引言:矿山行业普遍存在生产效率低、安全风险大、数据孤岛、环境压力重等痛点。近年来矿难事故频发、产业转型升级压力加大。数字化/智慧矿山系统通过数据实时监控、智能分析、安全预警、无人化作业、智能调度等核心功能,既能提升效率,降低人工依赖,也可实施主动安全防控、支撑决策科学化,使矿业向绿色、安全、高效转型。
一、行业洞察:痛难点与数字化智能化趋势
推动矿山智能化建设的核心动因是什么?政策/产业层面现状如何?
政策层面,国家高度重视矿山智能化建设。2023年《关于深入推进矿山智能化建设促进矿山安全发展的指导意见》提出“到2026年煤矿智能化产能占比达60%以上”。安全要求、人口红利减退及产业提质增效,是智能化加速的主要动力。
从产业看,煤矿、金属矿等不同类型矿山均加快布局智能化——如5G/AI/大数据应用、机器人替代一线高危岗位、生产流程自动化控制等。全国已建成1800余个智能化采掘面,机器人无人车辆等装备大规模投入。
矿山安全和生产运营管理的短板有哪些?
一是隐蔽致灾因素管控难,重大灾害风险预警响应速度有限;二是各部门数据割裂难以联动;三是生产计划与调度依赖人工经验,难以最优配置资源;四是人员管理、环境监测等传统方式滞后,难以满足绿色、安全发展需求。

二、数字化矿山安全解决方案核心解析
智慧矿山安全管理平台的整体架构和核心功能包括哪些?
平台以物联网感知层、数据平台层和智能决策层三大模块为核心,实现“实时全感知-智能分析决策-自动执行响应”的闭环。
1. 系统感知与数据采集
– 设备/环境IoT实时采集:集成传感器,对煤尘/瓦斯/温湿/顶板压力/岩移/通风等进行秒级监测。
– 人员定位与行为追踪:RFID/UWB及AI分析,对井下作业人员精准定位,分析轨迹与危险行为。
– 视频监控与智能识别:AI摄像/机器视觉系统辅助,检测异常作业、异常停机、突发事件。
2. 智能分析与决策支持
– 安全预警与应急响应:基于多源数据融合 (气体、振动、温度等) 建立风险模型,实现重大隐患识别与分级响应。矿难等极端场景下,自动通知相关人员、调度救援资源。
– 大数据分析&预测性维护:依托数据湖/云平台汇聚生产与设备大数据,通过模型分析预测设备故障、产线堵塞及安全隐患,实现主动预防和维护。
– 智能调度与资源优化:根据实时生产、人员与设备状态,自动生成最优调度计划或应急处置方案,大幅减少人工决策依赖。
3. 自动化与无人化作业
– 机器人与远程控制:巡检机器人、自动驾驶车辆、无人采煤机广泛应用于高危、重复、恶劣环境,实现“少人/无人化生产”。
– 自动控制与闭环执行:关键生产设备(如通风、泵站、运输等)与平台系统联动,实现指令闭环、自动调度。
4. 综合管控与可视化
– 三维数字孪生矿山:基于3D GIS/数字孪生,动态展示井下/地面空间关系与生产状态,为调度与应急提供支撑。
– 可视化大屏与移动端:全局可视化监控,支持领导决策、应急指挥和远程管理。
5. 环保与能效管理
– 环保监测与合规:自动监控水、气、噪声等环境参数,及时预警超标行为,辅助绿色矿山创建。
– 能源管理与优化:数据分析驱动能耗分解与优化,降低能耗与排放,推动绿色低碳转型。
6. 数据融合与标准化
– 构建统一数据中台和接口标准,实现多厂商、多系统数据互通;采集、治理、分析贯穿全业务链。
– 2023年中共中央、国务院发布《关于进一步加强矿山安全生产工作的意见》,明确要求推进智能化技术深度融入采掘、运输、通风、安全管理全过程。
– 国家矿山安监局《矿山安全生产治本攻坚三年行动方案(2024-2026年)》强调要“突出源头防控,推进安全生产治理数字化、智能化升级”。
智慧矿山安全平台在实践落地方面取得了哪些明显成效?
如新疆天湖铁矿,通过智慧管控平台,远程驾驶、无人值守、三维GIS管理已落地应用,人员减少40%、事故风险下降60%;山东济宁某煤矿,通过AI安全预警与调度,年均事故起数大幅减少。实际数据表明,智能化安全管理成为推动煤矿事故率下降、生产效率提升的根本性力量。
三、应用价值与未来展望
当前与未来,智慧矿山对安全生产治理有何深远价值?
– 降低事故风险:主动预警与快速响应机制,大幅减少突发事件。
– 提升运营效率:自动调度、无人化作业和资源优化,提高全流程效率与精准度。
– 节能减排与绿色发展:全过程能耗管控和环境监测,助推绿色矿业。
– 数据驱动决策:科学的数据分析助力高层实时掌握全局,优化决策。
– 促进产业升级:以智能化为突破口,引领矿业管理从经验型走向数据智能驱动型。
未来,随着5G、AI、大数据和工业互联网深度融合,矿山智能化、融合化、绿色化发展将持续提速。“一矿一策”、定制化解决方案将推广至更多矿种和企业类型。同时,标准体系与技术创新持续完善,智能矿山有望实现行业跨越式安全与管理水准提升。
智慧矿山已成为新时代矿业安全与效率提升的必由之路。面向未来,各矿山企业需主动拥抱数字化转型,把握技术与产业融合机遇,共同推动中国矿业迈向高质量、可持续发展。
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