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[關(guān)鍵詞]礦山企業(yè)；信息化；建設(shè)

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.12.043

[中圖分類號]F270.7 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0194（2015）12-00-01

1 礦山企業(yè)信息化建設(shè)的現(xiàn)狀

礦山行業(yè)是以自然資源為生產(chǎn)對象的傳統(tǒng)行業(yè)，絕大多數(shù)企業(yè)還處在勞動密集型階段，信息化程度很低。與一般企業(yè)相比， 礦山企業(yè)具有分散性、地域性強和封閉性等固有的行業(yè)劣勢和弱點。近年來，雖然我國礦山行業(yè)發(fā)展迅速，但也逐漸顯現(xiàn)出一些問題，在礦山建設(shè)過程中所涉及到的勘察、規(guī)劃、生產(chǎn)、管理等方面的信息化水平與發(fā)達國家相比存在很大的差距，在許多方面都需要進行改善。在未來建設(shè)過程中，我國礦山行業(yè)要想提升自身在國際市場中的競爭力，就必須把信息資源作為礦山行業(yè)發(fā)展過程中的重要戰(zhàn)略資源加以利用，借助信息化來進行統(tǒng)籌開發(fā)利用，大力完善信息化的生產(chǎn)和管理體制，加快礦山行業(yè)的信息化建設(shè)步伐。

2 我國礦山企業(yè)信息化建設(shè)中存在的問題

2.1 領(lǐng)導(dǎo)層對信息化建設(shè)的重視度不夠，缺乏長期規(guī)劃

我國礦山企業(yè)主管部門和領(lǐng)導(dǎo)層尚未對信息化建設(shè)給予足夠的重視，在信息化建設(shè)方面缺乏長遠規(guī)劃，在資金、人力等各方面的投入相對較少。

2.2 人才培養(yǎng)力度不足，科研水平相對滯后

目前，我國礦山企業(yè)信息化建設(shè)缺乏相應(yīng)的人才隊伍，人才培養(yǎng)不能滿足信息化建設(shè)的需要，且企業(yè)在引進信息化人才方面的重視度不高。然而，礦山企業(yè)信息化建設(shè)需要相關(guān)人員緊密地聯(lián)系礦山企業(yè)的實際，不斷解決日常生產(chǎn)管理、設(shè)備管理和財務(wù)管理等方面的實際問題，對信息化人員的專業(yè)素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平提出了更高的要求，信息化人才培養(yǎng)的難度較大。

2.3 礦山企業(yè)業(yè)務(wù)流程復(fù)雜，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)

礦山企業(yè)的工作種類較多，業(yè)務(wù)流程繁瑣復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營缺乏統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定。同時，企業(yè)所使用的設(shè)備和系統(tǒng)也缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。廠家針對礦山生產(chǎn)狀況研發(fā)出的信息化產(chǎn)品種類繁多，在日常應(yīng)用過程中各種系統(tǒng)往往出現(xiàn)相互重疊、互不兼容的問題。

2.4 礦山企業(yè)安全生產(chǎn)領(lǐng)域信息化水平偏低，礦難頻發(fā)

我國礦山企業(yè)大多數(shù)生產(chǎn)設(shè)備的信息化程度不高，監(jiān)測系統(tǒng)不夠完善，信息化普及面低。在一些重要的安全管理環(huán)節(jié)還是憑借相關(guān)人員的安全管理經(jīng)驗來進行操作，難以及時檢查出重要安全管理環(huán)節(jié)發(fā)生的細微異常，容易錯失安全隱患治理最佳時機，又缺少提前制定的有效防范措施，現(xiàn)場處置方案科學(xué)化水平不足，容易造成較多的安全事故。

3 加強礦山企業(yè)信息化建設(shè)的措施

3.1 提高信息化認識，切實抓好組織領(lǐng)導(dǎo)工作

信息化對于企業(yè)轉(zhuǎn)變經(jīng)營機制、適應(yīng)市場變化、增強競爭力、提高經(jīng)濟效益來說有著重要的作用。企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)重視信息化建設(shè)方面的宣傳和動員，使企業(yè)成員明白企業(yè)信息化的重要作用并在信息化建設(shè)過程中充分協(xié)調(diào)配合。企業(yè)甚至有必要成立專門的信息化科室來進行監(jiān)督管理，切實保障企業(yè)信息化進程。

3.2 加強對人才的引進和培養(yǎng)，提高信息化隊伍的專業(yè)水平

企業(yè)要注重通過人才引進和加強培訓(xùn)等手段來培養(yǎng)出一支信息化水平高的專業(yè)隊伍。企業(yè)的相關(guān)部門要共同進行理論指導(dǎo)和生產(chǎn)實踐工作，確保理念先進、技術(shù)精專，提高各級領(lǐng)導(dǎo)層的信息化水平。企業(yè)內(nèi)部專業(yè)人員要經(jīng)常性地深入生產(chǎn)現(xiàn)場，與管理人員和崗位人員多接觸，及時了解企業(yè)信息化建設(shè)中存在的問題，并通過信息化手段加以解決。企業(yè)還可以與外部的信息公司合作，由他們來進行信息系統(tǒng)的開發(fā)和維護。

3.3 在礦山企業(yè)中應(yīng)用信息化管理系統(tǒng)――ERP系統(tǒng)

ERP即企業(yè)資源計劃系統(tǒng)，是集管理理念、業(yè)務(wù)流程、人財物資源、計算機軟硬件于一體的企業(yè)資源管理系統(tǒng)，是礦山企業(yè)信息化建設(shè)水平的重要標(biāo)志。對于礦山企業(yè)的運營管理、資產(chǎn)配置、組織結(jié)構(gòu)等方面起到巨大作用，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷推廣。

ERP系統(tǒng)包含礦山企業(yè)各種基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，可以產(chǎn)生各種礦山企業(yè)管理報表，全面反映礦山企業(yè)的經(jīng)營狀況，企業(yè)可以對生產(chǎn)過程、財務(wù)報表、供應(yīng)鏈等環(huán)節(jié)進行有效管理，并且能在統(tǒng)一技術(shù)平臺上實現(xiàn)信息共享。ERP系統(tǒng)的成功運用可以將企業(yè)相關(guān)的業(yè)務(wù)流程重組優(yōu)化?？梢哉f，信息化建設(shè)可以使礦山企業(yè)的業(yè)務(wù)流程實現(xiàn)合理化、標(biāo)準(zhǔn)化，極大地提高礦山企業(yè)的業(yè)務(wù)執(zhí)行力。

3.4 推廣信息化管理系統(tǒng)――在線監(jiān)測系統(tǒng)

在線監(jiān)測系統(tǒng)是由傳感器、信號傳輸網(wǎng)絡(luò)、主機等設(shè)備及管理軟件組成的系統(tǒng)，具有信息的采集、傳輸、存儲、處理、顯示、聲光報警等功能，能夠監(jiān)測重要的技術(shù)參數(shù)，為企業(yè)管理者提供決策依據(jù)。例如，地下礦山采用在線監(jiān)測系統(tǒng)，能準(zhǔn)確監(jiān)測出地下礦的有毒有害氣體濃度、風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度、通風(fēng)機開停狀態(tài)、地壓、人員位置、重要部位管理等情況，對異常情況進行及時預(yù)警，便于企業(yè)及時采取預(yù)防措施。

企業(yè)通過在線監(jiān)測系統(tǒng)加強安全技術(shù)管理，便于及時掌握重要環(huán)節(jié)的安全管理情況，為企業(yè)作出正確的決策提供重要參考，能有效避免重大安全事故發(fā)生。

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關(guān)鍵詞：信息化 數(shù)字化 礦山

中圖分類號：TD2 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0090-01

1 國內(nèi)礦山信息化現(xiàn)狀及特點

如今是一個信息化的時代，信息化不僅推動了我國的經(jīng)濟和科學(xué)的進步，更給礦山企業(yè)指明了方向。作為經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，礦山企業(yè)在經(jīng)濟發(fā)展中起到了舉足輕重的作用，如何充分利用有限的資源對礦山進行合理開發(fā)已經(jīng)成為了人們越來越關(guān)注的問題。信息化時代的到來給礦山管理帶來了新的發(fā)展勢頭，大大提高了礦產(chǎn)資源的開發(fā)，促進了礦山企業(yè)科學(xué)有效的管理。 近年來，我國礦業(yè)得到了較快的發(fā)展，但是面臨著的問題也頗多，主要有以下幾點：

（1）信息化建設(shè)缺乏系統(tǒng)的整體規(guī)劃，功能單一、各系統(tǒng)數(shù)據(jù)各自獨立、互不共享，利用率極低。

（2）各信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸格式（接口協(xié)議）缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，存在著嚴(yán)重的“信息孤島”的現(xiàn)象。

（3）多數(shù)系統(tǒng)平臺功能不完善，沒有應(yīng)用最新信息技術(shù)，如：安全與生產(chǎn)系統(tǒng)集成、三維可視化、遠程網(wǎng)絡(luò)平臺等。

（4）礦產(chǎn)資源利用水平不高，全國全國礦產(chǎn)資源總回收率為30%～50%，比發(fā)達國家低10%～20%。

（5）來自國外市場的高產(chǎn)、高效、高質(zhì)量、低成本的礦產(chǎn)競爭激烈，為此，我國礦山企業(yè)降成本、提質(zhì)量、搶市場面臨著嚴(yán)峻形勢。

2 巴潤數(shù)字化礦山概念及內(nèi)容

2.1 概念

“數(shù)字礦山”一個層次是將數(shù)字礦山中的固有信息（即與空間位置直接有關(guān)的相對固定的信息，如地面地形、地質(zhì)、開采方案等）數(shù)字化，按三維坐標(biāo)組織起來一個數(shù)字礦山，全面、詳盡地刻畫礦山及礦體；另一個層次是在此基礎(chǔ)上再嵌入所有相關(guān)信息（即與空間位置間接有關(guān)的相對變動的信息，如儲量管理、機電管理、人事管理、生產(chǎn)管理、技術(shù)管理等等）組成一個意義更加廣泛的多維的數(shù)字礦山，更好的開發(fā)建設(shè)礦山。

總的來說，“數(shù)字礦山”是在標(biāo)準(zhǔn)的時空框架下對真實礦山整體及其相關(guān)現(xiàn)象的數(shù)字化再現(xiàn)，將最終表現(xiàn)為礦山的高度信息化、自動化與高效、安全、綠色開采，實現(xiàn)在信息技術(shù)支持下無人采礦與遙控采礦，以及礦山開采的可持續(xù)發(fā)展。

2.2 巴潤礦業(yè)數(shù)字化礦山建設(shè)內(nèi)容

礦業(yè)行業(yè)的信息化建設(shè)不是僅僅實施一套ERP系統(tǒng)，一個完整的企業(yè)信息化體系，應(yīng)該由橫向、縱向兩個方面組成：橫向要覆蓋供、產(chǎn)、銷，以及財務(wù)、人事、設(shè)備維護、項目管理等各個環(huán)節(jié)，縱向應(yīng)該能從最底層的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線及物料控制系統(tǒng)，一直向上延伸到企業(yè)的最高決策層。一個真正的企業(yè)信息化系統(tǒng)，必須是一個全面、完整的信息化應(yīng)用系統(tǒng)。包括如下的五個層次：

一級系統(tǒng)：設(shè)備控制系統(tǒng)

二級系統(tǒng)：過程控制系統(tǒng)

三級系統(tǒng)：生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng) （MES）

四級系統(tǒng)：資源計劃系統(tǒng) （ERP）

五級系統(tǒng)：企業(yè)間管理系統(tǒng)及決策支持系統(tǒng)

巴潤礦業(yè)“數(shù)字礦山”涵蓋的業(yè)務(wù)主要有地測采管理、生產(chǎn)管理、設(shè)備管理、物資管理、銷售管理、質(zhì)量管理等。這些業(yè)務(wù)的信息化建設(shè)，是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不可能一蹴而就，應(yīng)結(jié)合巴潤礦業(yè)企業(yè)信息化現(xiàn)狀和實際需要，宏觀把握、統(tǒng)籌規(guī)劃，制定出基本框架和總體建設(shè)目標(biāo)，分階段、分步驟地穩(wěn)步推進。目前應(yīng)該逐步建立和完善以下系統(tǒng)：地測采管理系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行管理系統(tǒng)；支持礦產(chǎn)品物流業(yè)務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)、礦車調(diào)度運輸系統(tǒng)、支持一級核算模式的財務(wù)管理系統(tǒng)及在數(shù)據(jù)集成的基礎(chǔ)上，建立完善經(jīng)濟分析和決策支持系統(tǒng)。

3 結(jié)語

如今信息化的不斷推進，讓整個全球都進入了高速的信息時代。然而管理信息化也成為了企業(yè)管理走向信息化的必然之路。目前來說我國礦山管理種的應(yīng)用還處于摸索和探究階段，在整個建設(shè)過程中難免會遇到一些困難和問題。但如今礦山管理的發(fā)展趨勢就是走向信息化推進，這不僅是一項長期的發(fā)展工程，更是一項遠大的發(fā)展前景。只有對我國礦山管理發(fā)展過程中存在問題及時找出，并通過合理性分析，才能有效地推動我國礦山管理信息化的穩(wěn)定以及持久發(fā)展。

參考文獻

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【 關(guān)鍵詞 】 數(shù)字礦山；信息管理；自動化；信息網(wǎng)

An Approach to Construction of Mine Digitalization in Gacun

Jin Zhao-hui Li Qian-qian

（Xinyuan Mining of Sichuan SichuanChengdu 610000 )

【 Abstract 】 The author makes an introduction to basic concept of digital mine, technical background of digital mine and present situation of construction of mine digitalization in Gacun, discusses the necessity for construction of digital mine, and puts forward steps and contents of construction of mine digitalization in Gacun.

