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第3 0 卷第2 期 ．爆破 V 0 1 ．3 0N 。．2 2 0 1 3 年6 月，B L A S T I N GJ u n ．2 0 1 3 d o i 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 l 一4 8 7 X ．2 0 1 3 ．0 2 ．0 0 8 矿山数字化建设战略与战术研究 施富强 四川省安全科学技术研究院，成都6 l 0 0 4 5 摘要以数字化为特征的矿山信息化建设是国家实施“科学发展、安全发展、依法行政”的科技支撑。从 国家战略考量，综合掌控资源红利，提高资源利用率，改善生态环境，提升国际竞争力。都必须依靠信息化技 术以实现横向收敛、纵向闲环、责任跟踪的科学化、法制化管理。从战术角度考量。它又是一项长期的、循序 渐进、表里协同的分部、分项工程，主要由矿山三维数据系统、矿山开采数字化系统、重大危险源测控系统和 远程监控与服务系统等4 大专业系统组成。本文总结近几年开展设计、研究、建设工作的体会与同仁交流、 分享。 关键词矿山；数字化；信息化；战略战术 中图分类号T D 2 3 5文献标识码A 文章编号l 0 0 1 4 8 7 X 1 2 0 1 3 0 2 一0 0 3 7 一0 4 R e s e a r c ho nS t r a t e g ya n dT a c t i c so fC o n s t r u c t i o n o fM i n eD i 酉t i z a t i o n s mF u q i 叭g S i c h u a nP r 0 V i n c eA c a d e m yo fS 小t ys c i e n c ea n dT e c h n o l o g ，，C h e n g d u6 1 0 0 4 5 ，C h i n a A 蜘c t - r h ec ∞s t r u c t i 伽o fl I I i n ei n f o 珊a t i 组t i o nc h 啪c t e r i z e db yd i g i t a l i 龃t i o ni st h es c i e n t i f i ca n dt e c h n o l o g i c a lB u p p o r tf o rn a t i o n a l ”船i e n t m cd e v e l o p m e n t ，s a f ed e v e l 叩I n e n ta n da d m i n i s t 阳l i o nb yl 洲”．c o ∞i d e r i I I gn a t i o n a l s t m t e g i c ，砌n y 酆p e c t sd e p e n do ni n f o m l a t i o nt e c h n o l o 舒，s u c h 鹳i n t e g 阻t e dm 鼬t e l i I l g 陀∞I l r c 鹪’d i v j d e n d s ，i n - c 陀踮i n gr 伪o u r c eu t i l i 龃t i o n ，i m p m v i n gt h ee c o l o g i c a le n “r o 砌e n t 锄dp m m o t i n gi n t e m t i o n a lc o m p e t i t i v e n 伪8 ． T h e r e f 如，w ec 彻∞h i e v et l l e ∞i e n t i f i c 绷dl e g a l i 强t i o nm 蛐a g e m e n tf o r “h o r i ∞n t a lc o n v e r g e n c e ，v e n i c a lc l ∞e d ． 1 0 pa n dr e s p o n s i b i l i t yt r ∞k i n g ”．