基于数字化信息化的矿山绿色开采技术应用

　　摘要：绿色开采技术是保证我国矿产产业稳定长远发展的关键手段，是维护矿产开采区域环境的重要前提，而随着科学技术的不断更新，在现有绿色开采技术的基础上与数字化、信息化进行融合，利用先进的物联网技术、智能技术进一步提升矿山开采技术整体水平。
　　关键词：矿山；绿色开采；数字化信息化；应用；问题；建议
　　一、绿色开采的基本概念及其技术核心内容
　　所谓绿色开采主要指对矿山中矿产资源进行开采时采取的结合环境保护为基本内容的开采形式，通过全面结合绿色环保理念和现代化信息数字化手段提升矿产矿产开采效率的同时保证对矿山环境的保护，确保维护我国矿产行业在稳定发展的前提下确保周边环境的稳定性，提升环境的和谐性，促使我国长远发展。
　　而在运用绿色开采方法时其技术核心内容就是绿色环保。通常情况下，经过开采且采空的矿山会出现岩体逐渐向采空区域移动的情况，且在开采过后会出现大量碎裂废弃岩石和尾矿，当岩层移动到一定程度后，会导致突水现象、地下水位下降现象出现，严重时会直接引起地表塌陷，直接对上层建筑结构产生严重损坏，因此，为解决这一问题，绿色开采技术在实施中主要以填充、废石不出井、地下气化开采、环境维护及恢复为主要核心，针对核心内容开展相应开采技术，以避免或解决以上问题。
　　二、我国现有绿色开采技术应用现状
　　目前，许多矿山企业，特别是煤矿都在步入绿色开采时代，应用绿色开采技术进行生产，并取得了良好的社会效果与经济效益。如在晋城、唐山、兖州、淮南等地已建立了绿色开采示范区，煤炭地下气化，煤层瓦斯抽采都已经形成了一定产业规模；在江西赣南、德兴等地溶浸采矿法在铜、金、铀、稀土等矿山大力采用，紫金矿业集团也是溶浸采矿法的践行者；此外，充填采矿法、保水开采、条带开采、矿石与伴生矿物共采等绿色开采技术也在普遍被采用。
　　三、数字化、信息化与矿产开采
　　在数字化、信息化的采矿生产过程中，通讯网络设施和可视化系统使各个人员之间的联系，员工、部门、管理人员之间的联系变的更加便捷、密切；虚拟现实技术可以建立矿山开采的三维数字仿真立体模型，对矿山规划、开拓设计甚至矿体的切割，凿岩爆破等都可以进行软件模拟优化，可以提高资源利用率和工作效率；GPS调度系统和视屏监控系统可以高效的协调井下运输系统与生产系统的关系，对车辆和人员的位置实时监控和管理.此外，数字化、信息化在资源评估、安全管理、决策管理、环境恢复等方面可以实现透明化、精细化、全面化，对转变矿山管理方式，保障矿山安全起着极大的作用.
　　四、结合数字化信息化的矿山绿色开采技术的具体应用及展望
　　针对数字化信息化结合矿山绿色开采技术并投入使用时必须考虑到以下两点问题：第一，在矿产开采生产过程中极易对周边自然环境造成严重污染，由于矿产多为金属元素类，而在开采时未有先进技术和设备及时对废水、废弃液体进行处理，矿产中的游离元素会进入到水资源和土地当中，对水土造成严重污染，并出现重金属污染现象，甚至部分区域在开采时对周边树木产生大量破坏，致使岩体暴露，出现山体滑坡等灾害，对环境水土资源造成严重破坏；第二，我国近年来对矿产资源的开采速度较快，且开采范围较大，出产矿产数量较多，导致现有我国矿产质量逐渐降低，且随着开采深度的加深，对未来的开采生产过程增加了一定难度，导致矿石贫化率逐渐提升，且回收率逐渐降低。
　　要从根本上解决矿山开采与环境保护的矛盾问题，关键在于研究新的采矿技术，采用科学的手段，实现绿色开采和清洁生产，充分有效的回收资源，减少废料排放。在知识经济时代，科技知识更新日新月异，物联网正在兴起，它通过数字化、网络化的渠道实现人—物—人相互间的关系高效信息交互，并通过新的模式将各种信息技术融入社会行为。未来，数字化、信息化、自动化的绿色开采，将借助物联网技术形成感知矿山，最终实现智能采矿的目标，见图1.
　　图1 绿色采矿模式发展构思
　　就当前我国矿山的发展状况来看，无论是数字矿山还是绿色矿山都处于起步阶段，因此从绿色开采模式向智能开采转化仍需要一个长期的过程，但加快机械化、自动化步伐和物联网技术在矿山的应用，并将它们与绿色开采的理念相融合，势必会推动开采模式的大变革.物联网技术可以依托覆盖于矿山三维空间的高速网络系统，通过感知信息将矿山的资源环境，生产环境、机械设备与人员相互之间联系起来，实现交流互感，感知矿山环境、感知安全風险、感知井下人员、设备健康状况，即感知矿山.
　　五、针对数字化信息化矿山绿色开采技术提出的问题及建议
　　1.技术中体现出来的问题
　　首先，溶浸采矿技术是绿色采矿技术类型之一，虽然该技术具有成本低、有效性高以及外排物较少的特点，但在开采过程中其溶浸液体仍旧会流入到地表水、土壤中，由于该溶剂本身具有化学物质，因此在某种程度上仍旧会对环境产生一定污染；第二，现有数字化信息技术水平有限，且因我国地质结构较为复杂，部分地区内的矿井深度较大，在矿井内对信号的接受程度较差，雷达探测器的精度无法满足其开采需求；第三，部分矿产企业受自身规模限制，信息技术水平达不到该技术的应用条件，信息孤岛现象存在；第四，部分企业内部缺少能够对该技术灵活使用的专业型人才，且国家政府部门关于该技术的相关文件内容较少，对该技术的支持程度不够。
　　2.相应建议
　　第一，政府牵头建立产学研相结合的模式对相关问题科学攻关，重点研究创新技术，如充填新技术，充填新材料，研发适合矿山的新软件产品和绿色设备；第二，提高对发展绿色矿业重要性的认识，重视信息化人才和工程技术力量的培养；第三，加强信息安全建设，重视信息安全，确保信息实时、可靠；第四，正确处理和对待开采与环境协调，科学与可持续发展的问题。
　　六、结语
　　可持续发展，绿色发展才是科学的发展，构建绿色矿山，发展绿色矿业是解决矿业环境问题，实现可持续发展的根本出路。因此，必须把握新机遇，迎接新挑战，克服绿色开采技术在实践应用中的阻碍与难题，不断创新理论，完善体系，更新理念，将绿色开采这一全新的模式全面推广，造福矿区及周边，为绿色矿业梦做贡献。
　　参考文献：
　　[1]汪云甲.数字矿山、安全信息化建设与矿区资源绿色开发[C]//煤炭资源高效绿色开采与数字矿山学术讨论会.0.
　　[2]吴文锐.基于数字化矿山战略及技术研究[J].电子世界，2014（4）.
　　（作者单位：河北中煤四处矿山工程有限公司）

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