【 Keywords 】 digital mine; Information management; Automation; Information network

0 引言

呷村銀多金屬礦區(qū)位于四川省甘孜州白玉縣,是一處高品位、易開采、難分選的復(fù)雜銀、銅、鉛、鋅礦床,被譽為為“高原三明珠”之一。隨著數(shù)字浪潮的到來,如何提高礦山企業(yè)的競爭能力，如何實現(xiàn)礦業(yè)企業(yè)現(xiàn)代化管理與國際先進管理方式的接軌，如何實現(xiàn)“高效、安全、綠色、可持續(xù)”的經(jīng)營理念,是當(dāng)下各個礦山企業(yè)不得不面臨的問題。呷村銀多金屬礦為更適應(yīng)這一市場機制，正朝著真正的數(shù)字化方向發(fā)展。

1 數(shù)字化礦山的涵義

數(shù)字礦山(Digital Mine)是數(shù)字礦山是以礦山系統(tǒng)為原型,以地理坐標(biāo)為參考系,以礦山科學(xué)技術(shù)、信息科學(xué)、人工智能和計算科學(xué)為理論基礎(chǔ),以高新礦山觀測和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐,建立起的一系列不同層次的原型、系統(tǒng)場、物質(zhì)模型、力學(xué)模型、數(shù)學(xué)模型、信息模型和計算機模型并集成,可用多媒體和模擬仿真虛擬技術(shù)進行多維的表達,同時具有高分辨率、海量數(shù)據(jù)和多種數(shù)據(jù)的融合及空間化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的技術(shù)系統(tǒng)。

數(shù)字礦山是建立在數(shù)字化、信息化、虛擬化、智能化、集成化基礎(chǔ)上的，有計算機網(wǎng)絡(luò)管理的管控一體化系統(tǒng)，它綜合考慮生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、環(huán)境、資源、安全和效益等各種因素，是企業(yè)實現(xiàn)整體協(xié)調(diào)優(yōu)化，在保障企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提下，達到提高整體效益、市場競爭力和適應(yīng)能力的目的。數(shù)字礦山的最終表現(xiàn)為礦山的高度信息化、自動化、智能化與高校安全開采，以至無人采礦和遙控采礦模式。它將深刻改變傳統(tǒng)的采礦生產(chǎn)生活和人們的生活方式。

2 數(shù)字礦山的七大主層次

數(shù)字礦山按照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自下而上可分為七個主層次。

2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層，即數(shù)據(jù)獲取與存儲層。數(shù)據(jù)獲取包括利用各種技術(shù)手段各種形式的數(shù)據(jù)及其預(yù)處理；數(shù)據(jù)存儲包括各類數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)文件、圖形文件庫等。該層為后續(xù)各層提供部分或全部數(shù)據(jù)輸入。

2.2 模型層

模型層，即表述層。如空間和礦物屬性的二維和三維塊狀模型、礦區(qū)地質(zhì)模型、采場模型、地里信息系統(tǒng)模型、虛擬現(xiàn)實動畫模型等。該層不僅將數(shù)據(jù)加工為直觀、形象的表述形式，而且為優(yōu)化、模擬與設(shè)計提供輸入。

2.3 模擬與優(yōu)化層

例如工藝流程模擬、參數(shù)優(yōu)化、設(shè)計與計劃方案優(yōu)化等。

2.4 設(shè)計層

設(shè)計層，即計算機輔助設(shè)計層。該層為把優(yōu)化解轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行方案或直接進行方案設(shè)計提供手段。

2.5 執(zhí)行與控制層。

執(zhí)行與控制層，如自動調(diào)度、流程參數(shù)自動監(jiān)測測與控制、遠程操作等。該層是生產(chǎn)方案的執(zhí)行者。

2.6 管理層

管理層包括MIS與OA辦公自動化。

2.7 決策支持層

依據(jù)各種信息和以上各層提供的數(shù)據(jù)加工成果進行相關(guān)分析與預(yù)測，為決策者提供各個層次的決策支持。

3 呷村銀多金屬礦數(shù)字化建設(shè)的技術(shù)背景

21世紀(jì)是信息技術(shù)飛速發(fā)展的時代，呷村銀多金屬礦作為一新興礦山，擁有前沿的硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這些為礦山數(shù)字化建設(shè)提供了強大有力的基礎(chǔ)保障。

3S技術(shù)、多分辯率海量數(shù)據(jù)的存貯技術(shù)、互操作互運算技術(shù)、多維可視化技術(shù)等,都為礦山數(shù)字化建設(shè)提供了有力的技術(shù)支持。伴隨著各種類型的礦業(yè)軟件,如SURPAC、MAPTEK、DATAM INE等相繼問世,并投入實際應(yīng)用，可以把十幾年來積累的地質(zhì)成果以及相關(guān)礦山開采資料數(shù)字化,逐步建立起礦山地、測、采數(shù)據(jù)庫。OA軟件、井下人員定位系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)的推廣與使用為礦山數(shù)字系統(tǒng)的建設(shè)也提供了強有力的軟件平臺支持。同時,各種新型采掘設(shè)備、選礦設(shè)備及相關(guān)控制管理系統(tǒng)的引進,為數(shù)字礦山的實現(xiàn)做了好的硬件鋪墊。大型掃描設(shè)備、矢量化圖形工作站、寬幅真彩色大型繪圖儀等硬件設(shè)備的配備,使得礦山數(shù)據(jù)庫的建立和數(shù)字化成圖更方便、更精確。

4 呷村銀多金屬礦數(shù)字化建設(shè)的必要性

礦產(chǎn)資源被譽為現(xiàn)代工業(yè)的“糧食”和“血液”，是人類社會發(fā)展的命脈。人類目前使用的95％以上的能源、80％以上的工業(yè)原材料和70％以上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料都是來自于礦產(chǎn)資源。 礦產(chǎn)資源是有限和不可再生的，如何合理開發(fā)與利用有限空間中的有限礦山資源來滿足人類社會可的持續(xù)發(fā)展需求,最大程度的促進資源的合理有效利用，已經(jīng)成為當(dāng)今世界所共同關(guān)注的問題。

現(xiàn)代企業(yè)的管理方式已向信息化轉(zhuǎn)型,為實現(xiàn)我國礦業(yè)企業(yè)適應(yīng)現(xiàn)代信息科技的發(fā)展,實現(xiàn)礦業(yè)企業(yè)現(xiàn)代化管理與國際先進管理方式的接軌，礦山的數(shù)字化/信息化建設(shè)也是勢在必行。

數(shù)字化是實現(xiàn)企業(yè)信息化的基礎(chǔ),是信息化的具體表現(xiàn)形式,只有通過數(shù)字化技術(shù),才可以實現(xiàn)可視化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化,從而最終實現(xiàn)礦山企業(yè)的全面信息化管理。采用數(shù)字化技術(shù),可以最大限度的開發(fā)和利用礦產(chǎn)資源,滿足人類社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求。

5 呷村銀多金屬礦數(shù)字化建設(shè)現(xiàn)狀

自1999年首屆“國際數(shù)字地球”大會上提出了“數(shù)字礦山”(Digital Mine,簡稱DM)概念以來,礦山的數(shù)字化建設(shè)就在各大礦山企業(yè)中悄然興起。呷村銀多金屬礦也加入到數(shù)字礦山的建設(shè)隊伍中來。

思想觀念落后，缺乏對數(shù)字化礦山的正確認識。礦山的數(shù)字化建設(shè)是一個關(guān)系到礦山發(fā)展的長期工程，涉及到礦山很多層面及大量資金的投入。而工程的成功與否，關(guān)鍵取決于職工的思想觀念以及對數(shù)字化礦山的理解程度。但由于數(shù)字化是近十年出現(xiàn)的產(chǎn)物，很多員工由于年齡和知識結(jié)構(gòu)等客觀因素的影響，對數(shù)字化礦山這個新事物的了解有些偏差，甚至認為數(shù)字化建設(shè)就是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。認為礦山數(shù)字化建設(shè)是IT人員的事情,與企業(yè)的根本利益無關(guān)。

落后的工作觀念和工作方式阻礙了數(shù)字化礦山的發(fā)展。部分工程技術(shù)人員習(xí)慣于原有的工作方式，因循守舊、墨守成規(guī)、安于現(xiàn)狀,不愿變革甚至懼怕變革。計算機應(yīng)用水平參差不齊，阻礙了數(shù)字化礦山的發(fā)展。由于員工的年齡和受教育程度等因素的影響，阻礙了礦山數(shù)字化建設(shè)的進程。 IT人才的嚴(yán)重短缺,這也是阻礙礦山數(shù)字化建設(shè)的一個重要原因。礦井綜合信息系統(tǒng)不夠完善，傳統(tǒng)的作業(yè)方式處于分割管理狀態(tài)，信息交換困難。

6 呷村銀多金屬礦數(shù)字化建設(shè)的探討

針對呷村礦山數(shù)字化建設(shè)現(xiàn)狀，要多吸取前人的經(jīng)驗教訓(xùn)，不能急于求成，應(yīng) “全局規(guī)劃 分步實施”，整體把握數(shù)字礦山建設(shè)的規(guī)劃布局。結(jié)合礦山實際情況，筆者認為應(yīng)從以下幾方面實施礦山數(shù)字化建設(shè)。

開展礦山數(shù)字化知識講座，提高職工的思想認識，數(shù)字化礦山不但包含了現(xiàn)代化所需的軟硬件環(huán)境，還應(yīng)包含現(xiàn)代化礦山的理念。加強培訓(xùn)，提高職工綜合素質(zhì)。組織職工進行礦山數(shù)字化相關(guān)培訓(xùn)，重點是計算機技術(shù)和信息技術(shù)的培訓(xùn)，提高其信息素養(yǎng)，使之不僅熟練掌握礦山專業(yè)知識，還能熟練操作計算機，掌握軟件的使用方法和數(shù)字化加工方法。重視人才引進，并組織不同層次、不同范圍的科技攻關(guān)與技術(shù)推廣。及時引進、配備前沿數(shù)字化建設(shè)軟件技術(shù)，完善礦山數(shù)字化七大層次間的信息傳遞。實現(xiàn)基礎(chǔ)信息化、作業(yè)信息化、管理信息化、決策信息化，加強構(gòu)建完整的礦井綜合信息系統(tǒng)。

7 結(jié)束語

中國的礦山企業(yè)正面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和前所未有的變革機遇。數(shù)字礦山是未來礦山的發(fā)展方向，也是必由之路，任重道遠。呷村銀多金屬礦應(yīng)根據(jù)自身企業(yè)的實際情況，整體規(guī)劃，分步實施，完善軟硬件配備，加強協(xié)調(diào)數(shù)字化建設(shè)七大層次之間的信息、指令的順暢傳遞，最終適應(yīng)市場發(fā)展，滿足可持續(xù)發(fā)展的需求。

參考文獻

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作者簡介：

篇4

[關(guān)鍵詞]自動化；信息化；數(shù)字礦山

中圖分類號：TD67 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）21-0377-01

信息技術(shù)的快速發(fā)展和浪潮般的推廣應(yīng)用，為礦山企業(yè)帶來了機遇，也帶來了壓力，“數(shù)字礦山”應(yīng)運而生。數(shù)字礦山是以計算機及其網(wǎng)絡(luò)為核心手段，實現(xiàn)礦山信息的獲取、存儲、傳輸、表述、深加工及其在各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)和管理與決策中的應(yīng)用。它是一個由多個相互關(guān)聯(lián)的軟、硬件分（子）系統(tǒng)組成的龐大系統(tǒng)。

數(shù)字礦山的建設(shè)開發(fā)過程，稱為礦山數(shù)字化。礦山數(shù)字化過程是綜合運用GIS（地理信息系統(tǒng)）、遙感、遙測、網(wǎng)絡(luò)、多媒體及虛擬仿真等技術(shù)，建設(shè)礦山資源開發(fā)利用、信息采集、動態(tài)監(jiān)測管理和輔助決策服務(wù)系統(tǒng)的過程。它是地理、資源、生態(tài)環(huán)境等復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬仿真，具有優(yōu)化決策支持和可視化表現(xiàn)等強大功能。

