1、數(shù)字化礦山建設(shè)及基本技術(shù)吳紹輝 馬駿騁 李增輝（山東東山王樓煤礦有限公司，濟寧，272063）摘 要：礦山自動化是采礦行業(yè)的一個嶄新科技領(lǐng)域，也是礦山企業(yè)發(fā)展的重要科技途徑，礦山自動化為礦山企業(yè)的生產(chǎn)、安全、管理提供了合理、高效、準(zhǔn)確地解決方案。隨著企業(yè)對數(shù)字化建設(shè)的重視，數(shù)字化礦山技術(shù)取得了質(zhì)的飛躍，數(shù)字化在礦山的應(yīng)用也成為礦山企業(yè)研究的熱門話題。關(guān)鍵詞：數(shù)字化 信息 關(guān)鍵技術(shù)一、背景 近年來礦山自動化是礦山企業(yè)發(fā)展的熱門話題，隨著信息技術(shù)在礦山生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，礦山系統(tǒng)開始向自動化、系統(tǒng)化、多元化發(fā)展，礦山系統(tǒng)是一個復(fù)雜的、動態(tài)的、開放的巨大的系統(tǒng)，各個組成部分之間相互影響、相互制約。對于

2、這樣的系統(tǒng)要想最大化的發(fā)揮其能力和效益的話，就需要我們快速、準(zhǔn)確地了解其各個系統(tǒng)運行情況及特點，并從科學(xué)的角度做出準(zhǔn)確的決策，將系統(tǒng)配套、統(tǒng)一起來，而礦山自動化系統(tǒng)很好的解決了這一問題。 自20世紀(jì)下半葉起，德、英、美、澳等采煤技術(shù)先進(jìn)國家，大力推廣自動化、信息化技術(shù)，在井上、井下生產(chǎn)、安全等各環(huán)節(jié)，對主要設(shè)備均實現(xiàn)了子系統(tǒng)自動化生產(chǎn)控制和監(jiān)測，并采用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將所有子系統(tǒng)通過聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)全礦井生產(chǎn)和安全系統(tǒng)的綜合控制、監(jiān)測和監(jiān)視，使生產(chǎn)效率大大提高，安全狀況徹底改善，獲得了巨大的效果。國內(nèi)煤礦數(shù)字化的發(fā)展過程與國外采煤發(fā)達(dá)國家相似，走先單機自動化、單個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過程自動化，再完成全礦井的

3、數(shù)字化的發(fā)展路線。 國際上隨著實時礦山測量、gps實時導(dǎo)航與遙控、gis管理與輔助決策和3dgm的應(yīng)用，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)管理與遙控指揮系統(tǒng)。此外，專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、自適應(yīng)模式識別、遺傳算法等人工智能技術(shù)、gps技術(shù)、并行計算技術(shù)、射頻識別技術(shù)以及面向巖石力學(xué)問題的全局優(yōu)化方法、遙感技術(shù)等已在智能礦山地質(zhì)勘探調(diào)查與測量、智能礦山設(shè)計、智能礦山開采、計劃與控制、礦山災(zāi)害遙感預(yù)報等研究領(lǐng)域得到應(yīng)用。 在國內(nèi)自建國以來，中國礦業(yè)經(jīng)過半個世紀(jì)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

4、礦山20多萬座，年開采礦石量超過50億t，從業(yè)人員2100萬，帶動了300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）。鄉(xiāng)及鄉(xiāng)以上的礦產(chǎn)采選業(yè)產(chǎn)值占gdp的6.27%(1997年)；全國固體礦產(chǎn)產(chǎn)值占世界產(chǎn)值的16.5%(1996年)，居世界第二位，能源礦產(chǎn)產(chǎn)值占世界的9.1%（1996年），居世界第三位。中國已由一個礦業(yè)弱國躍入世界礦業(yè)大國的行列。中國礦山行業(yè)的信息化建設(shè)雖然有了較大發(fā)展，但總體狀況仍然很不樂觀。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“軟”領(lǐng)域，與發(fā)達(dá)采礦國家的差距越來越大。 礦山企業(yè)作為資源開發(fā)的主體，其信息化是礦業(yè)信息化的重

