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智慧矿山的数字蝶变
2022-08-30
在“绿水青山就是金山银山”理念的指导下,矿山企业需要更加高效、智能及清洁地完成相关的生产任务。数字孪生技术给我国矿业的发展带来了前所未有的改造机遇和挑战,鉴于我国矿山信息化程度比较落后的现状,智慧矿山就是建设一个安全、高效、清洁的矿山,不断推动未来我国矿山企业的进步。
——【摘要】

1999年首届“国际数字地球”大会提出“数字矿山”(DigitalMine)概念。数字矿山的核心是在统一的时间参照和空间框架下,通过真三维可视化表达等不同手段获取海量、异质、异构、多维、动态的矿山信息并科学有序地组织、管理、维护,建立矿山信息的分布式共享、协同和利用机制,形成多种灵活便捷的数字方法与模拟工具,最大限度地挖掘和发挥矿山数据的潜能和作用,并贯穿于矿山规划、生产、经营和管理的全过程,保障矿山的科学决策和现代管理。

DM是一个复杂的大系统,按照数据流和功能流依次为数据采集系统、数据调度系统、矿山应用系统、矿山建模系统、矿山管理系统。智慧矿山是对生产、设备,环境、技术和后勤保障等进行主动感知、自动分析、快速处理的智能化处理。其本质是安全矿山、高效矿山、智能矿山、清洁矿山。矿山的数字化、信息化,自动化,智能化是智慧矿山建设的前提和基础。

近些年来随着矿山物联网的发展,结合多网融合技术、智能分析技术,利用云计算或超级计算机实现对海量数据的处理和分析,完成对矿山生产网络中的人员、设备、采煤操作等的自动管理和控制,构成智慧矿山,以期有效地解决矿井中实时感知、重大灾害的预警预报和矿井灾害及时搜救等迫切需要解决的问题,最终实现灾害预警、安全生产、无人开采、绿色矿山的智慧模式。

智慧矿山是比数字矿山更加先进的阶段,是在数字矿山的基础上对信息的精准实时采集、高效的网络化传输、数据的规范化集成、三维可视化展现和自动化智能化的操作。将矿山中的矿井原始基础数据和矿床、围岩等地地质信息进行三维实景融合,然后在这个三维实景中嵌入各类生产系统信息,如采掘、运输、通风、供电与给排水等,同时嵌入生产过程中的动态信息,例如设备状态、环境变化、人员信息和生产经营管理等信息,以实现全过程可以主动感知、自动分析和快速处理,进而达到安全生产过程中基础信息实现数字化、管理控制实现一体化和决策处理实现集成化的目的,这便是建设智慧矿山的基本要求。

也就是说,智慧矿山建设是推动矿山高效、安全以及清洁环保生产的新手段,其可以被理解为是采矿工业进步发展的高阶形态,是未来矿山企业建设的发展方向,是一个意义更加广泛的多元的矿山发展阶段。

矿山向智慧矿山转变的过程实际涉及到矿山的方方面面,这是一个复杂庞大的工程。加快推进智慧、智能矿山的建设,对实现矿山安全有效的生产模式、加强矿山人人、人和物、物和物之间信息三维信息集成和响应能力具有重要影响。人为的因素将降到最低程度,矿山企业的生产运营能自动协同运作,实现矿山企业的可持续发展。伴随着5G技术、人工智能技术的强劲发展势头,智慧、智能矿山一定会有更加光明的前景。

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