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智慧矿山如何实现数字化转型?

引言:在当前矿业迈向高质量发展的关键阶段,智慧矿山的建设已成为国家政策明确的方向,也是行业提升安全水平、优化运营效率的核心抓手。无论是政策支持、技术创新,还是市场需求,都在推动着智慧矿山从概念走向实践。本文围绕智慧矿山的数字化转型,结合当前矿业发展的热点与痛点,深入探讨其核心价值与实施路径。

国家政策引导下的智慧矿山建设方向

面对国家对矿山安全和智能化的要求,企业该如何响应?

面对国家对矿山安全和智能化的高度重视,企业应当认真贯彻落实《关于进一步加强矿山安全生产工作的意见》等政策要求,具体可以从以下几个方面切入:

1. 强化企业主体责任:企业主要负责人要切实承担起安全生产的第一责任,配备专业安全管理人员,健全安全管理机构,提升管理标准化水平;

2. 构建数字化管理体系:引入一体化管控平台,覆盖从勘探到开采、再到环境治理的全过程,综合运用大数据、云平台等技术,实现数字化监测、分析和预警;

3. 推进智能化装备升级:加大智能采矿设备、无人驾驶车辆、远程控制系统等的投入,实现减人增效,提高作业安全性;

4. 强化安全技术应用:引入数字孪生、5G专网、AI预测等前沿技术,增强地质灾害监测、人员定位、设备状态监控等能力;

5. 加快推进绿色矿山建设:开展资源高效利用规划与生态保护,实现矿业绿色循环发展,符合《“十四五”矿山安全生产规划》中关于绿色矿山建设的指示。

信息孤岛

传统矿业运作模式的主要问题

矿业传统运作模式的痛点是什么?

矿业传统运作模式中存在诸多痛点,成为限制行业发展的主要障碍:

1. 信息孤岛严重:各类数据分散存储在不同系统中,难以实现互联互通,影响决策效率;

2. 安全隐患突出:作业环境复杂,传统人工作业风险高,应急响应能力不足;

3. 生产效率低下:依赖人工经验判断,难以实现精细化生产管理;

4. 资源利用率不高:缺乏对资源条件的全面掌握与数据驱动的决策,影响资源价值最大化;

5. 设备维护被动:传统基于定期检查的维护方式难以应对突发故障,造成直接经济损失。

这些问题不仅制约了矿业企业的经济效益,也直接影响了矿山安全生产水平和可持续发展能力。

推动智慧矿山建设面临的关键挑战

矿业数字化转型的核心障碍有哪些?

根据《“十四五”矿山安全生产规划》与《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》,矿业数字化转型面临的核心障碍主要包括:

1. 技术适配性不足:透明地质、数字孪生等前沿技术尚未完全成熟,难以广泛适配不同类型的矿山场景;

2. 资金与人才瓶颈:中小企业由于资金有限和专业技术人才不足,在智能化建设上难以持续推进;

3. 标准不统一:矿山数据标准体系尚未健全,各系统间数据难以互认互通,影响整体数据融合;

4. 管理理念滞后:部分企业仍习惯于传统管理模式,数字化变革阻力较大;

5. 保障机制不健全:缺乏有效的激励与监管机制,导致部分企业在推动智慧化方面积极性不足。

平台赋能解决行业痛点的有效路径

企业如何借助智慧矿山平台解决痛点?

针对上述痛点,智慧矿山一体化管控平台通过以下七个核心模块功能有效破解难题:

1. 集中数据采集与融合:集成物联网技术,对各类设备数据、环境数据和人员数据进行全面采集,并通过统一数据平台实现数据标准化与融合,打破信息孤岛;

2. 无人化智能作业系统:基于人工智能和自动化技术,构建采矿机器人、无人驾驶运输车等无人作业场景,减少井下人员,提升作业安全;

3. 智能预警和风险防控系统:结合大数据分析实现对人员行为、设备状态、环境参数的实时监测,建立分级预警机制,实现安全闭环管理;

4. 生产调度与资源优化系统:通过采集并分析生产数据,优化资源配置,提升生产效率与经济性;

5. 设备全生命周期管理系统:基于预测性维护算法对设备状态进行实时监测,编制维修计划,降低停机时间,提高设备运行效率;

6. 边坡与地质灾害监测系统:利用智能传感器和边缘计算技术,实现边坡稳定性和地质风险的动态监测与预警;

7. 人员定位与安全管理平台:采用RFID、UWB等定位技术,实现井下人员实时跟踪与安全管理,预防事故发生。

保障矿山安全生产的核心系统建设

安全生产关键问题如何通过平台系统解决?

矿山安全生产始终是国家政策关注的核心领域。《关于防范遏制矿山领域重特大生产安全事故的硬措施》明确提出,必须强化风险管控与隐患排查治理,落实全员安全生产责任制,不断增强安全保障能力。这些要求落地的关键在于企业需要一套具备如下功能的安全管理平台:

1. 风险动态评估模型:借助AI算法,对各类风险因素进行评分与排序,持续评估不同作业环节的风险等级;

2. 隐患智能识别与推送机制:将安全检查表与标准操作流程关联,形成系统化的隐患排查路径,支持移动端实时填报与审核;

3. 应急指挥调度系统:整合人员定位、通讯、设备前置等数据,为应急组织提供可视化指挥依据;

4. 安全培训与考核系统:基于VR等技术构建沉浸式培训场景,提升从业人员安全意识与应对能力;

5. 事故案例数据库与警示教育模块:存储典型事故资料,开展警示教育课程,强化安全管理理念。

隐患智能排查

数据驱动的矿山生产决策支持体系

智慧矿山数据如何赋能安全与高效生产?

