從(cong) 石器時代的第一塊燧石,到工業(ye) 革命的鋼鐵洪流,再到信息時代的芯片基石——礦產(chan) 資源始終是人類文明躍升不可或缺的戰略支撐。可以說,沒有礦產(chan) 資源的開采與(yu) 利用,就沒有今天繁榮的人類社會(hui) 。
然而,“登天容易,入地難”。隨著淺層礦產(chan) 逐漸枯竭,現代礦業(ye) 不得不向更深的地殼、更遠的深海、更複雜的地質環境進軍(jun) 。此外,傳(chuan) 統的粗放式礦山開發模式已難以適應新時代對安全、高效與(yu) 綠色發展的要求。這不僅(jin) 是對技術極限的挑戰,更是對人類智慧與(yu) 毅力的考驗。
△貴州赫章縣黃家山露天煤礦。
在這場轉型的關(guan) 鍵時刻,人工智能、大數據、物聯網等前沿科技,正在推動傳(chuan) 統礦業(ye) 從(cong) 人力密集型作業(ye) 邁向無人化、智能化開采的新紀元。6月26日,由中國行業(ye) 報協會(hui) 礦業(ye) 融媒體(ti) 專(zhuan) 業(ye) 委員會(hui) 主辦,中國礦業(ye) 報社、埃克森美孚中國承辦的2025年礦智行暨礦山技術交流會(hui) 在貴州貴陽舉(ju) 行。會(hui) 上,自然資源部科技發展司原司長姚華軍(jun) 指出,當前全球正經曆一場深刻的數字革命,我國作為(wei) 礦產(chan) 資源生產(chan) 與(yu) 消費大國,在政策賦能、技術突破與(yu) 市場驅動等多種合力的推動下,礦產(chan) 資源開發利用技術與(yu) 新一代信息技術正在進行深度融合。“智能礦山建設迎來了新的曆史發展機遇。”
政策引領,智能礦山多點開花
近年來,我國智能礦山建設呈現全麵鋪開、重點突破的良好態勢,成為(wei) 推動礦業(ye) 高質量發展的新引擎。
在貴州,近三年新增智能化采掘工作麵建成69個(ge) ,智能化煤礦12處,累計建成綠色礦山832座;內(nei) 蒙古則有70%的在產(chan) 煤礦完成智能化建設,智能化煤礦數量達209處,產(chan) 能突破10.87億(yi) 噸/年,高效運行的智能化采掘工作麵281個(ge) ;新疆方麵,截至去年,庫車市俄霍布拉克煤礦、準東(dong) 經濟技術開發區準東(dong) 煤田大井礦區二號礦井、南露天煤礦成為(wei) 全國智能化示範煤礦,烏(wu) 東(dong) 、俄霍布拉克、準東(dong) 煤田大井礦區二號礦井為(wei) 井工礦,均已實現地麵“一鍵啟停、規劃截割、智能控製執行”的生產(chan) 模式……
《2025智能礦山暨無人駕駛行業(ye) 藍皮書(shu) 》顯示,中國智能礦山市場規模正以年均超10%的速度增長,預計2025年市場總額將達670億(yi) 元,2035年將突破1200億(yi) 元。
姚華軍(jun) 表示,近年來,國家層麵對智能快門的頂層設計製度日趨完善,逐步形成了中央統籌部委細化、地方落實等多級推進機製。2020年2月,國家發展改革委等八部門聯合發布《關(guan) 於(yu) 加快煤礦智能化發展的指導意見》以來,人工智能、工業(ye) 物聯網等技術與(yu) 煤炭開發利用的深度融合成為(wei) 重點發展方向。2023年6月發布的《智能化礦山數據融合共享規範》發布,打通了“數據孤島”,破除了“信息煙囪”。
隨後,2024年4月,《關(guan) 於(yu) 深入推進礦山智能化建設促進礦山安全發展的指導意見》進一步要求,到2026年,建立完整的礦山智能化標準體(ti) 係,推進礦山數據融合互通,實現環境智能感知、係統智能聯動、重大災害風險智能預警,全國煤礦智能化產(chan) 能占比不低於(yu) 60%,智能化工作麵數量占比不低於(yu) 30%,智能化工作麵常態化運行率不低於(yu) 80%,煤礦、非煤礦山危險繁重崗位作業(ye) 智能裝備或機器人替代率分別不低於(yu) 30%、20%,全國礦山井下人員減少10%以上,打造一批單班作業(ye) 人員不超50人的智能化礦山。
