【文章內容簡介】 數(shù)字礦山對安全生產及輔助決策的意義 建設“數(shù)字礦山”的重要意義在于： 實現(xiàn)安全管理的數(shù)字化，為打造本質安全型礦井提供信息保障 一旦建立了包括完整的地質信息、危險源信息和生產信息的 3D 時空虛擬礦山模型，所有開采設計都能夠預先模擬出開采進度的動態(tài)結果，包括安全隱患的預先顯現(xiàn)，開采結果的預先 模擬，可把大多數(shù)安全隱患消除在設計階段和采掘之前。隨著采礦生產的不斷推進，可以根據(jù)各種監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)和檢查檢測系統(tǒng)返回的動態(tài)數(shù)據(jù)，利用“數(shù)字礦山”系統(tǒng)提供模型庫、方法庫對巖體變形、瓦斯突出、突水透水等危險等因素進行實時分析，對各種安全隱患進行超前預測預報，對不安全因素提前進行整改，同時對有危險性較大的區(qū)域進行重點監(jiān)控，對無法避免的災變可以快速啟動相應的應急預案進行緊急救援。對必須生產的危險區(qū)域，可以啟用遠控裝備和無人化作業(yè)。 總之，一旦完成了數(shù)字礦山建設，不僅可為井上井下作業(yè)人員創(chuàng)造一個安全舒適的工作環(huán)境，更 重要得是把整個礦山變成了一個透明體，指揮人員只要對著計算機屏幕就可看到井下的一切內容，如果加上虛擬現(xiàn)實設備，就可以隨時到達“現(xiàn)場”的任何角落，進行“現(xiàn)場”作業(yè)和指揮。因此，數(shù)字礦山的建設使地下的一切內容變成可見得，使一切危險因素變成可知的，使一切操作過程變成可控的，使礦井生產變成本質安全型的。 實現(xiàn)生產管理的精細化，為打造高產高效礦井提供決策手段 在精細的動態(tài)三維地質模型基礎上，利用數(shù)據(jù)倉庫提供的完整信息和“數(shù)字礦山”系統(tǒng)的智能化工具，包括定額管理、計劃管理、物資管理、人力資源管理、設備管理、生產技術管 理、經營管理、成本管理和調度管理等系統(tǒng)，實現(xiàn)開采設計的智能化和最優(yōu)化、礦山生產的信息化和自動化、礦山管理的規(guī)范化和科學化，達到生產效率的最高化和生產成本的最低化。 由此可見，建立數(shù)字礦山的意義是巨大的，但值得注意的是數(shù)字礦山建設不是一蹴而就的，也不是靠炒概念能建成的，數(shù)字礦山建設不僅要有巨大的資金投入，也同時需要政府的支持，更需要技術力量強大的軟硬件廠商和管理理念先進的用戶的密切配合。 2XX 煤礦 數(shù)字礦山 建設 XX煤 礦數(shù)字礦山現(xiàn)狀 XX 煤礦 為新建礦井，在數(shù)字礦山建設方面有著良好的起點和基礎， 按照礦井基礎信息的內容構成的角度，可從三個方面來分析，一是采集礦井井巷和煤巖層空間數(shù)據(jù)的地測管理信息系統(tǒng)；二是采集礦井生產過程中的環(huán)境、設備、人員等動態(tài)信息， XX 煤礦 先后 安裝和實施了 綜采工作面監(jiān)控系統(tǒng) 、 膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)（皮帶保護 +PLC 控制系統(tǒng)） 、 供電監(jiān)控系統(tǒng) 、 井下主排水監(jiān)控系統(tǒng) 、 通風機監(jiān)控系統(tǒng) 、 生活污水處理監(jiān)控系統(tǒng) 、 井下水處理監(jiān)控系統(tǒng)、壓風、制氮監(jiān)控系統(tǒng)、鍋爐房監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視、大屏顯示系統(tǒng)、井下人員管理系統(tǒng)、調度通信、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、輔助運輸信號系統(tǒng)、產運銷管理系統(tǒng) 等；三是采集經營管理信息；在實際業(yè)務中，客觀上這三個方面信息系統(tǒng)都是互相共享利用的，然而在具體建設實施過程中，這些系統(tǒng)都是由不同的廠家完成，沒有從整個礦井利用信息的角度或者說從數(shù)字礦山的角度考慮和規(guī)劃礦井基礎信息的產生、 認知、獲取、表達、處理、共享、可視化、傳輸和增值利用，所以雖然建立了各業(yè)務子系統(tǒng)，但在信息共享處理，信息再利用和數(shù)據(jù)挖掘方面存在問題，缺乏必要的數(shù)據(jù)訪問機制和豐富的可視化表現(xiàn)手段，沒有發(fā)揮出礦井基礎信息應有的作用， XX 礦主 要子系統(tǒng)如下： 序號 系統(tǒng)名稱 系統(tǒng)主要內容 接入接口 通信協(xié) 議 控 制方式 子系統(tǒng)所在 位置 1 綜 采工 作面 監(jiān)控 系統(tǒng) 011201綜采工作面 RJ45 OPC 監(jiān)測 011802綜采工作面 RJ45 OPC 監(jiān)測 2 膠 帶運 輸監(jiān) 控系 統(tǒng)（ 皮帶 保護 +PLC 控制系統(tǒng)） 主斜井膠帶 RJ45 OPC 監(jiān)控、聯(lián)動 一采區(qū)十二煤 膠帶 一采區(qū)十二煤煤倉給煤機 RJ45 OPC 011201工作面 順槽膠帶 RJ45 OPC 011802工作面 順槽膠帶 RJ45 OPC 3 供 電監(jiān) 控系統(tǒng) 主斜井井口房 10/ RJ45 OPC 監(jiān)控 制氮站 10kV配電室 RJ45 OPC 