礦山數(shù)字化的最終目標(biāo)，是應(yīng)用礦產(chǎn)經(jīng)濟、數(shù)學(xué)地質(zhì)、信息技術(shù)的原理與方法，通過計算機及軟件，把礦床地質(zhì)、礦產(chǎn)開發(fā)等有關(guān)信息，以地理坐標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)有機集成起來。并通過數(shù)學(xué)分析研究，建立這些數(shù)據(jù)的三維空間聯(lián)系，實現(xiàn)現(xiàn)實礦山實體的數(shù)字化、可視化，從而解決礦山生產(chǎn)動態(tài)管理、生產(chǎn)方案優(yōu)化決策、礦山生產(chǎn)規(guī)劃、礦床邊深部找礦增儲、資源的合理開發(fā)利用等技術(shù)問題，以便減少資源的浪費和環(huán)境污染，提高礦業(yè)開發(fā)的社會經(jīng)濟效益。

1 數(shù)字礦山目標(biāo)及發(fā)展現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的采礦工業(yè)大多數(shù)都是以人工作業(yè)為主，不僅采礦的工作效率不高而且還經(jīng)常發(fā)生采礦人員傷亡的安全生產(chǎn)事故。為了更好地解決礦山在日常生產(chǎn)過程中所面臨的問題，堅持以人為本的工作理念，運用現(xiàn)代高新技術(shù)，不斷完善我國數(shù)字礦山的建設(shè)。數(shù)字礦山的主要目的便是為了更好地解決傳統(tǒng)采礦工藝存在的問題以及弊端，使信息資源的綜合利用與礦山的安全生產(chǎn)相結(jié)合，保證整個采礦過程綠色安全且高效節(jié)能。

我國的礦山企業(yè)受傳統(tǒng)采礦工藝的影響比較大，礦山企業(yè)雖然也在發(fā)展自動化建設(shè)和信息化建設(shè)，然而都受到傳統(tǒng)思想的束縛，不敢冒險嘗試新型數(shù)字礦山的建設(shè)，嚴(yán)重影響了數(shù)字礦山的建設(shè)。在國家和地方政府的不斷重視和扶持下，現(xiàn)目前我國的數(shù)字礦山建設(shè)正在如火如荼的進行著，并在不斷研究和開發(fā)各類新的開采技術(shù)，礦山的開采工藝也在不斷朝著數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，大大提升了礦山企業(yè)的生產(chǎn)效率，帶來了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

2 數(shù)字礦山自動化和信息化建設(shè)

數(shù)字礦山系統(tǒng)由于容易受到自然條件和人為因素的影響，礦山系統(tǒng)的建設(shè)難度很大。自動化、信息化數(shù)字礦山不僅應(yīng)當(dāng)具備較強的調(diào)節(jié)能力，還應(yīng)當(dāng)具備較強的控制能力，使信息資源的綜合利用與礦山的安全生產(chǎn)相結(jié)合，保證整個采礦過程綠色安全且高效節(jié)能。

2.1 礦山自動化

開采設(shè)備的自動化，不僅能夠提高礦山的開采效率，還能夠有效地改善企業(yè)礦山的生產(chǎn)條件，降低開采成本，保證采礦過程的安全。此外，開采設(shè)備的自動化也是無人采礦和數(shù)字采礦的重要實現(xiàn)手段。現(xiàn)目前我國采礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)摒棄低效率、高強度的傳統(tǒng)礦山開采方式，不斷發(fā)展自動化開采技術(shù)，在提高資源利用率的同時，保障礦山開采人員的人生安全。尤其是在開采難度高和開采危險大的礦山開采工作中，自動化開采的優(yōu)勢更大。

現(xiàn)目前，我國大多數(shù)字礦山都在使用自動控制技術(shù)、振動檢測技術(shù)、自動診斷技術(shù)以及自動識別技術(shù)等一系列自動化生產(chǎn)技術(shù)，使我國礦山的智能化生產(chǎn)更加完善。我國數(shù)字礦山近幾年也在不斷發(fā)展，在礦山GP定位、三維地學(xué)模擬以及礦山地理信息系統(tǒng)等自動化生產(chǎn)方面都取得了一定的成就。此外，數(shù)字礦山的自動化也應(yīng)當(dāng)包括運輸自動化。數(shù)字礦山的自動化運輸系統(tǒng)能夠?qū)﹂_采礦石進行自動運輸，不僅大大節(jié)約采礦的運輸成本，還能夠避免安全事故的發(fā)生，提高礦石的運輸效率。

2.2 礦山信息化

信息化信號的傳輸方式有兩種：一種是模擬信號傳輸；一種是數(shù)字信號傳輸。其中模擬信號在抗干擾性方面的能力比較差，模擬信號一旦在傳輸過程中遇到噪聲干擾，會對模擬信號的傳輸造成一定的影響，并且模擬信號受到影響后，很難自動恢復(fù)正常。相反，數(shù)字信號在抗干擾性方面的能力比較強，在傳輸過程中遇到噪聲干擾，數(shù)字信號會通過自動整形再生來恢復(fù)信號的正常傳播。此外，數(shù)字信號在進行傳輸時不會受到距離的影響，并且具有相當(dāng)高的保密性能，能夠很好地保證傳輸信號的質(zhì)量。若數(shù)字信號的傳輸基于光纜，則數(shù)字信號傳輸?shù)膬?yōu)勢將得到最大發(fā)揮。由于礦山的需要傳輸信號的距離比較遠，加上采礦區(qū)域內(nèi)給中機械的噪音較大，因此，礦山系統(tǒng)要實現(xiàn)及時、快速以及準(zhǔn)確的信息傳輸，信號的傳輸方式應(yīng)當(dāng)首先數(shù)字信號傳輸。數(shù)字信號能夠快速、高效地將礦井下面的實時采礦場景傳輸給地面信息控制中心，也能夠?qū)⒖刂普{(diào)度中心的各種控制調(diào)度信息快速、高效地傳輸?shù)降V山的各個采礦車間或部門，不僅能夠大大縮短傳遞信息時間，還能夠準(zhǔn)確地控制礦區(qū)個采煤部門或車間的協(xié)調(diào)運作，提高礦山的生產(chǎn)效率。

3 建設(shè)信息化、自動化數(shù)字礦山的意義

隨著科技的不斷發(fā)展，發(fā)展現(xiàn)代化數(shù)字礦山是采礦工業(yè)未來的發(fā)展方向，建設(shè)信息化、自動化數(shù)字礦山有著非常重要的意義：

3.1 建設(shè)信息化、自動化數(shù)字礦山能夠提高采礦企業(yè)的綜合競爭力

建設(shè)信息化、自動化數(shù)字礦山能夠使企業(yè)的核心采礦技術(shù)得到不斷發(fā)展和完善，也能促進企業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)和核心技術(shù)的不斷創(chuàng)新，能夠使采礦企業(yè)在國際競爭中展現(xiàn)良好的企業(yè)形象。

3.2 建設(shè)信息化、自動化數(shù)字礦山能夠不斷提高企業(yè)的生產(chǎn)效率

建設(shè)信息化、自動化數(shù)字礦山，能夠使企業(yè)在實際采礦工作的運轉(zhuǎn)效率不斷提高。信息化、自動化數(shù)字礦山把傳統(tǒng)的采礦工作的人工操作變?yōu)榱爽F(xiàn)代高技術(shù)含量的機械化操作，在提高企業(yè)生產(chǎn)效率的同時大大降低了采礦工作人員傷亡的安全事故。

3.3 建設(shè)信息化、自動化數(shù)字礦山能夠有效降低企業(yè)的各項損失

建設(shè)信息化、自動化數(shù)字礦山能夠大大減少或避免采礦工作中發(fā)生礦山災(zāi)害的風(fēng)險，防止采礦工作中各類安全事故的發(fā)生，保證礦山的整個采礦工作的高效性、高產(chǎn)性以及安全性。礦山在采礦過程中一旦發(fā)生安全事故，信息化、自動化數(shù)字系統(tǒng)能夠緊急產(chǎn)生相應(yīng)的防護措施，減少礦山工作人員的傷亡，保護礦山開采設(shè)備，降低礦山的經(jīng)濟損失。

4 信息化、自動化數(shù)字礦山建設(shè)中存在問題及解決方案

我國的數(shù)字化礦山經(jīng)過十幾年的發(fā)展，取得了一定的成就，然而我國的數(shù)字化礦山在建設(shè)中仍然存在一些問題：

4.1 數(shù)字礦山出現(xiàn)信息孤島的現(xiàn)象比較嚴(yán)重

現(xiàn)目前我國的很多數(shù)字礦山都沒有完整的礦山數(shù)據(jù)收集以及數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，導(dǎo)致礦山的各類數(shù)據(jù)分析、地質(zhì)狀況以及對相關(guān)設(shè)備設(shè)施的控制不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使數(shù)字礦山各個系統(tǒng)之間存在嚴(yán)重的信息孤島現(xiàn)象，浪費了礦山的信息資源。對此，礦山企業(yè)應(yīng)當(dāng)加快數(shù)字化控制軟件的開發(fā)和研究，不斷優(yōu)化和完善數(shù)字礦山系統(tǒng)，加強各個礦山之間以及礦山各個設(shè)備之間有效的數(shù)據(jù)共享，合理利用礦山數(shù)據(jù)資源，提高礦山的生產(chǎn)效率。

4.2 數(shù)字礦山技術(shù)以及生產(chǎn)設(shè)備落后

現(xiàn)目前我國很多數(shù)字礦山由于資金問題，無法引進新的技術(shù)和設(shè)備，導(dǎo)致我國數(shù)字礦山的技術(shù)以及生產(chǎn)設(shè)備比較落后，嚴(yán)重阻礙了數(shù)字礦山技術(shù)的創(chuàng)新和礦山系統(tǒng)的優(yōu)化和完善，制約了我國數(shù)字礦山的發(fā)展。對此，數(shù)字礦山應(yīng)當(dāng)加強礦山關(guān)鍵技術(shù)的研究，培養(yǎng)和引進更多的數(shù)字礦山專業(yè)技術(shù)人員，加強對數(shù)字礦山的基礎(chǔ)理論知識以及核心技術(shù)的開發(fā)研究，不斷改進和創(chuàng)新數(shù)字礦山開采技術(shù)，優(yōu)化和完善數(shù)字礦山系統(tǒng)，提高數(shù)字礦山的生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟效益。

5 結(jié)語

隨著科技的不斷發(fā)展，發(fā)展現(xiàn)代自動化、信息化數(shù)字礦山是我國礦山未來的發(fā)展方向，對礦山企業(yè)有著十分重要的意義。數(shù)字礦山企業(yè)應(yīng)當(dāng)不斷創(chuàng)新礦山核心開采技術(shù)，不斷完善和優(yōu)化數(shù)字礦山系統(tǒng)，使數(shù)字礦山的日常開采活動正常、高效進行，為礦山企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟效益，推動我國數(shù)字礦山的發(fā)展。

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篇5

[關(guān)鍵詞]價值鏈；江西礦山企業(yè)；成本控制

一、價值鏈理論與礦山企業(yè)成本管理

價值鏈理論是哈佛大學(xué)商學(xué)院教授于1985年提出的。波特的“價值鏈”理論揭示，企業(yè)與企業(yè)的競爭，不只是某個環(huán)節(jié)的競爭，而是整個價值鏈的競爭，而整個價值鏈的綜合競爭力決定企業(yè)的競爭力。價值鏈在經(jīng)濟活動中是無處不在的，上下游關(guān)聯(lián)的企業(yè)與企業(yè)之間存在行業(yè)價值鏈，企業(yè)內(nèi)部各業(yè)務(wù)單元的聯(lián)系構(gòu)成了企業(yè)的價值鏈，企業(yè)內(nèi)部各業(yè)務(wù)單元之間也存在著價值鏈聯(lián)結(jié)?；趦r值鏈理論的企業(yè)成本控制就是要立足于價值鏈，以企業(yè)生產(chǎn)過程為中心，向前延伸到供應(yīng)商及合作企業(yè)，向后延伸至產(chǎn)品銷售和售后服務(wù)階段，即包括對產(chǎn)品設(shè)計成本、采購成本、合作企業(yè)成本、制造成本、管理及營銷成本和消費者成本等的控制。橫向則更可延伸到競爭者價值鏈和合作者價值鏈。因此，價值鏈分析主要是一種戰(zhàn)略性的成本控制方法，通過對企業(yè)內(nèi)外部不同形式價值鏈的分析，識別企業(yè)價值鏈在行業(yè)價值鏈或產(chǎn)業(yè)價值鏈中的優(yōu)勢和劣勢，從而能夠準(zhǔn)確地進行企業(yè)價值鏈定位、價值鏈成本定位，以確保其優(yōu)勢競爭地位。具體應(yīng)該從企業(yè)內(nèi)部價值鏈和企業(yè)外部價值鏈兩方面進行具體分析。首先，從企業(yè)內(nèi)部價值鏈分析，將本企業(yè)價值活動的所耗成本進行分析，根據(jù)其對產(chǎn)品價值的貢獻，確定其發(fā)生的是否合理性，找出企業(yè)內(nèi)部不增值作業(yè)，從而降低成本。其次，從企業(yè)外部價值鏈分析，分析供應(yīng)商、企業(yè)、購買商和客戶之間的戰(zhàn)略關(guān)系，在其產(chǎn)業(yè)價值鏈中尋求降低成本的途徑。并且通過對行業(yè)價值鏈的分析，將企業(yè)的價值鏈同競爭對手的價值鏈相互比較，分析企業(yè)所擁有的競爭優(yōu)勢或劣勢，是由哪些價值活動或成本因素導(dǎo)致的，從而使企業(yè)處于成本競爭優(yōu)勢。