随着大数据、人工智能、云计算等新一代信息技术的快速发展,矿山企业正在通过平台实现对海量数据的整理、分析与应用。例如,捷瑞数字推出的智能管控平台,就是基于大数据驱动的矿山生产决策支持系统:

1. 数据平台的基础功能:支持海量接入多源数据,建立统一的数据仓库,涵盖设备运行、生产调度、环境监测、人员行为等信息;

2. 分析与预警能力:通过构建数据驱动的决策模型,对矿井潜在风险进行提前识别和预警;

3. 优化生产流程:通过AI算法对生产计划进行智能优化,指导资源分配和工序控制,实现精细化管理;

4. 可视化呈现与决策辅助:通过大屏展示、移动APP等多种形式呈现关键指标,实现数据资产价值最大化;

5. 实现流程闭环管理:结合业务流程模块,将数据与决策、执行、监督等环节打通,缩短管理周期,提高响应速度。

绿色智能化融合发展的创新实践

智慧矿山如何体现智能采矿与绿色发展的融合?

《“十四五”矿山安全生产规划》提出要强化科技支撑能力,加快智能化矿山建设,推动绿色、智能化矿业转型升级。在实践层面,智慧矿山建设正在积极探索解决该问题的方法:

1. 资源画像与精准开采:通过数字孪生技术构建地下三维模型,实现对矿体分布的可视化刻画,指导智能化决策,提高资源采出率;

2. 环境监测与生态恢复:部署环境传感器,实时掌握开采区域的水土、噪音等指标变化,完善生态修复机制;

3. 能耗优化与碳排放监控:通过智能化设备与系统实现对能耗的实时监控和优化调整,助力实现”双碳”目标;

4. 循环经济模式探索:将尾矿、废石等资源进行再利用,建立资源循环体系,推动从”开采-生产-废弃”向”开采-生产-再利用”闭环发展。

智慧矿山建设的综合效益与示范价值

智慧矿山全方位解决方案的应用价值是什么?

1. 提升生产效率与经济效益:通过自动化和智能化技术,降低人工成本,提升生产效率,减少因事故而带来的损失;

2. 全面增强安全保障水平:通过对生产全过程的闭环监管与实时预警,确保安全生产万无一失;

3. 推动标准化与规范化管理:借助数字化平台固化管理流程,提升作业标准化水平,推动企业向现代化转型;

4. 构建可持续发展模式:将绿色发展理念贯穿于矿山建设全过程,实现经济效益与生态效益共赢;

5. 成为行业标杆示范:打造可复制推广的智慧矿山项目,为中国乃至全球矿业智能化提供实践范本。

智慧矿山未来发展趋势展望

未来智慧矿山的智能化发展方向是什么?

随着5G、边缘计算、人工智能等技术的深入推进,未来智慧矿山的建设将呈现以下几个新趋势:

1. 高度智能化:预计到2026年,国家煤矿智能化产能占比将达到60%以上,安全性、稳定性、可持续性将成为衡量矿山高质量发展的核心指标;

2. 全链路联合智能控制:从采掘、运输、提升到洗选、环保等整个流程,将通过统一平台实现一体化智能管理;

3. 人机协同与无人作业成为主流:未来矿山将更多由机器人、自动化设备完成各类高危作业,扩大井下无人员作业范围,彻底杜绝人为失误导致事故的可能;

4. “工业元宇宙”技术将推动虚拟与现实融合:例如山东黄金在三山岛金矿的应用,通过工业元宇宙实现远程操作、沉浸式监控;

5. 开放性平台推动生态进化:基于开放API架构构建的生态平台,可接入更多第三方系统,实现异构系统的无缝集成与协同。

正如《2025智能矿山蓝皮书》所指出的,到2030年,智能煤矿和非煤矿山的市场规模将超过2.3万亿元,这表明数字化、智能化已成矿业发展主旋律,将孕育更为广阔的市场空间和产业生态。

接续国家政策导向和新兴技术驱动,智慧矿山不仅有利于保障国家能源安全,提升资源利用效率,亦将对全球矿业的可持续发展格局产生深刻而长远的影响。未来,随着万物互联时代下更多的数据和技术融入,智慧矿山将不断突破边界,持续引领矿业新变革。本专栏将持续关注智慧矿山领域的发展动态,为推动我国矿业智能化转型贡献专业内容与洞见。

 

数字化矿山解决方案

数字化矿山解决方案

数字化矿山解决方案是针对现代矿山管理需求而开发的智能化系统,旨在通过先进的物联网、大数据、人工智能和云计算技术,实现矿山生产的智能化、精细化和高效化管理。该方案集成了实时监控、智能分析、自动化控制等功能,帮助矿山企业提升生产效率、降低运营成本、提高安全性。

 

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