矿山数字化技术范文篇1
【关键词】数字化测绘技术；特点；作业模式；矿山工程测量；应用；
随着当代的数字化测绘技术，全球定位系统技术，地理信息系统技术，遥感控制技术等新技术在工矿山程测量工程中的广泛应用，已逐渐取代了传统的测绘方式，也标示着科技的进步对促进测绘工作的进步与发展起着重要的作用。
一、数字化测绘技术的特点
1、测图的精度高。数字化测绘技术具有较高的精确度的特点。电子格式的测量数据还能传输、储存、成图、自主记录、处理、等工作。整个过程也不会影响到初始数据的精准度。数字化测图技术的使用过程中，每当地图图形的距离小于300米时，测定的物点误差在3毫米之内。从输入到成图整个过程中会大大降低精度损失，也不会在测图过程中出现传统测图中经常出现的方向型误差、展点型误差、视距型误差。从而高效地保证外业测量中的精确度，同时也确保了测量结果的精准性。
2、自动化的程度高。数字化测图还具有自动化程度高的优点。数字测图在绘制的过程中，可以使用计算机软件自动计算和自动选择图示符号和自动进行识别等。得出的数字地形图也会比手绘的地形图更加精准和规范一些。届时，在数字化测绘技术运用的过程中，也能避免人为因素造成的一些错误，从而大大降低了错误率的发生。
3、提高测绘效率。数字化测绘还具有提高测绘效率的特点。用应用数字化测绘技术的结果作为原图。可以在计算机里进行土地资源规划或者市政网络的建设设计。更加方便的把施工方案进行比较，经过数据的统计、整理、分析及汇总之后，从中选择最合理最适用的施工方案。同时在测绘工作中大大缩短了工程量时间，提高效率。
二、数字化测绘技术的作业模式
1、外业数据的采集。当进行外业数据采集的过程中，最先进的是用RTK外业数据采集，也可以使用全站仪电子手簿，自制电子手簿和便携机与测量设备相配合的使用方法进行工程测量。按照不同的地理环境，选择最适合各自环境的测量方法。在环境比较恶劣的待测区域里，也可以配合采用便携机与测量设备共同使用。先把控制点的数据输进便携机里。在外业采集数据成型后，然后再将内业工作进行调换。在测量过程的初期，应该对测站点进行全面的检查后，再严格的绘制地形草图。用来对应数据标注地质的情况，致使提高工作效率。当一个区域进行的外业工作结束后，应该先将测量数据备份，然后交给内业数据处理人员，为避免数据丢失后造成的二次测量工作。
2、内业数据的处理。内业数据的处理应先由内业处理人员对外业数据人员带回的原始数据先进行单元区分。然后使用编辑器将数据渐渐转化在CAD图纸上，再由MAP文件格式转化为点、线的格式文件，最后对逐个点、线的符号、属性进行标明，形成测量图纸，最后将其录入地形图库内。无论是工程测量的各个阶段还是工程的整体测量，都要对测量的数据进行统计整理分析。今后施工起来也更为方便。
三、数字化测绘技术在矿山工程测量中的应用
1、矿图数字化技术的应用。煤矿的各种信息是一种活跃的、动态变化的、与空间位置密切相关的信息，所涉及的数据信息量十分巨大，通过矿图数字化技术（地测地理信息系统）能为矿井生产建设提供出完备的技术工作基础的地质信息、几何数据和图形信息。能为矿山各专业部门提供翔实、可靠的综合和专题图件，基本矿图信息库的建立，为管理人员掌握矿山的生产系统情况、采掘工程活动情况，以及矿体的空间分布、矿体的形状、地层结构和覆岩体属性特征等矿山空间信息提供了方便，并可以实现地质剖面图、通风系统图等其它各类专业矿图的方便编绘。还可以实现矿山规划设计、矿井生产指挥调度、矿井通风安全等方面技术工作的基础信息的应用和管理。数字化技术的数据都以1：1比例尺存储，其它比例尺都是根据需要由系统自动形成，系统可以将任何来源不同的几何数据，转换成统一的参考基准面，统一的成图投影和统一的坐标系统，保证了矿图尽管资料来源不同，但都能做到统一编绘，实现数据的输入、添加、删除、修改和查询。
