3.3.4 生产动态过程管控一体化功能
应用可视化技术实现生产过程、工艺、设备、仪器的自动监测与控制，包括如下几个方面。
(1)基于GPS的露天矿采场生产调度监控系统
(2)安全生产管控：通过对人员设备的定位跟踪来实现安全生产和通过优化方法实现设备的有效利用。
(3)提升、供电、通风、排水等系统的自动监测与控制
(4)矿用对象库管理：系统提供矿用对象信息库，可以对不同厂家生产的矿用装备、配件、材料进行管理。 3.3.5 矿山信息管理系统的实时更新
把各个矿山的信息系统包括三维矿业软件作为终端的数据接口，每个矿山只掌握自己矿山的数字化管理系统，人员、设备等定位信息在信号自动采集的基础上可实现同步实时更新，地测采、矿山生产调度部门可每隔一定时间及时更新矿体、巷道变化和生产现状等资料，暂定研究院的矿山的数字化管理系统为中心系统，让中心系统和终端系统保持同步，这样就可以真正实现矿山地质资源、生产动态的实时准确掌握与管理。 3.3.6 与ERP系统的兼容
公司的ERP系统已经上线了生产、销售、财务、供应等四个模块，该信息系统要和ERP系统有机的结合起来，充分利用现有资源，并在此基础上将资源的应用最大化、最优化。本信息系统更加侧重矿山生产的技术层面，而ERP系统更佳突出经济层面的生产经营管理，通过对接将技术和经济两者完美的结合起来，真正在信息化、数字化上做到“精细化”管理。
3.4 河北钢铁集团矿业数字化矿山建设进程安排
数字化矿山建设是一个典型的多学科技术交叉的新领域，涵盖了矿山企业生产经营的全过程，是一项投资较大、时间持久、复杂的系统工程。因此必须结合企业的实际情况，采取“总体规划、分步实施”的原则逐步进行建设。 结合矿山的现状，以及目前信息技术的发展水平，数字矿山建设初步按照以
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下几个阶段开展实施：
第一阶段：数字矿山建模与GIS平台开发阶段
第二阶段：数字矿山模型在矿山地质、测量、采矿、计划等方面的应用阶段 第三阶段：建设、完善矿山综合通讯系统阶段 第四阶段：设备监测、控制和安全预警系统建设阶段
第五阶段：基于完善的网络系统和先进的生产设备的高度自动化的实时管理阶段
此次开发考虑到系统建设阶段性和稳妥性，首先集中开展前两个阶段的工作，即进行矿山信息集成管理平台的研发，满足矿山生产建设开发中的需要，提高现阶段的矿山技术管理水平。
数字化矿山建设将首先以司家营铁矿为首期建设任务，首先将司家营铁矿建成数字化矿山的示范矿山，进一步带动建设公司其他矿山。
4 矿山信息集成管理平台系统需求分析
4.1 河北钢铁集团矿业矿山信息管理平台研发内容
4.1.1 数字矿山建模与GIS平台开发
主要构建矿山从历史到现状的地形、地质、工程模型，满足实际使用的要求，这是数字矿山建设的基础阶段。矿山生产对象是埋藏在地下的矿体，还有影响开采的围岩和地质构造，用真三维软件工具将这些对象表达出来，可以为后续的地质、测量、采矿、计划等工作提供了基础。具体的主要工作内容包括： （1） 矿山地、测、采资料的收集；
① 钻孔数据以及探槽数据
钻孔数据以及探槽数据是矿山资源评估和采矿设计的基础，是矿山生产管理的重点。地质数据的完善性和可靠性，直接影响一个矿山生产经营和决策。 现场采集钻孔数据包括：
? 钻孔开口位置数据 ? 测斜数据
? 矿山钻孔样品分析数据 ? 地质岩性分析数据
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②井巷工程数据
井巷工程是矿山生产中运输人员、矿石、材料等的主要通道。井巷工程数据主要为矿山开拓系统布置图，即为所要建模的中段平面图，及各种巷道断面尺寸。
③地表测量数据
地表模型是建立三维地质实体模型的重要组成部分。一些地表工程的设计和施工包括排土场、选场、井口等位置都是以地表模型为参考的；同时，地表模型作为边界约束条件，还直接影响到技术经济指标和工程量的计算，因此，为了达到最好的实际效果，地表模型必须满足精度要求。地表测量数据包括矿区地质地形图以及各矿体区域地质地形图（包括散点信息）或MapGis、AutoCAD 矢量化地形等高线图。
④ 平剖面图
平面地质图：主要是中段平面布置图，中段平面图除在建立井巷开拓工程模型过程中使用外，在建立矿体模型中也可做为重要参考，另外还需有勘探线总体分布平面图，方便图形矢量化的校验。地质勘探线剖面图：包括所要建立矿体模型区域的勘探线剖面图（地理坐标信息附带）。以上图形可以是AutoCAD 格式或MapGis 格式的数据，数据采集后可导入3DMine进行编辑，实现存储和建模。 （2）矿山现有各种资料的数字化
