摘要：数字矿山是矿业领域的热门研究内容。我国《“十三五”资源领域科技创新专项规划》提出：为全面提升我国矿山行业的生产技术水平，推动传统行业的转型升级，充分利用现代通信、传感、信息与通讯技术，实现矿山生产过程的自动检测、智能监测、智能控制与智慧调度，有效提高矿山资源综合回收利用率、劳动生产率和经济效益收益率。通过数字矿山的实际应用可以有效促进矿山行业的智能化、自动化发展，进一步提高矿山开采效率。
关键词：数字化矿山；技术现状；发展趋势
1数字化矿山概述
数字化技术发展是制造开采业的必然选择趋势，数字化矿山系统集信息技术、数据空间技术、互联网软件技术等，能够实现对矿山的智能控制和管理，包括后续的信息化平台MES、矿山ERP等。数字化矿山系统并不是一个简单的自动化硬件软件相结合的平台，而是从综合概况的高度思考和实际研究，结合矿山开采的需求设计的一套框架，针对性强，能够协调统一所有功能，将矿山安全生产调度放在首位，可以实现智能决策管理。数字化矿山系统主要由底层仪表和设备、自动控制系统以及先进的网络通信平台构成，其中也离不开硬件服务平台的支持。数字化矿山系统的真正概念是进行正确的生产和安全生产决定，包括矿山内部生产运行的调度、安全决策分析、过程的控制与管理，具有高度一体化的特点。数字化矿山系统可以实现对矿山的实时状况监控，如果出现危险的情况将自动发出警报，并且进行应急处理；能够根据矿产开采的实际情况，对生产企业成本指标进行科学全面的统计分析；而且可以对公司内部的员工进行详细分析，提供数据，帮助人事部门制定合适的工作管理方案。
2数字化矿山的技术应用现状
2.1数字化矿山的绿色地质勘查技术应用
地质勘查是应用地理学中实际运用非常多的方法之一。而在矿产勘查过程中，勘查出全方面的能源资源总量的同时又不破坏矿区内的生态环境，绿色勘查区域内物质资源的分布状况、生态环境的保护对矿区非常重要，因此有必要大力度推进绿色地质勘查技术的运用。在新型数字化测绘技术具体应用过程中，数字栅格测绘地形图的主要作用就是在现行地图的基础上进一步将目标区域精细化，测绘的落实过程是在互联网信息技术的基础上通过数字测绘设备，将矿山资源储备量、经济发展、生态保护等方面的内容进行全面整合和分析，从而实现地质勘查地理坐标的构建一致，形成一个完整的运行机制，同时还能够将重要的测量数据进行全面保存，从而有利于矿产企业随时随地通过互联网网络，对上述信息进行精细化查找，获取利用价值较大的数据信息。和传统的测绘地形图相比，数字栅格测绘地形图具备技术含量大、自动化程度高、存储数据量较大、综合性能齐全以及应用范围比较广等一系列优势。将数字栅格测绘地形图应用在矿山地质勘查中需要每一个部门的互相协同和合作，具体包括信息管理部门、仪器技术部门、地质研究部门以及多个应用部门，它是数字化信息学和地质学的重要组成内容，对国内矿山资源数据信息的勘查以及基础设施的进一步完善起到至关重要的作用。数字矿山勘查成果是指勘查工作者可以运用中国地质理论和科学管理技术教学方法，对数字矿山三维尺度范围内的地质发展情况分析进行勘查研究，再通过语言文字、图片、表格等数据对这一部分区域的客观反映。根据所得数据表述形式的不同，数字矿山勘查成果主要分为文字类和图表类。文字类数字矿山勘查工作成果是指以文字教学内容来表现，如数字矿山普查、勘探、数字矿山勘查研究成果分析报告等；图表类的数字矿山勘查技术成果是指各类信息数字矿山图表设计成果。数字矿山勘查成果报告和矿山所在地质图件，都属于数字矿山勘查成果范畴。数字矿山自整装勘查启动实施以来投入大量资金，钻孔数量大，工作强度高，实现了中国数字矿山勘察以来重大突破。数字矿山最关键的勘查成果是实现对开采环境和开采过程的可视化、数字化。
2.2智慧化生产系统
