(4)生产过程安全监控与预警功能；
          (5)生产过程虚拟现实功能；
          (6)生产信息及办公自动化管理功能。
          五、数字矿山建设关键技术
          数字化矿山是将数字矿山中的固有信息数字化，按三维坐标组织起来一个数字矿山，全面、详尽地刻画矿山及矿体的基础上再嵌入所有相关信息组成一个意义更加广泛的多维的数字矿山。我们认为后一个层次才是真正的"数字矿山"，而"数字矿山"是需要多数字矿山建设是一个复杂的系统工程，不可能一蹴而就，需要个学科、高校、科研院所和煤炭企业的科技人员协同作战、长期奋斗才能实现的。基于数字矿山建设的目标和主要内容，对现代先进技术进行集成创新，根据不同的矿山企业的特点制定符合企业实际的数字矿山建设总体技术方案。
          5.1生产调度与监测监控技术
          生产调度系统是煤矿安全生产管理中的重要手段之一，在煤炭生产中发挥着非常重要的作用。在地面，它是行政通信系统不可缺少的重要补充部分，因为煤矿生产规程中规定，在地面如绞车房、中央变电站等重点部位要安装行政、生产两套通信设备，保证在一个系统出现故障，另一个系统能满足生产的需要。在井下，生产调度通信系统则是主要的通信手段，井下各生产环节的信息主要通过该系统来传递。生产调度与过程控制建立在综合通讯系统平台上，以实现对人员设备跟踪定位、设备运行状态控制以及视频监视系统和虚拟现实系统，实现对采矿生产调度与过程控制，只有建立了功能完善的生产调度与过程控制系统才可能实现危险作业场所遥控采矿和无人采矿。矿山各种数据使用不同种类的传感器进行采集，采用工业以太网、PLC智能控制及视频监视系统，实现对矿井提升、运输、通风、排水、矿物加工过程等系统及设备的智能化集中监控。矿井人员跟踪定位及考勤管理系统采用先进的远距离射频识别技术(RFID) 、通讯技术和计算机软件处理技术,并采用双频点长短波频率实现可靠的双工通信。首先由KFD - 3 型人员跟踪定位分站不断产生132. 3 kHz 低频编码电磁波信号经发射天线发射出去,用来激活进入该区域的由入井人员随身携带的KGE26 射频标识卡(未进入发射天线工作区域标识卡不工作) 并将加密的载有目标识别码的信息经卡内高频发射模块发射出去;同时分站把接收天线接收来自KGE26 标识卡的高频载波信号经过放大后,经软件解调、解码处理后提取有效的目标识别码通过DPSK或RS485 通讯线传输到地面监控主机, 再由主机运行在WINDOWSP2000 和SQLSERVER 环境的人员跟踪定位及考勤软件进行处理、统计、存储、显示和网络共享。从而实现对矿井人员自动识别、跟踪定位和考勤管理,为事故抢险救灾提供技术支撑。
          5.2矿山安全监控系统及环境监测技术
          矿山井下生产过程中，主要的危害有岩体破坏、有毒有害气体、火灾等。因此，必须建立起有效的综合安  全监控与预警系统矿山综合安全监控与预警系统采用传感器采集各种数据，安全检测系统采用时分制分布式结构，主要由地面监控主机、数据库服务器、网络终端、图形工作站、通信接口、避雷器、系列监控分站、各种传感器和控制执行器等部分组成。具有良好的开放性和可伸缩性，采用模块化设计，组态灵活。监控中心运行在标准的Ethernet TCP/IP网络环境，操作系统平台为中文Win2000，可方便实现网上信息共享和网络互联。支持Internet/Intranet模式的Web系统综合监控信息浏览。系统显示画面采用文本、图形兼容方式，显示信息直观、生动，具有实时多屏显示功能，实时数据存储和各种统计数据存储能力。数据存储时间长、查询和报表功能丰富，格式可由用户编排。有系列化，多用途监控分站，功能丰富，具有甲烷断电仪及甲烷风电闭锁装置的全部功能。有完善的数据停电保存能力，确保监测数据和设置数据信息不丢失。配有智能口，可采用RS485通讯方式的各种传感器及设备。系统具有自检功能，可对分站、电源、传感器、电缆等设备进行诊断，能报警和记录并自动切断故障支路。有完善的多级口令保护功能。系统设备具有完善的故障闭锁功能，当与闭锁有关的设备未投入正常运行或故障时能切断与之有关设备的电源并闭锁。
          通过传感器对井下各种气体进行及时预测、预报，而且能及时、准确、连续的监测现场瓦斯、CO变化情况及设备运行参数，对瓦斯超限实行自动报警和断电控制，传感器所监测到的数据能及时反应到地面中心站，对井下环境参数连续监测收到了良好的效果。为生产调度提供及时准确的信息，并可通过对所存储的数据进行曲线分析，对研究瓦斯、CO、风速等变化规律，掌握气体变化动态，及时消除事故隐患具有重要参考价值，提高了矿井"一通三防" 的管理水平。同时通过以太网综合通讯平台进行数据传输，数据在主控中心采用专用的分析及预警软件进行分析，及时发现和预测灾害。使采矿在更加安全、高效、低耗的条件下进行。地压灾害也是矿山开采中灾害之一，微震是矿岩变形、裂纹开裂及扩展过程的伴生现象，它与矿岩的力学行为有着密切的相关性，因而信号中包含了大量的关于围岩受力破坏以及地质缺陷活化过程的有用信息，通过精密的仪器检测、分析，可以推断矿岩的力学行为，估测矿岩是否在发生破坏。微震事件的位置及强度反映了岩体内发生的变形或破坏的位置及其强度。因此，建立微震系统不仅能够起到监测灾害的目标，还能起到预警的作用。微震系统在众多领域获得了广泛应用，国内外许多矿山已经或开始建立微震监测系统。基于微震的安全监测及预警系统采用网络化结构，通过在监测区域外围布置微震探头，构成监测网络，数据传输采用泄漏电缆、普通的双绞线或光纤。
