發布時間:2023-09-26 09:35:09
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇智能化礦山建設合理建議,期待它們能激發您的靈感。
【關鍵詞】數字礦山;天華礦業;設想;應用
一、數字礦山建設的背景
當今世界,各國都在積極追求綠色、智能、可持續的發展。智能發展就是要推進信息化和工業化融合,使人依靠機器生產產品變成機器圍繞人生產產品成為可能。實現未來經濟發展目標,關鍵要加快轉變經濟發展方式,堅持走中國特色新興工業化道路,加快推進信息化和工業化融合。根據國家有關加快推進金屬非金屬地下礦山安全避險“六大系統”(監測監控系統、井下人員定位系統、緊急避險系統、壓風自救系統、供水施救系統、通信聯絡系統)建設的通知,要求所有新建礦山必須將安全避險“六大系統”建設納入建設項目安全設施“三同時”建設,嚴格地下礦山準入條件,凡沒有按設計要求完成建設“六大系統”的,不予通過安全驗收。
新疆天華礦業有限責任公司建設的松湖鐵礦,建設的包括工業場地,井巷工程、采礦方法、空場處理、三廢排放、企業文化、企業和諧等,企業的不斷發展要求按數字化礦山建設標準,引入數字化智能技術和設備,完善礦山安全避險“六大系統”建設。公司決定在了解國內數字化礦山建設最前沿的技術和將來發展方面,在條件成熟時以先進的理念、技術、設備為指導思想,把松湖鐵礦建設一個真正意義上綠色數字化礦山。
二、數字礦山建設企業收益
1、提高生產技術水平
資源管理:明細資源量計動態變化,提高資源的綜合管理和利用水平;
開采設計:有花開采方案、降低工程費用、提高設計工作的科學性和效率;
生產計劃:優化施工作業流程、提高計劃的可執行性,跟蹤計劃實施過程,實施計劃工作的動態可調。
2、提高生產安全與管理水平
安全管理:通過在線監控與預警預報及時發現安全隱患,降低災害發生風險,提高災害防控能力;
生產過程管控:實時掌握生產力要素的工況與狀態信息,實現生產過程管控的智能化與科學化;
科學化管理:改變傳統的生產經營管控模式,優化資源配置降低管理成本,提高管理效率和決策的科學性。
1、數字礦山內涵
技術:現代信息、數據庫、傳感器網絡、智能化控制;
范圍:生產活動的三維尺度范圍;
對象:生產、安全、經營與管理各環節和要素;
手段:數字化、網絡化、可視化、集成化和科學化管理;
目標:實現礦山安全、高校、清潔生產和經濟效益最大化。
2、數字礦山建設階段劃分
信息化階段:地質、測量、采礦專業應;生產運營管理信息化;辦公自動化。
自動控制階段:自動化裝備引進;生產與安全信息采集建設;綜合管控平臺建立。
智能化階段:智能化裝備引進;遠程遙控實現;智能管控實現。
3、數字礦山建設內容
礦山基礎數據庫建立:地質和生產鉆/坑探技術信息庫;礦山資源與開采環境空間信息數據庫;礦山工程空間信息數據庫;礦山人員基本信息數據庫;礦山生產設備基本信息數據庫;礦山安全監控信息數據庫;礦山生產過程控制與調度數據庫;礦山生產經濟信息數據庫;企業供銷光里經濟信息數據庫;
通訊系統建設:傳感器采集信息傳輸有/無線網;自動控制系統的有線通訊網絡;礦內有線和無線電話網;礦內光纖通訊網;總公司局域網;礦山局域網;
應用系統建設:ERP系統:財務管理系統、銷售管理系統、物流管理系統、辦公自動化系統;
信息安全:大系統安全管理、分系統安全管理;
礦山生產過程調度控制系統:皮帶遠程自動控制、水泵遠程自動控制、風機遠程自動控制、運輸系統紅綠燈控制、露天礦GPS卡調系統、語音電話調度系統;
開采環境與過程安全監測和預警系統:重點場所的視頻監控、災害緊急撤退及應急指揮、移動目標出入坑監控與跟蹤定位、尾礦庫在線監測與預警、露天邊坡穩定性監測與預警、通風及地壓監測與預警、設備運行狀態參數監測與預警。
四、數字礦山建設
1、礦山企業基本特征
生產對象:以資源開采為對象,資源分布變化大,生產環境復雜;開采工藝、方法、場地動態變化;
生產力要素:人員、設備多、移動范圍大;生產過程組織和實施難度大;
生產過程:工種多、技術復雜;場地分散、可視程度低;通訊條件差;生產計劃不確定因素多、實施難度大;生產過程難以精確控制;
安全生產:安全隱患多、具有突發性和隨機性,安全生產成本高。
2、國內礦業企業數字礦山建設中存在的問題
理論研究:強調概念、缺乏基礎研究,過度模仿、缺乏自主產權,注重單項建設、缺乏總體規劃;
產品開發:追求短期利益、缺乏核心技術,缺少專注與行業的產品開發團隊,難以形成適合行業特點的具有競爭力的產品體系;
系統集成:缺乏總體設計、難保項目質量,缺乏專用產品、難以保障系統的穩定與可靠性,缺乏穩定、專業的技術支持、難以實現企業希望的目標;
企業應用:缺乏對需求的全面分析、難以準確確定項目的建設目標,缺乏主動性、難以在企業生產管理中發揮應有的效果,過分強調傳統運作模式、忽略了改變對企業發展的重要作用,強調建設、忽視了人才培養和項目運行管理維護的重要性;
整體問題:裝備水平落后、缺乏系統性研究,缺乏有效的通訊平臺和高度集成的軟件系統。
五、松湖鐵礦數字礦山建設的設想
1、對新疆天華礦業有限責任公司松湖礦鐵礦數字礦山建設的設想:一是要請掌握先進理念和技術成熟軟件公司進行設計,要求科學合理,要現代化、數字化、智能化。
2、可以分批分次由公司統一組織相關管理、工程技術人員外出考察、學習,只有整體水平和能力提升,才能做好礦山的生產、管理、安全、技術工作。
3、建議松湖礦鐵礦成立一個礦山生產技術研究中心或實驗室,針對采礦方法、地壓活動、生產管理,施工方管理、供配礦管理、設備管理、數字化和智能化方面的技術、經驗、教訓進行溝通交流。與數字化礦山研究中心或實驗室分步建設或共建。
關鍵詞:礦山企業;數字礦山;關鍵技術;系統
中圖分類號:TD67 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 08-0000-02