F m mat a c t i c a lp e 璐p e c t i v e ，t l l ec o n s t n l c t i o no fI I l i n ei ．o 瑚帽t i 刎o ni 8as e p a 阳t e d p m j e c tw i t l lal o n g - t e 珊，8 t e p “孵蚰d 眈t e r i o r i n t e r i o rc ∞r d i n a t i o n ．M i n ei I I f b 册a t i z a t i 加i sm a i T I l yc o m p ∞e do ff 撕r P 叫‰s i o I l a ls y s t e 衄a3 Dd a bd i g i t a ls y s t e m ，aI I l i n i I l gd i g i t a Is y s t e m ，am a j o rh a z 刊c o n t r o ls y 8 t e m 鲫da 陀m o I e 啪n i t o r i n g 柏d 眈n r i c es y s t e 啦． K e yw o r d s I I l i 眦s ；d i g i t i z a t i ∞；i n f o m I a t i z a t i o n ；8 妇t e g y 柚dt 卸t i c 8 实现“中国梦”的核心要素是提升竞争力，提升 具有自身优势的、可持续参与国际竞争的综合国力。 从国家层面分析，自然资源、人口资源、制度资源、科 技资源及国际关系资源等等都亟待合理、规范、依 收稿日期2 0 1 3 一0 5 0 8 作者简介施富强 1 9 6 l 一 ，男，工学硕士，教授级高t ，四川省安全 科学技术研究院院长，主要从事丁程爆破、安全t 程与技 术的研究，创建了重大危险源测控重点实验室， E ．m a i l B f q s w j ‘u ．c n 。 法、科学掌控；从行业、企业层面分析，安全、质量、效 率协同与时俱进，不断适应日益提高的社会风险度 和日益下降的社会风险接受能力，是提升和保持竞 争优势的根本所在。回顾经济快速增长的发展历 程，最值得我们反思的是资源与环境、质量与安全、 能力与科学等方面不尽人意，特别是矿产资源“寅 吃卯粮”、“暴殄天物”，不仅超前消费了改革红利， 而且国际竞争力也受到了影响。社会主义市场经济 就是受国家宏观调控的法制经济，其中，不可缺失 万方数据 爆破2 0 1 3 年6 月 的、基础性的科技支撑手段就是以数字化为特征的 信息化建设。 1 数字化矿山建设的战略体系 围绕安全、质量、效率这一主题，数字化矿山建 设应当由矿山三维数字系统、矿山开采数字化系统、 重大危险源测控系统和远程监控与服务系统等4 大 专业系统组成，在此基础上共享含政策、经济、市场、 应急及综合管理等共性平台，实现企业与政府的信 息化管理。就企业而言，建设信息化管理系统的目 的是实现科学掌控；而对政府而言，建设信息化管理 系统的目的是实现依法管控。企业法人是责任主 体，掌握、控制安全、质量、效率的科学运行是法定 的、生存的需要；政府是和谐发展的责任主体，依法 监督、管理、调控行业、企业规范、有序、稳健地发展。 1 ．1 矿山三维数据系统 建设三维矿山数据系统，就是将矿山企业地形 地貌、矿藏资源、国土规划、环境生态、矿山建设、区 域安全、行政许可等信息以三维数字空间的形式系 统集成，作为企业可持续发展、行业统筹协同、政府 依法监管的科学依据。动态的信息化建设，在于构 建横向收敛，纵向闭环的责任跟踪管理模式。所谓 横向收敛，就是构建各个管理部门的信息共享平台， 改变各自为政，相互推责，管而不理的现行模式；纵 向闭环则是以时间为坐标，构建各部门的循环改进 档案和持续管理动态信息库。科学界定责、权、利， 以模式创新制度，以责任促进成效，以操作层面保障 制度体系。 三维矿山数据作为基础数据来源掌握真实性至 关重要。采用三维激光扫描装置，将地形、地貌、环 境及参照物以数据图像的形式系统地呈现，可有效 地防止其它测量方式带来的失真。 1 ．