礦山企業(yè)的生產(chǎn)成本，同其他工業(yè)企業(yè)一樣，包括為生產(chǎn)其產(chǎn)品所發(fā)生的直接材料、直接人工和制造費用的總和。反映了企業(yè)生產(chǎn)組織的合理程度、勞動生產(chǎn)率的高低、設(shè)備利用程度、經(jīng)營管理水平等一系列綜合指標(biāo)。從控制礦山企業(yè)的生產(chǎn)成本人手，必須增加對礦山企業(yè)生產(chǎn)成本管理的研究，能促使我國的礦產(chǎn)資源得到更合理的規(guī)劃和開采；同時生產(chǎn)成本是衡量生產(chǎn)消耗的補償尺度，是一個企業(yè)能否盈利的標(biāo)志，節(jié)約的生產(chǎn)成本可以被企業(yè)利用在技術(shù)開發(fā)、環(huán)境的改善、職工待遇等各個方面。面對市場激烈競爭，要想提高礦山企業(yè)的競爭力，礦山企業(yè)必須引進先進的管理理論來提高企業(yè)管理水平。隨著礦山企業(yè)戰(zhàn)略管理的逐步推開，現(xiàn)代礦山企業(yè)根據(jù)市場環(huán)境確定競爭戰(zhàn)略，其成本管理必須與企業(yè)戰(zhàn)略管理相匹配。要求礦山企業(yè)不但要注重生產(chǎn)層面上的成本管理，而且更應(yīng)該注重從企業(yè)整體戰(zhàn)略這一宏觀角度來考慮，對礦山企業(yè)成本進行全員管理、全方位管理、全過程管理，時刻考慮其棄置費用，使礦山企業(yè)成本管理進行延伸，從橫向價值鏈角度，關(guān)注競爭對手，關(guān)注行業(yè)水平進行縱向價值鏈整合，為礦山企業(yè)戰(zhàn)略定位和戰(zhàn)略制定提供有效的成本信息。而現(xiàn)有的礦山企業(yè)成本管理模式已不能適應(yīng)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，需要引進先進的戰(zhàn)略管理方法，基于礦山企業(yè)價值鏈分析和成本動因分析，以滿足礦山企業(yè)對于成本控制的需求。

，

二、江西礦山企業(yè)成本管理存在問題的簡要分析

（一）成本管理理念相對落后

由于礦山企業(yè)生產(chǎn)的特殊性，礦產(chǎn)品成本控制受地質(zhì)條件、礦石埋藏的深淺、礦層的厚度、構(gòu)造的復(fù)雜程度及周邊環(huán)境等因素的影響。但現(xiàn)行礦山企業(yè)成本核算方法只是僅僅進行生產(chǎn)成本核算，通過節(jié)約來降低企業(yè)成本，成本計算沒有考慮到成本發(fā)生地點的空間特征、勞動組織、周邊環(huán)境以及棄置費用，并且還存在著資源消耗用途不明和責(zé)任不清等問題，進行企業(yè)目標(biāo)成本制定和成本控制也缺乏科學(xué)性，所提供的成本信息不能滿足現(xiàn)代礦山企業(yè)管理的需要。尤其是在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)達的今天，傳統(tǒng)礦山企業(yè)成本核算僅僅針對產(chǎn)品本身，成本管理只重視企業(yè)制造成本，并沒有基于價值鏈來考慮，僅僅依靠成本的降低來獲取優(yōu)勢是不可能的。

受到我國長期計劃經(jīng)濟觀念的影響，江西礦山企業(yè)在成本管理中往往只注重制造成本管理，忽視了對其設(shè)計成本、市場成本、棄置費用等的管理，這種成本管理觀念遠遠不能適應(yīng)現(xiàn)代市場經(jīng)濟環(huán)境的要求。隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，現(xiàn)在的礦山企業(yè)面臨著前所未有的競爭壓力，只考察產(chǎn)品的制造成本會造成企業(yè)投資、生產(chǎn)決策的嚴(yán)重失誤。江西礦山企業(yè)的對某礦產(chǎn)品從開采到獲利，其成本絕不能僅僅理解為制造成本，而是貫穿產(chǎn)品生命周期的全部成本發(fā)生。同時，為了獲取長期競爭力，礦山企業(yè)進行戰(zhàn)略管理的過程中也需要大量的成本信息，其現(xiàn)行的成本管理系統(tǒng)只注重內(nèi)部生產(chǎn)過程中發(fā)生的制造成本，而不注重企業(yè)內(nèi)部價值鏈和企業(yè)外部價值鏈進行具體分析，成本管理范圍相對狹窄，無法為企業(yè)戰(zhàn)略制定和決策提供有效的成本信息。

（二）相關(guān)棄置費用難以確認

在礦山企業(yè)開采過程中，將面臨越來越突出的地質(zhì)環(huán)境問題，迫切需要加強礦山地質(zhì)環(huán)境保護和恢復(fù)治理。當(dāng)前條件下，礦山企業(yè)往往考慮現(xiàn)有的企業(yè)成本費用和企業(yè)經(jīng)濟利益，而忽視了礦山企業(yè)在開采過程中可能產(chǎn)生的環(huán)境損害問題，對由于環(huán)境損害所產(chǎn)生的社會后果而導(dǎo)致的成本費用采取漠視態(tài)度。礦山企業(yè)廢棄的工藝措施主要包括固體廢棄物的資源化、土地復(fù)墾，和礦山廢水的無害化，礦產(chǎn)開采過程中會產(chǎn)生大量的礦山廢水，對礦坑水、露采場廢水、選廠廢水、尾礦庫和廢石場的淋濾水進行綜合治理，減少污染地表水和地下水，減少危害環(huán)境。但礦山企業(yè)的固定資產(chǎn)，由于存在連續(xù)開采年限長、難以取得計算棄置費用的參數(shù)等因素的影響，對固定資產(chǎn)棄置費用計入固定資產(chǎn)成本，如何進行棄置費用金額的準(zhǔn)確計量難以確定，棄置費用是以對將來不良環(huán)境影響的估計為基礎(chǔ)，當(dāng)期并沒有發(fā)生真正意義上的會計支出，而將棄置費用列為費用成本項目，會影響當(dāng)期盈虧進而影響納稅，所以需要有可操作的法規(guī)依據(jù)。并且礦山企業(yè)在恢復(fù)環(huán)境過程中發(fā)生的成本相當(dāng)巨大，在某些情況下甚至?xí)^其采礦和安裝成本，而且其廢棄成本將會在多年后發(fā)生，考慮通貨膨脹等因素的影響，將來發(fā)生的成本可能比估計的成本高，礦山企業(yè)的廢棄成本難以確定。

（三）企業(yè)業(yè)務(wù)流程管理和成本管理平臺的構(gòu)建沒有得到重視

從江西礦山企業(yè)的業(yè)務(wù)流程管理來看，江西礦山企業(yè)可以從管理層次和管理流程兩個方面進行分析，從管理層次上要求礦山企業(yè)深入到生產(chǎn)層次，但是江西礦山企業(yè)在管理層次上還停留在產(chǎn)品和職能層次，從管理流程上要求礦山企業(yè)對流程的效率和增值性進行分析，減少流程之間的往返次數(shù)，盡量杜絕非增值流程，但礦山企業(yè)在管理流程上流程效率和增值管理長期沒有受到重視。長期以來，礦山企業(yè)形成了多階梯狀的塔形管理組織結(jié)構(gòu)，業(yè)務(wù)流程也很繁雜。這種組織結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程存在許多非增值環(huán)節(jié)，效率很低。基于這種低效和非增值流程進行成本管理，也造成礦山企業(yè)管理的低效率。

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來和技術(shù)、通信技術(shù)的迅速發(fā)展，信息時代改變了人類的生產(chǎn)生活方式，從而也改變了成本構(gòu)成項目和成本核算方法及成本管理觀念。但目前礦山企業(yè)很少有單獨的成本管理系統(tǒng)，大多數(shù)僅僅在財務(wù)軟件中掛有成本核算的功能，缺乏成本管理平臺的構(gòu)建，尤其缺乏其他大型企業(yè)構(gòu)建ERP的所有子系統(tǒng)，同時缺乏引進先進的成本管理理念和方法，影響成本管理乃至整體企業(yè)管理整體水平。

三、相關(guān)政策建議及措施

（一）明確礦山企業(yè)成本控制的全程系統(tǒng)理念

正確認識成本，擴大成本控制新范圍，現(xiàn)代礦山企業(yè)成本控制不應(yīng)只重視生產(chǎn)成本控制，也不應(yīng)只僅僅注重降低成本，應(yīng)將礦山企業(yè)成本控制視為一項系統(tǒng)工程，從行業(yè)價值鏈和產(chǎn)業(yè)價值鏈的角度出發(fā)，對礦山成本進行全方位的分析和控制。傳統(tǒng)的成本核算僅包括生存產(chǎn)品的直接成本，忽視非產(chǎn)品的資本成本、服務(wù)成本、產(chǎn)權(quán)成本、環(huán)境成本等，因此，為了增強礦山企業(yè)的市場競爭力，成本控制不能只局限在生產(chǎn)過程，應(yīng)該從價值鏈角度出發(fā)，應(yīng)將控制手段向前延伸到生產(chǎn)礦產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢分析以及產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)和研制，橫向擴展到籌集資金選擇、生產(chǎn)環(huán)境分析、無形成本、各項決策分析等等，向后延伸到產(chǎn)品的銷售、使用、維修和處置等。對各個礦山企業(yè)活動整個經(jīng)營活動和作業(yè)的成本，如信息成本、技術(shù)成本、生產(chǎn)成本、存貨成本、銷售成本、棄置費用、人力資源成本、資本成本、環(huán)境成本、以及各種決策成本進行科學(xué)適當(dāng)?shù)乜刂疲瑥亩鵀楸ＷC企業(yè)獲取最佳經(jīng)濟效益打下基礎(chǔ)。

（二）基于價值鏈分析的業(yè)務(wù)流程動態(tài)優(yōu)化

現(xiàn)代礦山企業(yè)進行成本管理創(chuàng)新應(yīng)該首先進行業(yè)務(wù)流程的改進和優(yōu)化。當(dāng)然，業(yè)務(wù)流程的改進和優(yōu)化應(yīng)該以價值鏈分析為依據(jù)，同時應(yīng)該深入到作業(yè)環(huán)節(jié)。只有這樣，業(yè)務(wù)流程的改進和優(yōu)化才能體現(xiàn)價值鏈分析的要求，符合企業(yè)戰(zhàn)略的需要；同時也才能保證業(yè)務(wù)流程的效率性和增值性。只有在改進和優(yōu)化的業(yè)務(wù)流程上談成本控制和管理，才能實現(xiàn)成本管理創(chuàng)新的最大效果?，F(xiàn)代礦山企業(yè)的成本管理創(chuàng)新是以業(yè)務(wù)流程改進和優(yōu)化為前提的成本管理。在具體進行流程優(yōu)化過程中，應(yīng)該首先根據(jù)市場進行價值鏈分析和戰(zhàn)略定位，然后運用平衡記分卡將戰(zhàn)略轉(zhuǎn)化為企業(yè)流程的具體目標(biāo)（流程效率、流程成本），依此目標(biāo)指導(dǎo)流程的動態(tài)改進和優(yōu)化?？紤]安全生產(chǎn)這一成本驅(qū)動因素，根據(jù)安全滿意度進行安全投入和成本控制是現(xiàn)代礦山企業(yè)成本管理的重要內(nèi)容。首先采用灰色預(yù)測理論確定礦山企業(yè)的安全滿意度，然后根據(jù)確定的安全滿意度，建立數(shù)學(xué)模型對預(yù)防性安全成本和損失性安全成本進行預(yù)測，并依此進行安全成本控制。其次是引入了作業(yè)的概念，將管理深入到作業(yè)層次，實現(xiàn)深入作業(yè)層次的全方位成本管理。從企業(yè)根據(jù)市場進行價值鏈分析和戰(zhàn)略定位，到業(yè)務(wù)流程改進和優(yōu)化，都要深入作業(yè)層次利用作業(yè)成本及相關(guān)信息。

