引言
??????? 隨著社會發(fā)展、科學技術進步和世界人口增長，礦產(chǎn)資源消耗速度也越來越快。人類生存空間是有限的，如何合理開發(fā)與利用有限空間中的礦山資源來滿足人類社會的可持續(xù)發(fā)展要求己成為當今人類社會的共同主題，如何有效地管理礦山，從而最大限度地利用礦產(chǎn)資源，是礦業(yè)部門亟待解決的問題。近年來，我國礦業(yè)遇到了空前的生存與發(fā)展困境。中國礦業(yè)要走出困境，面向21世紀尋求可持續(xù)發(fā)展，必須將礦山企業(yè)信息化建設與整個礦山企業(yè)的技術創(chuàng)新、管理改革相結合，即走數(shù)字礦山之路。
??????? 一、?數(shù)字礦山的內涵
??????? 我國從事礦山地理信息系統(tǒng)的科技工作者提出數(shù)字化礦井，甚至是數(shù)字化礦山的概念。其實質分為：一個層次是將數(shù)字礦山中的固有信息（ 即與空間位置直接有關的相固定的信息，如地面地形、井下地質、開采方案、已完成的井下工程等） 數(shù)字化，按三維坐標組織起來一個數(shù)字礦山，全面、詳盡地刻畫礦山及礦體；另一個層次是在此基礎上再嵌入所有相關信息（即空間位置間接有關的相對變動的信息，如儲量、安全、機電、人事、生產(chǎn)、技術、營銷等）組成一個意義更加廣泛的、多維的數(shù)字礦山。前一個層次是將礦山各種信息進行信息化，后一個層次才是真正的數(shù)字礦山。
??????? 二、?礦山數(shù)字化、信息化和自動化的關系
??????? 礦山數(shù)字化、信息化和自動化三者之間的關系用一句話概括：信息化是實質，數(shù)字化是表達形式，自動化是基礎和目的。所有的高產(chǎn)高效的現(xiàn)代化礦井其核心是信息，即各種信息的采集、傳輸、應用和反饋的閉環(huán)過程，隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術的發(fā)展，所有的信息都將以數(shù)字化的方式表現(xiàn)出來，其應用的最終價值將體現(xiàn)在礦井安全生產(chǎn)自動化（管控一體化）上，體現(xiàn)在企業(yè)的減人增效、保障安全上。
??????? 信息化是現(xiàn)代化礦山的實質。現(xiàn)代化礦山實質上是依賴對礦山地理、生產(chǎn)、安全、設備、管理和市場等方面的信息進行采集、傳輸、處理、應用和提升，達到信息增值的目的。其主要內容包括信息的采集（傳感器與檢測）、信息的傳輸（通信）、信息的處理（計算機）、信息的應用與集成（自動化）等等。信息是未來礦山企業(yè)的重要戰(zhàn)略資源，擁有全面、完整、準確的信息是企業(yè)提高生產(chǎn)能力，保證安全，提高管理水平、市場應變能力和競爭能力的重要保障。
??????? 在這方面美國和澳大利亞的礦山企業(yè)做出了榜樣。自20世紀80年代以來，他們在工作面采用計算機（技術）控制的大功率電牽引采煤機、電液控制的液壓支架和具有軟啟動功能的刮板輸送機。而在主要煤流運輸、礦井供電系統(tǒng)、通風、排水系統(tǒng)、礦井提升系統(tǒng)等方面，均采用計算機（技術）實現(xiàn)工況監(jiān)測、故障診斷與自動控制，對井下環(huán)境安全的各種信息進行實時監(jiān)測。而這些生產(chǎn)、安全、地理和設備的信息通過網(wǎng)絡（通信線路）實時傳送到地面調度中心，使得礦山的安全、生產(chǎn)管理決策更便于優(yōu)化，實現(xiàn)了電子生產(chǎn)。為減少設備及其零配件的庫存量，進一步降低噸煤成本，他們注重供應鏈的管理，大力推進以計算機、網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫為基礎的電子供應鏈。面對市場競爭日益嚴峻，他們轉為以市場的客戶為中心，重視客戶關系管理，實現(xiàn)自動配煤，滿足用戶對各種不同煤質的需要，推動電子商務。礦業(yè)先進國家的礦山企業(yè)正向管控一體化和產(chǎn)供銷一條龍發(fā)展，實現(xiàn)企業(yè)信息化。
??????? 數(shù)字化是信息的表達形式，而且是信息最高、最先進的表達形式。由于計算機技術、微電子技術，尤其是網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，許多礦山的地理信息、生產(chǎn)信息、安全信息、設備工況信息從采集（傳感器）開始，就實現(xiàn)了數(shù)字化、網(wǎng)絡化。傳感器在采集信息的同時，它可以對信息進行處理、自校正等，不僅使被采集的信息更準確，而且可以在一根總線上掛許多個傳感器，使信息傳輸系統(tǒng)更簡便。而被采集的信息不會因傳輸距離和環(huán)境使精度受到影響。由于信息是以數(shù)字的形式進行采集、處理、傳輸和應用，因此，生產(chǎn)、安全、管理、市場等信息可以在一個統(tǒng)一的平臺上進行傳輸和交流，使所有的信息能得到更充分的應用，使所采集到的信息得到更大的增值。