矿区地形图、及地质勘探平剖面图和地质勘探钻孔信息的数字化； 钻探、生产勘探资料（报告和图纸）的数字化；露天坑现状实测资料的数字化；据对预建模矿区的了解，目前的主要数据，如钻孔数据、各种剖面数据都已经数字化，所以该项工作已经具备相当的基础。 （3）数据的导入
将各种数字化的矿山资料导入到软件数据库中，分类集中管理，主要包括以下三方面的数据：
? 钻探、生产勘探地质数据的导入； ? 地质平剖面图的导入； ? 实测现状图的导入； （4） 资源与开采环境模型构建
对资源和开采环境进行建模是三维软件的基础和核心，通过对矿体、主要构
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造、地表等进行三维模型的构建，并通过地质统计学的方法进行精准的估算储量，为下一步采矿工程的实施奠定基础。
① 建立地质数据库
在对导入数据进行校验的基础上，通过钻孔数据的开孔文件、测斜文件、样品分析文件和岩性文件建立地质数据库，并可以在三维环境下显示地质数据。
② 样品数据基本统计分析和变异函数分析
地质数据库中的数据是块体模型内所有单元块参数估值的依据，也是矿床储量计算的依据，根据地质统计学原理，统计样品的值与空间分布情况，了解矿体分布规律，并为确定特高值和块体模型估值作准备。
在进行各样品参数的基本统计分析外，还需要进行变异函数分析，以确定各参数在空间上的相关性、结构性。
由于矿体分布具有一定的方向性，区域化变量在不同方向可能会具有不同的结构性和变异性， 即具有空间各向异性特征。因此，在进行变异函数的计算和分析时将针对不同的方向分别进行。 在进行各个方向的变异函数计算分析时，一般是分布于某个方向一定范围内的样品点参与进行该方向的变异函数计算。需要指定的参数包括：圆锥体的容差角、容差限、滞后距，计算的最大距离。
因为理论变异函数参数取值的正误对品位估值结果的准确性具有非常大的影响。所以要进行交叉验证，目的就是对理论变异函数参数的取值进行检验，判断应用这些参数进行品位估值时的估值效果。
③ 地质实体模型构建
三维实体模型是由一系列相邻三角面，包裹成内外不透气的实体，是建立在矢量化图纸的基础上的。通过中段图和剖面图，利用软件提供了多种方法选择本适合本矿山的建模方法自动建立实体模型。
地质模型还包括地表模型，地表模型一般由若干地形线和散点生成，根据每个点的坐标值，将所有点（线亦由散点组成）联成若干相邻的三角 面，然后形成一个随着地面起伏变化的单层模型，因此需要首先用AutoCAD 矢量化地形等高线图，然后导入软件中，再用创建DTM 指令生成地表模型。 打开导入的等高线和散点文件，执行“创建 DTM 模型”指令。
④ 块体模型构建
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块体模型是矿床品位推估及储量计算的基础，建立块体模型的基本思想是将矿床在三维空间内按照一定的尺寸划分为众多的单元块，然后对填满整个矿床范围内的单元块的品位根据已知的样品进行推估，并在此基础上进行储量的计算。首先针对矿床的基本模型建立空白模型，后续产生的所有块体模型都是在原型的基础上进行赋属性值。
块体建模的一个更重要的目的是对矿床的品位进行推估，以实现矿床储量的计算及管理。3DMine提供了距离幂次反比法、克里格法、最近距离法等几种品味估值方法。估值后的模型在“三维设计”窗口打开，使用“三维配色”命令根据块体模型的品位字段配色，可以直观的看到块体的品位分布。利用逻辑约束引擎，可实现不同约束条件下的矿石资源/储量和品位报告。 4.1.2 GIS平台开发环境
在Windows XP/2000操作系统和SQL Server数据库软件环境下，以C#、3DMine 及MapInFor为开发工具进行河北钢铁矿业矿山资源管理系统的GIS平台开发，主要包括数据采集、分析、处理、建库、检索、输出等功能，系统预计实现以下功能：文件操作、图形图像操作、属性操作、数据库查询、数据管理、信息更新、决策分析、图、文、表信息输出等功能。 4.1.3 GIS平台开发的原则
根据矿山的特点以及开发工具的特点，吸取以往开发经验，结合最新的GIS发展现状，本着实用、方便、安全、稳定的角度进行设计，主要遵循以下几个原则:
（1）实用性原则
实用性是系统设计的主要原则，是衡量系统建设成功与否的基本准则，从管理部门的需求出发，开发功能实用，符合管理人员工作特点、工作习惯和业务流程的系统。 （2）标准化原则
系统的设计符合软件工程以及GIS的基本要求，从数据、编码、图形图像符号等符合国家和行业标准。 （3）操作简便
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数字化矿山建设建议书
