5月21日，神華集團(tuán)烏海能源公司駱駝山煤礦“3.1”特別重大透水事故終于蓋棺定論。國(guó)務(wù)院有關(guān)調(diào)查組公布了事故的三大主要原因之一：前期的地質(zhì)勘探資料與實(shí)際水文地質(zhì)情況有差異。

無(wú)獨(dú)有偶，3月28日震驚海內(nèi)外的山西“王家?guī)X煤礦難”，地質(zhì)資料不清晰的原因也脫不了干系。

礦難頻發(fā)、私采亂開、污染環(huán)境等，中國(guó)礦業(yè)粗放式發(fā)展模式面臨諸多挑戰(zhàn)。

中鋁礦業(yè)相關(guān)人士對(duì)本刊記者表示：“我國(guó)傳統(tǒng)粗放式的礦山開發(fā)模式讓我國(guó)地質(zhì)情況變得非常復(fù)雜，許多小礦無(wú)序開發(fā)把地下挖得亂七八糟。王家?guī)X的礦難就是因?yàn)殚_鑿礦井的時(shí)候把采空區(qū)打通而造成的透水事故。”

礦業(yè)企業(yè)，尤其是煤礦企業(yè)集中度低是造成地質(zhì)情況復(fù)雜的主因，這種集中度低的情況直接導(dǎo)致礦業(yè)地勘和測(cè)繪無(wú)法得到有效的規(guī)劃，導(dǎo)致地質(zhì)情況越發(fā)復(fù)雜。

粗放式的發(fā)展模式一方面造成了礦業(yè)地質(zhì)情況越發(fā)復(fù)雜，同時(shí)，也給我國(guó)礦產(chǎn)的整體開發(fā)造成了無(wú)序狀況。中國(guó)工程院院士于潤(rùn)滄告訴《中國(guó)經(jīng)濟(jì)和信息化》記者：“我國(guó)礦產(chǎn)開發(fā)的粗放模式也直接導(dǎo)致富礦日漸匱乏，而剩下的貧礦則處于開采難度大的境地。”

數(shù)字礦山提供了解決途徑。“如果在設(shè)計(jì)礦井時(shí)，隨時(shí)都在運(yùn)用數(shù)字礦山的傳感裝置搜集數(shù)據(jù)并進(jìn)行監(jiān)控，就不會(huì)出現(xiàn)王家?guī)X事故。”中鋁礦業(yè)相關(guān)人士表示。

虛擬礦山

在覆蓋著綠色植被的高山與丘陵上,彎彎曲曲的道路兩旁錯(cuò)落分布著村莊、房屋,藍(lán)色的小河從村莊外流過(guò)。隨著鼠標(biāo)的點(diǎn)擊，畫面緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，地下的礦床、巖層，還有根據(jù)礦床具體情況初步設(shè)計(jì)的生產(chǎn)方案等三維立體圖形一一展現(xiàn)出來(lái)，形象而又逼真。

這是《中國(guó)經(jīng)濟(jì)和信息化》記者在中鋁礦業(yè)有限公司體驗(yàn)到的虛擬礦山。中鋁礦業(yè)的這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在其河南的企業(yè)中廣泛應(yīng)用。

據(jù)記者了解，以前在礦山開發(fā)前，礦山企業(yè)采用平面設(shè)計(jì)方法對(duì)礦藏和周邊環(huán)境進(jìn)行測(cè)繪，存在測(cè)繪數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等問(wèn)題。相比之下，虛擬礦山的三維虛擬成像技術(shù)可以讓礦山設(shè)計(jì)變得更直觀、測(cè)繪效果更好。

所謂的數(shù)字礦山模型是把地質(zhì)勘探、資源估計(jì)儲(chǔ)量、測(cè)量數(shù)據(jù)等導(dǎo)入成三維視圖，能設(shè)計(jì)多種現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)方案及采區(qū)閉坑復(fù)墾方案，模擬方案實(shí)施效果，模擬再現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)度指揮。

管理者不僅可以通過(guò)數(shù)字礦山模型比較不同的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的管理，也可以站在整個(gè)礦山或公司的角度，整體評(píng)價(jià)和修正各個(gè)礦山、礦區(qū)、作業(yè)面的生產(chǎn)計(jì)劃，合理調(diào)配生產(chǎn)所需的各種資源；還可以在整體設(shè)計(jì)平臺(tái)上進(jìn)行動(dòng)態(tài)技術(shù)信息交流，及時(shí)改進(jìn)測(cè)量、采礦、地質(zhì)工作和生產(chǎn)管理過(guò)程中出現(xiàn)的不足和漏洞。各生產(chǎn)單位也可借助整體設(shè)計(jì)平臺(tái)，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)狀科學(xué)合理地進(jìn)行日常生產(chǎn)計(jì)劃安排。

嘗試

與前幾任礦長(zhǎng)相比，陳艾無(wú)疑是幸運(yùn)的，因?yàn)閿?shù)字礦山的建設(shè)讓他的工作輕松起來(lái)。

陳艾是神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)羊場(chǎng)灣礦（下稱羊場(chǎng)灣礦）的礦長(zhǎng)。每天一打開辦公桌上的電腦，他就能看到羊場(chǎng)灣礦幾大主采區(qū)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和礦區(qū)數(shù)據(jù)監(jiān)控中心的匯報(bào)窗口。曾在采礦專業(yè)學(xué)習(xí)的他深知這些數(shù)據(jù)的重要性。

