摘要：在矿山建设中，以往使用的管理方式很容易出现信息孤岛和表面工程的问题，增大了矿山开采的安全隐患，直接造成重大的安全事故、环境污染等，给矿山周围人民群众的生活带来了重大影响。为更好保障矿山建设中的信息共享和流通，应对当前使用的管理方式进行调整，加强对新技术的使用，充分利用GIS技术的作用，构建矿山三维模型，从而实现实时动态管理，确保矿山建设工作的顺利开展，以此实现矿产资源的稳定开采。文章详细阐述了智慧矿山的相关概念，分析了智慧矿山建设存在的问题，提出了三维GIS技术在智慧矿山建设中的应用过程，为智慧矿山建设提供了参考。

　　关键词：三维GIS技术；智慧矿山；安全监控；应急救援管理

　　在科学技术持续发展中，智能科技开始成为众多技术的主导，促使智慧矿山概念形成。智慧矿山将三维GIS、物联网、云计算、大数据等技术融合，为矿山管理提供了可靠的技术支持［1］。三维GIS技术是智慧矿山系统的重要组成部分，依托三维建模技术的功能，能够将矿山具体存在的各类事物等比例复制到数字化世界中，从而对矿山进行全面呈现和分析［2］。在这种管理系统中，通过使用矿山人员定位、视频监控、环境监测等方式，充分发挥物联网的感知作用，促使三维实景与矿山管理工作密切结合［3］。因此，依托智慧矿山三维可视化系统的使用，矿山开采企业和监管部门可以对开采作业、工程建设、设备运转、生态环境等实时掌握，并且对三维实景的矿山进行观察、管控，为矿山安全管理、高效生产等提供技术支撑和辅助决策，以此推动矿山信息化管理水平提升。

　　1智慧矿山概述

　　传统智慧矿山建设主要以生产技术为主，关注智慧设备、采掘机械的开发，促使矿山各项工作都可以依托智慧机器和设备完成，从而确保矿产资源开采的安全高效，也可以达到清洁生产的效果［3］。从管理角度而言，智慧矿山建设管理也体现了智慧化特点，并且现阶段矿山工程管理水平直接影响到矿山资源开采产量。三维GIS技术在众多行业中的运用已经十分成熟，加上企业信息化管理系统得到了较大的发展，这些都为智慧矿山建设奠定了良好的基础［4］。基于此，三维GIS技术在智慧矿山建设中的使用是矿山管理发展的趋势。因此，智慧矿山是对开采、职业健康与安全、技术和后勤保障等进行主动感知、自动分析、快速处理的全流程自动化的无人矿山。

　　2智慧矿山建设的现状

　　现阶段，矿山开采自动化系统、地质环境监测系统、数据传输系统等各类专业软件使用越来越成熟，功能也更加丰富，为智慧矿山建设奠定了良好的基础。但是，在智慧矿山建设中，也产生了较多问题，需要及时解决，才能保障矿山建设水平稳步提升。

　　首先，监管缺乏明确标准。矿山信息化建设初步完成，矿山开采管理、安全管理等都使用了监管系统。以往矿井监测系统都呈现网络化特点，对矿井上下运行的各类设备都起到很好地监管作用。但是，在整个信息资源采集过程中，并未制定明确的标准，无法让监测数据得到有效集中和使用，甚至很多信息都留存在原本的系统中，造成信息孤岛现象产生，直接降低信息资源的价值［5］。其次，虽然大部分矿山都加大了智慧矿山建设力度，但是很多矿山企业依旧采取人工方式进行三维建模，仅仅体现了三维矿山的表面，并未充分利用具体的矿山开采及管理场景的数据资料，导致三维GIS矿山可视化还是停留在初级阶段。再次，救援体系不完善。对于矿山建设而言，应急救援是非常重要的，只有对矿山存在的灾害进行预防，才能确保矿山开采人员及设备的安全［6］。当前，智慧矿山建设中所体现的应急救援主要以正在发生的应急救援管理有关，如资源管理、应急演练等，并没有对以往形成的经验教训进行总结。一般情况下，通过对以往产生的安全事故分析，可以健全应急管理制度，也能找出其中存在的问题，及时做出针对性的应对方式，避免对矿山带来消极影响。此外，通过对灾害事故分析后，掌握其中存在的影响因素，为矿山灾害预防提供了数据支撑。最后，智慧矿山建设需要满足矿山开采企业和监管部门的需求，往往需要涉及多个用户，并且每个用户的实际需求存在差异，增大了信息系统的复杂性［7］。如果智慧矿山系统并未按照用户需求进行设计，很大程度上难以达到使用者的需求，也会影响到矿山管理效率的提升，最终增加矿山系统建设的支出。

　　3三维GIS技术在智慧矿山建设中的应用分析

　　3.1三维浏览分析

　　在智慧矿山建设中，依托三维GIS技术的作用，对整个开采区域和巷道开展三维建模工作，包括路网、遥感影像、矢量等多种数据的资源整合，明确空间标准，符合建设过程的三维场景，从而让矿山地面地下的三维场景一体化［8］。在该系统中，能够提供多种展示方式，如二维、三维等，如果使用二维场景可以清晰获取矿山开采区域的地理位置分布情况、开采面积、巷道建设等；使用三维场景能够呈现矿区的整体风貌，从整体层面把握矿区的具体情况，也可以掌握各个设备的运行情况。如图1所示，矿区三维场景呈现。