2 矿山开采数字化系统 矿山开采是企业控制安全、质量、效率的第一个 重要环节，长期以来，一直受到企业的重点关注，相 应的数字化与信息化应用技术不断涌现。著名的国 际化企业如A u s t i nP o w d e r 、奥瑞凯、D y l l oN o b e l 公 司都研制出了爆破开采作业信息库并投人商业化服 务。爆破开采数字化系统多以成熟的统计资料、专 有的技术工艺、先进的民爆器材等为基础，根据不同 地质、岩性、环境等初始条件，完成了系列的、精细的 工程设计、工艺流程和过程控制管理，全面实现了安 全控制、质量控制和经济指标控制。在我国经过几 代爆破工程技术人员的不懈努力，成功地总结出成 熟的经验，并以多种形式载人工具书中，但至今没有 形成规范性的设计软件，与国际水平存有较大差距。 其根本原因不在于技术方面，而在于制度层面、经济 层面和从业人员综合能力等。推行矿山标准化建设 就是从制度层面上进行突破，为大型矿山、规模以上 企业开展数字化开采创造机遇。目前，开展国内数 字化矿山建设的时机正逐渐成熟。 1 ．3 ．重大危险源测控体系 矿山企业重特大事故多发的直接原因主要是违 章作业、违章指挥、违章决策。间接原因是缺乏对重 大危险源的科学有效监控。研究危险源灾变机理， 掌握灾变过程的本构关系，实时监控具有共性的危 险因子，以三维数字化技术测控重大危险源的离散 与连续变化过程，建立诊断一分析一设计一治理 D A D T 档案体系是根本的、科学的治本手段。秉 承天人合一的观点，为重大危险源建立健康档案，为 企业提供科学治理的依据，为政府提供科学预警、应 急响应的决策依据势在必行。 研究重大危险源测控技术需要以动态的理念贯 穿始终，不仅要监控瞬态参数，还要实现周期性、规 律性的样本函数智能诊断功能，给监控系统赋予过 程控制功能，及时比对甄别虚假信息，提高系统的动 态可靠性。 以动态理念理解监测和检测是一个重要的转 变。监测是实时的，是删繁就简的，是要抓住共性风 险特征参数的；检测是随机的，是依需而选项的，是 对相关参数独立、耦合特征的逐项核查。常规检测 是建立重大危险源健康档案的基础性工作，诊断检 测为病害治理提供科学的依据。 建设数字化矿山，必须对矿山重大危险源一尾 矿库、排土场、高边坡、采空区、大型构筑物及易燃易 爆场所等给予足够的重视，率先建立它们的数字化 健康档案。 ’ 1 ．4 远程监控与服务体系 远程监控是企业的需要，更是政府的需要。以 随时掌握操作层面的实况实现多级管理的闭环控 制；以专业化的技术服务支撑操作者的需求；以信息 化手段降低工作成本，提高工作效率，提高风险控制 能力；以对数据库的过程管理，消除侥幸，限制违章， 保障公信。远程信息化服务不是建设收费站，更不 是靠流量获取收益，而是科学地确定数据要求，保障 信息传输高效、通畅、有价值。远程控制要区别于实 时监控，要在关键参数、临界参数、超越参数、公信参 数、支撑参数以及政策参数等方面给予充分的保障， 力求精、准、快。 万方数据 第3 0 卷第2 期施富强矿山数字化建设战略与战术研究 3 9 2 数字化矿山建设的战术组织 数字化矿山建设是一项长期的、循序渐进的、表 里协同的分部、分项工程。从形式上应当满足政府、 行业、企业的共性需求，满足政策与管理、制度创新 与技术支撑的发展；从内容上应当保证企业对安全、 质量、效率的追求，这是推动数字化工程的原动力。 因此，规范项层设计、规范数据协议、规范系统互换 性是迫切需要解决的基础性问题。同时，应当以企 业的风险管控为核心，以行业共性风险为起点，构建 系统平台，逐步融人企业个性加以完善。 2 ．1 矿图数字化建设 矿图是掌握矿山动态发展的基础资料。由于严 重缺乏矿图资料，给行政管理带来极大的困难，也给 掠夺性开采、违法滥采创造了时空。建立数字化矿 图，不仅能够有效规范企业采矿行为，也为国家合理 调控资源提供科学依据。 矿图是实现标准化开采的技术基础，是有效扼 制矿难发生的技术约束，是开展技术创新的依据，是 提高安全生产能力的保障，更是信息化建设的起点。 应当从法律层面上施以约束，从政策层面上给予保 障，真正成为企业运行的前置条件。