隨著近年來我國社會主義經濟的建設的不斷推進,各行各業都呈現欣欣向榮的發展勢頭,采礦行業也不例外。但是采礦業長期存在的問題也不容忽視,粗放的作業方式致使礦山企業運行狀態的信息化程度欠佳,掠奪式的資源開采方式是導致環境資源枯竭的罪魁禍首。在新時代可持續發展戰略的要求下,我國傳統采礦行業勢必要利用信息技術對其管理運作模式進行升級和改造,以信息化帶動工業化發展,提高傳統礦業運作的科技含量,充分發揮現代人力資源的絕對優勢,實現高能低耗的環保目標,從而最終達到經濟效益、社會效益和環境效益的和諧統一。由此,數字礦山應運而生,對我國傳統礦業進行有效的改造,使我國采礦企業煥發新的光彩,充分具備應對外部市場激烈競爭的強大生命力。
一、數字礦山概述
(一)數字礦山的定義
數字礦山是對地面、井下的生產活動進行有效監控、對經營管理和公共信息服務進行指導、對數據信息平臺進行技術控制的一種高信息利用率系統。數字礦山的構想理念是指在統一的空間框架和時間坐標體系的規范之下,對涉及礦山運作形態的多方面信息進行合理有序的組織,運用智能化、可視化、數字化和空間化的信息技術對龐大的礦山信息資源進行科學高效的分析和全面的整合。
數字礦山是建立在有效獲取精準的礦山空間數據的基礎之上,通過三維模擬和虛擬技術實時再現礦山周圍的地理環境和相關地質現象,對礦山挖掘作業進行仿真分析,得出影響采礦行業發展的環境隱患和相關工藝的技術參數,對地質活動造成的自然災害進行有效預警并及時啟動智能化應急措施。總的來說,數字礦山成功實現了數據獲取信息化、模擬分析立體化、開采作業無人化、監控檢測自動化和資源利用高效化的礦山企業發展新模式。
(二)數字礦山的特點
相較于傳統礦業來說,數字礦山具有不可比擬的優勢特點。第一,數字礦山采用虛擬現實技術,成功再現礦體內部實際結構和開采挖掘的全過程,有利于可視化管理。第二,礦山數據倉庫的信息化管理方式,可以在一定范圍內實現數據的信息資源共享。第三,計算機通過自動分析礦體周圍的地質條件和地理環境,智能化確定開采和挖掘作業的相關技術和工藝參數。第四,數字礦山仿真模擬地質狀況的變換狀況,可以及時預見潛在風險,自動開啟礦山預警系統。
二、數字礦山的基本框架
(一)數字礦山系統的主要結構層
數字礦山的整體系統結構包括以下幾個層次:第一,獲取和儲存數據的數據層,通過各類技術手段有效獲取數據信息,并將其轉化為圖片、文檔或視頻等多種形式進行儲存。第二,對加工后的數據進行表述的模型層,采取采場模型、礦體內部模型、虛擬動畫模型、空間三維模型和礦體地質環境模型等多種形象的模型對礦山總體狀況進行直觀表述,實現有效地輸入模擬設計方案。第三,在模型層的基礎之上,建立起對設計方案優化、參數優化和工藝流程模擬的模擬與優化層。第四,建立在模擬與優化層基礎之上的輔助設計層,為設計方案提供相關幫助或者直接將優化層轉化為具有可行性的方案。第五,包括遠程操作、流程參數自動監控和自動調度在內的執行與控制層。第六,包括辦公自動化和管理信息系統在內的管理層。第六,決策支持層,是對以上各個層次整合信息的進一步分析和有效預見,對相關層次決策的制定起到支持作用。
(二)數字礦山主要系統
數據礦山的系統復雜而龐大,迄今為止,學術界對其系統的分類還存在諸多不同的看法,每種看法都有其合理性。這里我們主要根據系統的功能差異,將數據礦山的系統劃分為中央處理系統、數據采集與處理系統、礦山地理信息系統、數字采礦與選礦系統、礦山管理信息系統五大部分。
1.中央處理系統
中央處理系統是數字礦山的神經中樞,通過匯總子系統傳輸的數據和信息,對其進行全方位分析,并在此基礎上實現對其他子系統進行有效控制,為礦山企業和相關職能部門的整體指揮和決策行為提供建議。
2.數據采集與處理系統
這一系統利用GPS衛星定位、取樣化驗或遙感技術等手段,對空間信息和屬性信息進行測量和勘探,并在經過坐標轉換、圖形矢量化、數據集成等預處理之后,建立相關數據庫,并且對其進行定時更新,集中儲存和管理相關信息。一切計算機系統都是以數據或信息為基礎,數據采集與處理系統的任務就是采集、處理和更新數據,數據包括測量數據和勘探數據等,確保整個系統的持續運行。
3.礦山地理信息系統
礦山地理信息系統是通過運用常用軟件得到不同的圖層,進而對不同數據進行組織表達,成功建立起礦體及其周圍地區物像的拓撲關系,進一步拓寬地理信息系統的功能,成功實現空間查詢與分析和礦圖制作輸出。
4.數字采礦與選礦系統
數字采礦系統(即CAD)是為了保證運行過程的安全,,通過礦床模型和礦體地質模型的建立,全方位詳細掌握礦山的巖石構成或地質構成等各方面的屬性,對開采和挖掘作業的相關設備運行參數進行實時監控。除此之外,選礦系統是從選礦環節的質量出發,基于選礦技術的基礎之上,對選礦設備的自動運行進行有效控制,從而達到調節相關參數,進而影響選礦回收率、精礦品味和成本的目的。
5.礦山管理信息系統
辦公自動化系統(如文字處理、數據庫操作、信息聯絡與溝通等辦公技術的信息化)和管理信息系統(如人事管理、成本管理、設備管理等綜合信息資源的管理)共同構成了礦山管理系統。
三、我國數字礦山的關鍵技術
(一)數據倉庫技術
由于數字礦山采集信息具有海量、異質等特點,鑒于分散儲存和分別建庫的不便,包括數據存儲在內的數據倉庫技術應運而生。數據倉庫技術,包括礦山數據分類組織、分類編碼、元數據標準、高效檢索、快速更新與分布式管理等,可以在此基礎上建立起一種適合于多源異質礦山數據集成與共享、且獨立于應用軟件與數據模型的數據組織結構,便于在對未知現象和時空發展進行預測的過程中,能夠高效、及時、精準地獲取相關專題信息。
(二)三維空間可視化技術
三維空間的可視化是對礦山空間環境和地質構造進行有效分析的前提,是數據模型和數據結構有效組合的依據。三維空間可視化技術主要表現在以下三個反面:首先,包括地震探測、地質雷達等技術在內的三維物探技術。其次,是利用數據實景復制技術達到建立集合面片模型的三維激光掃描技術。最后,是利用數字攝影測量系統獲取地面三維數據的技術。
(三)虛擬現實技術
虛擬現實技術是建立在三維空間可視化的基礎之上,通過對礦山地層環境和局部地質構造的多視角、多維顯現,實現相關人員對數字礦山自上而下的動態變化一目了然。虛擬現實技術在一定程度上滿足了數字礦山智能化建設的要求,實現了對礦區環境動態變化的模擬和對井下采礦作業情況的動態仿真,甚至能夠針對突發性的礦區災害和險情進行模擬演練,增強相關人員的應急能力。