2、原图数字化技术的应用。当某个地区需要用到数字地形图而一时因经费困难或受到时间等原因的限制时，该方法是最适宜的。它能够充分利用现有的地形图，只需配备数字化仪器和计算机、绘图仪或扫描仪、配以数字化软件就可以开展工作，并且在很短的时间内获得数字化果。它的工作方法有两种：矢量化扫描录入仪和手扶跟踪数字化录入仪。矢量扫描录入仪具有较好的操作性能，且工作效率较为良好。但在使用矢量扫描录入仪时，得到的地图准确度是与原图的精准度相关联的，并且在进行数字化处理的过程中也可能会出现不同的误差，一般其精准度与原图相比稍低一点。而且它所反映的只是白纸成图时地表上的地物地貌，不具有现时性。所以它只能作为一种应急措施并非长久之计。为了充分利用此方法得到数字地图，可通过修补、填充等方法。实测地物点的精确坐标，通过调整从而可提升精确度。而随着地图的不断更新，实测坐标的增加，地图的精度也就会相应地得到提高并被广泛应用于数字化测绘技术工程测量中。
3、地面图中数字化技术的应用。在一些没有合乎要求大比例尺的地面图的地方还是比较紧缺。这个时候就可以直接采用地面数字测图的方法。这种方式可以将一定区域内的地貌、地形和地理环境等进行详细反应，在我国各地的地面测绘单位都得以广大推广及应用。使用数字化仪器测量地面图的精确度高，操作也就相对简单，只需对必要点进行测量并在周围5cm的范围内加以控制。即可得到精确标准的地面图。从而减少工程测量中的劳动力，降低工程资金成本，高效减低能源的使用。
4、数字地球中数字化技术的应用。数字地球就是把经济和社会发展等一系列的信息。加载到一个系统的地理坐标框架中并按照数字的形式储存于计算机内。任何机构或个人都可通过网络通讯技术，足不出户就可以获取所需的信息。数字地球是一个复杂且十分庞大的系统工程，技术复杂，涉及部门多，没有任何一个部门或团体能单独承担，它需要地球科学、信息科学、空间技术和众多应用部门的配合完成。在空间科学与信息技术这方面，测绘数据是极为重要的组成部分，在我国数字地球系统的建立和完善过程中有着不可或缺的作用。所以，相关人员也在不断加强对数字化测绘技术的研发与完善应用，改善传统的测量方式。将数字地球系统与数字化技术的结合，从而实现地球的数字化、科技化。
结束语
数字化测绘技术，具有高效率、高精度、定量的区域空间信息数据管理和分析能力，为改变以往的测绘方式和生产技术管理模式奠定了良好基础。总之，数字测绘技术在工程测量中应用是十分广泛，且随着科学技术的逐渐发展，其精确度、操控技术等方面也会不断发展。
参考文献
[1]李木子浅析数字化测绘技术及在工程测量中的应用[J]中小企业管理与科技20108.
矿山数字化技术范文篇2
[关键词]自动化；信息化；数字矿山
中图分类号：TD67文献标识码：A文章编号：1009-914X（2016）21-0377-01
信息技术的快速发展和浪潮般的推广应用，为矿山企业带来了机遇，也带来了压力，“数字矿山”应运而生。数字矿山是以计算机及其网络为核心手段，实现矿山信息的获取、存储、传输、表述、深加工及其在各个生产环节和管理与决策中的应用。它是一个由多个相互关联的软、硬件分（子）系统组成的庞大系统。
数字矿山的建设开发过程，称为矿山数字化。矿山数字化过程是综合运用GIS（地理信息系统）、遥感、遥测、网络、多媒体及虚拟仿真等技术，建设矿山资源开发利用、信息采集、动态监测管理和辅助决策服务系统的过程。它是地理、资源、生态环境等复杂系统的数字化、网络化、虚拟仿真，具有优化决策支持和可视化表现等强大功能。
矿山数字化的最终目标，是应用矿产经济、数学地质、信息技术的原理与方法，通过计算机及软件，把矿床地质、矿产开发等有关信息，以地理坐标为标准有机集成起来。并通过数学分析研究，建立这些数据的三维空间联系，实现现实矿山实体的数字化、可视化，从而解决矿山生产动态管理、生产方案优化决策、矿山生产规划、矿床边深部找矿增储、资源的合理开发利用等技术问题，以便减少资源的浪费和环境污染，提高矿业开发的社会经济效益。
1数字矿山目标及发展现状
传统的采矿工业大多数都是以人工作业为主，不仅采矿的工作效率不高而且还经常发生采矿人员伤亡的安全生产事故。为了更好地解决矿山在日常生产过程中所面临的问题，坚持以人为本的工作理念，运用现代高新技术，不断完善我国数字矿山的建设。数字矿山的主要目的便是为了更好地解决传统采矿工艺存在的问题以及弊端，使信息资源的综合利用与矿山的安全生产相结合，保证整个采矿过程绿色安全且高效节能。
