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数字化矿山数字化矿山由数字地球的定义延伸而来, 即在矿山范围内以三维坐标信息及其相互关系为基础组成信息框架, 并在该框架内嵌入所获得的静态和动态信息并对其进行分析、操作和决策。集团数字化矿山的定义如下：
“数字化矿山”是以先进的煤矿机电及一体化技术、计算机技术、3S技术、与信息化相适应的现代企业管理制度为基础，以网络技术为纽带，以煤矿安全生产、高产高效、绿色开采、可持续发展为目标，实现多源煤矿信息的采集、输入、存储、检索、查询、动态修正与专业空间分析，并实现多源信息的多方式输出、实时联机分析处理与决策、专家会诊煤矿安全事故与调度指挥等的现代化矿山系统。
归纳起来,“数字化矿山”主要涵盖四大部分：网络和底层支撑系统，综合自动化和在线检测系统、安全和生产技术综合管理系统、行政办公和经营管理系统。
数字化矿山建设总体目标通过数字化矿山建设实现矿山资源与开采环境数字化、技术设备智能化、生产过程控制可视化、信息传输网络化、生产管理与决策科学化。
数字化矿山工程建设是以矿山采掘系统的完整过程和具体需求为基础，以地理空间为参考系，以煤矿综合自动化技术、在线数据检测技术、计算机技术、3S技术、网络技术和采矿专用技术为支撑，建立起系列化的数据采集、传输、分析、输出和决策支持模型以及软硬件系统，实现采矿过程的信息化管理，大大降低安全生产事故的发生。
数字化矿山包含三个层次：
一个层次是将“数字化矿山”中的固有信息（即与空间位置直接有关的固定信息，如地面地形,井下地质、开采方案、已完成的井下工程等）数字化，按三维坐标组织起来一个“数字化矿山”，全面、详尽地刻画矿山及矿体；
另一个层次是在此基础上再嵌入所有相关信息（即空间位置间接有关的相对变动的信息，如地测、水文、储量、安全、机电、人事、生产、技术、营销等）组成一个意义更加广泛的、多维的“数字化矿山”。
最后一个层次是数据的综合分析和决策支持。
数字化矿山建设的预期效果XX煤矿数字化矿山，系统建设完成后，能够为煤矿安全生产管理带来的预期效果：
（1） 安全管理由事先预防向事先预控发展。
（2） 生产系统由自动化向智能化发展，最终实现少人（无人化）作业。
（3） 各监测系统由单一工作向协同工作发展。
（4） 综合管理数据输入发展为全部数据系统自动生成。
（5） 由监测监控功能向辅助分析管理功能发展。
（6） 调度监控由菜单式提取升级为区域立体展示，由故障（事故）被动跟踪向主动报警提示发展。
（7） 矿井各系统由二维模拟发展为虚拟矿井三维综合管理系统展示和控制功能。
数字化矿山需要统一的数据传输网络、统一的数据仓库、统一的2DGIS和三维管理及组态平台、统一的管理平台。
数字化矿山总体构架自下而上由六层组成，他们分别是：数据采集与执行层、数据传输层、数据存储层、控制层、管理决策层、表现层。
集团数字化矿山的系统架构参见图3-1所示。
数字化矿山总体架构
3.1.1数字化矿山统一的平台或系统规划从数字化矿山建设的基础层面，需要实现四个统一：
- 统一的2DGIS、三维管理和组态软件平台
对“采、掘、机、运、通”整个安全生产流程空间数据和属性数据的管理，采用统一的GIS、三维可视化或虚拟矿井平台；对综合自动化系统，采用统一的组态软件平台。
- 统一的管理平台
生产矿井运营管理、安全生产在线检测管理、安全生产技术综合管理、决策支持采用统一的管理平台，实现数据矿山软硬件系统的集成操作、分析和管理。
- 统一的数据传输
除了瓦斯监测系统外（目前国家规定必须是专网），井上下企业管理、综合自动化、在线检测、安全生产技术综合管理，采用统一的网络进行传输。
4、统一的数据仓库
生产矿井运营管理、综合自动化、安全生产在线检测管理、安全生产技术综合管理、决策支持采用统一的数据仓库，实现数据的共享。
从数字化矿山建设的应用层面，需要实现两个统一，即安全生产运营管理平台和安全生产执行控制平台。