(四)3S及其集成技術
3S技術指的是全球定位系統(GPS)、遙感系統(RS)和地理信息系統(GIS)。在實際中,通常利用全球定位系統確定目標地物的位置及其高程,然后運用遙感技術拍攝衛星遙感影像,準確獲取地物信息,最后,通過地理信息系統對所獲信息進行有效的空間分析處理,使有關可行性方案的制定有據可依。3S及其集成技術的快速發展,為數字礦山從構想走向實際創造了可能。
(五)礦山綜合安全監控技術
由于井下作業面臨較為復雜的地質環境,因此,建立礦山綜合安全技術顯得尤為重要。傳感器將采集的數據透過綜合通訊平臺傳輸到控制中心,經過精密儀器對相關信號的綜合分析,推導出礦井巖層力學行為,并對其破壞程度進行判斷,及時發現災害,并對災害進行有效預警,構成一整套嚴密可靠的安全監測網絡。
四、我國數字礦山有效實施的重要對策
我國數字礦山的建設還處在初期階段,還面臨種種不足。在此種情況下,礦山企業和相關部門更應該著重關注數字礦山的實施策略,促進信息化技術在工業領域的全面滲透。
(一)更新觀念,對礦山進行整體規劃
做好數字礦山建設,首先需要礦山企業和相關部門建立起對數字礦山的清晰認識,各部門負責人、技術人員和一線操作人員協同合作,參與到建設中去,摒棄傳統的開采和挖掘作業方式,更新生產經營的理念,從宏觀的角度對礦山進行規劃。礦山企業要想做到對整體建設心中有數,必須全面梳理相關具體業務和管理環節,并針對盲點設計出集中處理的高效科技應用架構,準確定位自動化項目、智能化項目、信息化項目的實施順序,促進整個數字礦山建設工作的有序開展。
(二)注重信息和技術集成
數字礦山的實施首先建立在數據信息的獲取上面。如何通過有限的技術手段達到獲取信息數量的最大化、實現資源共享,是擺在礦山企業面前的現實問題。由此可見,唯有實現信息和技術集成,才是建設數字礦山的必由之路。信息集成和相關技術的集成需要在建設過程中實現集中控制、在管理工作中實現系統集成,實現管理系統和控制系統的一體化,促進數字礦山總體門戶的集成。
(三)加大建設成本投入
數字礦山的建設離不開強有力的資金支持。政府相關職能部門和礦山企業及科研機構都應該高度重視數字礦山的整體建設,加大對建設成本的投資力度,有必要的情況下建立較為穩定的數字礦山建設基金,全力支持采礦行業的技術引進和改造,為大范圍內的技術推廣與科技研究提供充分的物質保障。
(四)對軟件服務商進行資質測評,確保應用技術的落實
通過上述論述,我們不難發現,與數字礦山建設相關的信息技術種類繁雜,技術性軟件或是綜合型軟件層出不窮,各類軟件都有其利弊,無法全面適應數字礦山建設的具體細節需要,加之我國信息技術市場欠缺相應規范,軟件服務商為了牟利,常常出現夸大軟件功能的現象,這更是造成了數字礦山建設的潛在發展隱患。因此,礦山企業在選購相關技術軟件時,必須對軟件服務商的相關資質進行測評,選擇適合數字礦山控制和管理方面的技術軟件,選擇誠信踏實的供應商進行長期合作,避免由于服務商惡意競爭造成的建設上的不利。
(五)定向培養相關技術人才
相關高校、礦山企業和科研機構應該加強合作,形成優勢互補的聯合力量,進行長期的合作,有計劃地培養一批了解數字礦山基本架構、適應數字礦山建設、符合數字礦山管理要求的相關技術人才,填補我國數字礦山建設階段的人才缺口,為后續建設工作儲備人才力量,促進人才戰略的全面實施,從而促進我國礦業生產的長期可持續性發展。
結束語:
我國數字礦山雖然在虛擬現實技術、預警智能化、采礦仿真、辦公自動化和三維空間技術等方面取得了長足的發展,但是由于我國礦山企業生產環境惡劣、地質環境復雜多變、潛在安全隱患難以預見、作業涉及面甚廣等因素的影響,礦山的完善和成熟還需要盡力一個漫長而曲折的過程,不可能一蹴而就。因此,礦山企業在實際工作中,應該密切關注數字礦山的建設情況,以獲取真實精準的礦山企業信息并對其進行合理整合為己任,在合理成本的承擔范圍內加大信息技術的引進力度,全方位落實熟悉礦山的信息化建設理念,實現采礦行業的可持續性發展,促成經濟效益和環境效益的雙贏局面。
參考文獻:
[1]王瀾.數字礦山關鍵技術研究與實施[J].遼寧工程技術大學學報(自然科學版),2011,30(6):830-833.DOI:21-1379/N.20111211.1820.021
[2]張瑞新,梅曉仁,胡彪等.數字礦山關鍵技術與實施對策[J].東北大學學報(自然科學版),2004,25(z1):17-20
[3]吳立新,朱旺喜,張瑞新等.數字礦山與我國礦山未來發展[J].科技導報,2004,(7):29-31,28
[4]僧德文,李仲學,張順堂等.數字礦山系統框架與關鍵技術研究[J].金屬礦山,2005,(12):47-50
[5]王李管,曾慶田,賈明濤等.數字礦山整體實施方案及其關鍵技術[J].采礦技術,2006,6(3):493-498
[6]陳廣仁.數字礦山的關鍵技術[J].科技導報,2011,29(35):80
根據我院煤礦開采專業技術專業的轉型需要、結合《人工干預智能化開采的研究》項目的需求,2018年7月17日至25日專家羅**、教授楊殿海、佟凱、梁士寶一行四人共同對北京天地瑪珂電液控制系統有限公司、中煤北京煤礦機械有限責任公司、中煤張家口煤礦機械有限責任公司、上海創立集團股份有限公司進行了實地調研。
一、企業實地調研的目的:
1、深刻理解,認識人工干預下的智能化開采的基本內涵,構架,以及實現智能化開采所涉及的相關專業理論知識、專業知識、為智能化開采專業規范課程設置和把握課程標準更為精準,使之做到有的放失,目標明確,更易于操作,符合生產現場需要。
2、了解煤礦機械裝備技術與智能控制技術的最新進展及前沿技術,更新知識,更新觀念,時刻關注裝備制造和智能控制發展動態。
3、通過調研,了解人工干預智能化開采工作面每個崗位(工種)的主要內容,通過分析總結提煉出每個崗位的核心能力,為課程標準編寫和修訂提供依據,從而有效進行課程設計。
4、把理論與實踐相結合,通過實地調研,增強我們的實踐能力,培養發現問題、分析問題、解決問題的能力,增強教師與企業的聯系,為校企合作的深度融合打下一定的基礎。
二、調研對象及內容:
1、北京天地瑪珂電液控制系統有限公司-----電液控制系統研發、制造、裝配等。