          5.3 矿山综合通讯技术
          作为生产管理人员、电机车司机、皮带维护工和其它流动人员的主要通信手段，井下无线通信系统保证了这些人员能够与生产调度室及时取得联系。它具有安装快捷，能在较短时间内形成局部移动通信系统的特点。系统能与矿井行政、生产通信系统实现组网，特别是当井下发生紧急情况时，可为井下提供能及时与地面联系的工具，对抢险的组织非常有帮助。井下／井上通信系统作为生产调度通信系统的补充在矿井生产安全等方面起重要作用，矿山综合通讯同一网络能够同时传输语音、图像、数据等各种信息，使语音、视频、数据三网合一，图2为综合通讯系统示意图。
        
        图2
          适宜于井下／井上综合通讯系统的成熟通讯技术有：基于泄露通讯机制的井下／井上综合通讯技术；基于光纤的有线综合通讯技术；基于IEEE802．11．b通讯协议的无线综合通讯技术等。数字矿山在实际建设中，可以根据矿山企业的实际和需求情况，选择适合矿山企业需求的综合通讯系统。基于IEEE802．11．b通讯协议的无线综合通讯手段，能够为井下／井上综合通讯系统的创建提供关键技术，矿山下／井上综合通讯系统将建成井下无线通讯的有结构网络，即无线工作站(如电脑、手机、摄象机等等)无线方式接WAP：Wirless AccessPoint(无线接人点y)，无线接人点(WAP)之间用线缆连接，构成有线网，而在井上采用线缆或光纤直接与矿山的局域网(LAN)系统连接，形成一个功能完善的井下／井上综合通讯系统平台。如图3
        
        图3
          井下无线通讯核心技术是采用微蜂窝和信道动态分配技术，从而大大地提高了频率的使用率和系统的容量。小灵通小区基站与手机之间采用了时分双工模式TDD，其无线信道基于时分多址TDMA结构，语音编码采用32kbit/s AD PCM方式，提高了话音通信质量，增强系统的保密性；使用分集天线接收，加强了系统的抗干扰能力。PHS产品技术较以前的产品，无论是业务侧、网络侧，还是无线侧、终端，都已经取得了突破性的进展，到目前为止PHS已经形成了由服务提供商（SP）、网络运营商、设备提供商、终端商和用户组成的完整的产业链。
          5．4 资源与开采环境可视化建模与评价技术
          资源及开采环境可视化建模与评价主要实现两个方面的目标：一是资源评价，主要采用可视化建模方法和虚拟现实技术完成矿床模型的建立，用以表征矿床有用元素的空间分布情况和对资源状况进行科学合理的评价；二是开采环境评价，通过建模技术全面掌握矿床和岩层分布、岩体质量、构造特征、已有井下工程的分布状态等影响矿床开采的技术条件和关键工程指标。
          资源及开采环境可视化模型是数字矿山建设的基础，只有完全掌握了矿床及井下开采环境情况，才能够为数字矿山的建设提供基础平台，数字矿山建设后续的通讯系统、生产调度及人员设备定位、生产过程安全监控与预警系统、生产过程虚拟现实系统都需要以此为基础平台进行设计开发和系统运行。
          资源及开采环境可视化建模采用TIN(不规则三角网)技术产生数字地形表面模型和地质体(包括床体、岩层及断层)实体线框模型，同时采用变块技术建立矿床资源评价块段模型。最终采用地质统计学方法对块段模型进行估值，得出既有结构性又具有随机性的复杂地质体的空间分布及品位和开采环境综合评价技术成果，并在此基础上进行开采方案优化与设计。
          目前，实现这一功能的软件主要有两种：一种是地理信息系统专业软件，如MAPGIS、MGIS、GeoMap等；一种是以地质和采矿为主的可视化矿山工程软件，如Datamine、Surpac、Micromine、Minesight等。这两种软件都有各自的优势和不足，地理信息系统软件技术能够较好的模拟和表现矿床的地质体外部特征，但是在储量空间分布估值和三维可视化采矿设计方面功能不完善；数字矿山工程软件在模型模拟方面不是很突出，但在储量空间分布估值和采矿设计方面提供了强大的工具。
          六 结 语
          数字矿山是一个科学、系统的概念，也是一种动态持续的过程，是符合适应建设信息化社会要求的矿山信息化的完整解决方案，数字矿山实施的成功，将对我国煤炭资源行业实现结构优化重组和应对国际市场竞争的能力有着积极重要的作用。
          数字化矿山技术正在进入一个新的飞速发展时期, 计算机技术、微电子技术的不断突破给这一领域注入了新的活力。数字化矿山是另一个飞速发展的领域, 全面推进信息化装备的应用，使矿山企业综合信息网络化、过程控制自动化、安全管理信息化、生产集约高效化，实现信息与业务之间完全融合、信息共享，将是数字化矿山发展的更高追求。