引言：在当前国家“双碳”目标和高质量发展战略背景下，矿山安全生产已成为能源安全和国民经济稳定发展的关键要素。然而，我国矿山行业仍普遍面临安全风险高、生产效率低、设备管理粗放、能耗成本高和环保压力大等诸多痛点。中共中央办公厅、国务院办公厅联合印发《关于进一步加强矿山安全生产工作的意见》，明确了从源头治理、转型升级、科技赋能、依法治矿等多维度推动矿山本质安全建设。面对挑战，智慧矿山解决方案成为破解安全生产难题的关键利器。通过物联网、大数据、人工智能、数字孪生等新一代信息技术与矿山业务深度融合，打造一体化智能管控平台，全面赋能矿山安全生产、高效运营和绿色转型。
一、矿山安全生产面临的核心痛点
1. 安全风险高，地质灾害预警乏力
矿山开采环境复杂，尤其是井下作业，面临瓦斯突出、突水、顶板冒落、火灾等多重安全威胁。当前许多矿山人员定位系统滞后，视频监控覆盖率不足，灾害监测设备老旧，预警机制滞后，易造成重大安全事故。国家矿山安全监察局数据显示，90%以上的煤矿事故均与人为误判、设备故障或预警系统不完善有关。
2. 生产协同差，资源效率低
矿山“采、掘、机、运、通”五大系统之间缺乏信息共享与智能联动，主要依靠人工调度，导致设备空转、能源浪费、矿石“跑冒滴漏”现象普遍存在，OEE（设备综合使用效率）难以提升。
3. 设备管理粗放，运维成本高
大多数矿山设备仍采用计划性检修或被动维修策略，缺乏对设备状态的实时监测与智能诊断，造成非计划停机频发，生产中断损失严重。同时，设备寿命周期数据不完整，难以支撑科学决策。
4. 能耗与环保合规压力增大
主扇、水泵、压风机等高耗能设备缺乏精细化管控手段，造成电力资源浪费。特别是在“双控”目标下，矿山的废气、废水、噪音、尾矿等环境指标必须实时监测达标，传统手段难以满足日益严格的监管要求。
5. 信息孤岛严重，决策支撑不足
安全、生产、机电、环保等业务系统独立运行，无法实现数据互通与融合分析，导致管理决策依赖经验判断，难以响应快速变化的现场环境，影响管理效率与应急响应能力。
二、智慧矿山解决方案如何应对难题
1. 安全风险管理：构建一体化安全管控平台
智慧矿山通过接入人员精确定位系统（UWB）、视频AI分析、多参数气体传感器和地质灾害在线监测系统，结合云计算进行实时分析和预警。例如，在陕西某煤矿，部署了基于边缘计算的传感器网络，构建了水害、瓦斯、顶板三大灾害实时风险预警系统，事故响应时间缩短50%，预警准确率达98%。
- 人员定位系统：实现井下全员精准定位，结合热成像视频分析，提升应急指挥效率。
- 智能视频分析：自动识别违章行为、设备异常状态和环境异常，替代部分人工巡检。
- 灾害监测与预警系统：整合安全监测、地质勘探与历史事故模型，构建动态风险评估图。
2. 生产协同优化：实现矿山全流程智能调度
智慧矿山采用SCADA控制系统与MES生产执行系统联动，通过自动化调度优化生产流程。在内蒙古某露天矿，通过无人驾驶矿卡与智能调度系统联动，车辆综合利用率提升20%，作业节奏更科学、更高效。
- 智能调度系统：自动匹配任务优先级、设备状态与能耗目标，优化矿车运行路径。
- 数字孪生系统：打造矿山三维可视化监控平台，实现从地表到井下的实时仿真和预测。
- 自动化作业单元：支持自动化采掘、运输、破碎等生产环节，提升整体运行效率。
3. 设备全生命周期管理：预测性维护实现降本增效
通过部署设备健康管理系统（EAM），集成压力、温度、振动等传感器数据，运用机器学习模型预测设备生命周期，实现从“修为主”向“防为主”的转变。某大型铜矿通过部署预测性维护系统，非计划停机率下降30%，维护成本降低15%，平均修复时长缩短40%。
- 状态监测与诊断平台：每小时自动采集设备运行状态数据，并生成健康评估报告。
- 故障预测模型：结合历史维修数据与运行工况，实现提前预警与备件优化。
4. 能源与环保合规：建立绿色智慧矿山体系
建设EMS能源管理系统，集成电力、水耗、油耗等数据，通过AI算法优化能耗使用策略。同时结合环保监测系统，实现粉尘、废水、噪声等重点指标的实时监控与达标闭环。
- 能耗分类管控：对高耗能设备按负荷时段自动控制，降低峰期用电。
- 环保数据采集：实现废气、废水排放指标与国家标准自动比对，违规预警。
- 碳排放台账管理：建立能源碳排计算模型，支撑“双碳”合规运营。
5. 数据融合共享：建成矿山工业互联网平台
智慧矿山通过构建统一的工业数据中台，汇聚安全、生产、设备、能耗等多源异构数据，打破系统壁垒。某省矿区已对接30多个子系统，形成统一门户和数据标签体系，支撑上层应用快速构建。
- 矿山数据中台：集成元数据管理、数据质量监控与共享交换接口。
- 可视化大屏系统：构建从指挥中心到现场的“一张图”监控。
- 智能决策分析系统：接入AI模型库，辅助管理层进行风险研判与投资决策。
三、智慧矿山解决方案的价值与未来展望
方案价值总结
- 安全提升：构建全员、全过程、全天候风险预警体系，事故率显著下降；
- 效率驱动：自动化调度与预测性维护显著提高资源利用率与设备运行效率；
- 绿色可持续：实现能耗精细控制和环保达标，支撑碳中和目标；
- 决策科学化：数据融合与AI分析实现“管理一张图”，推动扁平化、智能化管理。
未来展望
随着5G、AI大模型、区块链等新技术的演进，智慧矿山将逐步迈向“自主决策、无人值守、生态协同”的更高阶段。国家《“十四五”矿山安全生产规划》明确提出，到2025年全国煤矿智能化工作面占比要超过70%，非煤矿智能化率也要显著提升。未来智慧矿山将不仅是技术系统集成，更是推动矿业绿色转型、满足未来能源需求的战略支撑。
声明：本站发布的内容（图片、视频和文字）以原创、转载和分享为主，文章观点不代表本网站立场，如果涉及侵权请联系站长邮箱：sales@idmakers.cn删除，任何个人或组织，需要转载可以自行与原作者联系。