2、中煤北京煤礦機械有限責任公司-----液壓支架研發、設備選型、裝配、新技術應用和電液控制系統等。
3、中煤張家口煤礦機械有限責任公司----井工成套輸送設備、工業鏈條及吊索系列、破碎系統、帶式成套輸送設備和煤礦電控設備等。
4、上海創立集團股份有限公司----煤礦綜合采掘機械設備、煤礦自動化控制系統及礦用電氣設備的設計、研發、制造、設備型號等。
三、企業相關情況:
(一)北京天地瑪珂電液控制系統有限公司----煤礦智能化無人開采技術的引領者
北京天地瑪珂電液控制系統有限公司(簡稱天瑪公司)是中央企業中國煤炭科工集團控股的上市公司天地科技股份有限公司的控股子公司,于2001年7月在昌平科技園區注冊成立,注冊資本為2000 萬元 人民幣,屬國家認定企業技術中心。主要從事液壓支架電液控制系統、智能集成供液系統、煤礦綜采自動化控制系統等技術和裝備的研發、生產、銷售與技術服務的專業化高科技公司,同時也是北京市高新技術企業。
擁有一套合理的集研究開發、生產、銷售和技術服務于一體的全產業鏈結構,各環節分工協助,高效運行,以市場為導向,通過產品產業鏈、技術鏈、信息鏈、資金鏈的有機結合,促進公司核心競爭力的提升。
公司堅持“以人為本、人才強企業”理念,引進人才、培養人才,形成了一支結構合理、專業配套、素質過硬的團隊。建立了液壓支架電液控制系統創新團隊、液壓控制技術創新團隊、智能無人開采團隊、工發創新團隊和智能制造產業項目創新團隊。
公司每年以不低于銷售業績收入8%的資金投入科研開發,承擔了國家級、省部級、集團級等項目30多項。
科研成果:3個開發并應用產品系列(液壓支架電液控制系統、智能集成供液系統、綜采自動化控制系統)、100多個型號的產品、100多個礦用產品安全標志證書、500多技術配套方案、186項申請專利、201項發明專利、139項授權專利、15項軟件著作專利。液壓支架電液控制國家標準制定者。
公司探索工業4.0模式,圍繞“中國制造2025”的戰略構想,致力打造先進的智能制造企業。成為世界一流的煤礦開采自動化技術裝備及服務一體化創新型企業。
(二)中煤北京煤礦機械有限責任公司-----世界一流綠色服務的制造商
北煤機致力于多元化發展戰略,以液壓支架核心能力延伸與拓展為主業,以井工走向露天的兩翼齊動為導向,先后研制支護高度從0.55米到8.8米,工作阻力從1800千牛到26000千牛,中心距從1.25到2.40米等不同類型1000多種架型10多萬架,露天工程油缸及礦建專用設備形成系列化,產品應用于全國十四大煤炭基地100多個重點礦區,先后出口美國、俄羅斯、印度、孟加拉、越南、澳大利亞等國家,是國內最大的煤機裝備出口基地。
思考在世界之先,勇于思,更敢于行。公司以領先者的遠見,具備裝備千萬噸級工作面的研發能力,成為國內最大的擁有“核心拳頭產品、核心獨有技術、核心競爭能力”的國際化煤機制造企業。研制了工作阻力26000千牛、支撐高度8.8米的智能化支架王;創世界第一的壽命試驗19.2萬次的出口澳大利亞高端精品支架;世界首臺套超大工作阻力全壽命周期服務支架;國家科技進步一等獎5.2米大采高放頂煤支架;國家863計劃項目全自動化刨煤機成套支架和兩柱式強力放頂煤支架;國家火炬計劃項目50°以上大傾角“三軟”放頂煤支架和綠色環保充填支架;中煤集團和北京市重大科技專項“薄煤層、薄技術、薄裝備、薄文化、矮掘進、低運輸、薄回采、自動化”開采集群示范項目,薄煤層無人智能化綜采成套裝備;綠色開采110工法和N00工法切頂成巷(hang)支架;個性化服務異形巷(hang)道端頭及超前支架;干霧降塵噴霧裝置,智能濕噴機器人,智能液壓傘鉆,定位支盤機等一系列受到國內外熱烈追捧的產品,盡享BMJ品牌產品帶來的綠色、安全和高效,使BMJ成為推動礦山開采進步的重要力量。
公司致力于“產學研用”相結合優勢,與工程院院士、國內外專家、中科院等科研院所合作,研發了液壓支架智能化集控系統,3000升及以上大流量控制閥,直徑30至600毫米液壓缸激光熔敷技術,清水供液系統成套解決方案,120公斤級及以上高強鋼板混合氣體保護焊等新材料、新工藝與新技術成果;裝備了世界一流的45000千牛全自動整架試驗臺、16000千牛動態外加載立柱試驗臺和2000升液壓閥綜合試驗臺等試驗測試新手段,試驗數據與結果得到62個國家認可。
公司擁有國際先進的數字化研發平臺和ERP信息管理系統,“互聯網+”電子商務平臺和智能化焊接機器人、液壓缸在線檢測生產群、液壓閥及電控系統柔性生產流水線、數字化液壓支架加工與裝配制造生產集群等“工業4.0”智能制造平臺,為公司向“兩化融合”綠色服務智能制造轉型升級發展插上了翅膀,使公司跨入了新一輪的高速、高品質、高壽命發展期。
公司積極承擔國家、行業和北京市重大科技專項,擁有300多項國內外專利授權,獲國家發明優秀獎、國家科技進步一等獎和省部級獎80多項,自主研發的一批批創新產品與技術,填補了國內和世界空白,引領行業發展潮流。
(三)中煤張家口煤礦機械有限責任公司---全球最大的礦用鏈制造商和引領者
公司以工業園項目為依托,以產品為對象、以工藝為主線,對生產工民流程進行研究全面升級改造,先后建成了圓環鏈、傳動等12個專業化獨立生產單元,實現了單元化生產和封閉式管理。企業擁有生產和實驗設備3000多臺套,其中高精尖設備197臺套,具備年產煤礦井工輸送設備生產能力17萬噸,裝備制造能力和質量保證手段達到國內領先水平。
經過不斷的創新與求索,公司已經形成了井工成套輸送設備、工業鏈條及吊索具系列產品、露天煤礦破碎站系統及洗選環保設備、大型帶式成套輸送設備、煤礦電控設備等五大類主業產品,可為用戶提供一體化煤礦技術裝備解決方案。