（三）構(gòu)建更加完善成本管理信息平臺

成本管理創(chuàng)新應(yīng)該既要考慮企業(yè)整體信息化的需要，同時也要考慮成本管理整體創(chuàng)新的需要?，F(xiàn)階段現(xiàn)代礦山企業(yè)必須運用許多先進的成本管理理論和方法，譬如基于作業(yè)進行成本管理、戰(zhàn)略成本管理等，都需要利用大量的相關(guān)數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)已經(jīng)不可能完全依靠手工進行處理。同時一些基于復(fù)雜問題的數(shù)學(xué)模型的求解也必須利用計算機技術(shù)，所以成本管理創(chuàng)新離不開適應(yīng)的成本管理平臺。構(gòu)建先進的信息管理平臺，可以充分利用系統(tǒng)的相關(guān)信息，理順流程，為企業(yè)提高競爭能力提供及時、充分、準(zhǔn)確的成本信息。ERP是現(xiàn)代礦山企業(yè)信息化的必然選擇，深入作業(yè)層次是現(xiàn)代礦山企業(yè)成本管理創(chuàng)新的基本要求，所以現(xiàn)代礦山企業(yè)成本管理創(chuàng)新平臺可以將作業(yè)和ERP進行集成，構(gòu)建作業(yè)與ERP集成的先進信息平臺環(huán)境。作業(yè)ERP的成本管理環(huán)境就是作業(yè)管理與ERP原理的高度集成環(huán)境，這種集成環(huán)境是一種無縫集成，不是在ERP中開發(fā)一個單獨的作業(yè)成本核算系統(tǒng)，而是整個ERP系統(tǒng)從開發(fā)就融入了作業(yè)管理的先進理念，作業(yè)管理理念貫穿于ERP的所有子系統(tǒng)。礦山管理信息系統(tǒng)能進行礦山信息的收集、傳遞、存儲、加工、維護和使用，并能有效支持?jǐn)?shù)字礦山其他子系統(tǒng)的功能，以實現(xiàn)礦山礦產(chǎn)資源管理可視化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、體系化。

篇6

關(guān)鍵詞：煤炭資源勘查；信息化技術(shù)；綜合勘查技術(shù)

中圖分類號：TP319 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：16727800（2012）011009702

作者簡介：陳冰凌（1973-），男，中煤航測遙感局遙感應(yīng)用研究院高級工程師，研究方向為資源遙感、煤炭地質(zhì)勘探、GIS應(yīng)用。0 引言

在我國“十二五”規(guī)劃的開局之年，國民經(jīng)濟“調(diào)結(jié)構(gòu)，促轉(zhuǎn)型”的步伐已經(jīng)開始全面加快。煤炭企業(yè)必須優(yōu)化資源配置、加快產(chǎn)業(yè)升級的兼并重組。如何以高效的信息化基礎(chǔ)，為企業(yè)解決規(guī)模、成本和效益之間的矛盾問題，通過數(shù)字化、信息化為地勘企業(yè)快速、詳盡掌握煤炭資源分布情況提供保障，“以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進信息化”已成為加快實現(xiàn)地勘、礦山企業(yè)現(xiàn)代化的必然選擇。

1 系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

煤炭資源勘查信息化技術(shù)在我國地勘、煤礦企業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)有近20年的歷程，取得了階段性成果。但這些成果還未徹底改變目前的生產(chǎn)、管理模式。其原因如下：

（1）沒有結(jié)合煤炭地勘企業(yè)的專業(yè)特點，以及從不確定地質(zhì)對象的角度考慮信息系統(tǒng)建設(shè)的特點，而且所采用的軟件系統(tǒng)開發(fā)平臺不適合煤炭地質(zhì)勘探、煤礦開發(fā)開采的功能需求，無法滿足煤炭地質(zhì)勘探、地下真三維地質(zhì)建模、海量數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)運算和可視化的需要。

（2）沒有全面深入開展關(guān)鍵技術(shù)的研究，特別是缺乏針對煤炭地質(zhì)勘探、地質(zhì)體、地質(zhì)構(gòu)造、物探等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理與信息管理等關(guān)鍵技術(shù)研究。

煤炭地質(zhì)勘探的空間對象主要是地層對象和地質(zhì)構(gòu)造對象，對系統(tǒng)建設(shè)而言，這些空間對象不僅僅是二維線劃圖形的表達，還需建立空間對象的實體模型。而地層、地質(zhì)構(gòu)造等模型的建立是一個復(fù)雜的過程，目前現(xiàn)有的系統(tǒng)不具備此功能，或者只是簡單的虛擬，不能滿足實際工作需求。

（3）沒有充分考慮煤炭勘查企業(yè)工作現(xiàn)狀以及煤礦現(xiàn)有管理模式，沒有充分考慮當(dāng)前煤炭地質(zhì)勘查、數(shù)字地質(zhì)報告編制等工作對企業(yè)數(shù)字化建設(shè)、信息共享的迫切需求。

2 目前系統(tǒng)建設(shè)存在的主要問題

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和全球信息化進程的加快，以及我國企業(yè)改革的深化，煤炭、地勘企業(yè)的信息化意識大大增強。煤炭企業(yè)信息化工作圍繞企業(yè)改革目標(biāo)，為實現(xiàn)兩個根本轉(zhuǎn)變?nèi)〉昧嗣黠@成效，但也存在明顯不足，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）信息資源分散，利用程度低。目前，我國煤炭企業(yè)在信息化建設(shè)過程中，普遍遭遇“信息孤島”問題。形成這種現(xiàn)狀的原因有以下幾個方面：首先，地質(zhì)勘查涉及的專業(yè)、部門眾多，業(yè)務(wù)模塊分割嚴(yán)重，信息化建設(shè)缺乏統(tǒng)一管理，導(dǎo)致信息化建設(shè)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃。其次，煤炭地質(zhì)勘查過程集鉆探、物探、地震、測量、水工環(huán)、煤質(zhì)等多環(huán)節(jié)配合于一體，綜合性強，工作過程又不連續(xù)，生產(chǎn)信息化與管理信息化同步性差。

（2）項目投資分散、不集中、見效慢。信息化建設(shè)是一個長期的過程，由于煤炭行業(yè)企業(yè)自身基礎(chǔ)及廠商服務(wù)模式雙方面的種種因素，導(dǎo)致企業(yè)普遍面臨信息化建設(shè)投資不系統(tǒng)、開發(fā)周期長、綜合應(yīng)用效應(yīng)不明顯。信息化建設(shè)沒有做到“步步為營、持續(xù)見效”。

（3）信息產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品與服務(wù)不足。煤炭勘查企業(yè)的業(yè)務(wù)具有鮮明的行業(yè)特點，其信息化建設(shè)覆蓋的專業(yè)種類多，需要的功能比較專業(yè)，行業(yè)適應(yīng)性要求高，其生產(chǎn)運營模式不同于其它行業(yè)。因此非常需要專門定制和開發(fā)行業(yè)化的信息系統(tǒng)，但是目前市場能提供的煤炭行業(yè)信息化產(chǎn)品及服務(wù)嚴(yán)重不足，缺少具備規(guī)?；I(yè)化、智能化的信息系統(tǒng)。

（4）信息化建設(shè)難度、復(fù)雜性增大。隨著企業(yè)信息化建設(shè)和應(yīng)用規(guī)模增長，建設(shè)復(fù)雜性增大，需要借助更多外部的專業(yè)團隊為企業(yè)的信息化建設(shè)提供先進合理的思路。同時，隨著越來越多的系統(tǒng)運行，業(yè)務(wù)對信息系統(tǒng)的依賴性逐步增強，大量的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)需要專業(yè)團隊來維護，對系統(tǒng)使用者也提出了更高的要求。

3 系統(tǒng)建設(shè)

3.1 系統(tǒng)建設(shè)原則

系統(tǒng)主要完成煤炭地質(zhì)勘探基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)處理、常規(guī)圖件繪制、圖件編輯、三維地質(zhì)建模等功能。系統(tǒng)建設(shè)要遵循以下原則：

（1）實用性和專業(yè)性并舉原則：系統(tǒng)定位為煤炭地勘、地測專業(yè)軟件，其功能首先要滿足行業(yè)日常工作對數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及制圖的需要，提供數(shù)據(jù)管理和圖形操作功能，還應(yīng)適合本行業(yè)規(guī)范、特點、工作方法等。因此系統(tǒng)應(yīng)以實用性為先，同時要考慮專業(yè)性。

（2）可擴展性原則：由于地質(zhì)現(xiàn)象具有復(fù)雜性、多變性等特點，人們對地質(zhì)體的認識隨著已知信息的增加和認知程度的深化而不斷明確。為了使模型能更好反映地質(zhì)體實際形態(tài)，系統(tǒng)的功能應(yīng)具有可擴展性。

（3）靈活性原則：為了真實地反映煤層、褶皺、構(gòu)造地質(zhì)現(xiàn)象等，系統(tǒng)要具有多種建模方式。

（4）規(guī)范化原則。系統(tǒng)在應(yīng)用開發(fā)中，數(shù)據(jù)規(guī)范、指標(biāo)代碼體系、軟件編碼、系統(tǒng)接口、測試計劃都應(yīng)該遵循國家、地勘行業(yè)、國土資源信息化建設(shè)規(guī)范要求。

3.2 系統(tǒng)建設(shè)策略

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用二三維一體化的構(gòu)建模式，將二維系統(tǒng)具有的專業(yè)制圖和自動制圖等功能同三維系統(tǒng)空間分析、地質(zhì)建模等功能有效結(jié)合。將多源數(shù)據(jù)可視化集成，實現(xiàn)地下信息共享和互操作。系統(tǒng)在設(shè)計時，充分考慮到我國國情，各種命令、功能應(yīng)盡可能做到簡單、實用、自動化程度高，盡量避免讓使用者記憶復(fù)雜的專業(yè)命令。

3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計原則及策略，煤炭資源勘查信息化系統(tǒng)將數(shù)據(jù)處理、二維圖形處理、三維地質(zhì)建模結(jié)合為一體。軟件系統(tǒng)由四個模塊構(gòu)成：數(shù)據(jù)庫模塊、圖形模塊、三維地質(zhì)模型模塊、數(shù)據(jù)接口模塊。體系結(jié)構(gòu)可以為C/S模式或B/S模式，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

4 系統(tǒng)實際應(yīng)用

4.1 應(yīng)用于數(shù)字地質(zhì)填圖、地質(zhì)報告編制

煤炭勘查信息化系統(tǒng)已經(jīng)在國內(nèi)許多產(chǎn)煤大?。▍^(qū)）有了廣泛的實際應(yīng)用，在煤炭資源勘探、礦山設(shè)計規(guī)劃、煤炭資源開采、煤礦安全生產(chǎn)等方面，取得了良好的效果。與以往煤炭資源勘探地質(zhì)設(shè)計和報告編制方法相比，生產(chǎn)單位的工作效率明顯提高，制圖精度明顯提高，同時還節(jié)省了大量的紙張、各種辦公耗材和相關(guān)費用。

4.2 煤炭地質(zhì)勘探三維地質(zhì)建模

三維地質(zhì)建模技術(shù)在地質(zhì)工作中應(yīng)用比較普遍，使用單純的三維地質(zhì)建模軟件，前期的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作十分麻煩。利用二三維一體化的三維地質(zhì)建模技術(shù)，可以取得很好的效果。三維地質(zhì)模型系統(tǒng)可以真實顯示地質(zhì)體的空間分布形態(tài)，實現(xiàn)礦山多數(shù)據(jù)可視化集成，真正實現(xiàn)地下信息共享和互操作，為實際生產(chǎn)和決策提供有力的支持。

5 結(jié)語

信息化是提高煤炭地勘水平的重要措施之一，“以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進信息化”是加快實現(xiàn)礦業(yè)現(xiàn)代化的必然選擇。面對日益激烈的國際國內(nèi)競爭，煤炭、地勘企業(yè)必須充分利用先進的信息技術(shù)，為企業(yè)的數(shù)據(jù)處理和不同層次的輔助管理、決策建立信息管理和決策支持系統(tǒng)。借助于先進的信息系統(tǒng)平臺，不僅可以提高企業(yè)生產(chǎn)、工作效率，為企業(yè)帶來廣泛的社會效益和經(jīng)濟效益，而且可以為以后的“數(shù)字勘察”、“數(shù)字礦山”、國土資源 “一張圖建設(shè)”做好資料儲備和技術(shù)鋪墊。

參考文獻：

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[3]中國煤炭行業(yè)信息化調(diào)研分析報告[R].中國管理資訊網(wǎng)，2009.

