夏 景

（中国信息通信研究院，信息化与工业化融合研究所，北京 200001）

矿山资源的开采是现代社会持续关注的问题之一，矿山开采与环境保护是矿产资源开采行业可持续发展的关键。党的十九大报告中明确将生态文明建设提到重要位置，形成六位一体总布局，着重强调矿山开采与环境保护之间的协调性。矿山智能化开采是确保自然环境最小程度受到开采破坏的根本保证，也是促进生态文明建设的重要基础。纵观国内外的研究，可以发现数字矿山智能开采技术已经趋于成熟，值得在更大范围内进行推广与尝试。然而，目前仍需解决的是，如何将工业互联网与数字矿山智能开采技术相结合，实现高效、环保的矿山开采行为[1]。在我国，工业互联网的发展已经凸显其本质特征，对于矿山开采来说，利用工业互联网实现智能化开采行为是具有重要现实意义的。以此为出发点，以工业互联网为技术基础，围绕矿山开采技术探索数字化、智能化的技术发展方向，将两者结合在一起从而实现数字矿山智能开采技术的发展与应用。

1 数字矿山智能开采技术

数字矿山智能开采技术在我国发展速度难以想象，经过十多年的发展，数字矿山智能开采技术应用效果凸显。数字矿山可以说是一种理念，也可以说是一个过程，是在一个统一框架之下，对矿山的整体表现情况及相关附属信息进行数字化、智能化编码。数字矿山开采技术从文字表达上来看，可以理解为运用互联网技术进行开采行为；而从理论定义上来说，则是以矿山资源为中心建立数字化的矿山资源数据库，建立矿山资源立体化模型，收集大量矿山资源空间信息，通过网络化的技术将矿山资源进行集中体现，实现以矿山资源为中心的庞大网络智能开采系统。

图1 智能开采技术应用过程图

工业互联网系统能够能够对矿山地质情况、地质结构进行分析，同时获得矿山中矿石资源分布情况；数字矿山智能开采技术则是根据工业互联网获得结果，利用计算机设备还原矿山的整体情况，形成一个三维立体的矿山实景模拟模型，这是矿山资源开采技术应用中最重要的一步，有利于后期矿山开采方式的选择、矿井的建设以及开采过程的模拟，能够在最大程度上提高矿山开采效率，提高矿山开采质量，在减少矿山开采带来的环境污染的同时减少矿山资源的浪费。

图1是数字矿山智能开采技术的应用过程图，从图中可以看出，首先就是要通过专业人员的资源评估，对矿山整体资源有一个初步了解，其次是根据评估结果设置网络信息监测点，收集矿山资源开采信息并对矿山资源情况进行实时数字化监测，然后是工业互联网控制中心，对收集的数据进行分析，建立数字矿山智能开采模型，模拟开采过程从而进行开采行为。数字矿山智能开采技术能够对开采过程进行迅速准确的反应，能够综合考虑开采过程的各种因素，与此同时能够实时向开采现场传达指令[3]。基于工业互联网的数字矿山智能开采技术需要对矿产资源进行评估。矿产资源的评估是应用工业互联网数字智能开采技术的基础。当想对某一矿山进行智能化开采时，需要专业资源评估人员进行资源评估，确定矿山资源的大致分布情况，从而有助于互联网监测点的选择与确立

为了更快的推进数字矿山智能开采技术的推广，计算系统要对资源评估获得的模糊数据与信息采集获得的准确数据进行排列存储，然后建立可视化模型进行矿山实景模拟，同时通过数字开采模型得出相关开采结果，为开采位置上的工作人员提供准确信息与指令。采矿操作人员可以通过智能开采技术传来的指令进行地下采矿车的控制，设置铲运车等设备完成自动作业工作，减少人工开采作业的难度，提高矿山资源开采效率，减少开采过程中矿山资源的浪费，同时保障矿山资源开采过程中人员的安全，减少矿山开采事故的减少。

2 智能开采试验

（1）参数选取。在数字矿山智能开采技术试验中，参数选取是信息采集过后数据整理分析的过程。通过矿产资源评估确定矿山开采信息采集监测点，信息采集也是智能化开采的关键[5]。矿山开采信息采集是获得矿山开采准确信息的唯一方法，矿山资源评估是一种模糊信息的获得方式，主要采用人工实地采集信息，属于一种模糊性信息。在数据整理与分析过程中，需要将两者结合在一起来考虑，确保矿山资源数据采集的准确性，为后续可视化提供坚实的数据基础。

当然，矿山开采信息包括的内容是非常多的，需要根据矿山所在位置、蕴含矿石种类以及操作要求的不同进行不断的调整，但是基本信息是必须选取为参数的，下表进行简单列出。

表1 不同开采方法试验参数选取表

通过表1可以看出数字矿山智能开采技术试验参数选取的种类，将这些数据带入到试验模型之中，就可以得到智能开采技术试验结果。

（2）试验模型。在进行传统开采方法与智能开采方法对比试验时，选取相同参数，分别带入到不同的模型之中，从而得出两种不同方法开采结果的对比。在矿山开采技术对比试验中，也需要矿山资源实际情况对不同的参数模型进行分析，从而选择恰当的试验模型。

此式为智能开采技术试验模型，将上述参数带入到该式子中，得到数字矿山智能开采技术试验结果。

此式为传统开采技术试验模型，将上述参数带入到该式子中，得到数字矿山智能开采技术试验结果。矿山开采技术对比结果主要是为了矿山开采方法的选择最准备，是确定矿山开采技术方法的重要步骤。

（3）试验结果。通过将矿山开采信息采集的参数进行分类整理与分析，输入到工业互联网中，通过试验模型操作实现两种开采方式的对比，试验结果如下表。

表2 开采试验结果对比表

表2是智能开采技术与传统开采技术对比得到的实试验数据结果情况。通过对比智能开采技术与传统开采技术可以发现，基于工业互联网的数字矿山智能开采技术能够达到预期目标，并实现最大开采量，甚至能够超出设计开采量[6]。在数字矿山智能开采技术过程中，资源评估、信息采集与技术开采各个环节中，需要紧密配合以及专业人员的实际操作，从而使得矿山开采过程高效率、高质量的完成。基于工业互联网的数字矿山智能开采技术能够实现最大程度的开发矿山资源。

3 结束语

数字矿山智能开采技术是矿山开采行业发展的科学方向，构建数字化矿山开采技术是解决目前传统开采技术弊端的重要方法。随着工业互联网的不断发展，数字矿山智能开采技术将会更加丰富与多彩，为矿山开采行业发展提供崭新的动力。把握时代的步伐，迎接科学技术的挑战，克服数字矿山智能开采技术面临的问题与阻碍，扫除一切应用与实践中的难题，不断进行技术革新与完善，将基于工业互联网的数字矿山智能开采技术全面推广，为更多的矿山开采企业提供新技术，为矿山资源周围的环境提供新防护，这是矿山资源开采行业不断奋斗的目标。