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| 編輯推薦： |
序
矿业是制造业的基础产业之一。近年来，随着智慧矿山两化融合互联网＋等概 念的提出，矿山企业越来越重视运用先进的IT技术对矿山生产作业过程与经营管理流程进 行优化与改造，并开始了探索性的实践与尝试。
面对市场变化的不确定性和科技进步带来的机遇与挑战，加工制造业可以通过不断地创 新和开发新产品来平衡市场价格的变化对企业效益的影响。现今，数字化转型在先进的制造 业中具有较多的成功案例。然而，对于矿山来讲，利用矿产品价格的波动周期、成本的降低 和生产力的挖掘等易于实现的方式都已不再产生太大的作用，矿山企业只能通过生产工具的 进步和技术与管理模式的创新来减少价格波动对企业经济效益带来的影响，从而实现降低生 产成本、提高生产效率，以及完成跨越式提升的目的。
智慧矿山技术是指在矿山数字化的基础上，利用系统工程理论及网络、自动控制和人工 智能等技术，以开采环境数字化和采掘装备自动化为特质，实现采矿设计、计划、生产、调度 和决策等过程的智能化。它代表着现代矿山的信息化发展进入了新阶段。智慧矿山技术的实 现方式主要有：通过生产技术的协同来强化标准化作业和实现信息共享；通过流程控制来实 现任务明确、
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| 內容簡介： |
内容简介
本教材是采矿与岩土工程专业课教材。通过学习， 学生可掌握智慧矿山技术的基本概念 和体系结构、 数字采矿软件基本操作、 矿床开采方式可视化和优化方法、 工程结构数值分析 和参数优化、 数字化采矿设计与可视化计划编制技术， 了解仿真模拟、 安全管控、 智能采矿 装备与自动化采矿技术的发展方向， 其目的是培养学生能利用数字化技术及手段解决矿山开 采的设计与优化问题， 并能将前沿的信息化智能化技术融入矿业领域中。
教材结合课程进度安排了 8 次实践教学， 通过上机操作掌握： ①数字采矿软件操作方法、 数字地形建模方法、 露天填挖方建模与方量计算方法、 井巷建模与工程量核算方法、 空区建 模与经济指标核算方法； ②地质数据建模方法、 空间插值与许价方法； ③开拓系统可视化优 化方法、 通风系统可视化优化方法； ④工程结构数值分析、 参数优化方法； ⑤露天数字化开 采设计、 地下数字化开采设计； ⑥露天矿中长期及短期生产计划编制方法、 地下矿采掘计划 编制方法； ⑦生产过程仿真模拟、 安全生产仿真模拟； ⑧露天矿可视化生产管控系统、 地下 矿可视化生产管控系统。内容简介
本教材是采矿与岩土工程专业课教材。通过学习，学生可掌握智慧矿山技术的基本概念 和体系结构、数字采矿软件基本操作、矿床开采方式可视化和优化方法、工程结构数值分析 和参数优化、数字化采矿设计与可视化计划编制技术，了解仿真模拟、安全管控、智能采矿 装备与自动化采矿技术的发展方向，其目的是培养学生能利用数字化技术及手段解决矿山开 采的设计与优化问题，并能将前沿的信息化智能化技术融入矿业领域中。
教材结合课程进度安排了8次实践教学，通过上机操作掌握：①数字采矿软件操作方法、 数字地形建模方法、露天填挖方建模与方量计算方法、井巷建模与工程量核算方法、空区建 模与经济指标核算方法；②地质数据建模方法、空间插值与许价方法；③开拓系统可视化优 化方法、通风系统可视化优化方法；④工程结构数值分析、参数优化方法；⑤露天数字化开 采设计、地下数字化开采设计；⑥露天矿中长期及短期生产计划编制方法、地下矿采掘计划 编制方法；⑦生产过程仿真模拟、安全生产仿真模拟；⑧露天矿可视化生产管控系统、地下 矿可视化生产管控系统。
完成本教材的学习后，学生将能结合所学的数学与计算机科学知识、工程基础知识、采 矿工程学科基础知识及其他专业知识分析和解决矿山数字化开采的实际问题；能针对不同的 采矿技术条件设计优化方法；能在设计采矿方案、分析和解决采矿问题时考虑信息化和智能 化先进技术。