（1）安全生产运营管理平台
通过GIS平台以及对三维高精度透明化地质模型、设备模型的建模，实现对生产过程的数据进行实时集中监测，为生产运营提供生产技术综合管理、安全生产决策支持管理等。
（2）安全生产执行控制平台
按专业面向使用部门对相关关联系统实现远程集中控制。
3.1.2数字化矿山的六层架构1. 数据采集与执行层
本层主要设备既是数据的采集者，也是决策执行信息的执行者，他包括三个层次的内容：
（1）安全生产井上下动态实时在线信息的采集。这里主要包括生产环境在线检测系统（如水、火、瓦斯、顶板、人员定位等）、综合自动化系统（如综采工作面控制系统、胶带机集控系统等）、其他生产指挥信息采集系统（井下工业电视系统等）。
（2）生产技术和运营管理数据的采集。这里主要包括非实时的生产数据，如钻孔、地震、机电设备、通风阻力测定成果等等；运营管理的数据，如财务管理、运销管理、人力资源管理等。
（3）执行控制层或管理决策层信息。通过管理决策层的分析、处理，其结果通过控制层、传输层达到执行层，完成对设备的控制、矿体的空间形态和属性的动态修正。
2. 数据传输层
由工业以太网和企业管理网构成；是一个由有线和无线组成的全覆盖网络。
- 数据存储层
构建包括从数据采集、传输、存储、分析、反馈、发布全过程的元数据标准和元数据库；构建数字化矿山编码体系和标准；完成安全生产分析和决策支持的知识库和模型库(如“水、火、瓦斯、顶板”决策支持模型库)的组织和管理；完成在线检测、综合自动化、生产技术、经营信息的存储和管理。
为此，需要建立矿用监控数据中心、矿用空间数据中心、矿用管理数据中心。
- 系统控制层
包括对设备、矿体等的控制或动态修正。下面对部分内容进行阐述。
（1）原煤生产分控中心。实现对原煤系统，包括采掘工作面系统、井底配仓、综采运输顺槽、采区大巷运输、一水平东翼运输胶带、主斜井皮带等系列原煤生产流程相关的子系统集中远程控制；可独立设置控制室。
（2）电力系统分控中心。实现对地面变电所、副井变电所，井下中央变电所、采区变电所等矿井动力相关的系统集中远程控制；独立设置控制室。
（3）机电分控中心。实现对井下主排水、矿井水处理、生活污水处理等与水处理有关的系统控制，实现对压风机监控系统、热交换站控制系统、副井提升监控系统等与机电有关的各类控制系统，可独立设置控制室。
（4）通风分控中心。实现对主扇通风控制系统、人员定位系统、安全监控系统、火灾束管监测系统、顶板压力安全监测系统、矿灯房信息管理系统等与通风管理相关的系统集中控制和监测，除安全监控系统规程要求必须有独立监控室外，其他集控可在调度中心实现远程集中控制和监测。
（5）辅助监测中心。实现对架空人车监控系统、计量称重系统、井下车辆监控系统、机房环境监测系统、机房门禁系统、工业电视系统等各类辅助监测系统的集中监测和控制。
（6）地测动态修正。执行对采掘工程平面图或三维图形的动态更新操作；根据最新的掘进、回采、物探、补探等信息，执行对三维高精度透明化地质模型进行动态修正的操作。
5. 管理决策层
包括四部分内容，即运营管理信息系统、生产技术综合管理系统、三维综合管理系统、决策支持系统。
（1）运营管理信息系统。基于企业管理网络平台和数据仓库，实现对产、供、销、人、财、物等办公自动化的网络化管理。
（2）生产技术综合管理系统。实现对“采、掘、机、运、通”整个生产业务流程中地质、测量、水文、储量、“一通三防”、采矿辅助设计、机电设计、设备选型等的完全信息化、网络化管理。
（3）三维综合管理系统。基于三维GIS或三维可视化系统或虚拟矿井平台，实现数字化矿山主要管控过程的可视化展示、分析和操作。
（4）安全管理和决策支持系统。基于在线检测系统、综合自动化系统、知识库和模型库等，完成对危险源（水、火、瓦斯、顶板等）、作业环境、地质构造、设备故障等的动态分析和预测。
6. 表现层
通过网络、固定或移动设备对煤矿多媒体信息进行发布和展示。
