【正文】 3DGIS查詢管理分析系統(tǒng) 21 全礦井三維綜合自動化系統(tǒng) 25 瓦斯地質(zhì)規(guī)律分析與編圖系統(tǒng) 28 智能化礦井通防系統(tǒng) 29 礦井電力設(shè)計系統(tǒng) 301 數(shù)字礦山建設(shè)的必要性 背景 礦山信息化的發(fā)展情況建國以來，中國礦業(yè)經(jīng)過半個世紀的快速發(fā)展，已建成國有礦山近萬座，集體礦山和其他非國有礦山20多萬座，年開采礦石量超過50億t，從業(yè)人員2100多萬，帶動了300余座以采礦和礦產(chǎn)品加工為支柱產(chǎn)業(yè)的礦業(yè)城市的興起，其中煤炭城市54座，煤炭產(chǎn)量位居世界第一。僅就煤炭生產(chǎn)而言，我國的生產(chǎn)水平和自動化程度就有高有低、參差不齊，既有幾千座完全靠人工作業(yè)的年產(chǎn)幾萬噸的小煤井，也有幾百座年產(chǎn)幾十萬或上百萬噸的普采或高檔普采礦井，還有上百個年產(chǎn)幾百萬噸的綜合機械化礦井，甚至又有年產(chǎn)上千萬噸的綜合自動化礦井。尤其是對地面地物類和地下地質(zhì)體對象掌握不清楚，了解不充分，并且對其變化規(guī)律沒有充分的認識，所以，無論是開拓設(shè)計、巷道布置、采掘設(shè)計、接替安排，還是進尺計劃都沒有充分安全性、可靠性和合理性，由此也引發(fā)了象通風(fēng)、防塵、運輸、排水、支護、注漿、供電等系統(tǒng)的設(shè)計不合理、配套性不好、連動性不強、反映遲緩，造成避災(zāi)措施不利、系統(tǒng)抗災(zāi)能力差。隨著計算機技術(shù)、信息技術(shù)、通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)、3S（GIS、GPS、RS）技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，及在社會經(jīng)濟其他行業(yè)應(yīng)用研究的展開，在美國前副總統(tǒng)戈爾提出“數(shù)字地球”概念以后，國內(nèi)眾多研究機構(gòu)和學(xué)者相應(yīng)提出了“數(shù)字礦山”的概念，對“數(shù)字礦山”建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)和建設(shè)方案從不同角度提出了各自的看法及思路。 礦山信息化存在的問題有些企業(yè)重硬件輕軟件，可以花很多錢進行硬件購置和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，就是不舍得進行軟件投資。沒有實現(xiàn)基于地質(zhì)地理空間信息系統(tǒng)的，數(shù)據(jù)采集模型建立智能決策控制生產(chǎn)的數(shù)字化閉環(huán)系統(tǒng)，有些信息化內(nèi)容，也都是一些信息孤島，雖然有些礦號稱實現(xiàn)了信息集成，只是各種信息系統(tǒng)的簡單連接，沒有實現(xiàn)信息的真正共享。 國內(nèi)外數(shù)字礦山建設(shè)情況目前世界上常用的GIS軟件也已達400多種，它們大小不一，風(fēng)格各異，如國外較著名的有ARC/INFO、GENAMAP、MGE等，國內(nèi)較著名的有MAP/GIS、Geostar、Supermap和CITYSTAR等，但均不適合礦山應(yīng)用；盡管有一些礦山空間管理軟件，如國外的Minescape軟件、Coalsoft軟件、MOSS軟件、GEMCOM軟件、MICROMINE、Sparc和MinCom軟件等，但由于受專業(yè)知識的限制和技術(shù)的制約，所有這些軟件都只考慮了單一專業(yè)的局部應(yīng)用，沒有考慮相關(guān)專業(yè)的聯(lián)動性，所用平臺起點低、內(nèi)容少，智能性差，不便于擴展。離安全保障系統(tǒng)和數(shù)字礦山的需求相差甚遠。但是，總體狀況仍然很不樂觀，由于，中國礦山在礦山勘察、規(guī)劃、設(shè)計、生產(chǎn)、管理、全過程監(jiān)控等信息化領(lǐng)域與發(fā)達采礦國家的差距越來越大，中國礦山既沒有把信息資源當(dāng)作礦山的重要戰(zhàn)略資源之一加以統(tǒng)籌開發(fā)和利用，更沒有形成系統(tǒng)性能穩(wěn)定、信息資源充足的礦山信息基礎(chǔ)設(shè)施。描述礦山中每一點的全部信息。使有關(guān)人員都可以快速準(zhǔn)確、充分和完整地了解及利用礦山各方面的信息。因此，我們可以從兩個層次上來理解數(shù)字礦山。