本教材主要作为高校本科生的专业课教材，同时也可作为研究生和采矿行业科学研究者 在智慧矿山技术的学习和研究过程中的辅助资料。
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| 關於作者： |
作者简介
王李管，中南大学二级教授，博士生导师。现任中南大学数字矿山研究中心主任，中国有色金属学会矿山信息化智能化专业委员会主任。长期从事数字矿山技术、采矿岩石力学问题和安全技术与工程方向的研究。主持完成了30余项科研课题的研究工作，获得国家科技进步二等奖2项，省部级奖励14项等。
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| 內容試閱：
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前 言
数字矿山是指以矿产资源开发过程中的数字化信息为基础，对资源、规划、设计、生产 和管理进行数字化的建模、仿真、评估和优化，并持续应用于矿山生产全过程的新型矿山技 术体系和生产组织方式，也称数字化矿山。数字矿山综合考虑矿山地质、测量、采矿等生产 环节的技术特点，借助地质统计学理论、最优化方法、可视化仿真技术、软件技术、网络技术 和自动化技术，构建三维地质模型和资源价值模型，优化开采方案、采矿设计和生产计划， 监控和管理采矿生产过程，保障矿山生产安全，降低矿山经营风险，提升矿山综合竞争力。 数字矿山技术的出现给矿山的生产技术和管理模式的变革注入了新的活力，带动了技术规 范、标准、流程和方法的革新。
智慧矿山在矿山数字化的基础上，利用系统工程理论及网络、自动控制和人工智能等技 术，以开采环境数字化和采掘装备自动化为特质，实现采矿设计、计划、生产、调度和决策等 过程的智能化，是现代矿山信息化发展的新阶段。
本教材主要面向我国有关高等院校的地质工程、测量工程、采矿工程、岩体工程和安全工程专业的本科教育，同时面向这些高校的自动化工程、信息工程、计算机工程和管理工程 专业的本科教育。另外，它也可作为相关专业研究生和大专生的教学参考书。本教材旨在传 授新思想、新方法和新技术，使未来的采矿工程师和矿业科研工作者掌握扎实的智慧矿山相 关理论和专业技术。
本教材共由8章组成，依次为第1章绪论、第2章矿山空间数据获取与应用、第3章矿 山地质数据建模与空间插值技术、第4章基于空间信息模型的采矿系统工程、第5章矿床开 采方式与优化、第6章数字化采矿设计、第7章矿山生产计划编制技术、第8章矿山数字化 采矿生产与安全管控系统。
本教材内容不仅给学生传授了与智慧矿山技术相关的概念、方法和技术，同时在一些重 难点的章节，给出了具体的智慧矿山建设实例，便于学生消化吸收。另外，与教材内容配套 的还有实践教学，以让学生在完成课程的学习后，学以致用。
本书在专业体系结构、内容舍取、论述方法等方面都做了新的尝试，对编写小组来说，是一个不小的考验，也是一次挑战。来自中南大学、东北大学、北京科技大学、重庆大学、武 汉理工大学、福州大学、江西理工大学、新疆大学、河南工程学院、西南科技大学、南华大 学、西安建筑科技大学、内蒙古工业大学、湖南科技大学、昆明理工大学、攀枝花学院的多名专家、教授、学者参与了本教材的编写工作。对以上专家、教授、学者的辛勤工作和无私奉献表示由衷的感谢！也对教材中所涉及的 知识和成果的所属单位和作者表示真诚的感谢！此外，中南大学博士生陈鑫、彭平安、王晋淼、钟德云、任助理、张炬，硕士生李金玲、刘定一、吕青海、宋华强，长沙迪迈数码科技股 份有限公司袁睿栋、杨新峰、谭期仁等对本书的编写、校核、绘图工作付出了艰辛劳动，在此 一并表示衷心的感谢。
本书虽是由多位长期在教学和科研第一线的专家、教授和学者编写，但不足和错误之处在所难免，希望各位读者不吝赐教、批评指正。
编 者
2019 年 3月
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