5、要組成部分之一。礦山信息化即是挖掘先進(jìn)的管理理念，應(yīng)用先進(jìn)的信息技術(shù)去整合礦山現(xiàn)有的生產(chǎn)、經(jīng)營、設(shè)計、管理，及時地為礦業(yè)“三層決策”系統(tǒng)提供準(zhǔn)確而有效的數(shù)據(jù)信息，以便對市場需求做出迅速反應(yīng)，進(jìn)而提升礦業(yè)管理、組織結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)流程的變革和延伸。 二、礦山企業(yè)的基本特征 數(shù)字礦山研究的前提，是要首先掌握礦山企業(yè)的基本特征，針對數(shù)字礦山的基本特征來設(shè)計數(shù)字化礦山總體解決方案。礦山企業(yè)一般具有以下特征。(1)礦山是以自然資源為對象的生產(chǎn)企業(yè)。礦產(chǎn)資源的存儲與地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性密切相關(guān)，而且其空間位置、形態(tài)、元素品位分布等均極富變化。由于資源分布的復(fù)雜性、不確定性，局限性了勘探工程控制程度，人們對資源的認(rèn)知

6、程度就會隨著開采的不斷進(jìn)行而漸漸變化。同時，隨著市場價格和開采技術(shù)條件的變化，礦體的邊界和形態(tài)也會隨之變化，并需要及時變更和修正。(2)礦山生產(chǎn)環(huán)境惡劣、作業(yè)空間狹小。對地下礦山而言，由于通道狹長、電磁屏蔽性強、噪音大，正常通訊難以實現(xiàn)，導(dǎo)致生產(chǎn)過程控制十分困難。 (3)在礦山企業(yè)中，不僅生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部存在大量的多源、異質(zhì)信息流動，而且系統(tǒng)內(nèi)部與外部環(huán)境之間也存在著信息的交換和流動。與其它工業(yè)企業(yè)相比，礦山企業(yè)的信息化、智能化、可視化、可控化工作更難實現(xiàn)。 礦山企業(yè)的這些特征，使其決策、設(shè)計、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)調(diào)度與過程控制、安全生產(chǎn)等各個方面均非常復(fù)雜。因此，數(shù)字礦山的建設(shè)必須從系統(tǒng)的角度出發(fā)，以

7、企業(yè)的信息流為主線，以對生產(chǎn)要素和生產(chǎn)過程控制為目標(biāo)，最終實現(xiàn)礦山企業(yè)效益最大化。 數(shù)字礦山建設(shè)涵蓋了礦山企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中，全面實現(xiàn)信息化、可視化、智能化、自動化和決策與管理科學(xué)化的全部內(nèi)容(見圖1)圖1 三、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。我們礦山生產(chǎn)的實際情況，將下一步數(shù)字化礦山建設(shè)目標(biāo)定位于：以計算機及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為手段，把礦山的所有空間和有用屬性數(shù)據(jù)實現(xiàn)數(shù)字化存儲、傳輸、表達(dá)和深加工，并應(yīng)用于各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理和決策之中，以實現(xiàn)礦山生產(chǎn)的系統(tǒng)優(yōu)化，達(dá)到提高資源的綜合利用率、降低生產(chǎn)成本、實現(xiàn)利潤最大化

8、的目的。高效快速的推進(jìn)礦山網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、信息化、綜合自動化在我礦的整體應(yīng)用。 目前，我國數(shù)字礦山建設(shè)的具體目標(biāo)是： （1）應(yīng)用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)和煤礦生產(chǎn)工藝技術(shù)，實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)營、生產(chǎn)決策、安全生產(chǎn)管理和設(shè)備控制等信息的有機集成。 （2）通過應(yīng)用軟件，實現(xiàn)經(jīng)營管理科學(xué)化，生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)安全調(diào)度、生產(chǎn)過程控制最優(yōu)化。 （3）保證煤礦生產(chǎn)安全，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，提高企業(yè)經(jīng)濟效益和競爭能力。 （4）提高對客戶多種要求的響應(yīng)能力。 “數(shù)字化礦井”最終表現(xiàn)為礦井的高度信息化、自動化、高效率、高安全和高效益。 四、數(shù)字礦山建設(shè)的基本項目及內(nèi)容 礦山系統(tǒng)是一個復(fù)雜的、動態(tài)的、