　　3.2安全监控

　　在现代矿山建设中，安全管理是非常重要的，这源于矿山开采过程中的人为因素或矿山地址环境的影响，一旦发生安全事故，对开采人员及设备就会带来重大影响，还会阻碍矿山开采的经济效益。传统对矿山安全管理中，更多是发挥人工管理，虽然也使用了信息技术，但是并未实现信息资源的共享，难以满足安全管理工作的需求［9］。为有效处理信息孤岛问题，通过使用智慧矿山系统，充分发挥三维GIS技术的作用，将原本孤立存在的各个系统进行整合，采取统一性、标准性的数据入口。该系统可以实时获取设备运行数据，其与三维模型有着密切的关系，只要设备运行发生变化，都会对安全监控带来影响，从而实时呈现设备的运行情况，以此达到监测预警的功能。

　　首先，环境监控。在三维GIS技术使用中，依托构建的三维场景对矿山环境进行全面监测，利用地图方式体现监控设备的分布情况。安全管理人员直接选择相应的设备模型，就可以获取设备运行情况和监控信息，也可以掌握巷道内的气体浓度，并且设置针对性的预警时间和方式，以此确保灾害事故的及时处理和预防［10］。其次，视频监控。在该系统中，三维场景使用了多种监控方式收集矿山信息，安全管理人员依托监控系统获取信息，并查看设备运行情况。同时，与各个摄像设备关联，可以实时上传和查看信息。再次，人员定位。在系统中，搭建人员定位系统，提供了精度非常高的位置服务，通过利用三维场景中的人员定位服务，就可以掌握作业人员的分布情况。此外，可以利用历史轨迹查询，选择其中存在的人员，可以获取一定时间的轨迹范围，从而满足事后追溯的需求。最后，网络监控。在该系统中，网络对三维GIS技术使用产生了决定性影响，依托网络设备可以将获取到的信息传输到系统，各类管理人员可以掌握开采情况和预警信息。

　　安全监控系统实现后，最终可以提供安全监管和重大危险源管理两种服务。一方面，依托安全监管功能，利用监测设备掌握各类预警信息，对预警进行统计分析，从而得出矿区安全管理的情况。安全管理人员也可以按照预警信息进行查看，检查相应故障设备存在的问题，还可以采取多种方式告知各类人员，避免对开采活动带来影响。在这种预警信息获取后，就可以判断系统的有效性，并且提出系统优化的意见，以此推动矿山智慧建设的水平。另一方面，在三维场景中，需要把握矿区的真实情况，直观体现各类危险源的分布趋势，按照规定等级对其分类，提出针对性地处理措施，避免对开采活动带来消极影响。

　　3.3应急救援管理

　　在矿山建设中，大部分矿山资源都采取了井下开采方式，但是井下环境呈现复杂性、多样性，很容易出现塌陷、崩塌等安全事故，依托三维GIS技术形成的应急救援系统，可以为救援决策提供数据支撑，降低对受困人员及设备的影响程度，逐步提升救援方案的科学合理性。应急救援功能由两个部分组成，首先，应急救援管理。在该层面中，利用三维GIS技术形成的信息系统，可以获取以往灾害救援的信息，从而掌握各类资源的投入情况。并且，利用三维场景所提供的功能，对救援路线进行明确，以动态化进行呈现，可以很好发挥灾害事故前培训与事故救援指导的作用。此外，也可以对缓冲区分析，找出最佳的救援路径，确保救援人员更快速度到达事故地，以此保障开采人员的生命安全。其次，应急救援指挥。在该部分中，可以对安全事故启动及处理流程进行全面跟踪，主要涉及事故预警、事故进展、事故处理等。在安全事故处理中，应当对事故处理情况及时记录，而且也需要进度记录，在安全事故救援指挥中，可以自动事故报告，实时查看事故中的人员位置，并且也可以获取事故地最近的人员定位，以此对救援资源的合理配置。

　　3.4综合统计

　　三维GIS技术可以为智慧矿山建设系统提供综合统计的功能。首先是可以对矿区开采数量、开采储量等产能信息进行全面获取，其次是可以掌握预警、告警等信息，并且借助统计表的形式进行体现。在统计功能的支持下，矿山管理人员能够直观了解到矿山建设情况，明确其中存在的安全隐患，也可以对预警频率最高的区域进行重点关注，避免灾害事故的突发。另外，系统中包括了矿山多种信息资料，特别是人员资料，能够按照学历、工种、性别等进行统计，适时地针对员工提供专业培训，同时掌握其健康情况，提供更加有效的方式保护从业人员的生命安全。

　　4结束语

　　综上所述，在矿山建设中，应当重视三维GIS技术的作用，结合矿山建设的需求，加快推动智慧矿山的建设，逐步形成安全高效的矿山开采环境，确保矿山开采目标实现，以此推动矿山事业的持续发展。

　　参考文献

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