公司擁有國家級煤礦采掘裝備研發實驗中心、國家級企業技術中心和國家認可測試實驗室、博士后科研工作站為核心的技術創新平臺,公司為國家火炬計劃重點高新技術企業、河北省高新技術企業、河北省創新型試點企業,是國家CAD、CIMS應用示范單位,河北省企業信息化示范單位。2004年以來,公司先后承擔國家科技支撐計劃、高技術產業發展計劃、火炬計劃、國家重點新產品計劃等項目5項,獲國家科技進步二等獎2項。公司累計獲得授權專利109件,其中發明專利9件,研發能力在國內同行居領先地位。 公司主導產品為煤礦機械化采煤工作面用刮板輸送機、轉載機、破碎機、刨煤機等采煤、運輸設備,薄煤層滾筒采煤機無人自動化工作面成套輸送設備, 薄煤層全自動化刨煤機工作面成套設備,產品共有10大類82個系列500多個規格,刮板輸送機的裝機功率從40千瓦到4800千瓦,輸送能力在150噸/小時~6000噸/小時之間,最大設計長度為400米。同時,公司還向礦山、冶金、工程機械等行業提供工業鏈條、鑄石刮板輸送機、防爆電器開關、固液分離壓濾機、液壓工程缸等產品。
(四)上海創立集團股份有限公司-----煤礦綜合采掘機械設備(高端煤機裝備)領先者
公司是國內領先的以煤礦綜合采掘機械設備為主的高端煤機裝備供應商,主營業務為煤炭綜合采掘機械設備、煤礦自動化控制系統及礦用電氣設備的設計、研發、制造、銷售以及技術服務,并為客戶提供煤礦綜采、綜掘工作面成套設備的選型和方案設計。主導產品為煤炭綜合采掘機械設備,主要包括系列滾筒式采煤機、系列懸臂式掘進機及相關零配件,其中系列滾筒式采煤機有28個系列103種機型,裝機功率覆蓋120kW~2760kW,采高范圍覆蓋0.7m~6.5m;系列懸臂式掘進機有8個系列14個機型,截割功率覆蓋55kW~315kW,掘進高度覆蓋1.9m~5.1m。公司全資子公司創力普昱是一家專業從事煤礦自動化系統工程項目和研發、制造、銷售各種礦用電氣設備的科技型企業,其核心產品是各類變頻節能礦用電氣設備以及融合了礦井信息化、自動化和網絡化于一體的礦井綜合自動化控制系統。公司采、掘、電全面發展,優勢互補;系列全、品種多,國際化高品質配置,性能可靠。
公司與高等院校、科研院所建立了長期技術合作關系,共同建立“產、學、研”基地,就進一步提高產品的先進性、可靠性及智能化等開展多項專題研究。
四、目前我們存在的問題:
1、現有專業教師隊伍建設制約專業建設發展
專業教師隊伍建設是制約煤礦開采技術專業轉型為智能化開采專業的一個突出問題。現有的煤礦開采技術專業的專任教師無論從數量、素質、結構和管理都還難以適應專業改革發展的需要。
2、教學標準、教學內容及教材嚴重滯后,課程改革舉步維艱。現代社會進入了高度發展和知識爆炸的時期,知識更新換代速度加快,甚至原來領先的科學技術知識,三年、五年就已經過時甚至無用知識,這就為我們專業教學標準制定、教學內容更新,教材的替換提出了前所未有的挑戰。
3、現有實訓條件遠遠滿足不了專業轉型和課程改革的需要
我院現有的采礦模擬實訓室、電氣實訓室、通風安全實訓室等已經滿足不了專業轉型和課程改革的需要。
4、現代化信息教學手段開發和應用有待加強
目前,我們煤礦開采技術專業有專業教師,無論從業務素質、
實際操作能力以及信息化學手段的應用和專業課程緊密結合不夠,遠遠滿足不了專業轉型和課程改革的需求。
五、解決的措施:
1、著力提高專業教師整體素質,特別是實踐教學能力。真正下大氣力培養一批具有“雙師型”素質。定期到企業或科研單
位吸收新知識,了解新技術、新裝備,并應用到教學中,同時讓專業教師接受最新技術的培訓。
2、首先要全體教師真正在思想上高度重視知識更新的實踐能力提高重要性;其次要創造更多更好的條件,多參加展會,多與外界交流,使教師及時獲得有關最新信息和資料。三是開發基于工作任務的最新校本教材,修訂專業教學標準,增加新技術、新裝備等教學民內容中,四是教師要主動參與最前沿的課程研究、學術交流及企業鍛煉。
3、要利用教育《高校人工創新行動計劃》中建設“關于智能+專業”的契機,爭取上級主管部門資金支持。
4、學院把智能化開采專業作為戰略重點,下大力氣、下大血本,花大成本來建設。可與相關企業、行業聯合辦培訓基地。還要利用現有資源進行改造升級實訓室,建立《人工干預智能化開采實訓室》,以適應專業轉型和課程改革的需要。
5、鼓勵教師進行信息化課程建設,特別是基于工作過程的課件制作,教學中播放工作過程和生產環境,增強感性認知。或購買企業生產管理系統工程為模板開發的教學軟件。
六:建議:
1、學院總統領,舉全院之力,建立以采煤團隊為引領,以電氣化專業為主導,
機電、信息為配合的智能化開采專業研發團隊。
2、盡快制定智能化開采專業1--2年規劃,具體可分三步走:一是要才培養方案制定、課程標準的編寫與修訂,二是編寫核
心課程校本教材。三是建設智能化實訓室。
3、建立兼職人才專家學家資源庫。聘請全國知名專家學者來
院講學或作為客座教授參與智能化開采專業建設,以提高學院知名度。
4、通過院級層面溝通協調,建立學院、煤礦和廠家三方共同
參與的聯運機制,進行校企深度合作,與上述四家企業建立教師培訓基地,與雙鴨山礦業集團東榮一礦建立學生實訓基地,實現雙贏。。
5、與中煤北京煤礦機械有限責任公司合作進行VR項目開
發,企業帶項目,我院提供場地。
6、與北京天地瑪珂電液控制系統有限公司合作進行人工干預
智能化開采控制系統的培訓工作;北京天瑪電液控制系統有限公司在我院建立車間,我院提供場地,
總而言之,為期十天的現場調研,馬不停蹄地奔波了四個廠家,收獲頗多。通過企業調研,真切感受到作為專業教師,知識的匱乏和陳舊,同時,也感嘆科技有進步與發展。深入對企業實地調研,不僅使我們體驗了企業發展的難度與艱辛,更重要的是熟悉了企業的新技術、新裝備以及企業相關的工藝流程、制造與配裝過程。與之相比,我們學院還存在著很大差距和諸多實際問題。
通過企業調研,使我們對智能開采的內涵、架構及需要的相關知識,特別是煤礦機械裝備技術、智能控制技術有了更深層次的認識;通過向企業專家學習與交流,進一步理清了智能化開采專業方向,為建立智能化開采專業增強了勇氣的信心。
通過企業調研,我們體會到。在教學改革中,應針對企業各方面的實際需要,修訂人才培養方案,重新架構課程體系,完善課程標準,整合教學內容。收集了工作流程、崗位操作及技術資料,并拍攝了大量現場實物照片,為專業教學提供了豐富而寶貴資料,理會為后續實訓室建設提供了大量實際、生動的素材,豐富了教學資源庫。
一、頂層設計專項行動計劃
