原创 小科 中国科技信息
数字矿山是国家战略资源安全保障体系的重要组成部分，是资源可持续发展的重要基石，是化解高危行业风险的根本途径。
坐在智能管控中心轻启按键，采矿工作面各系统“闻”令而动，车辆运行井然有序。偌大的采场空无一人，驾驶员一人即可轻松满载而归……曾经让几代矿工憧憬的“智慧梦”正随着“数字矿山”的建设逐一变成现实。
(资料图片仅供参考)
铁矿石是我国钢铁工业的保障性资源。由于国产铁矿存在“贫矿多、富矿少”的特点，加之随着矿产资源不断消耗，开采深度不断加大，矿山要想做强做优做大，必须从“脏、累、险”的中低端生产模式向绿色低碳、技术赋能、创新驱动的中高端生产模式转变。
因此，数字矿山是国家战略资源安全保障体系的重要组成部分，是资源可持续发展的重要基石，是化解高危行业风险的根本途径。其概念具体而言，就是引进远程操作、智能操控、无人驾驶等先进技术，把井下的铲运车、凿岩台车等设施变成远程操控，让原本井下作业的矿工可以退居“幕后”。
总之，数字矿山建设是一项复杂的系统工程，是一个跬步千里的过程。那么，我国在建设数字矿山过程中有哪些资源、技术积累？在建设过程中，又面临怎样的重点、难点？今天，请跟随《中国科技信息》的脚步一探究竟。
数字矿山是矿业可持续发展的必由之路
根据国内外数字化矿山建设的实践经验，数字矿山就是指利用数字信息、数据库、计算机网络、模拟仿真等技术，在矿山生产和经营活动的三维尺度空间范围内，对于生产、安全、经营、管理的各环节和要素进行空间化、数字化、网络化、可视化和集成化的管理，最终实现矿山安全、高效、绿色生产和经济效益最大化。数字化矿山建设不仅可以全方位提升矿山企业的综合管理水平，还可为矿山企业带来更多直接或间接的经济效益，是谋求长远发展的必经之路。
一般来讲，对数字矿山的概念可以表述为几个不同的层次：一是矿山数字化信息系统，即从改变软件角度入手逐步实现矿山数字化；二是远程遥控和自动化采矿，即从改变硬件角度入手逐步实现矿山数字化。具体来说，现阶段矿山数字化表现在以下几方面：实现矿山勘测、规划、设计数字化，生产过程自动化，经营管理与决策过程数字化；矿山各类信息的采集、传输、处理、集成、显示到应用于生产过程、实现闭环控制；传统设备的智能化改造；矿山装备水平更新，生产工艺优化，生产效率提升。
随着5G、人工智能、大数据、区块链等技术的飞速发展，以智能制造为核心技术的新一轮工业革命，为资源型产业发展变革带来重大机遇。国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出加快建设数字经济、数字社会、数字政府。在大形势的引领下，我国正处在矿业3.0或3.0+向矿业4.0转型的重要时期，推进绿色矿山和数字矿山建设是新形势下实现矿业转型升级、可持续健康发展的必由之路。
数字矿山建设涉多学科、多主题、多维空间信息
那么，数字矿山应该如何展开建设？事实上，这是一个汇聚了多学科、多主题、多维空间信息的复杂系统工程。矿山企业的最大特点在于，它面对的是一个不确定的、充满风险和变数的物质环境和市场环境，而数字矿山的本质特征是数字化和信息化；其中数字化是基础，是实现数字矿山的基本前提，也是必由之路；信息化是在数字化基础上的技术与管理手段。因此，通过建设数字矿山可以很好地解决矿山企业本身面对的动态性和风险性。
从自动化角度，“数字矿山”建设可以分为以下三个阶段。首先，基于各种传感器、网络技术、自动化技术和管理信息化技术，实现采掘生产和管理过程中数据处理的自动化。其次，利用3D、虚拟现实、数字孪生等技术，把真实矿山的整体以及和它相关的现象整合起来，以数字的形式表现出来，实现地上和地下信息的可视化，从而了解整个矿山动态的运作和发展情况并进行即时管控。
其中，矿山三维建模与可视化管理是数字矿山建设的关键技术之一，也是数字矿山实施的基础。矿山企业以矿体为开采对象，矿体和开采环境的三维空间关系对资源的有效开发影响重大，因为传统的资源管理体系存在着三维实体空间关系“不可视”、资源储量估算“不精确”以及信息交换“低效率”等问题。
最后，数字矿山利用遥感和遥控等技术，远程遥控和自动化采矿，进一步实现智能采矿、无人采矿和选矿厂无人值守，目标是提高效率、降低消耗、降低成本。
扶持智能装备、培养数字人才是重点任务
每每谈到数字矿山，人们总是对它充满着许多的想象，然而回归现实，数字矿山的建设并非“一日之功”。
综合多方专家声音，数字矿山建设主要面临两大难题。首先，从当前的情况来说，我国的智能装备行业仍处于发展期，与国外发达国家相比有一定的差距。很多智能矿山装备企业没有深入了解矿山需求，而是过于侧重管理软件方面的研究，停留在了信息化层面，忽视了装备方面的开发。这就导致很多矿山企业在采购产品时，发现管理平台很多，但真正的矿山智能装备很少。而从客观层面来看，我国智能矿山建设起步较晚，先进制造技术储备与应用不足，在高端矿山智能装备领域内，国产装备所占比例非常低。
其次，数字矿山的系统架构、基础网络、云数据中心、集成的基础类系统、掌中矿山平台和“一矿一图”智慧平台、大数据分析平台等信息系统通用技术要求都需要数字人才。人才稀缺也限制了我国智能矿山装备开发。
对此，专家建议数字矿山建设所遇到的问题要从两个方面去解决：国家要加大对矿山智能装备产业的扶持，加强矿山智能装备人才培养力度；国内矿山智能装备企业要聚焦于高端突破，专注于技术创新，攻克关键核心技术。
不过，我国在数字矿山建设中也有着一定优势。一方面，我国制造业实力十分强大，正在向制造强国转型，发展智能装备有着非常优异的基础，另一方面，近几年我国的5G通信、自动驾驶、人工智能、云技术等飞速发展，处于世界领先水平，智能装备完全可以搭乘先进技术的东风，实现赶超跨越。
关注公众号了解更多资讯
《中国科技信息》杂志社
主管单位：中国科学技术协会
主办单位：中国科技新闻学会
内容转载请联系微信：zkxxx1999
在线投稿平台：www.cnkjxx.com
投稿电话：010-68003059
寻求报道、内容合作，请联系微信：15811564659
杂志收录情况：《中国知网》《中国期刊核心期刊（遴选）数据库》《中国学术期刊综合评价数据库（CAJCED）统计源期刊》《中国期刊全文数据库（CJFD）》《中国科协、中国图书馆学会（解读科学发展观推荐书目）》
原标题：《让矿山变“金山”的“智慧大脑” 数字矿山建设“静待花开”》