9、開放的巨型系統(tǒng)，各部分之間互相影響、互相制約。對于這樣的系統(tǒng)，只有快速、準(zhǔn)確地了解各個系統(tǒng)的運行情況，并使各個子系統(tǒng)配套、一致，再在此基礎(chǔ)上予以優(yōu)化，才能實時、科學(xué)地做出決策，發(fā)揮數(shù)字礦山系統(tǒng)的最大能力和最佳效益。圍繞數(shù)字礦山建設(shè)的具體目標(biāo)，數(shù)字礦山建設(shè)的基本內(nèi)容有：安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、井下皮帶監(jiān)控系統(tǒng)、主付井提升監(jiān)控系統(tǒng)、采區(qū)變電所監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)、主要扇風(fēng)機房監(jiān)測系統(tǒng)、井下人員定位和管理系統(tǒng)、系統(tǒng)集成平臺建設(shè)、礦壓觀測與分析系統(tǒng)、水文監(jiān)測與分析系統(tǒng)、礦井火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)、地測地理信息系統(tǒng)、采礦協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)、輸配電地理信息系統(tǒng)、智能化礦井通防系統(tǒng)、給排水地理信息系統(tǒng)、綜合管線管理系統(tǒng)

10、、安全管理系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、礦山生產(chǎn)成本管理系統(tǒng)、礦山綜合管理系統(tǒng)等； 總體概括數(shù)字礦山技術(shù)主要實現(xiàn)功能和作用為幾個方面： (1)礦山海量、異質(zhì)、時空數(shù)據(jù)庫及分析和采礦設(shè)計功能； (2)信息綜合傳輸通訊功能； (3)生產(chǎn)過程控制與調(diào)度功能； (4)生產(chǎn)過程安全監(jiān)控與預(yù)警功能； (5)生產(chǎn)過程虛擬現(xiàn)實功能； (6)生產(chǎn)信息及辦公自動化管理功能。 五、數(shù)字礦山建設(shè)關(guān)鍵技術(shù) 數(shù)字化礦山是將數(shù)字礦山中的固有信息數(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的基礎(chǔ)上再嵌入所有相關(guān)信息組成一個意義更加廣泛的多維的數(shù)字礦山。我們認(rèn)為后一個層次才是真正的“數(shù)字礦山”，而“數(shù)字礦山”是需要

11、多數(shù)字礦山建設(shè)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不可能一蹴而就，需要個學(xué)科、高校、科研院所和煤炭企業(yè)的科技人員協(xié)同作戰(zhàn)、長期奮斗才能實現(xiàn)的?；跀?shù)字礦山建設(shè)的目標(biāo)和主要內(nèi)容，對現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行集成創(chuàng)新，根據(jù)不同的礦山企業(yè)的特點制定符合企業(yè)實際的數(shù)字礦山建設(shè)總體技術(shù)方案。 5.1生產(chǎn)調(diào)度與監(jiān)測監(jiān)控技術(shù) 生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)管理中的重要手段之一，在煤炭生產(chǎn)中發(fā)揮著非常重要的作用。在地面，它是行政通信系統(tǒng)不可缺少的重要補充部分，因為煤礦生產(chǎn)規(guī)程中規(guī)定，在地面如絞車房、中央變電站等重點部位要安裝行政、生產(chǎn)兩套通信設(shè)備，保證在一個系統(tǒng)出現(xiàn)故障，另一個系統(tǒng)能滿足生產(chǎn)的需要。在井下，生產(chǎn)調(diào)度通信系統(tǒng)則是主要的通信