到2015年,充分發揮物聯網發展部際聯席會議制度作用,健全完善物聯網統籌協調工作機制,初步實現部門、行業、區域、軍地之間的物聯網發展相互協調,以及物聯網應用推廣、技術研發、標準制定、產業鏈構建、基礎設施建設、信息安全保障、頻譜資源分配等相互協調發展的局面,基本形成各環節協調發展、協同推進、相互支撐的發展效應。
二、標準制定專項行動計劃
重點突破關鍵技術標準。優先支持應用急需行業標準。繼續推進公安、環保、交通、農業和林業等5個重點應用領域的標準化工作,新成立5個物聯網應用標準工作組,結合實際需求,統籌國標、行標規劃,研制40項急需的應用標準。后續重點推進各領域的應用標準化工作,完善物聯網應用標準體系,基本覆蓋各重要應用領域。
三、技術研發專項行動計劃
按照“需求牽引、重點跨越、支撐發展、引領未來”的原則,瞄準物聯網技術前沿,把握未來發展方向,圍繞應用和產業急需,著力突破物聯網核心芯片、軟件、儀器儀表等基礎共性技術,加快傳感器網絡、智能終端、大數據處理、智能分析、服務集成等關鍵技術研發和產業化,探索形成創新商業模式,整合創新資源,加強國際合作,培育和打造技術創新鏈與產業生態鏈,支撐我國物聯網產業健康快速發展。
四、應用推廣專項行動計劃
(一)推動工業生產與經營管理智能化應用。面向兩化融合以及傳統產業轉型升級需求,以流程工業和裝備工業為重點,在煤炭、石化、冶金、汽車、大型裝備工業中各選擇4—5個重點企業開展面向生產過程、供應鏈管理和節能減排的物聯網應用示范,推動傳統產業的生產制造與經營管理向智能化、精細化、網絡化轉變,提升生產和經營效率。
(二)推動農業生產和農產品流通管理精細化應用。面向農業生產和農產品流通管理精細化需求,選擇2—3個國家級現代農業示范區或相關重點區域,組織實施國家精準農業物聯網應用示范工程,重點開展大田作物、養殖業和設施農業以及農資服務物聯網應用示范,推動農業現代化,帶動農資及農技服務模式創新,并區域擴展;加快實施國家糧食儲運監管物聯網應用示范工程,逐步擴大應用試點規模,適時開展推廣應用,提高我國糧食與經濟作物儲運管理水平。
(三)推動物流管理智能化和標準化應用。面向商貿流通、物流配送智能化、標準化管理需求,加快實施國家航空運輸物聯網應用示范工程、集裝箱海鐵聯運物聯網應用示范工程和集裝箱電子標簽國際航線應用示范工程,并深化拓展試點應用領域,組織實施國家遠洋運輸管理物聯網應用示范工程、國家快遞物流可信服務物聯網應用示范工程,開展進出境(集裝箱)檢驗檢疫監管和進出境產品地理標志原產地保護物聯網應用示范,提升我國物流領域的智能化管理水平;選擇若干大型制造企業,開展企業物流作業管理物聯網應用示范,提高企業物流作業水平;選擇若干人口規模大、密度高、商貿流通業發展水平較高的城市以及地區,在城市共同配送方面開展物聯網示范應用,推動技術應用和產品標準的統一,加強跨區域、跨行業、跨部門物流信息的交換與共享,推動利用物聯網技術進行統計信息的采集和分析挖掘,提升物流運作效率,降低物流成本。
(四)推動污染源監控和生態環境監測應用。面向生態文明建設和環境保護需求,在四川、山東等地實施國家環保物聯網應用示范工程,選擇若干排放危險廢物、放射源廢物的企業和醫院,開展污染源自動監控應用示范,實現污染源自動監控系統的建設、管理和維護;選擇2—3個河、湖分布數量較多且水質安全隱患較大的省份,支持地方開展水質量監測應用示范,為實現水質改善提供技術手段;選擇若干直轄市和省會城市,支持地方開展空氣質量監測應用示范,對火電、鋼鐵、有色、石化、建材、化工等行業企業進行重點防控和多種污染物協同控制;選擇若干城市污水處理廠和火電廠開展污染源治污設施工況監控系統應用示范,提高污染治理監管水平。開展進境廢物原料監控物聯網應用示范,提高進境廢物原料監管水平;在吉林、江西等國家重點生態功能區和旅游景區,實施國家林業物聯網應用示范工程,開展3—4個生態環境監測評估、林業資源和生態旅游安全監管和服務物聯網應用示范,提高我國生態保護和服務水平。
(五)推廣安全生產網絡化監測和動態監管應用。面向加強安全生產保障能力、遏制重特大安全事故的需求,突出煤礦安全監管重點,開展煤礦安全設備監管國家物聯網應用示范工程;加快實施國家礦井安全生產監管物聯網應用示范工程,逐步擴大應用規模,利用物聯網技術構建覆蓋井下人員、設備、環境等的事故預防預警和應急處置系統,實現礦井安全生產信息的網絡化采集,實現對礦井透水、瓦斯、粉塵等事故災害的預防預警和自動處置,探索完善礦井安全生產物聯網技術標準、裝備產品和解決方案,提升礦山企業安全防護水平;加快實施國家特種設備監管物聯網應用示范工程,實現特種設備安全的信息追溯、動態監管、實時追蹤與應急救援,并由電梯、氣瓶兩類特種設備逐步擴展到其他特種設備;在全國民用爆炸物品生產企業推廣生產環境實時監控和智能處置應用,建立民爆行業生產經營動態監控信息平臺,深化行業生產經營信息自動采集和視頻監控,提供應急聯動服務,提升企業和全行業事故預防預警和應急處置能力。
(六)推動交通管理和服務智能化應用。面向交通領域智能化管理和調度需求,選擇2—3個大中城市和2—3個內河流域,實施城市智能交通和智能航運服務國家物聯網應用示范工程,開展車輛識別、航運服務、交通管理應用示范,提升指揮調度、交通控制和信息服務能力,推動利用物聯網技術進行交通統計信息的采集;推廣客運交通物聯網應用和智能公交系統建設,提升公共交通的協同運行效率和服務能力;開展4—5個具有自主知識產權的車聯網新技術應用示范,包括導航定位、緊急救援、防碰撞、非法車輛查緝、打擊涉車犯罪等,促進相關領域的技術創新和產業鏈發展,提升交通安全和社會服務水平;開展電動自行車智能管理物聯網應用示范及推廣。
(七)推動能源管理智能化和精細化應用。面向資源節約型、環境友好型社會建設需求,加快實施國家智能電網管理物聯網應用示范工程,并拓展應用領域,在發電、輸變電、配電、用電等領域實施10個智能電網試點,提高我國電力運行效率和智能化水平;在加快實施國家油氣供應物聯網應用示范工程基礎上,繼續向其他油田拓展,實現油氣生產、煉化、儲運、銷售全業務鏈集中管控和精細化管理,降低油氣供應成本,增強能源綜合保障能力;推廣公共建筑節能物聯網應用,提高建筑內水、電、氣、熱等資源的智能監測和控制水平,提升能源利用效率。
