可在办公室生成矿床模型、矿山采掘计划，并与采场设备相联系，形成动态管理与遥控指挥系统。此外，专家系统、神经网络、模糊逻辑、自适应模式识别、遗传算法等人工智能技术、GPS技术、并行计算技术、射频识别技术以及面向岩石力学问题的全局优化方法、遥感技术等已在智能矿山地质勘探调查与测量、智能矿山设计、智能矿山开采、计划与控制、矿山灾害遥感预报等研究领域得到应用[4]。
2.2 数字矿山原型：遥控采矿
国际著名矿山企业——加拿大国际镍公司（Inco）从20世纪90年代初开始研究遥控采矿技术，目标是实现整个采矿过程的遥控操作。Inco公司给遥控采矿下的定义是[5]：“利用目前最先进的技术，包括地下通讯、定位、工艺设计、监视和控制系统，去操纵采矿设备与采矿系统。”遥控采矿工艺包括自动凿岩、自动装药与爆破、自动装岩、自动转运、自动卸岩和自动支护等，其技术基础是高速地下通讯系统和高精度地下定位、定向系统（要求达到mm级）。
现在，Inco公司已研制出样机系统，并在加拿大安太略省的萨德泊里盆地的几家地下镍矿试用。实现了从地面对地下矿山进行控制，甚至可以从400Km以外的首都多伦多对地下镍矿的采、掘、运活动进行远距离控制。遥控采矿的核心部件是Inco公司开发的一个能在地下获取定位数据的名叫HORTA的装置。将该装置安装在地下观测车上，当观测车在地下或矿体内部巷道中漫游时，HORTA就会利用其激光陀螺仪和激光扫描仪在水平和垂直面上扫描矿山巷道的断面，进而产生巷道的三维结构图。Inco公司还计划将HORTA完善后，将其安装在钻机上。届时，安装了HORTA装置的钻机将自动驶往目标巷道，自动完成开凿作业，然后再自动驶往下一巷道。
目前，Inco公司在Stobie矿和Greighton矿分别有6台和8台遥控采矿设备投入运行[5]。1999年6月，Inco公司在地面的一幢大楼内设立了一个中央控制站，对该公司所属的多个矿山、多个矿体的开采活动进行集中自动控制。由此，地下矿山的采、掘、运均实现了无人作业，即无人采矿（hands-off mining），仅当设备出现故障时，维修人员才会到达采掘现场。
基于遥控采矿的技术特点，设想未来的数字矿山的原形系统如图1所示：
远距离高速通讯网络
地面控制中心（OA+ MGIS）
无人采矿设备
井上/下自动定位与导航
采矿模拟与分析系统
数据采集与快速更新系统
决策与仿真控制系统
工况动态监测与实时反馈
图1 数字矿山原型
2.3 中国矿山面临的挑战
建国以来，中国矿业经过半个世纪的快速发展，已建成国有矿山近万座，集体矿山和其他非国有矿山20多万座，年开采矿石量超过50亿t，从业人员2100万，带动了300座以采矿和矿产品加工为支柱产业的矿业城市的兴起（其中煤炭城市54座）。乡及乡以上的矿产采选业产值占GDP的6.27%(1997年)；全国固体矿产产值占世界产值的16.5%(1996年)，居世界第二位，能源矿产产值占世界的9.1%（1996年），居世界第三位。中国已由一个矿业弱国跃入世界矿业大国的行列[6]。
但近5年来，中国矿业与矿业城市遇到了空前的生存与发展困境，如矿竭城衰、减产限产、低位运行、大量失业等。原因主要是[6]：1）矿业投入不足，后备储量缺乏，技术装备普遍落后于国外15~20年；2）矿产资源利用水平不高，全国矿产资源总回收率为30~50%，比发达国家低10~20%；3）矿业开发过程中生态环境问题日趋突出，采选所造成的环境污染严重，来自环境的压力与日俱增。此外，来自国际市场的高产、高效、高质量、低成本的矿产品的竞争，以 |