应用三维激光 技术，绘制真实矿图，势在必行。 ‘ 2 ．2 重大危险源数字化测控技术 尾矿库、排土场、高边坡、采空区、大型构筑物及 易燃易爆场所等高风险区，社会、政府、企业都给予 高度重视。根据灾变机理创新设计控制系统，充分 体现实事求是、长效可靠、经济适用的科学精神是当 务之急。急功近利，形式主义、行政垄断只会给企业 带来伤痛，给社会造成风险，给政府留下隐患。因 此，危险源测控技术是数字化矿山建设的安全保障。 2 ．3 数字化开采技术与工艺 数字化开采技术与工艺是伴随着矿山机电设备 智能化、信息化的发展逐步成熟的，发达国家已纷纷 建立起了专业化的技术服务体系，大大提高了在全 球的竞争力。该系统融开采设计、质量控制、安全监 控、经济性分析、远程服务和辅助管理为一体，大大 推进了标准化作业水平和规模化开采能力，工作效 率大幅提高，生产成本显著下降，深受企业的欢迎。 因此，数字化开采技术与工艺是建设数字化矿山的 原动力和经济基础。 2 ．4 综合标准化体系建设 应用信息化管理平台扎实推进矿山企业综合标 准化体系建设是符合国情的主导战术。标准化是工 业文明的象征，标准化建设是政府积极推进的重点 工作，更是企业提高竞争力的自觉行为。国标是基 础，反映的是共性标准；行标是专业化通则，反映的 是行业共性要求；地标综合反映了地方及行业的现 实能力和科技水平；企标是企业科技、管理、个性特 征的综合展示。要以信息化平台为企业自觉建设、 完善、改进企标创造咨询、交流、服务的条件，为政府 调控提供数据支撑。只有企业把标准化建设和标准 化管理作为日常性、常态化的工作内容时，我国才真 正跨进了工业文明的历史阶段，才真正具备了科技 强国的工业文化。因此，标准化建设是数字化矿山 建设的文化基础。 3 数字化矿山建设的过程控制 讲建设，就要讲质量；讲质量，必须讲过程控制。 总结近几年开展矿山安全生产信息化建设、自动化 监测、监控系统建设的经验，我们发现缺乏完整性、 系统性、实用性的“千推T 程”、“百推工程”、“系统 工程”等都不同程度地遇到了阻力，被动地成为指 标化、形式化的成绩。“科技强安”首先是增强能 力。提高科学认知事物和系统决策能力，提高科技 和科技产业支撑能力，提高监管和企业工业文化水 平。其次是增强标准化的控制力。标准化的重点是 普适性与特殊性的结合，作用点是严格的过程控制， 成效是社会认同的安全与质量。数字化矿山建设， 迫切需要政府制定统一的顶层标准，企业制定逐项 的质量标准、过程控制体系和运行服务标准。 3 ．1 模式示范重于技术示范 数字化矿山建设是安全生产信息化建设的基础 工作之一，是一项系统工程，需要解决的核心问题是 认识问题。单纯的技术示范缺乏广普性，不能满足 战略战术的要求。深圳特区的建设，不仅仅是系列 政策的创新带来城市高速发展的现象，其核心价值 在于统一了对中国特色社会主义制度的认识，广泛 地消除了争论和争议，把多元的探讨变成了具有共 同目标的建设。实施“科技强安”战略，没有足够的 时间和空间允许我们徘徊，需要我们拿出建设“特 区”的勇气，打造具有典型特征的、立体的、系统的 安全生产示范 区 县。以安全发展战略为主导，部 署主导战术主张，协同支撑体系和保障体系，大胆探 索出一条“理念模式机制体制”循环 推进的创新之路。 3 ．2 系统的过程控制是工业文明的象征 我国工业化基础薄弱，突出表现在对标准体系 的认知方面。从高等院校、科研院所、中小企业都不 同程度地表现出苍白的面孔。抓住一次政策机遇， 万方数据 爆破2 0 1 3 年6 月 开展一段科学研究，取得一项科研成果，随即就组织 一只科研小团队，生产一代政策性样品，推广一批科 技型产品⋯⋯。解决了一些面上的问题，也带来了 一系列深层次矛盾。本质的问题是根深蒂固的小农 思想以惯性思维的模式跨人了工业化的进程，需要 有强烈的标准化意识完成创业、管理、设计、制造、检 测检验、服务跟踪等全过程的标准化过程控制。加 快信息化建设的有效捷径是积极引导具备工业文明 基础、工业文化意识、历经数代体系传承的优势专业 企业投身到安全科技产业中来，他们应该是“科技 强安”的主力军，他们制造出来的产品，具备社会普 遍意义的竞争力，也有条件转化为商品。