(八)推動水利信息采集和信息處理應用。面向防洪抗旱、水資源管理、生態環境保護、飲水安全保障、水土流失治理、水庫安全管理突發性事件處理等需求,組織實施國家水利工程安全運行物聯網應用示范工程,開展區域專業化水庫設施安全維護,推廣水利信息采集和信息處理物聯網應用示范,建設布局合理、功能齊全、高度共享的水利信息綜合采集和信息處理業務體系,滿足水利業務應用需要,提高用水安全。
(九)推動公共安全防范和動態監管應用。面向公共安全需求,加快實施國家重點食品質量安全追溯物聯網應用示范工程,深化嬰幼兒乳粉及酒類應用,建立健全肉類、蔬菜、中藥材等重要商品追溯體系,逐步擴大監管食品品種和應用范圍;選擇部分直轄市和重點城市,實施國家公共安全物聯網應用示范工程,開展重要活動及場所保衛、機動車整體管控、流動人口管理和城市核心區立體防控及突發公共事件預警信息等重點應用示范,提升社會治安水平;實施消防安全管理物聯網應用示范工程,實現消防設施的實時監控和火災隱患的排查預警;選擇重點企業和危化品集中地區,組織實施國家危化品管控物聯網應用示范工程,開展危化品存儲和道路運輸監管應用示范;開展災害性氣象信息采集和實時處理應用示范,提高災害性天氣預報的準確性和及時性;在中西部災害多發地區,開展重大自然災害預警和應急聯動應用示范,提高防災減災能力。
(十)推動醫院管理和社區醫療健康服務應用。面向醫院智慧化管理、社區遠程醫療及重點人群健康管理服務的需求,選擇10個左右信息化基礎好的三級醫院,重點開展面向醫務人員、患者和醫療物品的醫院管理國家物聯網應用示范工程,并逐步向全國推廣,提升醫院管理水平;選擇部分養老機構,組織實施國家智能養老物聯網應用示范工程,對集中養老人員提供智能化服務,依托養老機構對周邊社會老人開展社會化服務,并逐步向其他養老機構推廣;在4—5個城市社區,開展社區健康管理物聯網應用示范,實現社區中心及時掌握重點人群的健康狀況,并開展相應醫療和健康服務。
(十一)推動城市基礎設施管理精細化應用。面向城市基礎設施和管網的精確診斷和一體化管控需求,選擇5個城市,實施城市基礎設施管理物聯網應用示范,實現對地下管網、立交橋、井蓋設施、無線基站、城市內澇、供排水設施、地下空間安全等狀態信息的實時采集、在線監控、集中管理和信息共享,提高城市運行和管理水平。
(十二)推動智能家居應用。面向公眾對家居安全性、舒適性、功能多樣性需求,在大中城市選擇20個左右重點社區,開展1萬戶以上家庭安防、老人及兒童看護、遠程家電控制以及水、電、氣智能計量等智能家居示范應用,解決制約規模化推廣存在的產業鏈協作不足、成本過高、標準不統一等問題,帶動智能家居技術和產品突破,發揮物聯網技術優勢,提高人民生活質量。
(十三)依托無錫國家傳感網創新示范區開展應用示范。依托無錫國家傳感網創新示范區,有計劃、分步驟地開展物聯網應用示范。按照《無錫國家傳感網創新示范區發展規劃綱要(2012—2020 年)》明確的重點任務,積極組織實施《無錫國家傳感網創新示范區建設三年(2013—2015)行動計劃》,著力推進智能制造、智能農業、智能電網、智能物流、智能交通、智能安防、智能環保、智能醫療、智能家居、應急救援、智能教育、智能水利、智能旅游等十三個應用示范工程。各行業主管部門優先在無錫示范區部署相關行業物聯網應用試點,發揮先行先試作用,為全國物聯網發展積累經驗。
(十四)推動電信運營等企業開展物聯網應用服務。建立鼓勵多元資本公平進入的市場準入機制,支持電信運營、信息服務、系統集成等企業積極開展物聯網應用示范工程的運營和推廣,充分利用現有公共通信和網絡基礎設施開展物聯網應用服務,重視信息資源的智能分析和綜合利用,促進信息系統間的互聯互通、資源共享和業務協同,加強對物聯網建設項目的投資效益分析和風險評估。
五、產業支撐專項行動計劃
協調推進物聯網核心產業發展。強化產業培育與應用示范的結合。面向經濟社會發展的重大戰略需求,以工業、農業、商貿流通、節能環保、安全生產、交通、能源、水利、公共安全、社會保障、醫療衛生、城市管理、國防建設等重點行業和重點領域的示范應用為引領,結合地方基礎和優勢,充分考慮技術、人才、產業、區位、經濟發展、國際合作等因素,鼓勵和支持設備制造、軟件開發、服務集成等企業以及相關科研單位積極參與應用示范工程建設,促進物聯網產業與應用示范的緊密結合。
六、商業模式專項行動計劃
建立商業模式創新體系。營造商業模式交流環境。推廣成熟商業模式。支持基礎電信運營商、增值電信業務提供商、系統集成商等參與物聯網應用示范工程,通過多種主體之間的競爭與合作,提升物聯網專業服務水平。加速物聯網在傳統產業中的融合應用,推動物聯網與移動互聯網、云計算、大數據等新興業態的融合發展,探索發展新的物聯網專業服務。拓展物聯網增值服務。
七、安全保障專項行動計劃
推進物聯網關鍵安全技術研發與產業化。加強物聯網安全標準實施工作。建設物聯網信息安全技術檢測評估平臺。建立健全物聯網系統全生命周期的安全保障體系。開展物聯網應用安全風險管理建設試點。從物聯網信息安全監管、可信身份認證和安全控制、網絡安全防護、隱私保護等方面,開展支撐物聯網信息安全保障體系建設的試點工作。
八、政府扶持措施專項行動計劃
加大財政資金投入力度。落實相關稅收優惠政策。加強國家科技計劃投入。加大重大科技專項支持力度。在國家科技計劃中提高對物聯網基礎理論和技術研發的資金支持比例。國家973 計劃重點加大對大數據處理、智能分析、信息安全等物聯網基礎性理論和技術的支持。國家863 計劃重點加強對低成本、低功耗、高精度、高可靠、智能化、小型化傳感器技術、多傳感器融合技術和儀器儀表技術研發的支持。國家科技支撐計劃重點加強面向農業、制造業、公共安全、智能電網、智能家居、智慧城市等領域的重大公益技術、產業共性技術研發和應用示范的支持。
九、法律法規保障專項行動計劃
梳理分析物聯網相關立法,研究修改法律、法規、規范性文件中影響物聯網發展的條款。研究制定物聯網環境下個人信息保護辦法,組織開展數據安全保護和數據資源共享立法研究。提出相關法律法規修改建議,為物聯網發展提供路權和資源保障。積極開展物聯網相關技術的知識產權分析評議,加快推進物聯網相關專利布局。