各地政府積極響應國家政策,貴州、新疆、山西、內(nei) 蒙古等地相繼以政策引導推動省級智能化示範工程建設,差異化推進礦山智能化轉型。“這些政策不僅(jin) 為(wei) 行業(ye) 劃定了發展方向,更通過產(chan) 能、核增、稅收優(you) 惠等機製,將智能化改造從(cong) 原來的可選項逐步升級為(wei) 必選項。”姚華軍(jun) 說。
AI賦能,礦業(ye) 發展迎來新機遇
智能化是礦業(ye) 實現提質增效的重要路徑,也是降低礦業(ye) 開發成本、提升作業(ye) 效率、保證綠色發展的關(guan) 鍵。隨著AI技術的廣泛應用,礦業(ye) 領域正在經曆一場深刻的變革。
在找礦勘查方麵,2024年,比爾·蓋茨、亞(ya) 馬遜創始人傑夫·貝佐斯等人投資的AI探礦技術初創公司KoBold Metals在讚比亞(ya) 發現了巨型銅礦;在生產(chan) 管理方麵,今年3月,擁有秒級風險處置能力和全場景AI覆蓋的AI非煤礦山項目在湖北省保康縣投用。在綠色礦山方麵,海南省定安大嶺礦山項目創新運用數字孿生、三維智能倉(cang) 儲(chu) 、“源網荷儲(chu) ”一體(ti) 化等先進技術,實時追蹤項目碳排放數據……
△礦工在智能終端前值守。
中國地質大學(北京)教授、美麗(li) 中國研究中心副主任朱清對《中國報道》記者說:“在礦業(ye) 領域,AI的作用是替代人工勞動,目前已在找礦勘查、地質數據和圖像處理、三維地質建模、災害預警等發揮重要作用,更加準確和快速地預測未來發生的情況。”
國家礦山安全監察局副局長裴文田近日在解讀《關(guan) 於(yu) 加強新時代礦山安全文化建設的指導意見》時表示,礦山企業(ye) 可根據實際需要和經濟發展水平,采用各種新技術、新手段、新方式來營造濃厚的安全氛圍,推動AI、大數據等技術在礦山安全文化建設中的應用。
朱清表示,目前全球AI探礦初創企業(ye) 已經超過100家。在我國,中國地質科學院礦產(chan) 資源研究所、中國地質大學、中南大學、中山大學等多支團隊都在該領域作出了突出貢獻,在理論和技術上都有諸多創新,在實際找礦應用中也有突破。
但朱清指出,AI在礦業(ye) 領域的應用麵臨(lin) 著地質數據獲取與(yu) 處理難度大、數據質量和結果可靠性有待提高以及數據隱私和安全性需加強的問題。
“要打造一個(ge) 高質量數據平台。”朱清認為(wei) ,當前,在世界範圍內(nei) ,針對全球地質狀況和主要礦產(chan) 資源規律的係統研究相對較少。“一旦我國科學家成功建立全球數據的收集和挖掘體(ti) 係,並將其融入現有的平台,將顯著提升我國在世界礦業(ye) 界的地位。同時,這將有利於(yu) 全球礦業(ye) 治理,為(wei) 其提供有效的抓手和工具。”
此外,朱清建議,要持續優(you) 化算法和算力模型,完善數據更新維護機製,強化安全管理,並推動AI與(yu) 智能設備以及大數據技術等領域跨界融合創新。
無人化智能裝備成重要趨勢
沒有智能裝備,智能礦山的建設就無從(cong) 談起。在礦山生產(chan) 、安全、經營與(yu) 管理等各個(ge) 環節,智能裝備發揮了不可替代的作用,其中無人化智能裝備更是成為(wei) 行業(ye) 發展的關(guan) 鍵趨勢。
在位於(yu) 西藏拉薩東(dong) 部墨竹工卡縣的紫金礦業(ye) 巨龍銅礦,這個(ge) 海拔5455米的高原礦區上,十幾台載重240噸的7米多高的無人駕駛礦卡每天都在日夜繁忙有序地拉運。此外,為(wei) 改變操作人員在戶外高寒低氧的艱苦環境,紫金礦業(ye) 升級電鏟遠程智控,徹底將電鏟等大型設備的操作從(cong) “現場”轉移至“辦公室”,讓操作人員可以在恒溫、恒氧、安全舒適的辦公環境內(nei) 完成生產(chan) 任務。