因此，打破 行业垄断，吸引社会优势资源及其组合，培育、扶持 公平、公正的安全生产经济链是实现矿山信息化建 设的政策基础、质量保证。 3 ．3 实事求是地开展科技创新是基础 安全工程作为新兴的学科体系得到科技精英的 广泛认同是基于人们意识到灾变机理是涉及多学 科、亟待认知的新领域，诱发因子、连续与离散、缓变 与骤变⋯⋯蕴含着多元的、非线性的本构关系。只 有掌握了初始条件，创造出科学的边界条件，才有可 能抓住主要的风险函数，研究出满足现实要求的应 用成果。“科技兴安”不是表现在大量的“百度型论 文”和“异名化成果”，也不是炒作概念化系统工程， 而是要从需求出发，研究将需求转化为物理关系、逻 辑关系，进而开发出具有实用价值的功能性样体，再 由专业化的企业生产出满足社会需求的产品。组合 社会各层次的优势资源，实现各自的定位、定向、定 标，协同创新，共享科学发展的“红利”。政、产、学、 研、用是符合国情的优化模式。 4结语 数字化矿山建设是信息化工业革命的组成部 分，是4 世纪中叶实现科技强国的战略要求。只要 战略上不失时机把握住提升国家竞争力，强力调控 资源、人口、制度和国际红利的协调、平衡、持续、稳 健；战术上综合培育技术基础、安全保障、经济条件 和文化建设，在政策上给予扶持，法律上施以制约， 管理上合理控制，科学掌握质量与进程，矿山数字 化、信息化建设一定能够得到大力推进，不断取得阶 段性成果，为全面提升国力打下坚实的基础。 参考文献 R e f e 他n c 髑 [ 1 ] 孙华山．安全生产风险管理[ M ] ．北京化学工业出版 社，2 0 0 6 ． [ 2 ] V I K T o RM a y e r S c h o n b e r g e r ，K E N N 翻mc u k i e r ．大数 据时代[ M ] ．杭州浙江人民出版社，2 0 1 3 ． 笞的萍笞啦莽茜艮紧弛 苔电器；芦苔峙莽祭g 黜寥崾 芬弛滓笞嘲莽葛黜琴境器咎嗡黔笞啦译甾黜零若毛譬弛再塔艮紧酗译若黜岔均孓笞弛淬苕啦莽罄q 莽甾黜琴k 科技论文写作小知识摘要 ． 摘要是以提供文献内容梗概为目的，不加评论和补充解释，简明、确切地记述文献重要内容的短文。摘 要应具有独立性和自明性，并且拥有与文献同等量的主要信息，即不阅读全文，就能获得必要的信息。一篇 完整的论文都要求写随文摘要，按摘要的不同功能来划分，大致有如下3 种类型。 1 报道性摘要报道性 摘要是指明一次文献的主题范围及内容梗概的简明摘要，相当于简介。报道性摘要一般用来反映科技论文 的目的、方法及主要结果与结论，在有限的字数内向读者提供尽可能多的定性或定量的信息，充分反映该研 究的创新之处。科技论文如果没有创新内容，如果没有经得起检验的与众不同的方法或结论，是不会引起读 者的阅读兴趣的，所以建议学术性期刊 或论文集 多选用报道性摘要，用比其他类摘要字数稍多的篇幅，向 读者介绍论文的主要内容。以“摘录要点”的形式报道出作者的主要研究成果和比较完整的定量及定性的信 息，篇幅以3 0 0 字左右为宜。 2 指示性摘要指示性摘要是指明一次文献的论题及取得的成果的性质和水 平的摘要，其目的是使读者对该研究的主要内容 即作者做了什么工作 有一个轮廓性的了解。创新内容较 少的论文，其摘要可写成指示性摘要，一般适用于学术性期刊的简报、问题讨论等栏目以及技术性期刊等只 概括地介绍论文的论题，使读者对论文的主要内容有大致的了解，篇幅以1 0 0 字左右为宜。 3 报道．指示性 摘要报道．指示性摘要是以报道性摘要的形式表述论文中价值最高的那部分内容，其余部分则以指示性摘 要形式表达。篇幅以1 0 0 ～2 0 0 字为宜。论文发表的最终目的是要被人利用。如果摘要写得不好，在当今信 息激增的时代论文进入文摘、杂志、检索数据库后，被人阅读、引用的机会就会少得多，甚至丧失。一篇论文 价值很高，创新内容很多，若写成指示性摘要，也可能会失去较多的读者。所以一般地说，向学术性期刊投 稿，应选用报道性摘要形式，只有创新内容较少的论文，其摘要可写成报道- 指示性或指示性摘要。 万方数据