12、手段，井下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息主要通過該系統(tǒng)來傳遞。生產(chǎn)調(diào)度與過程控制建立在綜合通訊系統(tǒng)平臺上，以實現(xiàn)對人員設(shè)備跟蹤定位、設(shè)備運行狀態(tài)控制以及視頻監(jiān)視系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，實現(xiàn)對采礦生產(chǎn)調(diào)度與過程控制，只有建立了功能完善的生產(chǎn)調(diào)度與過程控制系統(tǒng)才可能實現(xiàn)危險作業(yè)場所遙控采礦和無人采礦。礦山各種數(shù)據(jù)使用不同種類的傳感器進(jìn)行采集，采用工業(yè)以太網(wǎng)、plc智能控制及視頻監(jiān)視系統(tǒng)，實現(xiàn)對礦井提升、運輸、通風(fēng)、排水、礦物加工過程等系統(tǒng)及設(shè)備的智能化集中監(jiān)控。礦井人員跟蹤定位及考勤管理系統(tǒng)采用先進(jìn)的遠(yuǎn)距離射頻識別技術(shù)(rfid) 、通訊技術(shù)和計算機軟件處理技術(shù),并采用雙頻點長短波頻率實現(xiàn)可靠的雙工通信。首先由kf

13、d - 3 型人員跟蹤定位分站不斷產(chǎn)生132. 3 khz 低頻編碼電磁波信號經(jīng)發(fā)射天線發(fā)射出去,用來激活進(jìn)入該區(qū)域的由入井人員隨身攜帶的kge26 射頻標(biāo)識卡(未進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域標(biāo)識卡不工作) 并將加密的載有目標(biāo)識別碼的信息經(jīng)卡內(nèi)高頻發(fā)射模塊發(fā)射出去;同時分站把接收天線接收來自kge26 標(biāo)識卡的高頻載波信號經(jīng)過放大后,經(jīng)軟件解調(diào)、解碼處理后提取有效的目標(biāo)識別碼通過dpsk或rs485 通訊線傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控主機, 再由主機運行在windowsp2000 和sqlserver 環(huán)境的人員跟蹤定位及考勤軟件進(jìn)行處理、統(tǒng)計、存儲、顯示和網(wǎng)絡(luò)共享。從而實現(xiàn)對礦井人員自動識別、跟蹤定位和考勤管理,

14、為事故搶險救災(zāi)提供技術(shù)支撐。 5.2礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)及環(huán)境監(jiān)測技術(shù) 礦山井下生產(chǎn)過程中，主要的危害有巖體破壞、有毒有害氣體、火災(zāi)等。因此，必須建立起有效的綜合安 全監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)礦山綜合安全監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)采用傳感器采集各種數(shù)據(jù)，安全檢測系統(tǒng)采用時分制分布式結(jié)構(gòu)，主要由地面監(jiān)控主機、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)終端、圖形工作站、通信接口、避雷器、系列監(jiān)控分站、各種傳感器和控制執(zhí)行器等部分組成。具有良好的開放性和可伸縮性，采用模塊化設(shè)計，組態(tài)靈活。監(jiān)控中心運行在標(biāo)準(zhǔn)的ethernet tcp/ip網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，操作系統(tǒng)平臺為中文win2000，可方便實現(xiàn)網(wǎng)上信息共享和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。支持internet/intran

15、et模式的web系統(tǒng)綜合監(jiān)控信息瀏覽。系統(tǒng)顯示畫面采用文本、圖形兼容方式，顯示信息直觀、生動，具有實時多屏顯示功能，實時數(shù)據(jù)存儲和各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)存儲能力。數(shù)據(jù)存儲時間長、查詢和報表功能豐富，格式可由用戶編排。有系列化，多用途監(jiān)控分站，功能豐富，具有甲烷斷電儀及甲烷風(fēng)電閉鎖裝置的全部功能。有完善的數(shù)據(jù)停電保存能力，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)置數(shù)據(jù)信息不丟失。配有智能口，可采用rs485通訊方式的各種傳感器及設(shè)備。系統(tǒng)具有自檢功能，可對分站、電源、傳感器、電纜等設(shè)備進(jìn)行診斷，能報警和記錄并自動切斷故障支路。有完善的多級口令保護(hù)功能。系統(tǒng)設(shè)備具有完善的故障閉鎖功能，當(dāng)與閉鎖有關(guān)的設(shè)備未投入正常運行或故障時能切斷