我国的矿山企业受传统采矿工艺的影响比较大，矿山企业虽然也在发展自动化建设和信息化建设，然而都受到传统思想的束缚，不敢冒险尝试新型数字矿山的建设，严重影响了数字矿山的建设。在国家和地方政府的不断重视和扶持下，现目前我国的数字矿山建设正在如火如荼的进行着，并在不断研究和开发各类新的开采技术，矿山的开采工艺也在不断朝着数字化、智能化方向发展，大大提升了矿山企业的生产效率，带来了巨大的经济效益和社会效益。
2数字矿山自动化和信息化建设
数字矿山系统由于容易受到自然条件和人为因素的影响，矿山系统的建设难度很大。自动化、信息化数字矿山不仅应当具备较强的调节能力，还应当具备较强的控制能力，使信息资源的综合利用与矿山的安全生产相结合，保证整个采矿过程绿色安全且高效节能。
2.1矿山自动化
开采设备的自动化，不仅能够提高矿山的开采效率，还能够有效地改善企业矿山的生产条件，降低开采成本，保证采矿过程的安全。此外，开采设备的自动化也是无人采矿和数字采矿的重要实现手段。现目前我国采矿企业应当摒弃低效率、高强度的传统矿山开采方式，不断发展自动化开采技术，在提高资源利用率的同时，保障矿山开采人员的人生安全。尤其是在开采难度高和开采危险大的矿山开采工作中，自动化开采的优势更大。
现目前，我国大多数字矿山都在使用自动控制技术、振动检测技术、自动诊断技术以及自动识别技术等一系列自动化生产技术，使我国矿山的智能化生产更加完善。我国数字矿山近几年也在不断发展，在矿山GP定位、三维地学模拟以及矿山地理信息系统等自动化生产方面都取得了一定的成就。此外，数字矿山的自动化也应当包括运输自动化。数字矿山的自动化运输系统能够对开采矿石进行自动运输，不仅大大节约采矿的运输成本，还能够避免安全事故的发生，提高矿石的运输效率。
2.2矿山信息化
信息化信号的传输方式有两种：一种是模拟信号传输；一种是数字信号传输。其中模拟信号在抗干扰性方面的能力比较差，模拟信号一旦在传输过程中遇到噪声干扰，会对模拟信号的传输造成一定的影响，并且模拟信号受到影响后，很难自动恢复正常。相反，数字信号在抗干扰性方面的能力比较强，在传输过程中遇到噪声干扰，数字信号会通过自动整形再生来恢复信号的正常传播。此外，数字信号在进行传输时不会受到距离的影响，并且具有相当高的保密性能，能够很好地保证传输信号的质量。若数字信号的传输基于光缆，则数字信号传输的优势将得到最大发挥。由于矿山的需要传输信号的距离比较远，加上采矿区域内给中机械的噪音较大，因此，矿山系统要实现及时、快速以及准确的信息传输，信号的传输方式应当首先数字信号传输。数字信号能够快速、高效地将矿井下面的实时采矿场景传输给地面信息控制中心，也能够将控制调度中心的各种控制调度信息快速、高效地传输到矿山的各个采矿车间或部门，不仅能够大大缩短传递信息时间，还能够准确地控制矿区个采煤部门或车间的协调运作，提高矿山的生产效率。
3建设信息化、自动化数字矿山的意义
随着科技的不断发展，发展现代化数字矿山是采矿工业未来的发展方向，建设信息化、自动化数字矿山有着非常重要的意义：
3.1建设信息化、自动化数字矿山能够提高采矿企业的综合竞争力
建设信息化、自动化数字矿山能够使企业的核心采矿技术得到不断发展和完善，也能促进企业的基础技术和核心技术的不断创新，能够使采矿企业在国际竞争中展现良好的企业形象。
3.2建设信息化、自动化数字矿山能够不断提高企业的生产效率
建设信息化、自动化数字矿山，能够使企业在实际采矿工作的运转效率不断提高。信息化、自动化数字矿山把传统的采矿工作的人工操作变为了现代高技术含量的机械化操作，在提高企业生产效率的同时大大降低了采矿工作人员伤亡的安全事故。
3.3建设信息化、自动化数字矿山能够有效降低企业的各项损失
