，做好开采设备的更新和维护工作。而在当前形势下，经济和科学技术的不断发展和进步，使得矿山测量也不在不断的发展和变化，在矿山测量过程中，实现数字化测量已经成为了一个必然的发展趋势，这就要求我们要做好矿山测量中的数字化应用工作。

参考文献：

[1] 江洲,李小林,刘碧松.地理信息系统地址编码技术标准化研究[J]， 世界标准化与质量管理， 2007(05)

[2] 蔡诚,王龙昌,张文涛.简析如何提高矿山测量工作的准确性[J]， 山东煤炭科技，2011(04)

[3] 马健.RTK技术在矿山测量中的应用[J]，露天采矿技术， 2010(03)

[4] 莫焕东.MAPGIS(地理信息系统)在矿山中的应用[J]，现代商贸工业，2008(04)

[5] 郭进伟,武先利.数字矿山系统分析与建模[J]， 煤炭经济研究，2009(08)

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。