篇7

論文摘要：礦業(yè)軟件已經(jīng)成為礦山循環(huán)過程中的四個必備條件之一，是實現(xiàn)礦山信息化，提高勘探、設(shè)計、生產(chǎn)、管理效率的必由之路。結(jié)合對國內(nèi)外礦業(yè)軟件的甄選和試用，了解到國外軟件具有的功能性，但不能適合我國礦山技術(shù)人員的使用特點。為了真正實現(xiàn)提高工作效率、滿足技術(shù)人員的應(yīng)用和技術(shù)需求，選擇自主研發(fā)的3DMine軟件實現(xiàn)了這些目標(biāo)。它更具實用性、兼容性和前瞻性，是一套具有中國特色的礦業(yè)軟件。

1礦業(yè)軟件發(fā)展現(xiàn)狀

礦業(yè)軟件起步于20世紀(jì)70年代，早期的礦業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用計算機落后于其他產(chǎn)業(yè)，基本上都是某個功能的計算機應(yīng)用，或是基于專業(yè)技術(shù)一測量、圖形、可視化、地質(zhì)數(shù)據(jù)計算等需求。

在西方發(fā)達國家，經(jīng)過20多年的發(fā)展，礦業(yè)軟件已經(jīng)成為礦山循環(huán)過程中的四個必備條件之一——資源、設(shè)備、技術(shù)、軟件。礦業(yè)軟件在地質(zhì)數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用，在提高礦山生產(chǎn)效率和管理效率、提高礦山開采的技術(shù)水平等方面，取得了實質(zhì)性的成果。近年來，隨著國家對外開放和礦業(yè)市場環(huán)境的變化，很多外國礦業(yè)企業(yè)進入中國，他們直接帶來了國外軟件產(chǎn)品。目前，在國內(nèi)礦業(yè)企業(yè)所應(yīng)用的礦業(yè)軟件，有英國的Datamine、美國的Minesight和AutoCAD、澳大利亞的Vulcan、Surpac、Micromine、加拿大的Gemcom等國內(nèi)熟知的產(chǎn)品。

在國內(nèi)，2o世紀(jì)8o年代，一些有志之士一直在尋求發(fā)展國產(chǎn)軟件；一些礦山企業(yè)與科研院所、大專院校開始合作，探索計算機技術(shù)在礦山設(shè)計和生產(chǎn)中的應(yīng)用，并開發(fā)了一些應(yīng)用系統(tǒng)軟件，如：礦山資源儲量計算軟件、礦井通風(fēng)系統(tǒng)軟件等等，這些軟件產(chǎn)品主要是基于CAD技術(shù)開發(fā)的二維平面系統(tǒng)，為推動我國礦業(yè)軟件的發(fā)展起到了積極的作用。

目前，這些國外的軟件產(chǎn)品在國內(nèi)的企業(yè)應(yīng)用或者是設(shè)立了處，提供的產(chǎn)品與研發(fā)同步，也就是說，在軟件產(chǎn)品技術(shù)應(yīng)用與國際是同步的。雖然軟件的開發(fā)平臺和語言各不相同，但基本思路是一致的，這些礦業(yè)軟件的共同特點，是三維可視化，立體建模、地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)、品位估值、資源儲量的計算、采礦設(shè)計、境界優(yōu)化理論以及繪圖等功能應(yīng)用于礦業(yè)領(lǐng)域。結(jié)合計算機技術(shù)的發(fā)展，拓展地質(zhì)勘查工作對礦床分析的思路；為形象準(zhǔn)確地展示礦山實際場景、礦床規(guī)模、生產(chǎn)過程和礦床量化，提供實用性的工具。

2鞍礦對礦業(yè)軟件的選擇與思考

鞍山礦業(yè)公司在2005年提出“數(shù)字礦山”項目的建設(shè)，將使鞍山礦業(yè)公司實現(xiàn)資源優(yōu)化配置、工藝布局合理、設(shè)備運行高效，達到“資源清晰、精準(zhǔn)采礦、智能配礦、優(yōu)化控制”的目的，對打造“百年礦山”，建設(shè)具有國際一流的鋼鐵精品原料基地具有重大意義。

近年來，隨著我國礦業(yè)經(jīng)濟的繁榮以及信息技術(shù)的發(fā)展，我國礦山企業(yè)對信息化軟件產(chǎn)品的認識發(fā)生了根本性的變化。礦業(yè)行業(yè)的特殊性決定了礦業(yè)企業(yè)信息化的不同之處，它不是簡單的信息疊加或傳遞，而是在不斷變化的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和資源數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過軟件系統(tǒng)將這些信息集成共享后，使管理者全面、及時、準(zhǔn)確地掌握企業(yè)生產(chǎn)的資源、產(chǎn)品、成本、安全和市場需求等信息，實現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營決策的科學(xué)性、及時性。選擇合適的礦業(yè)軟件，成為我們的首要任務(wù)。

基于上述的要求，我們首先分析了礦山技術(shù)的現(xiàn)狀：①傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探、礦山生產(chǎn)管理流程已經(jīng)根深蒂固，不可能隨時改變。②多年來遺留下來的大量數(shù)據(jù)，特別對于象我們這樣的老礦山，想要處理好過去的數(shù)據(jù)，需要做大量的“還債”工作。③礦山技術(shù)人員計算機應(yīng)用水平參差不齊。④軟件的操作性、功能性和本地化。⑤軟件的技術(shù)支持、售后服務(wù)水平和質(zhì)量等等。

第二步是考慮礦山企業(yè)的勞動對象是自然物一礦床，對其數(shù)字化，首先要建立地質(zhì)模型，有了地質(zhì)模型，我們才能按工藝要求實現(xiàn)精細開采，達到對勞動對象自如掌控的目的，以改變舊有的粗放開采模式。因此，2005年公司立項開展礦山工程軟件應(yīng)用研究；課題組著手調(diào)研了當(dāng)時在國內(nèi)有商和用戶的軟件產(chǎn)品，并結(jié)合實際數(shù)據(jù)進行了一些對照工作，2006年引進了Datamine礦山工程軟件，在該軟件基礎(chǔ)上，建立了鞍鋼礦業(yè)公司下屬的幾個鐵礦的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫、實體模型、塊體模型、構(gòu)造模型、采場現(xiàn)狀模型和最終境界模型。并希望借助其開發(fā)工具，開展應(yīng)用研究。

我們通過收集整理四個礦山，前后七個不同階段、數(shù)百個勘探鉆孔和一年來的爆區(qū)炮孔化驗數(shù)據(jù)，建立了礦區(qū)勘探數(shù)據(jù)庫；通過數(shù)字化儀，將紙質(zhì)的水平分層平面圖和勘探線剖面圖轉(zhuǎn)換成真實三維圖形；分別建立了礦體的實體模型、品位模型、采場現(xiàn)狀線框模型和最終境界模型。

通過一年來的工作，我們總結(jié)出以下幾點：

(1)完整的礦山地質(zhì)模型，體現(xiàn)了結(jié)果與實際的一致性；

(2)軟件采用算法、原始數(shù)據(jù)檢查，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；

(3)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的動態(tài)管理，可以實現(xiàn)動態(tài)查詢、動態(tài)多方案圈定礦體、任意平／剖面切割瀏覽分析；

(4)實現(xiàn)了地質(zhì)工程師、采礦工程師，測量工程師和生產(chǎn)部門之間的信息共享，方便形成地質(zhì)界線圖，設(shè)計開采線、實際現(xiàn)狀線和炮孔位置的結(jié)合；

(5)為礦山經(jīng)濟技術(shù)評價，提供快速準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。

然而，在進行礦山應(yīng)用推廣的進程中，遇到了一些無法解決的問題：

(1)模型的維護和更新：主要體現(xiàn)在更新手段和方法上比較繁瑣，操作步驟多，特別是礦巖界線發(fā)生改變后的更新，必然影響到品位模型的改變，在現(xiàn)有軟件中，沒有更簡單快捷的方式來完成。

(2)測量驗收線的導(dǎo)入和編輯：這是涉及到不同測量方法所得到露天現(xiàn)狀的實測數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，采掘帶的驗收和計劃執(zhí)行率的計算等。

(3)利用軟件編制采掘計劃：Datamine軟件中，有一套適用于中長期的進度計劃軟件(NPVS)，但日常需要的是通過軟件在建立的模型下，快速圈定采掘帶；自動生成計劃線；自動報出礦巖量、品位和礦石類型等，完成短期計劃功能。雖然在現(xiàn)有功能的前提下，能夠得到相關(guān)的工作，但實際上，操作十分復(fù)雜，沒有達到提高效率的作用。

3研發(fā)具有中國特色的礦業(yè)軟件勢在必行通過對軟件應(yīng)用方面的研究表明，Datamine軟件很好的完成了地質(zhì)建模、儲量計算和快速形成不同需求的圖紙，特別是在復(fù)雜的建模功能上，具有獨特的功能和方法。然而，礦業(yè)軟件的最終目的是服務(wù)于礦山的技術(shù)部門，多功能的滿足礦山生產(chǎn)、設(shè)計和生產(chǎn)管理的需要，更加智能的優(yōu)化設(shè)計的系統(tǒng)。但實際上，由于我們在采礦方法、工作習(xí)慣和管理結(jié)構(gòu)上的千差萬別，沒有一個礦山是相同的，沒有一套國外軟件能夠滿足這些不同的需求；雖然這些軟件通過二次開發(fā)可以實現(xiàn)某些功能，但事實是他們的二次開發(fā)接口或函數(shù)是通過打包的，不能進行修改，同時這些軟件的源代碼還是掌握在國外公司手中，受到保護，真正實現(xiàn)客戶化的功能是不現(xiàn)實的，也十分困難。

在國內(nèi)，我們也一直在尋求具有這些特點的國產(chǎn)軟件。一些礦山企業(yè)與科研院所、大專院校合作，探索計算機技術(shù)在礦山設(shè)計和生產(chǎn)中的應(yīng)用，并開發(fā)了一些應(yīng)用系統(tǒng)軟件，如大家熟悉的Mapgis、SD以及其他一些專業(yè)軟件包。但總體上講，這些軟件以二維多三維少、運算速度慢、不能實現(xiàn)與其它軟件的兼容和互用，多數(shù)與院校所合作的軟件開發(fā)項目，只注重解決單一的技術(shù)問題而不能成為系統(tǒng)，有的實用性不是很強，也沒有形成商品化的產(chǎn)品。

北京東澳達科技有限公司自主研究開發(fā)了3DMine軟件，是一款為中國礦業(yè)“量身定做”、引進國際通用的地質(zhì)建模方法，重點解決日常采礦生產(chǎn)中遇到的問題的軟件系統(tǒng)。對于相對較老的礦山來講，充分利用計算機特點，開發(fā)出具有不同于其他三維軟件的新產(chǎn)品是十分有效的。其特點是：

(1)三維可視化：系統(tǒng)采用先進的三維引擎，在三維顯示和渲染上，采取一系列優(yōu)化算法，系統(tǒng)在數(shù)值計算和關(guān)鍵算法上精心考慮，保證其健壯性和高效率，同時對計算機配置要求不高。

(2)易學(xué)易用：符合中國人的思維方式，界面親切友好，容易掌握。

(3)CAD風(fēng)格：AutoCAD操作習(xí)慣，選擇集、圖元捕捉、鼠標(biāo)交互等達到同類CAD軟件水平。

(4)開放性：可導(dǎo)人導(dǎo)出AutoCAD、Map Gis Datamine Surpac M icrom ine Excel Text等文件格式，支持CAD、Wold、Excel、Tex與3DMIne之間剪貼板復(fù)制粘貼數(shù)據(jù)，支持多種數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。

(5)模塊化：系統(tǒng)分成6大基本模塊：輔助設(shè)計(Cad)系統(tǒng)、地質(zhì)建模系統(tǒng)(開發(fā)中)、露天采礦、地下采礦、通風(fēng)和安全、測量和文件導(dǎo)人／出。

(6)二次開發(fā)：系統(tǒng)支持腳本語言級二次開發(fā)(TCL)，同時支持VC二次開發(fā)。

(7)實用性：在測量和采礦設(shè)計方面，充分考慮了礦山一線工程師的實際要求，有針對性的開發(fā)，具有許多優(yōu)化和自動功能，使其在日常工作中能成為技術(shù)人員的有力工具，被稱為礦業(yè)Office工具系統(tǒng)。