建设信息化、自动化数字矿山能够大大减少或避免采矿工作中发生矿山灾害的风险，防止采矿工作中各类安全事故的发生，保证矿山的整个采矿工作的高效性、高产性以及安全性。矿山在采矿过程中一旦发生安全事故，信息化、自动化数字系统能够紧急产生相应的防护措施，减少矿山工作人员的伤亡，保护矿山开采设备，降低矿山的经济损失。
4信息化、自动化数字矿山建设中存在问题及解决方案
我国的数字化矿山经过十几年的发展，取得了一定的成就，然而我国的数字化矿山在建设中仍然存在一些问题：
4.1数字矿山出现信息孤岛的现象比较严重
现目前我国的很多数字矿山都没有完整的矿山数据收集以及数据共享系统，导致矿山的各类数据分析、地质状况以及对相关设备设施的控制不能实现数据共享，使数字矿山各个系统之间存在严重的信息孤岛现象，浪费了矿山的信息资源。对此，矿山企业应当加快数字化控制软件的开发和研究，不断优化和完善数字矿山系统，加强各个矿山之间以及矿山各个设备之间有效的数据共享，合理利用矿山数据资源，提高矿山的生产效率。
4.2数字矿山技术以及生产设备落后
现目前我国很多数字矿山由于资金问题，无法引进新的技术和设备，导致我国数字矿山的技术以及生产设备比较落后，严重阻碍了数字矿山技术的创新和矿山系统的优化和完善，制约了我国数字矿山的发展。对此，数字矿山应当加强矿山关键技术的研究，培养和引进更多的数字矿山专业技术人员，加强对数字矿山的基础理论知识以及核心技术的开发研究，不断改进和创新数字矿山开采技术，优化和完善数字矿山系统，提高数字矿山的生产效率，为企业带来更大的经济效益。
5结语
随着科技的不断发展，发展现代自动化、信息化数字矿山是我国矿山未来的发展方向，对矿山企业有着十分重要的意义。数字矿山企业应当不断创新矿山核心开采技术，不断完善和优化数字矿山系统，使数字矿山的日常开采活动正常、高效进行，为矿山企业带来更大的经济效益，推动我国数字矿山的发展。
参考文献：
[1]姜亮.浅谈煤矿企业信息化及数字矿山建设[J]，科技致富向导，2013（15）：176―246.
矿山数字化技术范文篇3
关键词：数字矿山矿山建设内容矿山建设发展
一、数字矿山的相关知识
1.数字矿山的概述
“数字化矿山”(DigitalMine)或简化/简称为“数字矿山”，是对真实矿山整体及其相关现象的统一认识与数字化再现，是一个“硅质矿山”，是数字矿区和数字煤矿的一个重要组成部分。核心是在统一的时间坐标和空间框架下，科学合理地组织各类矿山信息，将海量异质的矿山信息资源进行全面、高效和有序的管理和整合。它们利用电子技术与机械技术的结合把工业机器人用于生产,使机械化转向自动化,从而大大提高了生产率,降低了成本,增加了竞争能力。数字矿山的任务是在矿业信息数据仓库的基础上，充分利用现代高科技技术，建立在数字化、信息化、虚拟化、智能化、集成化基础上的，由计算机网络管理的管控一体化系统，综合考虑各种因素，协调并优化企业结构，提高整体效益、市场竞争力和适应能力，最终实现矿山的综合自动化。
2.数字矿山的特点及结构
数字矿山是国家战略资源安全保障体系的重要组成部分，是评价矿山资源生态环境的重要数据基础。数字矿山的特点为基础信息数字化、生产过程虚拟化、管理控制一体化、决策处理集成化。从以上对数字矿山的描述中，我们不难看出，数字矿山是以矿产资源、人员、物料等要素组成的整体系统为对象，进行规划、设计、评价和创新，提高矿山企业效率、降低成本、保证人员安全健康、增加经济效益标，对矿山企业整体系统进行优化。
数字矿山自下而上可分为以下七个主层次：基础数据层、模型层、模拟与优化层、设计层、执行与控制层、管理层、决策支持层。
按功能划分，数字矿山包括六大类系统：数据获取与管理系统、数字开采系统、矿区地理信息系统、选矿数字监控系统、管理系统、决策支持系统。其中数字开采系统是核心系统，也是效率和效益的主要创造者。
二、数字矿山建设的内容