16、與之有關(guān)設(shè)備的電源并閉鎖。 通過傳感器對井下各種氣體進(jìn)行及時預(yù)測、預(yù)報，而且能及時、準(zhǔn)確、連續(xù)的監(jiān)測現(xiàn)場瓦斯、co變化情況及設(shè)備運行參數(shù)，對瓦斯超限實行自動報警和斷電控制，傳感器所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)能及時反應(yīng)到地面中心站，對井下環(huán)境參數(shù)連續(xù)監(jiān)測收到了良好的效果。為生產(chǎn)調(diào)度提供及時準(zhǔn)確的信息，并可通過對所存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線分析，對研究瓦斯、co、風(fēng)速等變化規(guī)律，掌握氣體變化動態(tài)，及時消除事故隱患具有重要參考價值，提高了礦井“一通三防” 的管理水平。同時通過以太網(wǎng)綜合通訊平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)在主控中心采用專用的分析及預(yù)警軟件進(jìn)行分析，及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)測災(zāi)害。使采礦在更加安全、高效、低耗的條件下進(jìn)行。地壓災(zāi)

17、害也是礦山開采中災(zāi)害之一，微震是礦巖變形、裂紋開裂及擴展過程的伴生現(xiàn)象，它與礦巖的力學(xué)行為有著密切的相關(guān)性，因而信號中包含了大量的關(guān)于圍巖受力破壞以及地質(zhì)缺陷活化過程的有用信息，通過精密的儀器檢測、分析，可以推斷礦巖的力學(xué)行為，估測礦巖是否在發(fā)生破壞。微震事件的位置及強度反映了巖體內(nèi)發(fā)生的變形或破壞的位置及其強度。因此，建立微震系統(tǒng)不僅能夠起到監(jiān)測災(zāi)害的目標(biāo)，還能起到預(yù)警的作用。微震系統(tǒng)在眾多領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，國內(nèi)外許多礦山已經(jīng)或開始建立微震監(jiān)測系統(tǒng)?；谖⒄鸬陌踩O(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，通過在監(jiān)測區(qū)域外圍布置微震探頭，構(gòu)成監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸采用泄漏電纜、普通的雙絞線或光纖。 5.3

18、礦山綜合通訊技術(shù) 作為生產(chǎn)管理人員、電機車司機、皮帶維護(hù)工和其它流動人員的主要通信手段，井下無線通信系統(tǒng)保證了這些人員能夠與生產(chǎn)調(diào)度室及時取得聯(lián)系。它具有安裝快捷，能在較短時間內(nèi)形成局部移動通信系統(tǒng)的特點。系統(tǒng)能與礦井行政、生產(chǎn)通信系統(tǒng)實現(xiàn)組網(wǎng)，特別是當(dāng)井下發(fā)生緊急情況時，可為井下提供能及時與地面聯(lián)系的工具，對搶險的組織非常有幫助。井下井上通信系統(tǒng)作為生產(chǎn)調(diào)度通信系統(tǒng)的補充在礦井生產(chǎn)安全等方面起重要作用，礦山綜合通訊同一網(wǎng)絡(luò)能夠同時傳輸語音、圖像、數(shù)據(jù)等各種信息，使語音、視頻、數(shù)據(jù)三網(wǎng)合一，圖2為綜合通訊系統(tǒng)示意圖。圖2 適宜于井下井上綜合通訊系統(tǒng)的成熟通訊技術(shù)有：基于泄露通訊機制的井下井上綜