【關鍵詞】數字礦山;研究現狀;建設
0.引言
隨著信息技術、計算機技術、通信技術、自動控制技術、3S(GIS,GPS,RS)技術、網絡技術的發展,礦山信息化、數字化的實現也成為可能。在1999年召開的首屆國際數字地球大會上,再次提出了數字礦山的概念。啟用先進的數字化手段對礦產資源的開采進行合理設計規劃、科學并有效的控制是空間技術、信息技術發展的必然結果,使其在礦業中發揮出越來越大的作用, 是當代礦業發展的目標和方向。數字礦山是把真實礦山用數字化的形式再現出來,是在統一的空間坐標下,用科學合理的方法將各類礦山、地質信息組織在一起,將海量異質的礦山信息和資料進行全面、高效、有序的管理和整合。
1.數字礦山建設的意義
數字礦山建設在實現資源的可持續發展方面發揮出巨大的作用。數字礦山可以將礦產資源的存儲情況和開采情況系統化、數字化地表現出來。數字化礦山的研究和建設對于現代礦山企業的發展具有十分重要的意義,表現在如下幾個方面:
1.1簡化管理
礦山是一種特殊的地理區域,現代礦山一般規模大,占地廣,地質條件參差不齊,開采方式復雜。數字礦山利用計算機技術把地質資料匯總管理,不但保證了地質數據資料管理工作的高效及正確性,也提高了管理人員的工作效率,減少了工作量。
1.2利于開發和發現資源
數字礦山信息系統可以綜合分析礦山多年開采和補充勘探的大量的地質資料,以三維立體的方式將這些資料表達出來,作為礦床地質信息的定量描述,對礦體分布規律進行進一步分析,從而能夠對礦床邊緣及深部成礦進行有效的預測。對礦床圖形進行分析研究,還可以合理的確定礦山的開拓計劃、優選采礦方法,從而大大提高工程設計、分析的能力。
1.3為地質災害的預防提供依據
礦山是一個多介質的復雜結構空間體,發生地質災害的情況隨時可能遇到。一旦決策失誤或措施不及時,都將會導致重大事故。數字礦山信息系統可以利用勘測資料和生產過程中提供的監測數據,對可能出現的地質災害進行預測分析,為災害的預防提供了可靠的依據。
2.數字礦山研究現狀
2.1國外研究現狀
目前,實現遠程遙控和自動化采礦是礦業發達的國家建設數字礦山的重點。國際著名礦山企業加拿大國際鎳業公司從20世紀90年代初,就開始在數字化礦山的基礎上研究遙控采礦技術,其目的是實現整個采礦過程的遠程遙控操作。現在,國際鎳業公司已研制出遠程遙控樣機系統,并在加拿大安大略省的薩德泊里盆地的幾家地下鎳礦試用,實現了在地面對地下礦山機械進行控制,甚至可以從400km以外的多倫多對地下鎳礦的采、掘、運等活動進行遠程控制。澳大利亞聯邦科學與工業研究組織在2001年的項目“勘探和采礦數據四維可視化”中,用VRML和Java實現了一個四維可視化、交互的平臺,該平臺主要目的是集成測量、地質、鉆孔、三維地震、重力、地球物理等真三維數據,高效、快速和便捷地顯示在網絡上,為用戶提供一個交互、易理解的煤礦虛擬環境,并實現了對三維數據的解釋、驗證和認知。
2.2國內研究現狀
我國目前可用于數字化礦山方面的軟件相對比較少,水平和發達國家相比也有很大差距,但也取得了一定的成績。2002年春天,以“數字礦山戰略及未來發展”為主題的中國科協第86界青年科學家論壇勝利召開。我國第一座數字礦山山東新汶礦業集團泰山能源股份有限公司翟鎮煤礦,它與北京大學遙感與地理信息系統研究所合作,是國內第一家應用數字化礦井技術礦山。北京華油吉澳科技開發有限責任公司投資成功開發了面向石油地質專家和油藏工程師的專業應用軟件系統GEOTOOLS3.0系統。煤炭科學研究總院西安分院開發的礦井三維地質模型軟件,具有光照模型顯示、儲量自動計算、三維多層地質建模、任意地質剖面剖切功能及礦井巷道系統三維模型顯示和成圖等功能。北京理正軟件設計研究院開發的LeadingGIS也比較好的實現了地質體的三維可視化,武漢中地信息工程有限公司的MAPGIS、北京超圖的SUPERMAP等都帶有二維可視化的模塊。還有首鋼礦業公司的GIS-MES-ERP-OA 集成系統和山東招金集團的三維地測采生產輔助決策系統。
3.存在的問題與不足
隨著信息技術飛速的發展,數字礦山也已經開始從理論分析階段逐步走向實際應用階段。雖然我國對數字礦山技術研究取得了一定的成就,但是礦山數字化整體水平還比較低,在礦山數字化建設過程中還存在著一系列問題,與國際先進水平存在一定差距。目前很多大中專院校都開設了數字化礦山的相關專業,我國現階段既熟悉礦山的業務又了解信息系統整體規劃的綜合性人才依然缺乏。
我國很多礦山的經營理者和專業技術人員, 對建設數字礦山的重要性認識不足,加之需投入大量的人財物,導致他們積極性不高。另外還有一些企業沒有把建設數字礦山作為礦山發展的戰略任務來對待, 缺少長遠的發展規劃, 從而也影響了數字礦山建設的進程。
目前,我國適用于礦山應用的數據集成軟件非常缺乏,專業研發團隊相對薄弱。所以,進行數據集成軟件的研發是當前建設數字化礦山的一個迫切任務。
4.數字礦山建設建議
為提高礦山的競爭力,實現礦山的安全高效、綠色環保、科技文明發展,建設數字礦山是十分緊迫的。根據目前現狀,需要培養人才、引進人才、留住人才。礦山主管部門及企業高層領導要親自牽頭,確保有足夠的資金投入,制定詳細的規劃和具體的實施步驟,循環漸進,逐步實施,并加強高級管理人員的信息化培訓工作。數字礦山建設應該按從簡單到復雜、從小規模到大規模的原則有序進行,并在國家空間數據基礎設施(NSDI)的統一框架下,按照行業、企業數字化建設的要求和慣例,建立礦山數據倉庫,逐步實現礦山地、測、采專業的數字化,礦山安全管理數字化,礦產資源管理數字化。
5.結束語
數字礦山是現代化礦山的發展方向,也將是資源開發可持續發展的重要方向。礦山企業應結合自身實際情況,整體規劃,有重點、分步驟、有序地實施數字化建設。數字礦山的功能性及重要性將會在今后的應用中逐步顯現出來。數字礦山的發展前景非常廣闊,但同時也充滿了挑戰。
【參考文獻】
[1]魏建現.數字礦山建設的探討[J].現代礦業,2010(7).
[2]吳立新.中國數字礦山進展[J].地理信息世界,2008(10):6-13.
[3]王青,吳惠城,牛京考.數字礦山的功能內涵及系統構成[J].中國礦業,2004,13(1):7-10.