以前，礦井下的儀器儀表的數(shù)據(jù)是靠人來(lái)監(jiān)測(cè)，在一些重要數(shù)據(jù)的儀表面前都是有專人值守，一些不需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的儀器儀表也需要安排人員巡檢。“這樣一來(lái)，下井的每個(gè)班組人員就很多，大概有200人，一是造成人力成本浪費(fèi)，二是事故的危險(xiǎn)性增大。”陳艾對(duì)《中國(guó)經(jīng)濟(jì)和信息化》記者說(shuō)。

作為煤礦企業(yè)而言，井下人員越少，發(fā)生事故的等級(jí)也就越小。按照國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理規(guī)定，一次死亡在30人以上的事故屬于特別重大事故，需要對(duì)相關(guān)責(zé)任人進(jìn)行行政處罰甚至追究刑事責(zé)任。

據(jù)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局頒布的官方數(shù)據(jù)顯示，2000年以來(lái)，我國(guó)每年因煤礦事故造成的死亡人數(shù)都在2000人以上，礦難不僅僅使煤企管理者面臨強(qiáng)大的處罰壓力，死亡賠償也增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，許多煤企因?yàn)閭鋈藬?shù)過(guò)多形成巨額賠償而最終導(dǎo)致破產(chǎn)。

2007年初，羊場(chǎng)灣礦在嘗試建設(shè)數(shù)字礦山之后，每個(gè)工作組的人數(shù)都控制在100人以內(nèi)，而每個(gè)采煤工作面的人數(shù)也降到了30人以內(nèi)。

據(jù)陳艾介紹，在經(jīng)歷了數(shù)字化洗禮之后，如今的羊場(chǎng)灣礦已經(jīng)是另一番工作場(chǎng)景：工作人員只需輕輕按動(dòng)開關(guān)，監(jiān)控設(shè)備就安全運(yùn)轉(zhuǎn)。以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的煤礦安全生產(chǎn)指揮系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及煤礦數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，使瓦斯檢測(cè)變得輕而易舉，井下運(yùn)輸、供電、排水等系統(tǒng)全部實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，僅運(yùn)輸系統(tǒng)一條皮帶就減員8人，原來(lái)一個(gè)機(jī)組需要百余人，羊場(chǎng)灣煤礦一個(gè)機(jī)組只需40多人。

除了提高效率、減少礦難、降低成本等好處，數(shù)字礦山還可以提高礦企的產(chǎn)量。據(jù)悉，目前加拿大、智利、澳大利亞、瑞典、芬蘭、南非等國(guó)家基本上都建設(shè)了數(shù)字礦山示范區(qū)，示范區(qū)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)化采礦。智利某一個(gè)示范采區(qū)的地下銅礦一天能夠生產(chǎn)礦石135000噸，而現(xiàn)在國(guó)內(nèi)最大的礦山一天的產(chǎn)量是近萬(wàn)噸。中國(guó)銅礦的年生產(chǎn)量是873000噸，而發(fā)達(dá)國(guó)家礦企如果按照每天一萬(wàn)噸的礦產(chǎn)量來(lái)算，一年銅礦產(chǎn)量高達(dá)300多萬(wàn)噸，差距之大，由此可見一斑。

待解難題

數(shù)字礦山這種集約化、規(guī)范化、自動(dòng)化的采礦方式，或?qū)⒏淖儌鹘y(tǒng)的礦業(yè)生產(chǎn)模式。

“數(shù)字礦山的終極目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)化采礦。但是中國(guó)礦山企業(yè)在數(shù)字礦山建設(shè)方面僅僅邁出了第一步，目前尚處于初級(jí)階段。”于潤(rùn)滄表示。

國(guó)內(nèi)礦企在數(shù)字化建設(shè)上面臨著投資成本大、技術(shù)研發(fā)能力薄弱等問(wèn)題。

“年產(chǎn)量幾十萬(wàn)噸的小煤礦，你讓它上瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)都難，更何況是投資成本較大的數(shù)字礦山，其投資少則幾百萬(wàn)元、多則上千萬(wàn)元。目前，數(shù)字礦山只能在大礦應(yīng)用。”中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)的相關(guān)人士對(duì)《中國(guó)經(jīng)濟(jì)和信息化》記者說(shuō)。

雖然數(shù)字礦山對(duì)礦山企業(yè)而言確實(shí)益處頗多，但小礦企不愿投資數(shù)字礦山的現(xiàn)狀非常普遍，對(duì)于小礦企而言，數(shù)字礦山高額的投資費(fèi)用讓他們望而卻步。

我國(guó)低廉的勞動(dòng)力成本也是礦企不愿投資數(shù)字礦山的原因之一。雖然數(shù)字礦山可以減少勞動(dòng)人員數(shù)量，但是，與一次性投資近千萬(wàn)元建設(shè)數(shù)字礦山相比，顯然礦企更傾向于維持現(xiàn)狀。這也是我國(guó)傳統(tǒng)能源工業(yè)信息化程度推進(jìn)緩慢的主要原因。

“實(shí)際上這種計(jì)算成本的方法是錯(cuò)誤的，礦業(yè)投資成本絕非只是基建和勞動(dòng)成本那么簡(jiǎn)單，未來(lái)的計(jì)算成本里肯定會(huì)加上環(huán)境成本。隨著國(guó)家在環(huán)境生態(tài)方面立法進(jìn)程加快，特別是我國(guó)即將實(shí)施的生態(tài)補(bǔ)償條例規(guī)定生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)用納入礦山企業(yè)的建設(shè)成本。”我國(guó)生態(tài)問(wèn)題專家李文華對(duì)《中國(guó)經(jīng)濟(jì)和信息化》記者說(shuō)。這也迫使礦山企業(yè)不得不考慮轉(zhuǎn)型，數(shù)字化顯然是一條途徑。