19、合通訊技術(shù)；基于光纖的有線綜合通訊技術(shù)；基于ieee80211b通訊協(xié)議的無線綜合通訊技術(shù)等。數(shù)字礦山在實際建設(shè)中，可以根據(jù)礦山企業(yè)的實際和需求情況，選擇適合礦山企業(yè)需求的綜合通訊系統(tǒng)?；趇eee80211b通訊協(xié)議的無線綜合通訊手段，能夠為井下井上綜合通訊系統(tǒng)的創(chuàng)建提供關(guān)鍵技術(shù)，礦山下井上綜合通訊系統(tǒng)將建成井下無線通訊的有結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，即無線工作站(如電腦、手機、攝象機等等)無線方式接wap：wirless accesspoint(無線接人點y)，無線接人點(wap)之間用線纜連接，構(gòu)成有線網(wǎng)，而在井上采用線纜或光纖直接與礦山的局域網(wǎng)(lan)系統(tǒng)連接，形成一個功能完善的井下井上綜合通訊系統(tǒng)平

20、臺。如圖3圖3 井下無線通訊核心技術(shù)是采用微蜂窩和信道動態(tài)分配技術(shù)，從而大大地提高了頻率的使用率和系統(tǒng)的容量。小靈通小區(qū)基站與手機之間采用了時分雙工模式tdd，其無線信道基于時分多址tdma結(jié)構(gòu)，語音編碼采用32kbit/s ad pcm方式，提高了話音通信質(zhì)量，增強系統(tǒng)的保密性；使用分集天線接收，加強了系統(tǒng)的抗干擾能力。phs產(chǎn)品技術(shù)較以前的產(chǎn)品，無論是業(yè)務(wù)側(cè)、網(wǎng)絡(luò)側(cè)，還是無線側(cè)、終端，都已經(jīng)取得了突破性的進(jìn)展，到目前為止phs已經(jīng)形成了由服務(wù)提供商（sp）、網(wǎng)絡(luò)運營商、設(shè)備提供商、終端商和用戶組成的完整的產(chǎn)業(yè)鏈。 54 資源與開采環(huán)境可視化建模與評價技術(shù) 資源及開采環(huán)境可視化建模與評價主要

21、實現(xiàn)兩個方面的目標(biāo)：一是資源評價，主要采用可視化建模方法和虛擬現(xiàn)實技術(shù)完成礦床模型的建立，用以表征礦床有用元素的空間分布情況和對資源狀況進(jìn)行科學(xué)合理的評價；二是開采環(huán)境評價，通過建模技術(shù)全面掌握礦床和巖層分布、巖體質(zhì)量、構(gòu)造特征、已有井下工程的分布狀態(tài)等影響礦床開采的技術(shù)條件和關(guān)鍵工程指標(biāo)。 資源及開采環(huán)境可視化模型是數(shù)字礦山建設(shè)的基礎(chǔ)，只有完全掌握了礦床及井下開采環(huán)境情況，才能夠為數(shù)字礦山的建設(shè)提供基礎(chǔ)平臺，數(shù)字礦山建設(shè)后續(xù)的通訊系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度及人員設(shè)備定位、生產(chǎn)過程安全監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)、生產(chǎn)過程虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)都需要以此為基礎(chǔ)平臺進(jìn)行設(shè)計開發(fā)和系統(tǒng)運行。 資源及開采環(huán)境可視化建模采用tin(不規(guī)

22、則三角網(wǎng))技術(shù)產(chǎn)生數(shù)字地形表面模型和地質(zhì)體(包括床體、巖層及斷層)實體線框模型，同時采用變塊技術(shù)建立礦床資源評價塊段模型。最終采用地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)方法對塊段模型進(jìn)行估值，得出既有結(jié)構(gòu)性又具有隨機性的復(fù)雜地質(zhì)體的空間分布及品位和開采環(huán)境綜合評價技術(shù)成果，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行開采方案優(yōu)化與設(shè)計。 目前，實現(xiàn)這一功能的軟件主要有兩種：一種是地理信息系統(tǒng)專業(yè)軟件，如mapgis、mgis、geomap等；一種是以地質(zhì)和采礦為主的可視化礦山工程軟件，如datamine、surpac、micromine、minesight等。這兩種軟件都有各自的優(yōu)勢和不足，地理信息系統(tǒng)軟件技術(shù)能夠較好的模擬和表現(xiàn)礦床的地質(zhì)體外部特征，但是在儲量空間分布估值和三維可視化采礦設(shè)計方面功能不完善；數(shù)字礦山工程軟件在模型模擬