??????? 自動化（管控一體化）則是現(xiàn)代化礦山的重要基礎和目的。眾所周知，自動化是指機械設備或生產(chǎn)過程、管理過程（DA、BA）在沒有人的直接參與，經(jīng)過自動檢測、信息傳輸、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現(xiàn)所要達到的目標。信息化（數(shù)字化）的信息絕大部分來自于各種生產(chǎn)、工況、安全的自動檢測裝置（傳感器），這些是信息化（數(shù)字化）的基礎。反之，由于實現(xiàn)了信息化（數(shù)字化），可以在地面對礦山的生產(chǎn)設備的工況進行監(jiān)測和自動控制，可以實時、連續(xù)監(jiān)測各種地理、安全信息，大大減少井下作業(yè)的人數(shù)，這不僅可以提高效率，而且可以大大提高煤礦的安全水平。實現(xiàn)了管控一體化之后，把生產(chǎn)、安全和管理有機地融合在一起，在管理層可以實時采集到許多生產(chǎn)、安全的信息，也可以得到許多信息的變化趨勢，為信息化或數(shù)字礦山奠定基礎。在此基礎上，利用一些先進的控制理論（如人工智能、專家分析等）建立煤礦安全生產(chǎn)所需的決策支持系統(tǒng)，實現(xiàn)礦井安全、生產(chǎn)和效益的多目標優(yōu)化和全礦井自動化，最終建成全部機械化礦山。
??????? 要實現(xiàn)礦山信息化和數(shù)字化，首先要把自動化搞上去，把基礎打好。沒有各種傳感器的數(shù)字化、網(wǎng)絡化實時采集到各種信息，沒有綜合自動化的網(wǎng)絡平臺將信息傳輸?shù)秸{度指揮中心，信息化和數(shù)字化便是無源之水。沒有各種信息的加工、利用和提升，反饋去控制生產(chǎn)、安全、管理各個系統(tǒng)，實現(xiàn)其自動化、信息化、數(shù)字化就失去了意義。
??????? 三、?礦山信息化中存在的問題
??????? 1.?“信息孤島”日顯突出
??????? 隨著礦山企業(yè)計算機技術應用的不斷深入，不同類型的業(yè)務系統(tǒng)和大量的業(yè)務數(shù)據(jù)分散在企業(yè)內不同部門、不同系統(tǒng)，由于缺乏數(shù)據(jù)交換機制，數(shù)據(jù)需要重復多次輸入，是數(shù)據(jù)一致性無法保證，信息及時反饋難、共享差，產(chǎn)生所謂的“信息孤島”，造成信息資源和設備資源的極大浪費。
??????? 2.?信息系統(tǒng)建設出現(xiàn)“斷層”現(xiàn)象
??????? 目前礦山企業(yè)的信息化投入和應用的分布很不均衡企業(yè)的中間層，如設計部門和財務部門等已經(jīng)初步實現(xiàn)了計算機管理；但企業(yè)決策部門的信息化建設依舊很薄弱，基本停留在“形象工程”上，相關的報表滿天飛。目前礦山信息化建設處于“戰(zhàn)術層”的居多，而企業(yè)的“決策層”和“決策層”是相當薄弱。
??????? 3.?礦山數(shù)據(jù)豐富但知識貧乏
??????? 隨著數(shù)據(jù)庫技術的迅速發(fā)展以及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在礦山廣泛應用，礦山積累的數(shù)據(jù)越來越多。激增的數(shù)據(jù)背后隱藏著許多重要的礦山生產(chǎn)經(jīng)營信息，人們希望能夠對其進行更高層次的分析，以便更好的利用這些數(shù)據(jù)。但目前的信息系統(tǒng)可以高效的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入、查詢、統(tǒng)計等功能。卻由于缺乏有效的數(shù)據(jù)分析和挖掘工具，無法發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中存在的關系和規(guī)則，無法根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)預測礦山的發(fā)展趨勢，從而導致“數(shù)據(jù)爆炸但知識貧乏”的現(xiàn)象。