数字矿山是以矿山系统为原型，以地理坐标为参考系，以矿山科学技术、信息科学、人工智能和计算科学为理论基础，以高新矿山观测和网络技术为支撑，建立起的一系列不同层次的原型、系统场、物质模型、力学模型、数学模型、信息模型和计算机模型并集成，可用多媒体和模拟仿真虚拟技术进行多维的表达，同时具有高分辨率、海量数据和多种数据的融合以及空间化、数字化、网络化、智能化和可视化的技术系统。数字矿山主要研究内容是以计算机及其网络为手段,把矿山的所有空间和有用属性数据实现数字化存储、传输、表述和深加工,应用于各个生产环节与管理和决策之中,以达到生产方案优化、管理高效和决策科学化的目的。研究与开发内容为:
1.矿山数字地质、矿床模型研究与开发建立空间和矿物属性的矿山实体数字地质、矿床模型、采场模型、地理信息系统模型、虚拟现实模型等,用以表征矿床中矿、岩的空间分布和相应部位的属性数据。
2.虚拟条件下矿山模拟开采技术研究：以地质及矿床模型为基础,结合其它关键信息构造虚拟矿山,进行数字模拟开采,完成矿山长、中、短期开采计划编制、露天矿穿爆设计等工作。
3.矿山生产过程管控一体化应用可视化技术实现生产过程、工艺、设备、仪器的自动监测与控制。
4.矿山生产经营决策支持系统“数字矿山”的目的之一就是要利用现有的各种数据、信息,在综合、全面地分析后,为矿山的规划管理和可持续发展提供决策支持。
三、数字矿山的研究意义
数字矿山建设的意义和必要性主要表现在:
1.数字矿山是国家战略资源安全保障体系的重要组成部分。数字矿山建设可使我国全面翔实地掌握矿产资源的分布利用情况和对我国工业的保障程度,结合国际市场行情,即能实现合理利用国内外两种资源、两个市场,科学、定量地预测未来供需形势,建立有效的战略资源供给配置战略及保障机制。
2.数字矿山建设是当前国际矿产资源开发研究的热点。数字矿山是矿业开发的制高点,谁占领了这一制高点,将控制整个行业的发展趋势和主动权,因此发达国家的数字矿山建设发展很快,并在数字矿山的基础上,进行实时过程控制、资源实时管理、矿山信息网建设、新机械应用和自动控制自动化智能化研究。
3.数字矿山建设是当前资源开发的需要,是落实资源开发方针的重要内容。数字矿山的功能之一就是使我们能全面、动态、准确地掌握我国金属矿山储量、基础储量和资源量的变化,从而进行科学化的管理,达到资源的合理开发利用和节约目的。
4.数字矿山建设是提升我国矿山国际竞争能力的重要措施。我国矿山采矿技术总体水平较低,与国际先进水平相比存在较大差距。数字矿山建设将迅速提高采矿设计、决策和管理的科学水平,通过采用高新技术、新装备来提高劳动生产率,增加矿石产量,提高产品质量,降低生产成本,实现提升我国冶金矿山国际竞争能力的目的。
5.数字矿山建设是资源可持续发展的重要基石。数字矿山建设可以将矿产资源的情况(包括开采和储量)数字化表现出来,根据这些信息可以判断需要优先发展那些资源,可以保证国民经济可持续发展。
四、我国数字矿山主攻方向
在总结分析我国数字矿山建设进展与现实需求之后，可以提出中国数字矿山建设应分三步走,即首先建立矿山空间数据仓库,然后构建数字矿山基础平台,再建立矿山安全Office系统,过程中要高度关注数字矿山相关技术标准的制定。即：
1.数字矿山集成平台:在三维地矿建模与可视化平台方面,拉近矿体边界准确圈定、储量动态管理、采掘优化设计、采矿过程模拟、综合监控调度、安全隐患预警、应急救援决策等生产性需求与国外的距离。
2.采矿模拟仿真系统:采矿仿真是建立在控制论、相似理论、系统运筹学和采矿工程基础之上,利用物理-力学模型、信息处理与可视化技术实现采矿过程中的装备控制与行为模拟。
3.露天矿全自动化系统:国外露天矿开采技术发展的总趋势是开采规模化、设备大型化、运输多样化、生产连续化和采运自动化。
4.井下定位与导航技术:生产条件下井下高精度定位与自动导航是遥控采矿与无人采矿的技术基础,矿难条件下自主定位则是矿山应急搜救的技术保障。
5.采场环境智能感知技术:矿山测量与感知模型分别是矿山的眼睛和大脑。矿山采掘对象变化莫测,采场环境千变万化;即使同一采面或掘进头,所面临的岩石结构与岩性也会随时发生变化。
五、结
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