通過對數(shù)字礦山的概念理解，數(shù)字礦山是在井田范圍內(nèi)在統(tǒng)一的三維空間坐標(biāo)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(biāo)，需要展示和處理龐大海量的多維數(shù)據(jù)，同時會涉及許多新技術(shù)的應(yīng)用，包括地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上，從事煤炭行業(yè)信息化的一些業(yè)內(nèi)人士普遍認為“數(shù)字礦山”具有以下特征：1) 建設(shè)貫穿井上和井下的高速企業(yè)網(wǎng)絡(luò)：“數(shù)字礦山”的建設(shè)與礦山信息化運行是以高速企業(yè)網(wǎng)（Intranet）為基礎(chǔ)。2) 建立礦井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集和更新手段：采集礦井基礎(chǔ)原始數(shù)據(jù)和及時更新是保證“數(shù)字礦山”基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享的前提。3) 建立礦井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及模型：基于3D GIS和3D GMS的空間構(gòu)模技術(shù)以及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對原始數(shù)據(jù)進行“加工過濾”來建立煤礦井田地表地形、地面工業(yè)廣場、礦體與采區(qū)巷道及開挖空間矢柵整合的真三維整體模型與重點細節(jié)模型；同時考慮采掘工作面場景、機電設(shè)備、通風(fēng)設(shè)施、電纜管線等模型的建立與可視化。5) 開放的軟件平臺：礦井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的檢索、展示和利用需要統(tǒng)一的具有開放性能的平臺軟件來承載，要求系統(tǒng)的開放性是保證“數(shù)字礦山”良性發(fā)展的前提，一是系統(tǒng)本身的數(shù)據(jù)格式向第三方集成商開放，二是系統(tǒng)要兼容主流的GIS空間數(shù)據(jù)格式和模型數(shù)據(jù)格式，三是系統(tǒng)內(nèi)部各模塊之間通過接口可以互相通訊。 數(shù)字礦山建設(shè)目標(biāo)隨著計算機技術(shù)在采礦業(yè)的不斷應(yīng)用，采礦業(yè)正由經(jīng)驗型、傳統(tǒng)型向科學(xué)型、定量分析與處理、自動化方向發(fā)展。高效快速的推進礦山網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化、信息化、綜合自動化在煤礦的整體應(yīng)用。（）圖 數(shù)字礦山建設(shè)目標(biāo) 數(shù)字礦山對安全生產(chǎn)及輔助決策的意義建設(shè)“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(zhì)安全型礦井提供信息保障一旦建立了包括完整的地質(zhì)信息、危險源信息和生產(chǎn)信息的3D時空虛擬礦山模型，所有開采設(shè)計都能夠預(yù)先模擬出開采進度的動態(tài)結(jié)果，包括安全隱患的預(yù)先顯現(xiàn)，開采結(jié)果的預(yù)先模擬，可把大多數(shù)安全隱患消除在設(shè)計階段和采掘之前。對必須生產(chǎn)的危險區(qū)域，可以啟用遠控裝備和無人化作業(yè)。因此，數(shù)字礦山的建設(shè)使地下的一切內(nèi)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(chǎn)變成本質(zhì)安全型的。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(shè)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(shè)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(shù)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。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(zhì)、測量等數(shù)據(jù)）；第四步：