引言：矿山安全生产关乎人民生命财产安全，直接影响国家经济发展和社会稳定。在国家“双碳”目标和高质量发展战略推动下，矿山行业面临安全风险高、生产效率低、环保压力大等多重挑战。2023年中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于进一步加强矿山安全生产工作的意见》，明确提出要加快矿山智能化转型升级。智慧矿山解决方案，正成为破解行业发展瓶颈、推动矿业高质量发展的关键利器。
一、矿山行业面临的主要问题
1. 安全风险高：地质灾害预警与人员管理存在盲区
矿山作业环境复杂，瓦斯、水害、火灾、顶板事故等安全隐患频发。传统安全监控手段响应慢、覆盖率低，尤其在井下作业中，人员定位与紧急情况处置能力薄弱，极易酿成重大安全事故。2024年国务院安委会发布的《关于防范遏制矿山领域重特大生产安全事故的硬措施》指出，必须压实企业主体责任，强化重大灾害超前治理。
2. 生产效率低：环节协同差与设备利用率不足
“采、掘、机、运、通”各环节信息不互通，依赖人工调度，设备综合利用率（OEE）难以提升。部分矿山仍采用“人海战术”，生产组织缺乏数据支撑，导致资源浪费严重。
3. 设备管理粗放：运维成本高与计划性维修滞后
传统维修模式以“事后抢修”或“定期保养”为主，缺乏对设备状态的实时监测与故障预测能力，导致非计划停机频发，运维成本居高不下。
4. 能耗与环保压力大：缺乏精细化监控手段
主扇、压风机、水泵等高耗能设备缺乏智能调控，节能潜力未充分释放；粉尘、废水等环保指标监测数据不全，难以满足日益严格的环保监管要求。
5. 信息孤岛严重：数据难以融合驱动科学决策
各子系统独立运行，缺乏统一平台实现数据融合共享，导致管理层难以掌握全局信息，影响运营优化与风险预判。
二、智慧矿山的核心解决路径
1. 数字孪生平台：实现矿山全景可视化管理
数字孪生技术是智慧矿山的核心支撑。通过构建从地表到井下、从静态地质到动态生产的三维数字模型，实现矿山“一张图”可视化管理。例如，捷瑞数字在某大型铁矿项目中部署的数字孪生平台，实现了采掘进度、设备状态、人员分布的实时映射，提升了调度效率15%以上。
自然资源部《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》（2023年）明确提出，要加快构建矿山数字孪生系统，提升矿山全生命周期管理的智能化水平。
2. 智能安全预警系统：增强多源感知与应急处理能力
智慧矿山安全平台融合AI视频分析、人员精确定位、瓦斯/水害监测等系统，构建“人机环管”一体化安全监测网。例如，某煤矿通过部署基于AI的视频智能识别系统，实现对皮带跑偏、人员违规进入危险区域等隐患的自动报警，将事故率降低30%。
3. 预测性维护：从周期检修走向状态监控
通过部署振动、温度、电流等传感器，实时采集设备运行数据，结合机器学习算法进行故障预测。例如，某铜矿通过EAM+PdM系统，将球磨机非计划停机时间减少40%，年节约运维成本超百万元。
4. MES智能调度：提升作业流程效率
MES系统打通计划、调度、执行各环节，实现从采矿指令下发到运输车辆调度的全流程自动化。某露天矿通过部署无人驾驶矿卡调度系统，提升运输效率20%，减少人工成本30%。
5. 能源与环保闭环管理：打造绿色矿山新模式
借助物联网与大数据技术，实现对能耗与环保指标的实时采集与分析。例如，某磷矿通过部署EMS系统，优化主扇与压风机运行策略，年节电率达12%，并实现环保数据上传省级监管平台。
6. 统一数据中台：消除信息壁垒推动智慧决策
构建统一的数据中台，打通SCADA、DCS、ERP等系统数据，实现矿山生产、安全、环保等多维度数据的融合与可视化分析。通过构建矿山大数据湖，实现历史数据与实时数据联动分析，为管理层提供科学决策支持。
三、应用成效与发展前景
1. 提升安全保障水平
智慧矿山构建了“事前预警、事中管控、事后追溯”的全链条安全管理体系，矿山百万吨死亡率持续下降，本质安全水平显著提升。
2. 实现运营降本提质
通过自动化、智能化手段优化生产组织，减少人员投入，提升设备利用率，助力矿山降本增效。据测算，全面智能化改造后的矿山可提升整体生产效率15%-25%。
3. 助力绿色发展转型
智慧矿山通过精细化能耗控制与环保数据闭环管理，推动矿山向绿色、低碳、可持续发展方向转型。四川省明确要求到2027年70%以上大中型矿山达到绿色矿山标准。
4. 推进精细化管理
数据驱动的决策机制，使矿山管理从经验驱动转向模型和算法驱动，决策更精准，资源配置更合理。
5. 向全面智能化演进
随着5G、AI、边缘计算等技术的发展，矿山将加速迈向“设备无人化、管理可视化、决策智能化”。国家矿山安全监察局提出，到2030年，煤矿智能化工作面常态化运行率要达到80%以上。
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