4應(yīng)用實踐

根據(jù)我們的分析和比較，決定提出軟件應(yīng)用開發(fā)課題，利用在Datamine軟件完成建模工作的基礎(chǔ)上，通過3DMine軟件的無縫銜接數(shù)據(jù)技術(shù)，在此平臺上，開發(fā)出解決日常生產(chǎn)中測量數(shù)據(jù)的處理、露天現(xiàn)狀的更新和測量驗收與計劃執(zhí)行率評價；改變采礦設(shè)計手段和方式，實現(xiàn)參數(shù)化進行采礦設(shè)計；通過不同的方式，生成采掘帶、快速報告、實現(xiàn)短期計劃編制的智能化和可視化的應(yīng)用系統(tǒng)。

(1)切割采掘帶算量

采用“試探一調(diào)整一確定”的思路，給定的礦巖總量，通過調(diào)整得到所要設(shè)計采的區(qū)域。系統(tǒng)首先生成采掘帶實體(假象的開挖體)，計算其體積，再結(jié)合塊體模型(地質(zhì)建模的關(guān)鍵數(shù)據(jù))計算礦巖量及品位，為短期計劃編排方案快速對比、篩選，從而得出最佳的計劃方案，其速度和精度是手工無法比擬的，同時與傳統(tǒng)的CAD在二維上做計劃，功能強大了許多。

在塊體模型算量時，采用的動態(tài)剖分塊體的技術(shù)，使塊體與實體的邊界盡量擬合，從而保證計算的準(zhǔn)確度。圈采掘帶時，采用多邊形選擇集技術(shù)，自動捕獲與設(shè)計線相交的現(xiàn)狀線，再通過Delaunay三角網(wǎng)技術(shù)，快速生成回采假想的開挖體，不用擔(dān)心開挖體的自相交和開放邊，保證結(jié)果的正確性。

(2)斜坡道設(shè)計及算量

結(jié)合實際需要，將繁瑣的公路設(shè)計變成十分簡單的操作。斜坡道理論上分為4大類(如圖1)，通過鼠標(biāo)點擊生成斜坡道模板，再與坡頂坡底結(jié)合，生成實體及算量，解決了露天斜坡道設(shè)計的難題。

由于斜坡道算量采用實體的方法，大大增加其準(zhǔn)確性，特別在采掘計劃中，吃斜坡道后再挖斜坡道，以及地形不平坦時，優(yōu)為突出。

(3)測量驗收及更新算量

在3DMine平臺上，開發(fā)出了一套全新的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，這樣任何格式的測量數(shù)據(jù)，通過快速的粘貼方式，均可實現(xiàn)數(shù)據(jù)一圖形一計算的完美結(jié)合。采用帶約束的Delaunay三角網(wǎng)技術(shù)，生成本月初和本月末的現(xiàn)狀圖，用開挖線來投影計算開挖和填方量，從而解決了用散點生成面而帶來的誤差，大大提高精度。同時，可以用兩個現(xiàn)狀面，來求出開挖線和填方線，可運用在大量的工程量計算中。在實際工作中，往往在更新露天現(xiàn)狀線時比較困難，通過3DMine下的幾組快速編輯工具，使這項工作變得非常容易。

(4)GPS接口

GPS是目前很多礦山企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化的重要項目之一，其數(shù)據(jù)特點是更新速度快，相對比較精確，而且與設(shè)備的關(guān)聯(lián)十分緊密。利用這些特點，在3DMine下開發(fā)出相應(yīng)的功能：

擺放設(shè)備：通過給定指標(biāo)或在屏幕上指定位置，擺放各種設(shè)備，直觀了解采場內(nèi)設(shè)備分布情況。

查詢／定位地質(zhì)信息：在采坑現(xiàn)狀圖上任意位置，點擊可查詢地質(zhì)信息，如品位、礦巖類型、地質(zhì)構(gòu)造等。

卡車行走及動畫模擬：通過實時讀取GPS定位點信息，在屏幕上顯示設(shè)備移動動畫，為生產(chǎn)調(diào)度提供直觀的界面。

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中圖分類號：TP3文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與我國煤炭生產(chǎn)現(xiàn)狀概述

隨著國家對礦山安全的重視程度不斷加強，礦山企業(yè)在各種安全監(jiān)控、生產(chǎn)自動化系統(tǒng)方面的投入逐年加大，對保證礦山的安全和正常生產(chǎn)起到了重要作用。由于我國煤炭儲存條件復(fù)雜，煤礦自動化水平低，井下用人多，生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)采用的技術(shù)比較落后，功能單一，使得生產(chǎn)成本高，安全形勢不容樂觀。

“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問世，打破了煤炭生產(chǎn)行業(yè)生產(chǎn)自動化和安全保障技術(shù)發(fā)展的傳統(tǒng)思維。過去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和信息基礎(chǔ)設(shè)施分開。對煤礦安全生產(chǎn)而言，在“物聯(lián)網(wǎng)”時代，各類傳感器、電纜、電氣設(shè)備、鋼筋混凝土等將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，基于物聯(lián)網(wǎng)可以對煤礦復(fù)雜環(huán)境下生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的人員、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實施有效的協(xié)同管理和控制。物聯(lián)網(wǎng)為建立煤礦安全生產(chǎn)與預(yù)警救援新體系提出了新的思路和方法。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下的煤炭生產(chǎn)自動化，在生產(chǎn)組織和流程方面將會發(fā)生明顯的變化，具有以下的特征：將礦山地理、礦山建設(shè)、礦山生產(chǎn)、安全管理、產(chǎn)品加工與運銷、礦山生態(tài)等綜合信息全面數(shù)字化，將感知技術(shù)、傳輸技術(shù)、信息處理、智能計算、現(xiàn)代控制技術(shù)、信息管理等與現(xiàn)代采礦及礦物加工技術(shù)緊密相結(jié)合，構(gòu)成礦山中人與人、人與物、物與物相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，動態(tài)詳盡地描述并控制礦山安全生產(chǎn)與運營的全過程。

2煤炭生產(chǎn)安全監(jiān)控的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其實現(xiàn)

從煤礦安全監(jiān)控方面看，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的煤炭生產(chǎn)自動化是在實現(xiàn)綜合自動化的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)三個方面的物聯(lián)網(wǎng)。即：礦工周圍環(huán)境的物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)主動式安全保障；礦山設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)預(yù)知維修；礦山災(zāi)害風(fēng)險預(yù)測的物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)各種災(zāi)害事故的預(yù)警預(yù)報。

主要包括以下自動化系統(tǒng)的建設(shè)：1、系統(tǒng)集成平臺建設(shè)：建設(shè)全礦井安全、人員、設(shè)備的感知集成平臺，實現(xiàn)全礦井地面遠程監(jiān)控。2、礦山網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)：包括井上、井下高速工業(yè)以太網(wǎng)和調(diào)度指揮控制中心工業(yè)以太網(wǎng)建設(shè)；利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)建立覆蓋煤礦井下,保障出現(xiàn)故障或災(zāi)害情況下通信鏈路的通暢。3、人員安全環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)平臺的建設(shè)：集成現(xiàn)有安全監(jiān)測、人員定位系統(tǒng)，實現(xiàn)礦工對周圍環(huán)境的感知和信息傳輸。4、設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)：對井上、井下各生產(chǎn)系統(tǒng)的遠程監(jiān)控，對礦井進行自動化監(jiān)控,感知設(shè)備工作健康狀況。所有自動化子系統(tǒng)將連接到統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)平臺，從而實現(xiàn)面向生產(chǎn)自動化的物聯(lián)網(wǎng)體系，該系統(tǒng)由一個功能完善的軟件控制系統(tǒng)進行控制。

需要指出的是，煤礦井下移動設(shè)備、人員、及礦山災(zāi)害的分布式監(jiān)測均需要無線網(wǎng)絡(luò)，這包括無線語音、無線數(shù)據(jù)、無線信息傳輸。其用途包括：設(shè)備工況監(jiān)測監(jiān)控、災(zāi)害環(huán)境信息監(jiān)測、人員定位、機車管理、通信等，形成一個完善的無線感知平臺。這樣就能夠保證在出現(xiàn)自然災(zāi)害時，系統(tǒng)能夠保持正常工作，為生產(chǎn)救援提供最大的支撐。

3煤炭生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及其實現(xiàn)

從煤礦生產(chǎn)方面看，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的煤炭生產(chǎn)自動化是在實現(xiàn)生產(chǎn)自動化的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)三個方面的物聯(lián)網(wǎng)。1、煤炭采掘系統(tǒng)的自動化及其物聯(lián)網(wǎng)。2、運輸提升系統(tǒng)自動化及其物聯(lián)網(wǎng)。3、礦井提升系統(tǒng)的自動化及其物聯(lián)網(wǎng)。

目前，煤炭采掘系統(tǒng)自動化方面具有以下特點:(1)采煤設(shè)備向電牽引方向發(fā)展,使裝機容量越來越大。(2)以計算機為核心具有多種傳感器的工況監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，已成為先進高效綜采設(shè)備的主要特點。 (3)工作面輸送機向重型化、大運量、高壽命、高強度發(fā)展。

運輸提升系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)，主要對以下情況進行監(jiān)測：膠帶機打滑、堆煤、煤位、超溫灑水、煙霧、溫度、沿線急停、跑偏、斷帶等。智能跑偏及拉線保護是對膠帶機運行當(dāng)中的跑偏故障進行保護和沿線出現(xiàn)緊急情況時進行緊急停車。堆煤保護要求監(jiān)測煤點是否堵塞，出現(xiàn)故障能控制膠帶機緊急停車。煙霧保護監(jiān)測驅(qū)動部因機械摩擦產(chǎn)生的煙霧，并能控制膠帶機緊急停車。超溫灑水保護對驅(qū)動部發(fā)生火災(zāi)進行停車灑水保護。打滑保護監(jiān)測要求在膠帶機上安裝測速傳感器。溫度保護是通過設(shè)置在電機上的溫度傳感器連續(xù)監(jiān)測電機溫度。斷帶保護通過斷帶保護傳感器監(jiān)測膠帶是否斷裂。

礦井提升系統(tǒng)的自動化及其物聯(lián)網(wǎng)，可以通過建設(shè)一個調(diào)度指揮中心實現(xiàn)，如圖1所示。結(jié)合煤礦提升機控制系統(tǒng)的具體情況，在提升機房增設(shè)主控器以及相應(yīng)傳感器，通過礦井工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)提升機遠程監(jiān)控。針對裝卸載系統(tǒng)，分別增設(shè)裝載站PLC系統(tǒng)和卸載站PLC系統(tǒng)，實現(xiàn)對裝卸載系統(tǒng)的遠程監(jiān)控?？傮w網(wǎng)絡(luò)在調(diào)度室監(jiān)測主、副井實時數(shù)據(jù)，在工作站上進行工況的顯示

4 結(jié)語

如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決煤礦生產(chǎn)自動化過程中人員安全環(huán)境的感知問題，解決礦山災(zāi)害狀況的預(yù)測預(yù)報、減少或避免重大災(zāi)害事故的發(fā)生，解決安全生產(chǎn)的智能控制，煤炭工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展潮流以及產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，都是面向生產(chǎn)自動化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤炭行業(yè)的應(yīng)用需要解決的問題。本文介紹了自動化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要優(yōu)點，指出了面向生產(chǎn)自動化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤炭行業(yè)實現(xiàn)過程中的需要注意的問題。針對我國煤礦生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀，提出了面向生產(chǎn)自動化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤炭生產(chǎn)和安全保障方面實現(xiàn)的基本方案，為建立煤礦安全監(jiān)控與自動化生產(chǎn)新體系提出了新的思路和方法。

參考文獻

[1] 煤炭企業(yè)信息化組織管控體系研究, [J]煤炭經(jīng)濟研究，2011，（10）

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關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實；礦業(yè)領(lǐng)域；應(yīng)用現(xiàn)狀

中圖分類號：TP391.9文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044(2008)33-1511-02

Summarizing the Application Status Quo of Virtual Reality technology in Mining Field

GU Hai-xia1,WAN Wei2

(1.Xuzhou Normal University, Xuzhou 221116, China; 2.Yancheng Institut of Technicion, Yancheng 224002, China)

Abstract: The application status quo and the recent development of virtual reality in mining field are discussed. And this paper analyses the application of virtual reality in mining field from the aspects of simulating the mine production course dynamically, virtually designing and manufacturing the mine production equipment, accident simulation and diagnoses and fire damp explosion.