智慧化生产系统主要包含智慧采掘工作面、智慧辅助运输、智慧供配电、智慧生产辅助控制等生产控制类子系统，采集所有执行层子系统中控制器、各种传感器和执行机构等的数据信息，并对这些数据信息进行整理、分析和利用。实时监控全矿生产设备的运行状况，并进行全矿井的生产过程控制。同时将安全和生产之间的数据进行关联，并提供所有历史数据记录便于查询和汇总，通过报表、报警直观反映给相关人员。以主排水系统自动化监控系统为例，通过在主排水泵房安设电动闸阀、流量传感器、水位传感器、电机温度传感器等，对主排水泵房的相关数据进行采集上传至主排水系统自动化监测系统，监测系统通过对水位的数据进行分析确定是否发送水泵启停指令，水泵控制PLC接收到启动指令后打开电动闸阀开关及射流泵控制开关，开始排水，排水时通过对电机轴温数据的实时采集可以判断出电机运转是否正常，当轴温异常时将会报警，安装在管路上的压力传感器能够持续监测水压是否正常，流量传感器能够实时统计排水量。这样的系统构成了主排水自动监控系统，作为绿色智慧数字化矿井综合自动化层的一个子系统，子系统通过将数据通过主干控制网络进行上传至信息集成层对数据进行整合存储，再进一步通过智能决策层进行分析，就构成了矿井主排水智能化系统。其他主运输无人值守系统、采掘工作面智慧化系统等均是相同的原理，只是采集的数据不同，控制方式复杂程度不同。
3数字矿山发展的趋势
第一，加大矿山资源整合力度，朝着生态矿业方向发展。现在越来越重视环境与资源的节约和保护，为了构建生态平衡的局面，今后会进一步加大矿山资源的整合力度，通过利用现代信息化技术实现矿山资源规模化经济开采，实现矿山资源的高效开发与利用，充分将数字矿山建立的优势展现出来，实现我国资源与环境的可持续性发展。第二，实现数字矿山建设的生产管理一体化发展。因为数字矿山建设具有规模大、复杂程度高、涉及面广的特点，因此，在数字矿山建立过程中需要实现一体化生产与管理。在数字矿山管理模式上也会吸收国外先进的管理模式实现全新的数字化管理模式，及时掌握机械设备运行参数，建立高效的生产调度与监控系统，方便工作人员整体管理，大大提高数字矿山建设的管理水平。第三，实现无人采矿和远程遥控采矿技术。随着高新技术的不断发展以及机器人产品价格的不断下降，矿山生产企业在未来发展中人工会大幅减少，会越来越多的选用机器人。此外，机器人的利用可以实现远程遥控采矿、甚至无人采矿，人工只需要利用电子技术对其进行远程操控就可以了，实现机械化向自动化方向的发展，提高生产效率，节约生产成本。第四，开发出多功能矿山应用软件。未来发展中根据矿山环境、规模、矿山工程需求等，研发出适合各种条件多种功能的矿山开采软件。同时运用数据挖掘、知识发现、专家系统等可以实现多功能软件系统的开发，实现矿山开采计划编制、生产调度、指挥、资源预测、突发事件预警等工作。
4结束语
总而言之，近年来，随着我们国家社会经济建设进入中国发展新常态，各行各业都进入了新的发展工作状态，对于矿产行业市场而言，存在安全生产管理能力过剩、设备老化、利用率低等问题，受到新能源的冲击，一部分矿山企业的经营环境压力不断增大，损失严重。在现阶段的改革背景下，数字化矿山系统应用越来越受到关注。数字矿山建设是一项十分具有挑战性工作，在今后发展中矿山企业必须抓住机遇，统筹规划，分阶段的稳步推进，实现矿山行业的智能化发展，提高矿山开采的高效、可持续发展。
参考文献
[1]李春贺.大数据下数字化矿山井下人员职业安全跟踪系统设计[J].现代电子技术,2019,4205:40-44.
[2]何敏,韩进,李昊,王启立.面向数字化矿山要求的压风机房综合监控系统设计[J].煤炭工程,2017,4902:20-22.
[3]王金华,汪有刚,傅俊皓.数字矿山关键技术研究与示范[J].煤炭学报,2016,4106:1323-1331.