摘 要：为了实现绿色数字矿山建设，淮北矿业集团青东矿与山东蓝光软件公司在对各类矿山地理信息整合的基础上，依托蓝光数字平台，开发出了青东矿数字矿山系统。文章在剖析该系统构建的基础上，结合该系统实际应用情况发现：数字矿山系统智能、准确、可靠；能对生产各环节进行全方位动态监测；能及时进行事故预警并给出解决方案；能给出采区设计等智能决策。为相关单位提供了技术支持，为青东矿创造了巨大的经济和社会效益。
关键词：地理信息；数字矿山；系统构架
前言
尽管国内外都有大量的矿山系统应用软件，但是好多软件只考虑单一要素。很容易忽略工广、铁路、河流等地面组成因素；更严重的是忽视巷道、硐室、煤岩体、断层、陷落柱、水患、瓦斯、采动影响等井下组成因素[1]。国内，矿井安全生产的信息化建设有了突破性进展，基本都能实现瓦斯监控系统时实上传联网和计算机辅助地测绘图。可是中国矿山在勘探、规划、生产管理等过程控制信息领域明显落后于国外开采技术先进的地域。我国矿山安全生产信息化建设不但没有统筹战略资源分配和应用，更没有研发出一套成熟、稳定、资源量大的矿山应用系统。
在这种背景下，青东矿联合山东蓝光软件公司在蓝光数字化平台的基础上，整合大量的矿山信息资源，开发研究出矿山数字化系统，并有效的应用于青东矿，取得了可观的经济效益和社会效益。
1 系统建设
1.1 系统设计特色
（1）系统关联性：运用先进的矿山数字信息平台，包含CAD、GIS和三维可视化等多种功能模块。使得系和数据计算绘图模块设置多级别安全保障，严格保障数据的真实性、可靠性、完整性和安全性。（2）智能专业性：本系统可以为地测、采矿、通风、机电等提供专业的设计、计算、绘图和数据处理分析功能。（3）先进实用性：选用先进的地理信息汇总分析技术和服务于整个矿区的数字化统筹理念，基于独特的计算机矿图绘制技术、空间模型分析、空间数据库，运用采矿专业的计算模块、决策支持技术和相关算法，能给出采矿所需的具体的决策支持和技术指导[2]。（4）简单易维护性：系统简单易装，操作方便，且系统配置和权限管理容易操作，并配备全面易懂的操作说明和注释。（5）完整可靠性：系统设置多级管理权限，采用倒金字塔式严谨权限分配制。对空间数据库、数据传输。
1.2 系统涵盖内容[3]
图1 数字矿山系统主要内容
2 数字矿山系统应用分析
2.1 系统应用情况
2007年6月青东矿开建，7#、8#煤是主采煤层。但地质条件复杂，影响工作面回采的断层多且影响大，煤层赋存不稳定。为了提升矿井建设的综合水平，突出打造绿色矿山的理念，青东矿协同山东蓝光软件公司在对矿山信息整合的基础上，基于蓝光数字化平台，研发出青东矿数字矿山系统，并与2011年1月开始逐步应用于青东矿726、728、1041综采工作面和828综放工作面。
2.2 应用效果分析
（1）该系统减少了反复修改的繁杂劳力，降低了劳动强度，提高了工作效率，并且给出的数据和决策更具有指导性和针对性[4]。（2）减少了采取设计这方面的投入；同时也能对保护煤柱、开采沉陷等做出准确的预算并给出决策支持。（3）该系统中的通防监控子系统能够很好的实现调风控风计算并给出技术决策，实现自动按需通风。（4）使用机电管理信息数控系统，半小时就可以完成电网改造和整合计算，成本低、效率高、安全可靠。（5）该数字化矿山系统能对井下的各生产环节进行监测监控，并凭借井上井下光纤数据环网将数据传输至调度中心。能及时发现运行系统中出现的事故和影响因素，给出解决方案，尽快恢复系统的正常运行。（6）对瓦斯实时动态监控，有效的防止了瓦斯超限问题，有力的保障了回采面和掘进头的安全生产。
3 社会经济效益分析
3.1 经济效益计算
（1）与人工计算相比，电量每年就可以节省电力18%左右，并降低事故和生产制约因素对矿井正常生产的影响，每年可以节省成本和创收共计2425.2万元。（2）减少大量的重复工作和采掘工程图纸的设计、出图、修改和填图等诸多细琐工作，可节省人力工资45万元。由于该系统大大缩短了建设新采区的工作量和周期，明显减小了采区接替对产量的影响，很大程度的提高了劳动生产效率，每年将新增经济效益8000万元。（3）运用系统中的地质地测信息数据库，可智能绘制各种地质和测量图，节省了大量的工作量和人力成本120万元。（4）机电管理信息数控平台，只要半小时就可以全面完成电网改造和整合，而以往却要花费6天的时间才可以基本完成，由此大大提高了工作效率，可估算创收1120万元。
根据以上的统计计算分析，可知青东矿数字化矿山系统可以节省成本和创造经济效益合计：2425.2+8045+120+1120=11770.2（万）。
3.2 社会效益分析
青东煤矿数字矿山系统的研发和应用在创造新的经济效益的同时，提高了矿井的管理水平和综合实力，有力的保障了采区设计的合理可靠、电网的监控和整合、通防的有效监测监控。实现了矿井从设计到投产的四维空间信息的透明化数控管理；为煤矿的安全高效生产提供了一套安全、准确、可靠的智能化保障体系。
4 结束语
青东矿形成了包括地面和井下的关联要素在内的时空四维信息数字化管理系统[5]，实现了矿井生产的机械化、通防监测的智能化、机电管理的自动化、煤矿安全管理的精细化等，为青东矿创造了巨大的经济效益和社会效益，为类似矿井的数字化建设提供了借鉴意义。
参考文献
[1]邓慧慧，李模其.地理信息系统在数字矿山信息系统中的应用[J].测绘标准化，2010，26（3）：42-44.
[2]僧德文，李仲学，等.数字矿山系统框架与关键技术研究[J].金属矿山，2005（12）：47-50.
[3]王志杰，汪云甲，伏永明.基于虚拟现实技术的矿山三维建模、显示及漫游系统[J].测绘工程，2006，15（1）：44-47.
[4]张峰.基于skyline的矿山三维电子沙盘研究[J].国土资源摇感，2010，87（4）：122-124.
[5]刘宝锋，崔朋志等.数字矿山系统VRMine[J].金属矿山，2009（11）：607-609.
作者简介：万力（1980，12-），男，安徽淮北人，工程师，淮北矿业集团公司青东煤业，现从事煤矿生产技术工作。