Key words: Virtual Reality; mining field; application status quo

1 前言

虛擬現(xiàn)實技術(shù)已在礦業(yè)領(lǐng)域很多方面得到應(yīng)用并取得令人注目的成就，這些研究成果已經(jīng)顯示出虛擬現(xiàn)實技術(shù)在礦業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的巨大潛力。目前國外從事虛擬現(xiàn)實技術(shù)在礦業(yè)中應(yīng)用研究的主要有英國諾丁漢大學(xué)化工、環(huán)境與采礦工程學(xué)院所屬的人工智能及其礦業(yè)應(yīng)用研究所（簡稱AIMS）、南非工業(yè)與科研委員會（CSIR）礦業(yè)技術(shù)部的A.Squlch、美國賓西法尼亞州立大學(xué)采礦工程系的C.J.Bise、德國柏林工業(yè)大學(xué)B.M.Winkler等。其研究內(nèi)容主要集中在采礦工程模擬、技術(shù)培訓(xùn)、事故分析、風(fēng)險評估、災(zāi)害防治等方面。

2 研究現(xiàn)狀

目前國外的許多工業(yè)組織和科研院校紛紛加大研究力度和深度，積極開發(fā)和探索虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用的新領(lǐng)域。目前虛擬現(xiàn)實在國內(nèi)外礦業(yè)中的應(yīng)用主要集中在以下幾個方面[1]：

2.1 礦山生產(chǎn)環(huán)境的風(fēng)險評價

英國諾丁漢大學(xué)的AIMS Solutions公司開發(fā)出一系列礦山VR模型，如露天礦單斗-卡車作業(yè)系統(tǒng)、礦井開采系統(tǒng)模擬模型等。通過應(yīng)用VR技術(shù)輔助識別和評價對象（如設(shè)備、人員等）的風(fēng)險狀況，從而得出更客觀的風(fēng)險評價。這種VR計算機系統(tǒng)可動態(tài)的進行生產(chǎn)環(huán)境的風(fēng)險分析。采礦設(shè)備周圍的風(fēng)險區(qū)域是動態(tài)的，它依據(jù)當(dāng)前時刻虛擬環(huán)境中所處的狀態(tài)對回采工作的多個工序進行風(fēng)險評價。

2.2 礦井生產(chǎn)過程的動態(tài)模擬與技術(shù)培訓(xùn)

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)建的礦山生產(chǎn)環(huán)境具有逼真、交互作用的特點。應(yīng)用VR技術(shù)制作出的軟件或錄像，可以直觀模擬采礦環(huán)境及其作業(yè)過程、適于礦山職業(yè)教育和崗位培訓(xùn)。諾丁漢大學(xué)AIMS研究室應(yīng)用VR技術(shù)開發(fā)的房柱式開采模擬系統(tǒng)VR-MINE、蓄電池機車模型、露天礦單斗-卡車工藝生產(chǎn)系統(tǒng)等可分別用于相應(yīng)環(huán)境下工作人員的培訓(xùn)。該系統(tǒng)在南非的一個金礦用于培訓(xùn)井下工人識別礦井開采危害及巖石冒落事故的發(fā)生。系統(tǒng)所建立的三維環(huán)境是該礦最忙碌且事故頻發(fā)的工作面，其危害主要來自巖體冒落和設(shè)備運行。一旦訓(xùn)練者進入虛擬環(huán)境中的某個危險區(qū)，而又未做出正確的反應(yīng)時(系統(tǒng)在屏幕底部顯示出一系列圖標(biāo)來表征不同的反應(yīng))，系統(tǒng)就會以圖像和聲音形式模擬出這種災(zāi)害的動態(tài)發(fā)展過程。同時記錄每個訓(xùn)練者的成績，以供評價和比較。南非金礦的應(yīng)用表明，礦工通過這種訓(xùn)練，不僅強化了安全意識，也增強了事故識別能力，達到了減小礦山災(zāi)害發(fā)生及其危害程度的目的。

2.3 煤礦生產(chǎn)設(shè)備的虛擬設(shè)計和制造

虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于大型設(shè)施、設(shè)備的設(shè)計和制造已有許多成功的實例。把虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于對煤礦新設(shè)備的設(shè)計方案進行性能評估，則更顯示出虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢。由于井下場地狹窄，環(huán)境惡劣，因此煤礦設(shè)備的虛擬設(shè)計和制造，其意義不僅僅是節(jié)約資源和時間，而是完成在地面或在常規(guī)條件下無法進行的工作。例如采煤機虛擬設(shè)計中，設(shè)計人員不必等到樣機制造出來后再去修改其中不太理想、不太合理的部分，因為VR系統(tǒng)可以容許他們“進入”電腦中的三維空間圖像，借助多種交互手段直接對采煤機的設(shè)計進行觀察、討論和修改，從而大大縮短設(shè)備的研制周期，節(jié)省研制費用。中國礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)）開發(fā)了綜合機械化采煤中的采煤機和支架的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，可以通過采煤機和支架的基本參數(shù)來模擬其在特定力的作用下的運動，也可以利用VR傳感器或三維鼠標(biāo)進行控制，對所建模型的各個部位進行全方位觀察，進一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)，改進設(shè)計方案。

2.4 礦井事故模擬與調(diào)查分析

應(yīng)用計算機繪圖和虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以快速、有效地以一系列三維圖像在計算機屏幕上再現(xiàn)各種事故發(fā)生的過程，事故調(diào)查者可以從各種角度去觀測、分析事故發(fā)生的過程，找出事故原因，包括系統(tǒng)設(shè)計和現(xiàn)場人員的動作行為。這個在公安部門的案例分析中已有應(yīng)用，在礦業(yè)領(lǐng)域還沒有涉及。中國的煤礦事故發(fā)生率非常高，通過對事故的事后調(diào)查，可以明確事故責(zé)任，更重要的是防止其它與此相關(guān)或類似的潛在事故的再次出現(xiàn)。礦山事故預(yù)防的關(guān)鍵在于創(chuàng)造并維護安全的工作環(huán)境、宣傳并執(zhí)行安全的作業(yè)行為，從而防止錯誤行為的發(fā)生。應(yīng)用VR技術(shù)可以快速、有效地在計算機屏幕上再現(xiàn)事故發(fā)生的過程。事故調(diào)查者可以從各種角度去觀測、分析事故發(fā)生過程，從而找出事故發(fā)生的原因并采取相關(guān)預(yù)防措施，防止類似事故的再次發(fā)生。圖1為通過VR技術(shù)再現(xiàn)的井下礦車事故發(fā)生的情景。通過交互式改變該模型中的環(huán)境參數(shù)來模擬再現(xiàn)事故過程，可以找到避免類似事故發(fā)生的技術(shù)途徑和工人安全注意事項。

2.5礦井火災(zāi)和瓦斯爆炸模擬

計算機技術(shù)的高速發(fā)展使得在災(zāi)變條件下復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的快速解算成為可能,從而指導(dǎo)井下火災(zāi)發(fā)生時正確地控制風(fēng)流,確保井下工作人員安全撤出,防止火災(zāi)和有害氣體、煙塵等的蔓延。近幾年來,計算流體動力學(xué) (簡稱CFD)已廣泛用于工業(yè)火災(zāi)、爆炸和煤礦火災(zāi),CFD通過解算與火災(zāi)和爆炸物相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,可以較準(zhǔn)確地預(yù)測火區(qū)附近的溫度、火風(fēng)壓及其燃燒產(chǎn)物的實時分布狀況。

AIMS的研究人員目前正致力于礦井火災(zāi)VR系統(tǒng)的開發(fā)。該系統(tǒng)通過模擬某個真實的礦井作業(yè)環(huán)境,并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)分析和CFD模擬的結(jié)果,可以逼真地展示出火災(zāi)或爆炸發(fā)生的動態(tài)過程。除了模擬火煙彌漫狀況外,該系統(tǒng)還可通過人機交互作用顯示出人為因素， 如反風(fēng)、滅火措施等對這整個通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的影響。此類系統(tǒng)的開發(fā),無疑可以廣泛地用于礦井火災(zāi)的防治、救災(zāi)和人員培訓(xùn)等方面。

中國礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)）采用粒子系統(tǒng)對礦井火災(zāi)進行了三維可視化研究。在應(yīng)用VC6.0 和open GL API 開發(fā)的程序中，設(shè)計了地下井巷真實感模型和火災(zāi)煙氣與火焰模型,并考慮了風(fēng)向?qū)鹧嬉约盁熈餍螒B(tài)的影響、巷道高度受限影響等因素。圖2所示為該系統(tǒng)完成的巷道火災(zāi)模擬結(jié)果。

該系統(tǒng)可以說只是礦井火災(zāi)的示意圖，沒有逼真體現(xiàn)礦井火災(zāi)的效果，為了能使研究成果應(yīng)用在生產(chǎn)實際中去，必須進一步增加火災(zāi)環(huán)境的真實性和火災(zāi)模擬算法的研究。

2.6 生態(tài)重建

采礦無論是地下開采還是露天開采都會導(dǎo)致地表遭到破壞，破壞后的重建一般不是最初環(huán)境的簡單恢復(fù)，而是按照采礦的時空發(fā)展順序和最終符合當(dāng)?shù)厝藗兊男枨蠛蛢r值取向，對生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和功能進行積極的安排和調(diào)控，重建一個高水平、可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)。在生態(tài)重建的規(guī)劃設(shè)計、方案論證的過程中，采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，能夠把各種不同的方案在計算機中逼真的體現(xiàn)出來，給決策者提供一種直觀形象的輔助決策手段，對于方案中不完美之處可以快速修改，這對于生態(tài)重建最優(yōu)方案的確定有重要意義。中國礦業(yè)大學(xué)（徐州校區(qū)）進行了露天礦生態(tài)重建的研究，應(yīng)用于霍林河礦的生態(tài)重建，取得較好效果[2]。圖3是露天礦生態(tài)重建后的仿真效果圖。

圖1 應(yīng)用VR進行礦車事故的調(diào)查與再現(xiàn)

圖2 采用粒子系統(tǒng)算法的礦山巷道火災(zāi)

圖3 露天礦生態(tài)重建后的仿真效果圖

3 國際動態(tài)

加拿大已制定出一項擬在2050年實現(xiàn)的遠景規(guī)劃，即將加拿大北部邊遠地區(qū)的一個礦山實現(xiàn)為無人礦井，從薩得伯里通過衛(wèi)星操縱礦山的所有設(shè)備，實現(xiàn)機械自動破碎和自動切割采礦；芬蘭采礦工業(yè)于1992年宣布了自己的智能采礦技術(shù)方案，涉及采礦實時過程控制、資源實時管理、礦山信息網(wǎng)建設(shè)、新機械應(yīng)用和自動控制等28個專題；瑞典制定了向礦山自動化進軍的“Grountecknik 2000”戰(zhàn)略計劃。中國礦業(yè)大學(xué)等單位也相繼開展了采礦機器人(MR)、礦山地理信息系統(tǒng)(MGIS)、三維地學(xué)模擬(3DGM)、礦山虛擬現(xiàn)實(MVR)、礦山GPS定位等方面的技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用研究。隨著實時礦山測量、GPS實時導(dǎo)航與遙控、GIS管理與輔助決策和3DGM的應(yīng)用，國際上一些大型露天礦山（包括我國的平朔、霍林河礦區(qū)）已可在辦公室生成礦床模型、礦山采掘計劃，并與采場設(shè)備相聯(lián)系，形成動態(tài)管理和遙控指揮系統(tǒng)。

在我國，首個數(shù)字化礦井技術(shù)通過驗收，是由山東新汶礦業(yè)集團泰山能源股份有限公司翟鎮(zhèn)煤礦，與北京大學(xué)遙感與地理信息系統(tǒng)研究所合作研制。據(jù)說該系統(tǒng)在我國首次全面開展了基于GIS技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、三維可視化和虛擬現(xiàn)實技術(shù)在礦山開采領(lǐng)域的集成和應(yīng)用研究，首次全面開展了集巷道和地層為一體的煤礦專用三維可視化和虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的研究，首次實現(xiàn)了基于地測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的生產(chǎn)圖形的一體化管理，使礦井圖形的自動化處理水平躍上了一個新的臺階，同時取得了實用化的成果。

4 小結(jié)

本文分析了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在國內(nèi)外礦業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和最新動態(tài)，目前虛擬現(xiàn)實在國內(nèi)外礦業(yè)中的應(yīng)用主要集中在礦山生產(chǎn)環(huán)境的風(fēng)險評價、礦井生產(chǎn)過程的動態(tài)模擬與技術(shù)培訓(xùn)、煤礦生產(chǎn)設(shè)備的虛擬設(shè)計和制造、煤礦生產(chǎn)設(shè)備的虛擬設(shè)計和制造、礦井事故模擬與調(diào)查分析、生態(tài)重建幾個方面。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在礦業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究已從多個角度展開并取得一定成果，但其在選煤系統(tǒng)方面的應(yīng)用尚很少見，因此將該技術(shù)引入到選煤系統(tǒng)，構(gòu)建選煤系統(tǒng)的三維仿真系統(tǒng)及其虛擬生產(chǎn)系統(tǒng)，為基于虛擬選煤廠的生產(chǎn)管理和信息化建設(shè)搭建一個直觀、逼真的三維平臺，對提高選煤廠生產(chǎn)和管理的技術(shù)水平，促進礦山企業(yè)信息化建設(shè)等，都可起到積極的作用。

參考文獻：