監(jiān)控 井下主變電所 RJ45 OPC 監(jiān)控 一采區(qū)十二煤采區(qū)變電所 RJ45 OPC 監(jiān)控 一采區(qū)十二煤帶式輸送機機頭變電所 RJ45 OPC 監(jiān)控 4 井下主排水監(jiān)控系統(tǒng) 主排水水泵房 PLC控制系統(tǒng) RJ45 OPC 監(jiān)控 中央水泵房 5 通風機監(jiān) 控系統(tǒng) 通風機 PLC監(jiān)控系統(tǒng) RJ45 OPC 監(jiān)控 通風機房 6 生活污水處理監(jiān)控系統(tǒng) 生活污水處理系統(tǒng) PLC 監(jiān)控系統(tǒng) RJ45 OPC 監(jiān)控 生活污水處理站 7 井下水處理監(jiān)控 系統(tǒng) 井下水處理 PLC監(jiān)控系統(tǒng) RJ45 OPC 監(jiān)控 井下水處理 站 8 壓風、制氮 監(jiān)控系統(tǒng) 壓風、制氮 PLC監(jiān)控系統(tǒng) RJ45 OPC 監(jiān)控 制氮 站 9 鍋爐房監(jiān) 控系統(tǒng) 鍋爐 PLC監(jiān)控系統(tǒng) RJ45 OPC 監(jiān)測 鍋爐房 10 工業(yè)電視 以太網 監(jiān)視 調度中心 11 大屏顯示 系統(tǒng) 以太網 監(jiān)視 調度中心 12 井下人員管理系統(tǒng) RJ45 OPC 監(jiān)測 調度中心 13 調度通信 以太網 調度 調度中心 14 安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) 安全生產監(jiān)控系統(tǒng) RJ45 OPC 監(jiān)控 調度中 心 煤礦火災自燃監(jiān)測 RJ45 OPC 監(jiān)測 聯(lián)合建筑 光纖分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng) RJ45 OPC 監(jiān)測 消防控制室 15 輔助運輸信號系統(tǒng) 膠輪車運輸監(jiān)控系統(tǒng) RJ45 OPC 監(jiān)測 聯(lián)合建筑 16 產運銷管 理系統(tǒng) RJ45 OPC 監(jiān)測 調度中心 采用 3DGIS數(shù)字礦山系統(tǒng)建設 XX煤 礦數(shù)字礦山 數(shù)字礦山就是要站在整個礦井的高度考慮全礦井的數(shù)字化和信息化 ， 按照數(shù)字礦山的內涵就是 在井田范圍內統(tǒng)一的三維空間坐標參考下，對礦山每一特征點的固有信息和動態(tài)信息的展示和利用，也就是要再現(xiàn)礦 井的本來面目，要實現(xiàn)這 一目標，需要采集、表現(xiàn)、管理和處理龐大海量的多維數(shù)據(jù) ，所以數(shù)字礦山不能一蹴而就，必須總體規(guī)劃，分布實施 。 具體步驟如下： 第一步 ：必須建立礦用數(shù)據(jù)的自動采集和更新系統(tǒng)； 第二步：搭建礦用監(jiān)測數(shù)據(jù)中心， 可以靈活使用、管理各種監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù) ，使各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)實現(xiàn)高度融合 ； 第三步：搭建礦用空間數(shù)據(jù)中心，可以靈活使用、管理各種固有數(shù)據(jù)（地質、測量等數(shù)據(jù)）； 第四步： 基于兩個數(shù)據(jù)中心，構建各種專業(yè)算法庫； 第五步：構建數(shù)字礦山基礎信息平臺。 采用三維、二維、組態(tài)等各種形式表現(xiàn)數(shù)據(jù)； 構建基礎信息平臺的另 外作用是：搭建一個開放的集成平臺，以后用戶可以方便的在此平臺上接入其他子系統(tǒng)。 第六步：構建數(shù)字礦山專業(yè)應用系統(tǒng) 。 建設 XX 煤礦數(shù)字礦山的 具體目標如下： 實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動化采集更新 ，全自動建立全礦井三維場景 ； 解決信息孤島，實現(xiàn)各部門數(shù)據(jù)共享使用； 平臺靈活開放，方便后期系統(tǒng)擴展、接入；平臺覆蓋整個網絡，高度融入各子系統(tǒng)； 實現(xiàn)對重要設備的狀態(tài)監(jiān)測和故障分析，可以實時查看設備運行參數(shù)。采用三維動畫、文字、聲音、光效等各種手段表現(xiàn)設備狀態(tài)； 實現(xiàn)對主要設備的控制，在權限允許的情況下，系統(tǒng)可以遠程控制設備的開停； 建立各種專業(yè)分析庫，實現(xiàn)生產計劃、生產安全調度的最優(yōu)華。給煤礦生產提供科學的決策依據(jù)。 生 產 環(huán) 境 實 時動 態(tài) 信 息 采 集安 全 監(jiān) 測 監(jiān) 控 系 統(tǒng)人 員 定 位 監(jiān) 控 系 統(tǒng)工 業(yè) 電 視 監(jiān) 控 系 統(tǒng)? ?空 間 固 有 信 息基 礎 數(shù) 據(jù) 采 集地 質 數(shù) 據(jù)測 量 數(shù) 據(jù)水 文 數(shù) 據(jù)鉆 孔 數(shù) 據(jù)圖 紙 矢 量 化? ?工 業(yè) 以 太 環(huán) 網 、 G E P O N 、 S D H ?