△純電無人駕駛礦卡在礦山作業(ye) 。
去年發布的《關(guan) 於(yu) 深入推進礦山智能化建設促進礦山安全發展的指導意見》提出,到2030年,建立完備的礦山智能化技術、裝備、管理體(ti) 係,實現礦山數據深度融合、共享應用,推動礦山開采作業(ye) 少人化、無人化,有效防控重大安全風險,礦山本質安全水平大幅提升。
從(cong) 事15年智能化設備研發的山河智能湖南山河礦岩裝備有限公司產(chan) 品經理王歡在接受《中國報道》記者采訪時說:“當前,無人化的礦山設備市場需求很大,其能夠滿足綠色智慧礦山的建設需求,在提高礦山連續開采作業(ye) 能力的同時,保障人員安全。”
據了解,在礦山領域,山河智能堅持“先導式”創新,依托公司國家級企業(ye) 技術中心、創新研究平台,研發了從(cong) 鑽、挖、運、破、選、冶等一係列成套礦山裝備,從(cong) 信息化、智能化、無人化三個(ge) 層次滿足智能礦山建設。
王歡說:“以無人化鑽機為(wei) 例,該設備已在新疆五彩灣煤礦、玉龍銅礦等30多個(ge) 礦山應用,其工作效率達到人工的80%—90%。目前,無人化鑽機可在完全無人的環境中進行開孔和打孔作業(ye) ,完成後自主尋找下一個(ge) 鑽孔,無需人工幹預。此外,在打孔過程中出現異常,接管平台可以進行遠程操作,將設備移出至安全區域,並且能夠切換並控製多台設備。”
美卓(天津)投資有限公司技術支持總經理施愛加認為(wei) ,金屬需求的提升和礦山開采品位下降導致的結果是礦山規模不斷變大,生產(chan) 成本不斷降低。“這對礦山設備就有了高要求,大型化、自動化、智能化、高效化的設備更受歡迎。以美卓配備智能專(zhuan) 家係統的磨機為(wei) 例,該設備能夠優(you) 化現場運行參數,降低運行成本和故障率,為(wei) 業(ye) 主提供更可靠的智能化生產(chan) 運行,實現無人值守運行。”
埃克森美孚中國企業(ye) 投資有限公司總工程師賀雲(yun) 峰表示,當前,智能化、綠色化礦山設備往往運行負荷時間長、維護不便,潤滑安全一直麵臨(lin) 著嚴(yan) 峻挑戰。通過全生命周期潤滑管理,可有效幫助提升設備運行可靠性、延長使用壽命、降低非計劃停機風險及綜合運維成本,從(cong) 而助力礦山企業(ye) 在複雜嚴(yan) 苛的作業(ye) 環境中實現安全、高效與(yu) 可持續發展的綜合目標。
盡管我國智能礦山建設取得了一係列突破性進展,成為(wei) 推動礦業(ye) 轉型升級、實現高質量發展的關(guan) 鍵動力,但在實際推進過程中仍麵臨(lin) 不少挑戰和短板。多位受訪專(zhuan) 家指出,當前部分技術裝備在複雜地質條件下的適應能力仍有待提升,智能化係統運行的穩定性和可靠性不足,算法“水土不服”、響應失效等情況時有發生,製約了智能技術在深部礦體(ti) 、高地應力、高寒高原等極端環境中的有效應用。
與(yu) 此同時,隨著數智技術的快速迭代,行業(ye) 頭部企業(ye) 已率先探索“軟硬協同”的深度融合模式,通過定製化軟件平台與(yu) 智能硬件的高度匹配,實現礦山全流程的高效聯動與(yu) 智能決(jue) 策。然而,對於(yu) 多數中小型礦山而言,受限於(yu) 資金投入和技術儲(chu) 備,往往更傾(qing) 向於(yu) 采購標準化、模塊化的硬件設備,對軟件係統的深度開發和集成應用關(guan) 注度不高,導致智能化水平參差不齊,整體(ti) 效能難以充分發揮。這一發展不平衡現象反映出我國智能礦山建設仍處於(yu) 由點及麵、由示範向普及延伸的關(guan) 鍵階段,亟需進一步加強頂層設計、分類施策,推動形成覆蓋全行業(ye) 、兼顧不同規模礦山的智能化發展生態。




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